CN103573351A - 用于后处理排气的混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于后处理排气的混合装置，具体而言，涉及一种用于在内燃机的排气设备中后处理排气的混合装置，该混合装置包括带有具有进口截面的进入开口的壳体和布置在壳体之内的内管，该内管带有构造在内管的内部中的混合区域，其中，在壳体的端侧处布置有配量装置以用于供应液体和/或液体－气体混合物，且其中，内管在其周面处具有通路开口，通过该通路开口可将排气导入到混合区域中。壳体在此具有螺旋状的壳体区段，其中，该螺旋状的壳体区段至少沿着所有的通路开口延伸。此外，本发明提供一种用于在使用上述混合装置的情况下混合排气与液体和/或液体－气体混合物的方法。

Description

用于后处理排气的混合装置
技术领域
本发明涉及一种用于在内燃机的排气设备中后处理排气的混合装置，该混合装置包括带有具有进口截面的进入开口和布置在壳体之内的内管，该内管带有构造在内管的内部中的混合区域，其中，在壳体的端侧处布置有配量装置以用于供应液体和/或液体－气体混合物。在此，内管在其周面处具有通路开口(Zutritts?ffnung)，可穿过该通路开口将排气导入到混合区域中。此外，本发明涉及一种用于在使用这样的混合装置的情况下混合排气与液体和/或液体－气体混合物的方法。
背景技术
通常已知的是将水解催化净化器(Hydrolysekatalysator)使用来用于降低尤其机动车的排气流中的氮氧化物。在例如以SCR催化净化器执行的选择性催化还原(SCR)的领域内将起还原作用的物质(例如氨)或仅在排气中释放还原物质的初级产品(例如含水的脲溶液)直接输送给排气流。在此通常将初级产品在SCR催化净化器之前喷入到排气流中。
此外为了最小化机动车中的细颗粒物的排放通常使用所谓的颗粒过滤器。在此排气通常流过过滤介质。在此可发生颗粒过滤器的“阻塞”且因此导致排气背压的升高。这又负面地影响内燃机的燃料消耗和马达功率。因此通常执行颗粒过滤器再生，其尤其通过主动提高排气流的排气温度来实现，然后将该排气流供应给颗粒过滤器。在此，为了加热排气流，通常在颗粒过滤器上游为排气流添加碳氢化合物。紧接着将该混合物输送给HC－氧化催化器，其活性成分与碳氢化合物通过放热反应产生升温的排气流。该热的排气流流至颗粒过滤器，在其中，装入在颗粒过滤器中的含碳的炭黑颗粒被转化成CO、CO2、N2以及NO，由此使颗粒过滤器再生。
在此将相应待引入到排气中的、一般以液态的形式存在的物质通常经由配量装置的喷嘴喷入到排气流中。为了获得尽可能高的效率，在此尤其均匀地分布被引入到排气中的液体是非常重要的。
例如在文件DE 42 03 807 A1中公开了开头所提及的形式的混合装置。在其中示出了构造为用于在内燃机的排气设备中后处理排气的混合装置的布置方案，其使得能够在进入到水解催化净化器中之前混匀排气与脲溶液。为此在壳体中布置有设计为内管的锥形的导向板。导向板具有多个钻孔作为到构造在导向板之内的混合区域中的通路开口。在壳体处在端侧布置有构造为压力雾化器喷嘴的配量装置，经由该配量装置将脲溶液作为喷洒物输送到混合区域中。排气经由进入开口被引入到壳体中且通过导向板的钻孔流到混合区域中，在该混合区域中排气与喷洒物混合。然而在此不利的是在周向方向上来看由经过钻孔引入的排气作用不同强度的力到所引入的喷洒物上，这导致喷洒物的偏转且由此导致喷洒物的不对称的扩散。因此喷洒物与脲未均匀地混合。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种混合装置，该混合装置独立地或仅在很小地影响流入的排气体积流的情况下保证尽可能均匀地混合液体和/或液体－气体混合物与排气。此外本发明的第二目的在于提供一种用于尽可能均匀地混合液体和/或液体－气体混合物与排气的方法。
第一目的通过用于在内燃机的排气设备中后处理排气的混合装置来实现，该混合装置包括带有具有进口截面的进入开口的壳体和布置在壳体之内的内管，该内管带有构造在内管的内部中的混合区域，其中，在壳体的端侧处布置有用于供应液体和/或液体－气体混合物的配量装置，且其中，内管在其周面处具有通路开口，通过该通路开口可将排气导入到混合区域中。在此，壳体具有螺旋状的壳体区段，其中，螺旋状的壳体区段至少沿着内管的所有的通路开口延伸。
在此在第一步中，本发明基于以下考虑，即为了均匀地混合尤其以喷洒物的形式引入的液体和/或引入的液体－气体混合物与排气而需要喷洒物在混合区域中均匀的扩散。在第二步中，本发明基于以下考虑，即为了将喷洒物均匀地扩散到混合区域上在围绕喷洒物的中间的主流动轴线的周向方向上必须存在均匀的流动力。换句话说必须在周向方向上存在均匀的流动和压力情况。因此本发明设置成壳体具有螺旋状的壳体区段，该壳体区段至少沿着内管的所有的通路开口延伸。通过该螺旋形状来保证在处在外部的周面处沿着内管的设有通路开口的区段存在近似相同的流动和压力情况，从而尤其在周向方向上来看实现将排气经由通路开口均匀地输送到混合区域中且可在混合区域中形成旋转对称的流动情况。
壳体的进入开口尤其用于将排气输送到壳体中。作为基体，内管尤其具有带有圆形的、椭圆形的、矩形的或多边形的截面的伸长的空心体。在内管内构造有混合区域，在该混合区域中排气与经由配量装置供应的液体和/或液体－气体混合物相混合。该液体尤其包含脲和/或碳氢化合物。
螺旋状的壳体区段尤其朝内管且在周向方向上沿着内管引导经过进入开口流入的排气。由于螺旋形状在该壳体区段中在周向方向上在壳体壁与内管的周面之间出现体积缩小且通过该螺旋形状将一定的涡旋传给流经螺旋状的壳体区段的排气流。在此该螺旋状的壳体区段至少沿着所有的通路开口延伸，即内管的所有的通路开口布置在该壳体区段之内。
本发明具有如下优点，即由此提供一种混合装置，其独立地或仅在很小地影响流入的排气体积流的情况下保证尽可能均匀地混合液体和/或液体－气体混合物与排气。通过沿着通路开口延伸的螺旋状的壳体区段在处在外部的周面处来调节近似相同的流动和压力情况，从而尤其在周向方向上看实现将排气经由通路开口均匀地输送到混合区域中且可混合区域中形成旋转对称的流动情况。
从轴向方向流进到壳体中的排气(其在壳体之内沿轴向流至背对配量装置的轴向的端部)可至少短时积聚在壳体的该端部区域中，由此穿过处在该区域中的通路开口的排气体积流大于流过更靠近配量装置的区域的通路开口的排气体积流。然而为了获得尽可能相同大小的排气体积流，由通路开口形成的通道截面有利地朝内管的背对配量装置的轴向的端部逐渐减小。在此通道截面为这样的截面，其由于用于进入到混合区域中的通路开口而提供排气。该通道截面可朝背对配量装置的端部例如持续地减小。但该通道截面还可朝背对配量装置的端部尤其局部地减小。换句话说，在靠近配量装置的区域中的通道截面大于在离配量装置更远的区域中的通道截面。在此各个区域彼此基本上大小相同。区域由内管的所限定的周缘面形成，其中，该周缘面由实心材料的面和通路开口的截面的总和得出。即在靠近配量装置的区域中实心材料的面相对于通路开口的截面的比小于在离配量装置更远的区域中实心材料的面相对于通路开口的截面的比。
为了实现减小通道截面，适宜地朝内管的背对配量装置的轴向的端部至少局部地减小通路开口的数量。由此可以相对简单的方式实现朝内管的背对配量装置的轴向的端部减小由通路开口形成的通道截面。由此尤其在排气从轴向方向流进到壳体中时实现流到内管中的排气沿着内管的设有通路开口的整个区段尽可能均匀地流到混合区域中。为此相邻的两个通路开口的间距在轴向方向上和/或在周向方向上朝内管的背对配量装置的轴向的端部增大。在此通路开口的数量可朝背对配量装置的端部持续减小。但通路开口的数量还可朝背对配量装置的端部局部地减小。换句话说，在此在远离配量装置的区域中的通路开口的数量小于在更靠近配量装置的区域中的通路开口的数量。
为了实现减小通道截面，通路开口的截面朝背对配量装置的轴向的端部有利地至少局部地减小。在此各个通路开口的截面可朝背对配量装置的端部持续地减小。但各个通路开口的截面还可朝背对配量装置的端部局部地减小。即在远离配量装置的区域中的各个通路开口的截面小于在更靠近配量装置的区域中的各个通路开口的截面。
在一有利的实施形式中，排气导入管至少部分地延伸到壳体中，其中，排气导入管的纵向中轴线和内管的纵向中轴线基本上彼此平行地取向。经由这样的排气导入管可将排气有针对性地输送至在壳体之内的确定的区域。在此排气导入管经由进入开口延伸到壳体中，即排气导入管通过进入开口被引导到壳体中。在此排气导入管尤其构造成圆柱形或锥形。在圆形的进入开口的情况下，排气导入管在进入开口的区域中的外径基本上相应于进入开口的直径。
有利地，排气导入管在壳体之内至少沿着螺旋状的壳体区段延伸，其中，排气导入管在沿着螺旋状的壳体区段延伸的周缘面处具有排出开口。输送给排气导入管的排气流尤其可通过这些排出开口流到螺旋状的壳体区段中。排出开口尤其完全布置在排气导入管的周缘面处且例如具有圆形或切口状的几何形状。由此还可使尤其从轴向方向输送给排气导入管的排气流在从排气导入管通过排出开口流出时“换向”到径向方向上或给予该排气流至少一个径向的速度分量。由此进一步有助于排气沿着排气导入管的设有排出开口的整个区段尽可能均匀地流到螺旋状的壳体区段中。
因为流入到排气导入管中的排气可至少短时积聚在排气导入管的背对进入开口的轴向的端部处且由此来自处在该区域中的排出开口的排气体积流可大于来自更靠近进入开口的区域的排出开口的排气体积流，所以优选地排出开口的数量朝排气导入管的背对进入开口的轴向的端部至少局部地减小。因此实现流进到排气导入管中的排气沿着排气导入管的设有排出开口的整个区段尽可能均匀地流到螺旋状的壳体区段中。为此，相邻的两个排出开口的间距在轴向方向上和/或在周向方向上朝排气导入管的背对进入开口的轴向的端部逐渐增大。在此排出开口的数量可朝背对进入开口的端部持续地减小。但排出开口的数量还可朝背对进入开口的端部局部地减小。换句话说，在此在远离配量装置的区域中的排出开口的数量小于在更靠近配量装置的区域中的通路开口的数量。在此各个区域彼此基本上大小相同。区域由排气导入管的所限定的周缘面形成，其中，该周缘面由实心材料的面和排出开口的截面的总和得出。即在靠近配量装置的区域中实心材料的面相对于排出开口的截面的比小于在离配量装置更远的区域中实心材料的面相对于排出开口的截面的比。
备选地或除了减小排出开口的数量之外，各个排出开口的截面优选朝背对配量装置的端部持续地减小。但各个排出开口的截面还可朝背对配量装置的端部局部地减小。即在远离配量装置的区域中的各个排出开口的截面小于在更靠近配量装置的区域中的各个排出开口的截面。
适宜地，内管构造成圆柱形或锥形。根据所使用的配量装置和液体和/或液体－气体混合物的与此相关的扩散，这种形状进一步正面地影响液体和/或液体－气体混合物在混合区域中的均匀的扩散。在锥形的内管的情况下，内管的直径朝背对配量装置的端部放大。
通路开口有利地设有排气导引元件，其从周面的主延伸部伸出。这些排气导引元件尤其一方面用来引导排气的流动且另一方面该导引元件防止液体和/或液体－气体混合物从混合区域中流出。此外通过排气导引元件将涡旋传给流过通路开口的子排气流和/或增强由螺旋状的壳体区段引起的涡旋运动。排气导引元件的几何形状可选择成与相应的个别情况相匹配且可尤其取决于所引入的液体和/或所引入的液体－气体混合物在混合区域中的扩散特性以及所出现的排气体积流来选择。
在此排气导引元件适宜地至少延伸到混合区域中。但此外还可在通路开口处附加地设置有延伸到在内管的周面与壳体壁之间的间隙中的排气导引元件。优选地，排气导引元件或两个排气导引元件如此成形使得其从内管的纵向中轴线沿径向向外来看看不透地“封闭”通路开口，也就是说从纵向中轴线且垂直于其沿径向向外行进的(虚拟的)射束可尽可能地穿透通路开口。
有利地，排气导引元件一件式地构造在内管的周面处。这使得能够实现简单且成本有利的制造。
在一有利的实施形式中，排气导引元件的开口轴线到内管的伸延通过排气导引元件的通路开口的中心纵向平面上的投影与内管的纵向中轴线围成从5°至90°的倾角，优选地从30°至50°的倾角，特别优选地从35°至40°的倾角。在排气导引元件在这样的角度下倾斜时可尤其特别有效地阻止液体和/或液体－气体混合物从混合区域中的排出。在此中心纵向平面一方面伸延通过相应的通路开口的中心且另一方面伸延通过内管的纵向中轴线且沿着该纵向中轴线延伸。换句话说，该倾角为这样的角，即排气导引元件从内管的基本周面(即从没有考虑排气导引元件的周面)伸出的角度。
适宜地，排气导引元件的开口轴线与内管的伸延通过排气导引元件的通路开口的中心纵向平面围成从0°至90°的取向角，优选地从10°至90°的取向角，特别优选地从20°至90°的取向角。在此中心纵向平面一方面伸延通过相应的通路开口的中心且另一方面伸延通过内管的纵向中轴线且沿着该纵向中轴线延伸。换句话说，取向角说明了这样的角度，即通路开口从在内管的纵向中轴线的方向上取向的走向“转出”了该角度。在排气导引元件根据小于90°的取向角取向时，排气导引元件引起子排气流部分地朝主喷射方向换向。由此来尤其实现从螺旋状的壳体区段流入的排气通过通路开口和布置在其处的排气导引元件被换向到子排气流中，该子排气流具有一定的在配量装置的主喷射方向上伸延的速度分量，这又有助于液体和/或液体－气体混合物与排气的均匀的混合。
在一适宜的实施形式中，配量装置布置成同轴于内管的纵向中轴线。由此能够实现居中地配料到混合区域中，这进一步正面地影响液体和/或液体－气体混合物的均匀的扩散且因此影响与排气的均匀的混合。
有利地，由通路开口形成的通道截面相应于进入开口的进口截面的80%至300%优选地90%至250%。进口截面相对于通道截面的这样的比进一步正面地影响排气均匀地流入到混合区域中。
优选地，内管的周面除了通路开口之外尤其在螺旋状的壳体区段的轴向的端部的区域中具有至少部分地环绕的环形间隙，该环形间隙用作用于排气的“旁路”形式。在此在环形间隙的区域中可可选地布置有导引元件，其引起流过环形间隙的子排气流至少部分地换向到配量装置的主喷射方向上。
优选地，内管如此布置在螺旋状的壳体区段中，即在周向方向上在内管与壳体壁之间始终构造有取决于螺旋形状的走向的间距。由此在内管与壳体壁之间在周向方向上看始终存在间隙且未形成流进的排气积聚在其处的“死巷”。这进一步正面地有助于通过螺旋状的壳体区段的均匀的流动走向。
第二目的通过一种用于在使用上述的混合装置的情况下混合排气与液体和/或液体－气体混合物的方法来实现。
利用该方法来独立地或仅在很小地影响流入的排气体积流的情况下实现尽可能均匀地混合液体和/或液体－气体混合物与排气。通过使排气经由沿着内管的通路开口伸延的螺旋状的壳体区段流入来在内管的处在外部的周面处调节近似相同的流动和压力情况，从而尤其在周向方向上来看实现将排气经由通路开口均匀地输送到混合区域中且可在混合区域中形成旋转对称的流动情况。
附图说明
下面借助附图对本发明的实施例作进一步说明。其中：
图1显示了混合装置的示意性的图示，
图2在根据剖面线A－A的示意性的纵剖面图示中显示了图1的混合装置，
图3在根据剖面线B－B的示意性的截面图示中显示了图2的混合装置，
图4在示意性的图示中显示了备选的实施形式的螺旋状的壳体区段，
图5在示意性的图示中显示了在另一实施形式中的内管，
图6在根据剖面线E－E的示意性的纵剖面图示中显示了图5的内管的放大的剖面，
图7在示意性的纵剖面图示中显示了排气导引元件的不同的实施形式，
图8在示意性的纵剖面图示中显示了在备选的实施形式中的混合装置，
图9a－9c在放大的剖面C的示意性的纵剖面图示中显示了图8的导引元件和内管的不同的实施形式。
参考标号列表
2 混合装置
4 壳体
6 内管
8 混合区域
10 配量装置
12 喷嘴
14 喷洒物
16 周面
18 通路开口
20 排气导引元件
22 螺旋状的壳体区段
24 进入开口
26 排气导入管
28 排出开口
30 周缘面
32 排气合流
34 喷洒物－气体混合物
36 开口轴线
38 中心纵向平面
40 旁路通道
42 导引元件
44 端部区域
46 内壁
V1 变型方案1
V2 变型方案2
V3 变型方案3
α 取向角
β 倾角
s 间距。
具体实施形式
在图1中以示意性的图示示出了一种用于在内燃机的排气设备中后处理排气的混合装置2。在此，混合装置2在流动技术方面置于SCR催化净化器上游。混合装置2包括壳体4和布置在壳体4内的圆柱形的内管6。在内管6的内部中构造有混合区域8。
图2在根据剖面线A－A的示意性的纵剖面图示中显示了图1的混合装置2。在此又可识别出布置在壳体4中的、带有构造在其内部中的混合区域8的内管6。同轴于内管6的纵向中轴线将配量装置10安装在壳体4的端侧处。配量装置10用来经由喷嘴12以喷洒物14形式将液体－气体混合物供应到混合区域8中。液体在此为脲溶液。
内管6在其周面16处具有通路开口18，通过该通路开口可将排气导入到混合区域8中。通路开口18设有从周面16的主延伸部伸出的排气导引元件20。该排气导引元件20尤其一方面用来引导排气的流动且另一方面该排气导引元件用来防止喷洒物14从混合区域8中排出。在此，排气导引元件20一件式地构造在内管6的周面16处，这使得实现简单且成本有利地制造。
通路开口18的数量在此朝内管6的背对配量装置10的轴向的端部持续地减小。为此相邻的两个通路开口18的间距在轴向方向上且在周向方向上朝内管6的背对配量装置10的轴向的端部增大。由此实现由通路开口18形成的通道截面朝内管6的背对配量装置10的轴向的端部的减小。此外可在图2中识别出通路开口18“转出”了在内管6的纵向中轴线的方向上取向的走向(Verlauf)。
此外，壳体4包括螺旋状的壳体区段22，其沿着内管6的所有的通路开口18延伸，即内管6的所有的通路开口18布置在该螺旋状的壳体区段22内。
构造成圆柱形的排气导入管26经由进入开口24延伸到壳体4中。换句话说将排气导入管26穿过进入开口24引导到壳体4中。为此排气导入管26的外径基本上相应于进入开口24的直径。排气导入管26的纵向中轴线和内管6的纵向中轴线彼此平行地取向且排气导入管26沿轴向沿着整个螺旋状的壳体区段22延伸。此外排气导入管26沿着螺旋状的壳体区段22具有排出开口28。排出开口28完全布置在排气导入管26的周缘面30处且具有圆形的几何形状。
在运行中，输送给混合装置2的排气合流32首先经由排气导入管26在朝壳体4的方向上流动且在此经由排出开口28流到螺旋状的壳体区段22中。因此使排气合流32在从排气导入管26通过排出开口28流出时从轴向方向“换向”到径向方向上或者给予该排气合流至少径向的速度分量。此外将排气合流32沿着排气导入管26的设有排出开口28的整个区段相对均匀地输送给螺旋状的壳体区段22。
通过使螺旋状的壳体区段22沿着所有的排出开口28且尤其沿着所有的通路开口18延伸来保证在内管6的周面16处沿着设有通路开口18的区段存在近似相同的流动和压力情况。由此实现尤其在周向方向上来看将子排气流经由通路开口18均匀地输送到混合区域8中且可在混合区域8中形成旋转对称的流动情况。由此可使喷洒物14在混合区域8中均匀地扩散，因为尤其在周向方向上围绕喷洒物14的中间的主流动轴线(其在这样的布置的情况下基本上相应于内管6的纵向中轴线)存在近似均匀的流动和压力情况。这引起喷洒物14与经由通路开口18以子排气流形式输送的排气的均匀的混合。
因为从轴向方向流进到排气导入管26中的排气合流32(其沿轴向流至背对配量装置10的轴向的端部)可至少短时积聚在排气导入管26的端部区域中，所以流过处在该区域中的排出开口28的排气体积流至少短时大于流过更靠近配量装置的区域的排出开口28的排气体积流。
然而通过通路开口18的数量朝内管6的背对配量装置10的轴向的端部的持续的减小来实现流到内管6中的排气同样沿轴向沿着设有通路开口18的整个区段极其均匀地流到混合区域8中。这进一步正面地影响在混合区域8中的均匀的流动和压力情况且因此影响喷洒物14与排气的均匀的混合。
此外,通过通路开口18和由此尤其相应的排气导引元件20的所示出的取向部分地引起流过通路开口18的子排气流朝喷洒物14的主喷射方向的换向。尤其在靠近配量装置的区域中偏转的子排气流因此获得一定的在配量装置10的主喷射方向上延伸的速度分量。这附加地有助于喷洒物14与排气的均匀的混合，因为尤其在靠近配量装置的区域中未发生或仅发生喷洒物14的非常小的偏转。
因此均匀混合的喷洒物-排气混合物从内管6且最终从壳体4在轴向方向上流入SCR催化净化器。
图3在根据剖面线B－B的示意性的截面图示中显示了图2的混合装置。在此尤其可识别出内管6布置在螺旋状的壳体区段22中。由于在内管6与壳体壁之间的间隙的通过螺旋形状在周向方向上引起的体积缩小而有助于在内管6的处在外部的周面16处沿周向存在近似相同的压力和流动情况，由此可实现尽可能均匀地将排气输送到混合区域8中。
在图4中以示意性的图示示出了一备选的实施形式的螺旋状的壳体区段22。在此可识别出内管6如此布置在螺旋状的壳体区段22中，即在周向方向上在内管6与壳体壁之间始终构造有取决于螺旋形状的走向的间距s。由此在内管6与壳体壁之间在周向方向上来看始终存在间隙且未形成流入的排气可积聚在其处的“死巷”。这进一步正面地有助于均匀地流过螺旋状的壳体区段22的走向。螺旋状的壳体区段22的曲率半径根据以下螺旋方程来表示：
Figure 2013103078253100002DEST_PATH_IMAGE002
在该等式中，r表示曲率半径，D表示内管6的直径，s表示内管6的周面16与螺旋状的壳体22的壳体壁的间距且A表示螺旋状的壳体的流入开口的截面。
图5以示意性的图示显示了在另一实施形式中的内管6。在此示出了布置在内管6的周面16处的通路开口18和在通路开口18处一件式地构造的排气导引元件20。通路开口18和排气导引元件20从在内管6的纵向中轴线的方向上取向的走向“转出”取向角α。取向角α在此包围在排气导引元件20的开口轴线36与内管6的伸延通过排气导引元件20的通路开口18的中心纵向平面38之间。在此，中心纵向平面38一方面伸延通过相应的通路开口18的中心且另一方面伸延通过内管6的纵向中轴线且沿着该纵向中轴线延伸。在排气导引元件20根据小于90°的取向角α取向时，通路开口18和尤其排气导引元件20引起流过通路开口18的子排气流朝配量装置10的主喷射方向的一定的换向。在此取向角α沿轴向向右(即沿轴向朝背对配量装置10的端部)增大。取向角α的大小且尤其沿轴向向右的增大在此尤其取决于在个别情况中所使用的配量装置10和喷嘴12以及取决于通过通路开口18流到内管6的混合区域8中的排气体积流。
图6在根据剖面线E－E的示意性的纵剖面图示中显示了图5的内管的放大的剖面。在此可识别出布置在内管6的周面16处的通路开口18且尤其可识别出在通路开口18处一件式地构造的排气导引元件20。在每个通路开口18处一排气导引元件20延伸到混合区域8中而另一排气导引元件20延伸到在内管6的周面16与壳体4的壳体壁之间的间隙中，内管6布置在壳体中。在此，通路开口18的相应地两个排气导引元件20如此成形，即其从内管6的纵向中轴线沿径向向外来看尽可能看不透地“封闭”通路开口。以该方式来特别有效地阻止通过配量装置10排出到形成在内管6的内部中的混合区域8中。在此在倾角?的情况下所示出的排气导引元件20从内管6的基本周面(即从不考虑排气导引元件20的周面16)伸出。
在图7中以示意性的纵剖面图示示出了排气导引元件20的不同的实施形式，该排气导引元件布置在安装在壳体4中的内管6的周面16的通路开口18处。在V1中仅将排气导引元件20布置在通路开口18处，该排气导引元件延伸到在周面16与壳体4的壳体壁之间的间隙中。V2显示了通路开口18，在其处布置有排气导引元件20，其延伸到构造在内管6内的混合区域8中。V3相应于在图6中示出的实施形式。
图8在示意性的纵剖面图示做显示了一备选的实施形式的混合装置2。在此混合装置2基本上相应于在图1至图3中所显示的混合装置。与之相比，排气导入管26的沿轴向相邻的两个排出开口28的间距在轴向方向上朝排气导入管26的背对进入开口24的轴向的端部增大。因此排出开口28的数量朝背对进入开口24的端部减小。因此实现流入到排气导入管26中的排气合流32沿着排气导入管26的设有排出开口28的整个区段尽可能均匀地流到螺旋状的壳体区段22中。
此外，内管6的周面16在靠近配量装置的区域中具有环绕的环形间隙，其用作用于排气的旁路通道40。导引元件42布置在配量装置处且布置成与配量装置10同轴且沿轴向伸入到内管6的混合区域8中。导引元件42防止在靠近配量装置的区域中利用经过旁路通道40的子排气流加载喷洒物14。此外，导引元件42将该子排气流换向到轴向的主喷射方向上。为此导引元件42构造成环状且优选地旋转对称且构造成在其截面中在其外面处朝背对配量装置10的端部逐渐渐缩。
图9a-9c在示意性的纵剖面图示中显示了图8的放大的剖面C的导引元件42和内管6的不同的实施形式。在此一方面可识别出不同的设计的通路开口18。另一方面,导引元件42尤其在其轴向和/或径向的延伸部方面以不同的方式来设计。
在此，在图9b中所显示的导引元件42的背对配量装置10的端部区域44的轴向的延伸部相对很大地来选择。由此可实现导引元件42的背对配量装置10的、沿径向在内侧的端部区域44与喷洒物14的接触或利用喷洒物来润湿。导引元件42的内壁46的轻微的和/或暂时的润湿尤其在排气流经的状态中是有利的。通过使较少部分的喷洒物14至少暂时地沉积在导引元件42的内壁46处来实现一定的液体存储。配量装置10通常间或地工作。由此可在非喷入时段期间实现“消除”处在导引元件42的内壁46处的液体。该效果由此变得有利，即导引元件42是薄壁的和/或在外侧由流过旁路通道40的子排气流加热，从而使得处在内壁46的壁区段处的液体同样升温。该热使得在内侧贴靠在导引元件42处的液滴的分开效果和分离效果(二次离开)变得简单。换句话说，通过喷洒物14的有针对性的轻微的暂时的壁接触进一步有利于混合装置2的混合功能。
经由导引元件42的轴向的延伸和尤其其背对配量装置10的端部区域44的设计可以结构上简单且有效的方式调节液体的暂时的附着的程度。一般配量装置10且与此同时喷洒角以及液体的密度预先给定。这些参数取决于排气体积流影响喷洒物14的扩散特性。如果现在应建造带有其它密度的液体和/或带有其它喷洒角的配量装置10，那么如果混合装置2通过改变导引元件42的轴向的延伸部和尤其其背对配量装置10的端部区域44来匹配以便调节上面所描述的效果(二次离开)，这便足够。这使得通过相应地选择优选的轴向延伸部的导引元件42能够实现模块化结构方式和/或改造系统。

Claims (15)

1. 一种用于在内燃机的排气设备中后处理排气的混合装置(2)，该混合装置包括带有具有进口截面的进入开口(24)的壳体(4)和布置在所述壳体(4)之内的内管(6)，该内管带有构造在所述内管(6)的内部中的混合区域(8)，其中，在所述壳体(4)的端侧处布置有配量装置(10)以用于供应液体和/或液体－气体混合物(14)，且其中，所述内管(6)在其周面(16)处具有通路开口(18)，通过该通路开口可将排气导入到所述混合区域(8)中，其特征在于，所述壳体(4)具有螺旋状的壳体区段(22)，其中，所述螺旋状的壳体区段(22)至少沿着所述内管(6)的所有的通路开口(18)延伸。
2. 根据权利要求1所述的混合装置(2)，其特征在于，由所述通路开口(18)形成的通道截面朝所述内管(6)的背对所述配量装置(10)的轴向的端部减小。
3. 根据权利要求2所述的混合装置(2)，其特征在于，所述通路开口(18)的数量朝所述内管(6)的背对所述配量装置(10)的轴向的端部至少局部地减小。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的混合装置(2)，其特征在于，所述进入开口(18)的截面朝背对所述配量装置(10)的轴向的端部至少局部地减小。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的混合装置(2)，其特征在于，排气导入管(26)至少部分地延伸到所述壳体(4)中，其中，所述排气导入管(26)的纵向中轴线和所述内管(6)的纵向中轴线基本上彼此平行地取向。
6. 根据权利要求5所述的混合装置(2)，其特征在于，所述排气导入管(26)在所述壳体(4)之内至少沿着所述螺旋状的壳体区段(22)伸延，其中，所述排气导入管(26)在其沿着所述螺旋状的壳体区段(22)延伸的周缘面(30)处具有排出开口(28)。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的混合装置(2)，其特征在于，所述内管(6)构造成圆柱形或锥形。
8. 根据上述权利要求中任一项所述的混合装置(2)，其特征在于，所述通路开口(18)设有排气导引元件(20)，该排气导引元件从所述周面(16)的主延伸部伸出。
9. 根据权利要求8所述的混合装置(2)，其特征在于，所述排气导引元件(20)至少延伸到所述混合区域(8)中。
10. 根据权利要求8或9所述的混合装置(2)，其特征在于，所述排气导引元件(20)一件式地构造在所述内管(6)的周面(16)处。
11. 根据权利要求8至10中任一项所述的混合装置(2)，其特征在于，所述排气导引元件(20)的开口轴线(36)到所述内管(6)的伸延通过所述排气导引元件(20)的通路开口(18)的中心纵向平面(38)上的投影与所述内管(6)的纵向中轴线包围有从5°至90°的倾角(β)，优选地从30°至50°的倾角(β)，特别优选地从35°至40°的倾角(β)。
12. 根据权利要求8至11中任一项所述的混合装置(2)，其特征在于，所述排气导引元件(20)的开口轴线(36)与所述内管(6)的伸延通过所述排气导引元件(20)的通路开口(18)的中心纵向平面(38)包围有从0°至90的取向角(α)，优选地从10°至90°的取向角(α)，特别优选地从20°至90°的取向角(α)。
13. 根据上述权利要求中任一项所述的混合装置(2)，其特征在于，所述配量装置(10)布置成与所述内管(6)的纵向中轴线同轴。
14. 根据上述权利要求中任一项所述的混合装置(2)，其特征在于，由所述通路开口(18)形成的所述通道截面为所述进入开口(24)的进口截面的80%至300%，优选地为90%至250%。
15. 一种用于在使用根据权利要求1至14中任一项所述的混合装置(2)的情况下混合排气与液体和/或液体－气体混合物的方法。
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