CN104160124A - 用于排气净化的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设备(1)，具有用于排气流(4)的管道部段(2)，该管道部段具有入口端(3)、出口端(5)、直线部段(30)和带有开口(31)的凸出部(17)，该开口用于装配添加装置(7)，该添加装置用于把液态添加剂(尤其是尿素-水溶液)添加到直线部段(30)中，其中，所述凸出部(17)具有高度(32)和延伸距离(33)，所述延伸距离(33)是所述高度(32)的至少两倍。在入口端(3)和出口端(5)上还分别设置有至少一个盘状蜂窝体(6)，其中，开口(31)的中心轴线(34)对准盘状蜂窝体中的一个。

Description

用于排气净化的设备
技术领域
本发明涉及一种用于排气净化的设备。该设备是排气净化模块，该排气净化模块可以集成在排气处理设备中，用于净化内燃发动机的排气。这种排气净化模块包括用于把液态添加剂添加到排气流中的添加装置。
背景技术
尤其在机动车领域中为了净化内燃发动机的排气经常使用排气处理方法，其中对排气输送液态添加剂。特别频繁使用的排气处理方法是选择性催化还原方法(SCR)，在该方法中借助于还原剂减少排气中的氮氧化合物。作为还原剂经常使用氨。氨在机动车中一般不是以本身储存，而是以可以转换成氨的还原剂前体溶液的形式储存。所述转换可以在排气系统内部在存在排气的条件下和/或在排气系统外部在专门为其准备的反应器中进行。
所述还原剂前体溶液储存在罐中并且可以通过输送单元输送到排气处理设备。特别经常使用的还原剂前体溶液是液态的尿素-水溶液，其例如能够以32.5％的尿素含量按照商品名称得到。因此不仅还原剂而且还原剂前体都可以是添加剂。
为了把液态添加剂添加到排气流中，可以使用一种喷射器或者一种喷嘴。在把液态添加剂添加到排气流中时一个目标是，把液态添加剂和其分解产物尽可能均匀地分配到排气流中。在排气流中的良好的分配尤其对于还原剂前体溶液在排气内部的转换是有利的。那么转换也就主要是以热的方式进行(热分解)，其中排气流的热量用于转换。
此外在添加装置中经常使用的阀或喷嘴是温度敏感的。通过排气流的热量例如可能容易损伤电运行的电磁阀，该电磁阀控制液态添加剂的添加。因此排气处理设备必须优选地这样构成，使添加装置上的温度不升高超过预先给定的极限温度。
此外液态添加剂在添加装置的区域中的储存是非常苛刻的。尤其当作为液态添加剂使用尿素-水溶液时，尿素可能在添加装置上和/或在添加装置的区域中在排气管道中形成固态晶体沉积物。这种沉积物一方面可能导致添加装置堵塞，由此阻碍添加。另一方面这种沉积物可能突然溶解，然后作为固体颗粒损伤在流动方向上设置在添加装置下游的排气处理部件。
此外要尽可能成本有利地将添加装置集成在机动车或者做功机械中。尤其期望，对于小批量制造的车辆(例如在特种车辆和商用车辆领域中)也能够成本有利地把添加装置集成到排气处理设备中——必要时也按照可添加组件的形式。
发明内容
由此出发，本发明的目的是，解决或者说至少缓解结合现有技术所提出的技术问题。尤其要给出一种特别有利的设备，该设备包括用于排气处理设备的液态添加剂的添加装置，该添加装置尤其适用于或者说有助于在排气处理设备中实施SCR方法。
该目的通过具有权利要求1特征的设备得以实现。该设备的其它有利的设计方案在从属权利要求中给出。在权利要求中单独描述的特征能够以任意的、在技术上合理的方式相互组合，并且可以通过说明书中所述的事实情况补充，其中列举出本发明的其它实施例变体。
本发明涉及一种设备，具有用于排气流的管道部段，该管道部段具有入口端、出口端、直线部段和带有开口的凸出部，该开口用于装配添加装置，该添加装置用于把液态添加剂添加到直线部段中，其中，所述凸出部具有高度和延伸距离，所述延伸距离是所述高度的至少两倍，在入口端和出口端上还分别设置有至少一个盘状蜂窝体，其中，开口的中心轴线对准盘状蜂窝体中的一个。所述开口的中心轴线优选地在中心对准盘状蜂窝体中的一个。在这里术语“在中心”指的是，所述中心轴线在小于蜂窝体端面20％的区域中碰到蜂窝体，这个区域近似圆形地设置在端面的中心。
在此优选的是，所述盘状蜂窝体在出口端上和/或入口端上封闭管道部段。
所述设备尤其是一种排气净化模块或者一种排气净化部件，它可以(以后)安装或者集成在排气处理设备中或者排气系统中。排气系统是所有在内燃发动机上用于净化排气的模块和部件的总和。由此，所述入口端和出口端可以分别连接在排气管部段上。所述管道部段优选地在两个端部上具有用于连接管道部段的连接件。该连接件例如可以是用于形成在所述管道部段与排气管的其它部段之间的焊接连接的连接件。这些连接件例如可以通过管道部段的边缘形成。用于形成焊接连接的连接件也可以包括在管道部段边缘上的倾斜棱边，该倾斜棱边能够形成用于使管道部段连接在相邻的排气管部段上的v形焊缝。也可能的是，使所述连接件按照法兰的形式或者按照插接件的形式构成。
所述管道部段优选地——尤其在直线部段中(管道部段的直线延伸的部段)——圆柱形地成形。所述管道部段优选地具有圆形横截面，该圆形横截面具有一直径。所述圆形横截面或者圆柱形形状优选地定义一基本形状。所述管道部段可以具有凹进部、凸出部、收缩部或扩展部，它们偏离于所述基本形状。
在直线部段中此外(正好)设有凸出部，该凸出部具有开口，该开口用于装配用于液态添加剂的添加装置，其中，所述凸出部具有高度和延伸距离，延伸距离是高度的至少两倍。由此使所述凸出部在侧视图中近似等同于一锐角三角形，其中在勾边/短边上设有开口。为了表征凸出部可以使所述管道部段假想地分成圆柱形直线部段和“放置在其上的”凸出部，由此可以容易地以这个圆柱形直线部段为基准确定凸出部的几何参数。在此有利的是，把添加剂以尽可能扁平的角度和/或尽可能宽的进入范围添加到圆柱形直线部段中。因此在所述凸出部中也提供用于所添加的添加剂的传播容积，它还不是非常强烈地处于排气流中并因此也更少地影响在凸出部中构成所期望的喷洒形状。因此在这里预先给定，所述凸出部的延伸距离(平行于管道部段的延伸方向)比凸出部的高度(垂直于延伸距离)大至少系数2、尤其是2.5或者甚至系数3。此外已经发现，所述系数一般不应超过值4.5，因为这样就有可能在凸出部中产生不利的流动条件，所述凸出部在延伸距离上不再可能以添加剂充满和/或所述设备的尺寸对于在排气系统中的(以后)装配而言太大。
所述入口端和出口端分别形成管道部段的(敞开的)端侧。靠近或与入口端和/或出口端平齐地分别设置盘状蜂窝体。通过入口端进入的排气流经过入口端上的盘状蜂窝体。如果所述排气流已经经过管道部段，它通过出口端离开管道部段。在管道部段内部可以在入口端与出口端之间假设一对于排气流的流动方向。所述添加装置在流动方向上位于入口端下游并且在流动方向上位于出口端上游。
所述添加装置优选地可以具有用于受控地添加液态添加剂的喷射器和/或用于雾化液态添加剂的喷嘴。所述添加装置的喷嘴优选地调整成，使液态添加剂以喷洒锥的形式分配到凸出部和/或排气流中。这个喷洒锥例如具有5°至40°的打开角，其中可以假设添加方向的中心位置。在添加装置上有利地也设置用于减小到达设置在添加装置中的喷射器的热流的部件。这些部件例如可以包括热屏蔽板、冷却筋和/或液体冷却器。
为此，所述凸出部包括开口，该开口用于固定添加装置。这个开口可以设置在凸出部的(平面的)侧面中，其中所述侧面与相对定位的蜂窝体形成一角度。由此保证，所述添加装置的添加方向以扁平的角度对准蜂窝体的中心。在此，所述添加方向一般对应于开口的中心轴线。所述添加方向或者说中心轴线的取向可以在流体方向上或者与流体方向相反地实现。
所述设备的至少一个盘状蜂窝体和优选所述设备的所有盘状蜂窝体包括金属薄膜。所述盘状蜂窝体优选地由金属薄膜制成，它们缠绕、卷绕和/或堆叠。所述蜂窝体优选地由一摞金属薄膜制成，该金属薄膜s形地卷绕(所谓的S形)。如果使用多个堆叠，它们可以以u形和/或v形弯曲的布置结构并排地设置并且相互卷绕地加入到壳体中(所谓的SM形)。两种设计方案通常指的是，所述堆叠的所有端部向外指向(即贴靠在壳体上)，而所述弯曲部(s，v，u)定位在内部。在堆叠中优选地交替地出现波浪形的金属薄膜和光滑的金属薄膜，它们分别限制蜂窝体的孔道。所述孔道的壁体可以是光滑的(在孔道的走向上是平坦的和/或没有嵌入物)和/或具有用于排气的凸起、叶片、小孔和/或偏转面(也统称结构)。因此经过盘状蜂窝体的排气流可以被均匀化和/或混合(例如在流速、分流方向、温度和/或类似参数方面)。
所述盘状蜂窝体在入口端上和/或在出口端上一方面可以用于使得流体均匀化。由此所述添加装置能够将液态添加剂输送到排气流，且尽可能不影响排气处理设备内部的其它部件。所述盘状蜂窝体优选地尽可能很大程度地消除在排气流中出现的涡流并且由此保证在添加范围中定义的流动条件。(光滑的)盘状蜂窝体在出口端上使排出的排气流均匀化，它与液态添加剂充分混合。所述盘状蜂窝体具有位于蜂窝体中心的蜂窝体轴线。所述蜂窝体的孔道优选地平行于蜂窝体轴线延伸。在蜂窝体轴线与添加方向之间优选存在0°至90°的入射角，尤其0至45度。因此这个角度优选也在蜂窝体轴线与喷洒锥的中心轴线之间存在。
至少一个盘状蜂窝体也可以设计具有电加热器。在此优选的是，所述蜂窝体的至少一部分壁体经调节地被电流通流，并由此由于电阻而加热。如果需要的话，则所述盘状蜂窝体也可以具有多个区域，它们可以相互独立地激活/解除激活。优选的是，至少被供给了液态添加剂的盘状蜂窝体设计具有电加热器。
所述设备特别有利的是，两个盘状蜂窝体中的至少一个锥形地成形在入口端或出口端上。
在此尤其指的是，至少一个盘状蜂窝体按照锥体形式构造。在此所述孔道同样可以锥形地扩展/收缩。此外可能的是，所述孔道的壁体可以是光滑的(在孔道的走向上是平坦的和/或没有嵌入物)和/或具有用于排气的凸起、叶片、小孔和/或偏转面(也统称结构)。优选的是，至少被供给了液态添加剂的盘状蜂窝体按照锥体的形式构成。从排气流经过所述设备的方向出发观察，锥形成形的蜂窝体或蜂窝体孔道是否扩张或收缩。
特别有利的是，所述蜂窝体在出口端上锥形地成形。通过添加装置输送的液态添加剂碰到出口端上的蜂窝体。通过锥形形状提高了液态添加剂碰到蜂窝体孔道壁并且在那里蒸发的可能性。通过偏转面或叶片也提高了碰到液态添加剂的可能性，其中，尤其在叶片或偏转面上也实现蒸发。
此外所述设备有利的是，在入口端上的盘状蜂窝体与添加装置之间在管道部段中设有喷嘴，通过该喷嘴使排气流在管道部段中在中心聚束。这种喷嘴例如可以通过连续收缩的、安装在管道部段中的管状部件构成。由此聚束的排气流特别有效地吸收通过添加装置输送的液态添加剂。
通过所述设备提供了一种能够集成到不同的排气处理设备中的排气净化模块。在把这个排气净化模块集成到排气处理设备中时，尤其无需单独考虑在添加装置区域中出现的排气流。通过所述设备优选地与相邻部件无关地实现液态添加剂在流体中的添加和液态添加剂在流体中的分配。尤其无需使添加装置专门适配于在排气处理设备中不同的设置在上游和/或设置在下游的部件。在流动方向上设置在所述设备下游的排气处理设备的部件也可以与添加液态添加剂无关地构成。
所述设备特别有利的是，所述管道部段从入口端到出口端的长度大于管道部段直径的两倍且小于其五倍。所述直径指的是所述管道部段(在绝大部分长度上呈现的)直径——下面也称为“主要直径”。通过选择管道部段长度一方面可以保证把液态添加剂均匀地分配到排气流中。另一方面使所述设备的结构长度这样短，使所述设备(即使在以后也)可以容易地集成在排气处理设备中。所述排气处理设备(在机动车结构中)的直径优选地在50mm[毫米]至200mm之间，特别优选在60mm至130mm之间。
所述添加装置在管道部段中从流入长度开始优选地按照至少100mm的流入长度设置。所述流入长度描述了在入口端上的至少一个盘状蜂窝体的流出面与假想的(垂直)管道部段截面之间的距离，所述添加装置且尤其是用于液态添加剂在管道部段中在添加装置上的进入点位于该管道部段中。在从这个假想截面开始的流动方向上优选地存在至少100mm的直到另一盘状蜂窝体或出口端的进入面的流出长度。
此外优选的是，所述入口端上的所述至少一个盘状蜂窝体具有20cpsi至200cpsi(每平方英寸的孔道)的孔道密度。特别优选的是在入口端上的盘状蜂窝体中40cpsi至100cpsi的孔道密度。100cpsi相当于每平方厘米15.5孔道的孔道密度。通过这样选择的、在入口端上的盘状蜂窝体的孔道密度可以实现进入到所述设备中的排气流的足够均匀化，由此可以在不受在所述设备的流动方向上设置在上游的排气净化部件的影响的情况下实现通过添加装置添加液态添加剂。
在所述出口端上的至少一个盘状蜂窝体优选地同样具有20cpsi(每平方英寸的孔道)至200cpsi的孔道密度，然而尤其是40至100cpsi。
此外所述设备有利的是，所述管道部段在出口端上的盘状蜂窝体与出口端之间具有流体校准部段/流动校准部段，在该流体校准部段中，管道部段的横截面至少部分地偏移。在此，在流过流体校准部段时校准排气流。所述偏移的横截面从管道部段的圆柱形基本形状出发观察。所述偏移的横截面与圆柱形基本形状的横截面相比至少部分地偏移。所述偏移的横截面与圆柱形基本形状的横截面相比也可以收缩或扩展。
在这个实施例变体中，在出口端上的蜂窝体不直接设置在出口端上，而是在出口端与蜂窝体之间在出口端上还设有流体校准部段。在一个特别优选的实施例中，所述流体校准部段这样成形，使设备的出口端与设备的入口端对中心。尤其当所述蜂窝体在出口端上倾斜地(以与管轴线的调整角)和/或与管道部段的圆柱形基本形状错开地设置时，则设有流体校准部段。由此可以通过流体校准部段重新建立入口端与出口端的对中心布置。
所述流体校准部段可以具有至少一个凸起和至少一个回缩。该凸起指的是所述管道部段壁体的一区域，通过该区域使管道部段的内部空间变小。在通过出口端到管道部段中的视向上可以看到在管道部段内部的凸起。通过凸起使所述管道部段至少局部地变窄。凸起可以通过凸起高度定义，所述凸起以该凸起高度相对于出口端或圆柱形基本形状伸进到管道部段中。回缩指的是管道部段的一区域，通过该区域使管道部段的内部空间变大。在通过出口端到管道部段中的视向上可以看到在管道部段外部的回缩。回缩可以通过回缩深度定义，所述回缩以该回缩深度相对于出口端或圆柱形基本形状从管道部段向外突出。
优选地在所述流体校准部段中在与添加装置对置的管道部段上设置回缩，而在添加装置一侧上设置凸起。由此实现排气流在出口端上特别均匀的校准，其中在排气流中产生特别少的涡流。
按照另一实施例变体，在流体校准部段中在管道部段上不仅与添加装置对置地而且在添加装置一侧上分别设置至少一个回缩和至少一个凸起。所述管道部段的壁体则优选地按照波浪形的形式构成。尤其当出口端上的蜂窝体与管道部段的管轴线成调整角(倾斜地)设置的时候，可以通过具有波浪形结构的适合地构成的凸起和回缩使排气流均匀化。所述波浪形结构则优选地与出口端上的蜂窝体的调整角相反地取向。
在所述流体校准部段的区域中也可以在管道部段中设置至少一个叶片。该叶片可以支持凸起和/或回缩的作用并且改善排气流在出口端上的均匀化。叶片尤其可以从所述设备的与添加装置对置的一侧伸进到管道部段中。叶片优选地具有弯曲的表面，通过该弯曲的表面使排气流偏转。
所述校准部段优选地具有小于管道部段的半径的部段长度。通过这种校准部段长度可以实现所述设备的特别紧凑的结构形式。同时当凸起和回缩适合地构成时，能够有效地对校准部段中的排气流进行校准。
此外所述设备有利的是，所述管道部段的直径在入口端上的所述至少一个盘状蜂窝体与添加装置之间在扩展部段中锥形地扩展/扩宽。直径扩展同时带来管道部段横截面积的扩展。在扩展部段中，横截面积优选地相对于管道部段的横截面积扩展了50％至100％。所述管道部段在锥形扩展部下游的直径优选地等于管道部段的主要直径。在入口端上的直径相应地优选地相对于主要直径变小。通过锥形扩展部使排气流在入口端上的盘状蜂窝体下游止动。由此可以降低通流速度并且加大用于添加剂的添加的排气停留时间，同时可以更少地影响添加剂的分配。
除了在入口端下游的锥形扩展部之外，还可以在出口端上的盘状蜂窝体上游或者在出口端本身上设有管道部段的锥形缩小部。
此外所述设备有利的是，所述管道部段在添加装置与出口端之间具有弯曲部，该弯曲部具有10°至45°[度]的角度。这种弯曲部使通过管道部段流动的排气流偏转。由此在排气流中在管道部段的横截面上产生压力差，该压力差可以实现液态添加剂在排气流中的有利分配。例如通过这种弯曲部和引起的压力差可以使排气流向着添加装置顶压，或者说在排气中产生横流。由此使添加的液态添加剂在管道部段的整个横截面上分配在排气流中。通过出口端上的盘状蜂窝体可以使通过弯曲部产生的涡流或者说通过弯曲部产生的压力分配在排气流中至少部分地被重新消除，由此不会显著地影响后面的排气处理设备部件，在排气处理设备中集成了所述的设备。
所述设备还优选的是，所述管道部段在添加装置与弯曲部之间具有直线部段。这种直线部段(必要时也作为直线部段的延长部或组成部分)可以具有管道部段主要直径的至少一半和最多三倍的长度。这种直线部段是一种混合路段，在其中可以实现排气流与添加剂的(尽可能完全的)充分混合。
所述设备还有利的是，所述添加装置定义一添加方向，其中，所述添加方向预先给定相对于盘状蜂窝体的小于90°的液态添加剂入射角。该入射角优选地小于60°且特别优选地小于30°。
所述入射角指的是添加方向与相对于(出口端或入口端上的)盘状蜂窝体的法向之间的角度。因此在盘状蜂窝体的表面(该表面与蜂窝体法向成直角)与添加方向之间相应存在优选地大于60°的角度。这允许以相对较长的直到蜂窝体中心的路径把添加剂平缓地添加到管道部段中。
添加装置优选地具有喷嘴和/或喷射器。该喷射器优选地具有安装轴线。所述添加方向一般对应于所述的喷射器或喷嘴的安装轴线。所述安装轴线(或者说为其规定的开口的中心轴线)和添加方向优选地也对应于添加装置的喷洒锥的轴线或中心线。通过添加装置添加的液态添加剂可以碰到出口端上的盘状蜂窝体。为此添加装置与出口端上的盘状蜂窝体之间的距离必须根据添加装置的喷洒特性与排气流适合地构成。
为了保证(在碰到出口端上的盘状蜂窝体的情况下)把液态添加剂均匀地分配到排气流中，有利的是，在所述添加装置的添加方向与盘状蜂窝体之间存在小于30°、优选小于15°且特别优选小于10°的上述入射角。
所述设备也有利的是，所述中心轴线所对准的盘状蜂窝体以相对于管道部段的管轴线的调整角设置。例如换言之也就是，所述盘状蜂窝体相对于管轴线以调整角倾斜。所述调整角优选地在2°至30°之间、优选在5°至30°之间且特别优选在10°至30°之间。
所述调整角和入射角一起给出在管轴线与添加方向或者说开口中心轴线之间的总角度。
此外所述设备有利的是，所述至少一个盘状蜂窝体(在入口端上和/或至少一个盘状蜂窝体在出口端上分别)具有小于管道部段(主要)直径的20％的蜂窝体长度。两个盘状蜂窝体优选地具有小于50mm、优选小于40mm且特别优选小于30mm的长度。因此一方面可以使进入所述设备中的流体和/或从所述设备流出的流体实现所期望的均匀性。另一方面通过这个特别短的造型降低蜂窝体的流阻。
所述盘状蜂窝体可以分别具有有效涂层。例如(在流动方向上添加添加剂时)所述盘状蜂窝体在入口端上可以具有催化作用的涂层，用于燃烧排气成分并且提高排气流温度(氧化催化器)。通过提高温度改善后面的液态添加剂转换。所述盘状蜂窝体在出口端上优选地具有水解作用的涂层——当(在流动方向上)添加还原剂时。尤其在还原剂前体溶液(且特别优选尿素-水溶液)的情况下，通过这种水解涂层可以实现，使液态添加剂转换成氨，氨可以在排气流方向上在后面例如用于执行选择催化还原方法的排气净化部件中使用。如果与流动方向相反地添加添加剂，那么在入口端上的蜂窝体(也)可以(部分地)具有水解作用的涂层。
在所述设备中，在入口端与出口端之间也还可以设有其它用于影响排气的部件。例如能够紧接着添加装置和/或直接在添加装置上游和/或与出口端相邻地设有静止的混合部件。这种混合部件例如可以由导流板构成，该导流板感应排气流中的涡流并因此有助于液态添加剂在排气流中的密集分配。静止的混合部件同样可以通过(盘状)蜂窝体构成，该蜂窝体具有孔道壁，该孔道壁具有小孔(尤其连接多个相邻孔道的小孔)和/或伸进孔道中的导向叶片。
本发明尤其在机动车中使用，该机动车具有内燃发动机和用于净化内燃发动机的排气的排气处理设备，其中，所述排气处理设备具有至少一个按照本发明的设备。在此所述设备尤其通过上述的连接件(气密且牢固地)固定在相邻的排气管上。
附图说明
下面借助于附图详细解释本发明以及技术领域。附图示出特别优选的实施例，但是本发明不局限于这些实施例。尤其要指出，附图且尤其是所示的尺寸比例只是示意性的。附图示出：
图1：所述设备的第一实施例，
图2：所述设备的第二实施例，
图3：所述设备的第三实施例，
图4：所述设备的第四实施例，
图5：所述设备的第五实施例，
图6:具有这种设备的机动车，
图7:用于设备的管道部段，
图8:所述设备的第六实施例，
图9:所述设备的第七实施例，和
图10:所述设备的第八实施例，
具体实施方式
图1至5分别示出所述设备1的不同实施例变体。在这里首先共同解释在图1至5中一致的特征。在图1至5中分别示出设备1，该设备具有用于排气流的管道部段2，该管道部段具有入口端3和出口端5。在入口端3上排气流4可以进入到设备1中，排气流在出口端5上再从设备1流出。在入口端3上和出口端5上分别设置至少一个盘状蜂窝体6，并且在入口端3与出口端5之间设置用于液态添加剂的添加装置7，设置在管道部段2的凸出部17中。
在图1和2中解释设备1的不同部件相互间的不同几何关系。这个解释也可以转用于图3至5并且在这里首先一起描述。设备1或管道部段2分别具有长度8和直径9。盘状蜂窝体6在入口端3和出口端5上分别具有蜂窝体长度20。管道部段2具有管轴线26。添加装置7以管轴线26为基准按照流入长度24设置在入口端3上的盘状蜂窝体6下游。在添加装置7之后跟随地经过流出长度25沿着管轴线26设置出口端5上的盘状蜂窝体6。所述设备1的几个实施例变体具有管道部段2，该管道部段具有弯曲部11。这个弯曲部11示例地在图2中示出。弯曲部11优选地具有角度12。弯曲部11在图2中以转弯表示。弯曲部11也可以是在入口端3上的管道部段2第一方向与出口端5上的管道部段2第二方向之间的连续过渡部。
在图1中还示出，凸出部17位于管道部段2的直线部段30中。凸出部17在延伸距离33上延伸。延伸距离33也可以称为凸出部17的长度。凸出部17还具有高度32。凸出部17以高度32突出于管道部段2的基本形状。凸出部17具有侧面35，该侧面具有开口31。在开口31中安装添加装置7。开口31具有中心方向34，该中心方向在中心对准出口端5上的盘状蜂窝体6。中心轴线34优选地对应于添加装置7的轴线14和添加装置7的添加方向15。
在图1中示例地示出，添加装置7具有轴线14并且添加装置7通过其轴线14定义添加方向15。这个添加方向15与出口端5上的盘状蜂窝体6的法向形成入射角16。这个入射角16优选地小于90°，优选小于60°且特别优选小于30°。在出口端5上的盘状蜂窝体6的法向无需平行于管轴线26。盘状蜂窝体6能够以调整角36相对于管轴线26倾斜。调整角36与入射角16相加得到管轴线26与添加方向15或轴线14之间的总角度37。如果轴线14或者添加方向15或者说中心轴线34不对准出口端5上的盘状蜂窝体6、而是对准设备1入口端3上的盘状蜂窝体6，在这里对于出口端上的蜂窝体示例所述的角度关系也是适用的。
在图2中示出，如果管道部段2具有弯曲部11，管轴线26如何存在。管轴线26优选地形成管道部段2的中心线。
在图1和2中可以看出，如何定义添加装置7在管道部段2中的位置。添加装置7的点(该点涉及上述的流入长度24和流出长度25)优选地由这个点定义，在其上液态添加剂进入到管道部段2中或者管道部段2的排气流4中。这个点优选地位于一平面中，该平面垂直于管轴线26。流入长度24和流出长度25优选地关于这个假想平面确定。
在图3中示例地示出，添加装置7的轴线14和由轴线14和添加装置7定义的添加方向15与出口端5上的盘状蜂窝体6的法向形成入射角16。此外在图3中还示出管道部段2的扩展部段10，在其上管道部段2或者说管道部段2的直径扩大。扩展部段10锥形地构成并且在排气流4的方向上设置在入口端上的盘状蜂窝体6下游和添加装置7上游。
在添加装置7下游的盘状蜂窝体6还具有锥形结构39。盘状蜂窝体6的孔道40在排气流方向上扩展并且具有结构41(例如按照导向叶片和/或小孔的形式)。这个盘状蜂窝体6还设计具有电加热器38，该电加热器可以根据需要激活或解除激活。这个盘状蜂窝体6同样可以涂层。
在图4中示出，在添加装置7与管道部段2的弯曲部11之间可以存在直线部段13，该直线部段可以作为排气流4和液态添加剂的混合路段起作用。
在图5中示出，在设备1中除了入口端3和出口端5上的盘状蜂窝体6之外还可以设置用于净化排气的其它部件。在这里示例地示出水解催化器19和静止混合器18，它们两个都在排气流4的方向上设置在添加装置7下游。
在所示的设备实施例变体中，如上所述，在孔道壁中具有凸起、叶片、小孔和/或偏转面的混合器和/或蜂窝体通常也可以(作为最后的部件)定位在出口端5上。
图6示出机动车21，具有内燃发动机22和排气处理设备23。在排气处理设备23中集成设备1作为排气净化模块。在这里未详细示出的设备1添加装置通过来自罐28的管道29供给液态添加剂。在排气处理设备23中附加地设有SCR催化器27。通过设备1优选地把还原剂前体溶液且尤其是含水的尿素溶液作为液态添加剂输送到排气处理设备23。通过这种还原剂前体溶液或通过基于这种还原剂前体溶液在排气处理设备中已经形成的氨，可以在SCR催化器27中执行选择催化还原方法，用于净化内燃发动机22的排气。
图7以三维示意图示出用于上述设备的管道部段2。可以看出在管道部段2上的直线部段30中的凸出部17。凸出部17具有高度32和延伸距离33，其中延伸距离33预先给定凸出部17的长度。通过凸出部17形成管道部段2上的在凸出部17中的侧面35。在侧面35上存在管道部段2中的开口31。开口31具有中心轴线34。
图8示出在图3中所示的设备1的变化。大多数特征与图3中所示的实施例一致。在添加装置7下游的盘状蜂窝体6也具有锥形结构39。但是盘状蜂窝体6的孔道40在这里在排气流4方向上收缩并且(备选地)具有结构41(例如按照导向叶片和/或小孔的形式)。正如图3所示，蜂窝体6可以具有加热器38和涂层。
图9和10示出设备1的另两个实施例变体。这些设备1也分别具有管道部段2，管道部段具有用于排气流4的管轴线26。管道部段2从入口端3延伸到出口端5。在入口端3和出口端5上分别设置盘状的蜂窝体6。在蜂窝体6之间，管道部段具有凸出部17，在其上设置用于液体添加剂的添加装置7。添加装置7以添加方向15喷洒液态添加剂到管道部段2中，其中，添加方向15对准出口端5上的蜂窝体6。出口端5上的蜂窝体6以调整角36相对于管轴线26倾斜地设置。在出口端5上的蜂窝体6与出口端5本身之间，管道部段2还具有流体校准部段47。
流体校准部段47用于，校准从倾斜的蜂窝体6中流出的排气流4，使排气流基本平行于管轴线26又离开管道部段2。管道部段2在流体校准部段47中具有横截面53，该横截面相对于管道部段2圆柱形基本形状49的横截面53偏移。在这里横截面53指的是用于使排气能够自由通流的管道部段2横截面。为了构成偏移的横截面53，流体校准部段47具有凸起42和回缩43。凸起42分别以凸起高度45从管道部段2的圆柱形基本形状49开始伸进到管道部段2中。回缩43分别以回缩深度45从管道部段2的圆柱形基本形状49开始从管道部段2中向外突出。流体校准部段47具有部段长度50。
在按照图9的实施例变体中，不仅在设备1的顶面上在添加装置7上而且在设备1的底面上(与添加装置7对置地)在流体校准部段47中分别设有凸起42和回缩44。由此使管道部段2在流体校准部段47中按照波浪形结构48的形式构成。在这里通过箭头51表示，波浪形结构48与添加装置7对置地与出口端5上的蜂窝体6的调整角36相反。
在按照图10的实施例变体中，在设备1的顶面上在添加装置7上设有凸起42，而在与添加装置7对置的底面上设有回缩43。附加地按照图10在流体校准部段47中还设有叶片46，通过叶片支持排气流4的对准。作为附加的特征在图10的设备1实施变体中可以看到喷嘴52，通过喷嘴使排气流4在入口端3上的蜂窝体6下游聚束。
喷嘴52原则上也可以作为入口端3上的蜂窝体6的备选(替换)，其中同样可以实现前面提出的目的。因此这个结构也可以与所有其它在这里介绍的设备配置的特征相组合，并且与已知的设备相比是独立的改进。
所述设备能够毫无问题地实现用于输送液态添加剂到排气处理设备中的输送装置。尤其对于小批量制造的商用车辆而言所述设备是有利的，因为排气净化系统的其它部件的形状可以不与输送装置相匹配，而是所述设备可以作为封闭的系统考虑，在该封闭的系统中，排气流在入口端上进入，排气流在出口端再离开设备，其中排气流含有液态添加剂。无需考虑在设备中的内部流动条件。
最后还要指出，在附图中详细示出的特征组合通常不是强制性的，而是必要时可以由不同的附图使这些特征相互组合。这只是要表明，这是前面已经详细给出的或者对于专业人员必然清楚的。
附图标记列表：
1  设备
2  管道部段
3  入口端
4  排气流
5  出口端
6  盘状蜂窝体
7  添加装置
8  长度
9  直径
10 扩展部段
11 弯曲部
12 角度
13 直线部段
14 轴线
15 添加方向
16 入射角
17 凸出部
18 静止混合器
19 水解催化器
20 蜂窝体长度
21 机动车
22 内燃发动机
23 排气处理设备
24 流入长度
25 流出长度
26 管轴线
27 SCR催化器
28 罐
29 管道
30 直线部段
31 开口
32 高度
33 延伸距离
34 中心轴线
35 侧面
36 调整角
37 总角度
38 加热器
39 锥形结构
40 孔道
41 结构
42 凸起
43 回缩
44 凸起高度
45 回缩深度
46 叶片
47 流体校准部段
48 波浪形结构
49 圆柱形基本形状
50 部段长度
51 箭头
52 喷嘴
53 横截面

Claims (12)

1.一种设备(1)，具有用于排气流(4)的管道部段(2)，该管道部段具有入口端(3)、出口端(5)、直线部段(30)和带有开口(31)的凸出部(17)，该开口用于装配添加装置(7)，该添加装置用于把液态添加剂添加到直线部段(30)中，其中，所述凸出部(17)具有高度(32)和延伸距离(33)，所述延伸距离(33)是所述高度(32)的至少两倍，在入口端(3)和出口端(5)上还分别设置有至少一个盘状蜂窝体(6)，其中，开口(31)的中心轴线(34)对准盘状蜂窝体(6)中的一个。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，两个盘状蜂窝体(6)中的至少一个锥形地成形在入口端(3)或出口端(5)上。
3.根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，在所述入口端(3)上的盘状蜂窝体(6)与添加装置(7)之间在管道部段(2)中设有喷嘴，通过该喷嘴使排气流(4)在管道部段(2)中在中心聚束。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，所述管道部段(2)从入口端(3)到出口端(5)的长度(8)大于管道部段(2)直径(9)的两倍且小于其五倍。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，所述入口端(3)上的所述至少一个盘状蜂窝体(6)具有20cpsi(每平方英寸的孔道)至200cpsi的孔道密度。
6.根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，所述管道部段(2)在出口端(5)上的盘状蜂窝体(6)与出口端(5)之间具有流体校准部段(47)，在该流体校准部段中，管道部段(2)的横截面(53)至少部分地偏移。
7.根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，所述管道部段(2)的直径(9)在入口端(3)上的所述至少一个盘状蜂窝体(6)与添加装置(7)之间在扩展部段(10)中锥形地扩展。
8.根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，所述管道部段(2)在添加装置(7)与出口端(5)之间具有弯曲部(11)，该弯曲部具有10°至45°的角度(12)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，所述添加装置(7)定义一添加方向(15)并且所述添加方向(15)预先给定相对于盘状蜂窝体(6)的小于90°的液态添加剂入射角(16)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，所述中心轴线(34)所对准的盘状蜂窝体(6)以相对于管道部段(2)的管轴线(26)的调整角(36)设置。
11.根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，所述至少一个盘状蜂窝体(6)具有小于管道部段(2)直径(9)的30％的蜂窝体长度(20)。
12.一种机动车(21)，具有内燃发动机(22)和用于净化内燃发动机(22)的排气的排气处理设备(23)，其中，所述排气处理设备(23)具有至少一个根据上述权利要求中任一项所述的设备(1)。
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