CN105089748A - 装置，废气后处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装置(5)，其尤其用于机动车的废气后处理装置(1)，所述装置具有管元件(6)，气流、尤其是内燃机的废气流能够穿过所述管元件，所述装置还具有布置在所述管元件(6)中的至少一个混合装置(7)，所述混合装置具有多个翼状的、分别带有两个相互对置的侧边沿(9,10)的空气引导元件(8)，其中，所述空气引导元件(8)以其各自的纵轴线径向向内指向地取向，其中，各空气引导元件(8)的侧边沿(9,10)具有与相互平行的走向不同的走向，从而所述空气引导元件(8)沿着其纵轴线扭曲。设置，各空气引导元件(8)的侧边沿中的一个侧边沿(10)构造得比同一个空气引导元件(8)的另一个侧边沿(9)短。

Description

装置，废气后处理装置
技术领域
本发明涉及一种装置，其尤其用于废气后处理装置，所述装置具有管元件，气流、尤其是内燃机的废气能够穿过所述管元件，所述装置还具有布置在所述管元件中的至少一个混合装置，所述混合装置具有多个翼状的、分别带有两个相互对置的侧边沿的空气引导元件，其中，所述空气引导元件以其各自的纵轴线径向向内指向地取向，其中，各空气引导元件的侧边沿中的至少一个具有与相互平行的走向不同的走向，从而所述空气引导元件沿着其纵轴线自身扭曲。
此外，本发明涉及废气后处理装置，其尤其用于机动车，所述废气后处理装置具有废气管，内燃机的废气能够穿过所述废气管，所述废气后处理装置具有配属于所述废气管的、用于将尤其液体的废气后处理剂以计量方式喷射到废气流中的喷射装置。
背景技术
开头所提及类型的装置和废气后处理装置由现有技术已知。为了减少在内燃机废气中所包含的氧化氮，一种用于选择性催化还原(“SCR”)的方法证实是有效的。在该方法中，氧化氮与氨在选择催化净化器中共同转化成氮和水。对于氧化氮的催化转化必要的还原剂取代含水尿素溶液形式的氨在车辆的储备容器中被携带，并且借助于喷射装置被喷射到内燃机废气中，以便在下游在催化净化器中执行与废气的所希望的反应。为了改进废气与废气后处理剂的混合，此外已知，在喷射装置的下游设置有具有多个空气引导元件的混合装置，所述混合装置作为静态混合器有利于废气后处理剂与废气的混合。相应的装置例如由DE102006011890A1已知。由该文献也得知，有利的是，混合元件沿着其纵轴线自身扭曲，以便产生有利的湍流。
发明内容
根据本发明的、具有权利要求1特征的装置相对于已知的装置具有优点，即，在保持相同地非常好的混合的情况下，废气后处理剂少得多地沉积在空气引导元件上，由此进一步提高了混合装置的效率并且也延缓了混合装置的老化。为此，根据本发明设置，各空气引导元件的侧边沿中的一个侧边沿构造得比相同的空气引导元件的另一个侧边沿短。由此实现：每个空气引导元件在其向内伸的尖上具有单侧的缩短。由此实现：管元件中的通流区域有利地构型在相互指向的空气引导元件之间。尤其，自由的中间区域被增大，从而气流或者说废气流的较大份额能够不受阻碍地经过混合装置。尤其，空气引导元件由于侧边沿的所选择的长度而朝向管元件的中心成尖地延伸。废气流的其余部分通过自身扭曲的空气引导元件被迫使进行强化的涡旋运动，从而废气后处理剂与废气的混合也在混合装置的下游还以高效率进行，从而废气后处理剂总地优化地与废气混合。
根据本发明的有利改进方案设置，空气引导元件与所述管元件一件式地构成。在这种情况下，空气引导元件能够以简单的方式和方法制造并且例如能够通过弯曲产生所希望的取向和扭曲。由此，用于所述装置的成本花费被减小并且同时也缩短了装配时间。
此外，优选设置，所述空气引导元件通过其扭曲而在处于径向内部的纵长区段中比在处于径向外部的纵长区段中强烈地朝向所述管元件的管轴线倾斜地取向。由此实现优点：有利的涡旋尤其在废气的径向外部区域中被引入到经过混合装置的气流中。通过使空气引导元件在其处于内部的纵长区段上较强烈倾斜地取向，尤其在这个区域中进一步最小化沉积的可能性并且不那么强烈地影响气流。
根据本发明的优选改进方案，还设置，所述空气引导元件通过其扭曲而在处于径向内部的纵长区段中相对于所述管轴线成40°到70°、尤其是50°到60°的角度地取向。对于避免沉积以及对用于气流的涡旋和废气后处理剂与废气流在混合装置下游由此进行的有利混合，所述取向被证实为是有利的。
此外优选设置，所述空气引导元件通过其扭曲而在处于径向外部的纵长区段中相对于所述管轴线成30°到50°、尤其是35°到45°的角度地取向。由此，所述外部的纵长区段的取向相对于所述处于内部的纵长区段的差异为大约15°，这导致有利的涡旋产生和最小化的沉积可能性。
根据本发明的有利改进方案，还设置，各空气引导元件的自由的、使空气引导元件的对应的侧边沿相互连接的端部边沿具有直的走向。由此，空气引导元件在其向内伸的尖上具有锥形，所述锥形能够简单和成本低廉地制造并且导致所希望的优点。尤其，所述端部边沿在此与较长的侧边沿围成50°到60°、尤其55°的角度。
替代地设置，各空气引导元件的自由的端部边沿具有弯曲的走向。由此，用于气流或者说废气的流动条件可以被进一步优化。
替代地或者附加地优选设置，空气引导元件的对应端部边沿在走向中具有至少一个弯折，以便进一步影响流动条件。特别优选地设置，各端部边沿具有这种走向，即，端部边沿相对于管元件的管轴线平行地或者至少几乎平行地延伸。根据所设置的扭曲，这可以通过端部边沿的具有弯曲和/或弯折的相应走向以简单的方式和方法来实现。
此外优选设置，空气引导元件的处于径向内部的所述端部边沿相互隔开间距地布置。由此，确保自由空间，气流能够不受阻碍地流动通过所述自由空间。特别优选地，通过相互隔开间距布置的端部边沿所构成的自由直径通过空气引导元件的长度这样调节，使得自由直径为管元件的外直径的大约三分之一。尤其设置，管元件具有95毫米到100毫米的内直径并且自由直径为29毫米到35毫米。通过所述装置的有利构造，混合装置的能够用于气流流动通过的自由面积可提高至管元件的总横截面的75％，由此得到有利的混合条件。
根据本发明的、具有权利要求10特征的废气后处理装置的特征在于根据本发明的装置，如其在以上已说明的那样。另外的特征和优点有之前的说明得知。
附图说明
下面应当依据实施例详细阐述本发明。为此示出：
图1用于机动车的废气后处理装置，
图2废气后处理装置的一装置的细节视图，
图3该装置的俯视图和
图4分别以简化的图示示出用于该装置的制造的方法。
具体实施方式
图1以简化的图示示出用于后处理机动车废气的废气后处理装置1。废气后处理装置1具有废气管2，气流或者说机动车内燃机的废气流能够沿着箭头3的方向穿过所述废气管。在此，在流动方向上看，在前面的端部上给废气管2配置有一喷射装置4，借助于所述喷射装置能够将尤其液体的废气后处理剂以计量方式喷射到通过废气管2引导的气流中。为此，在当前实施例中，喷射装置4的喷射喷嘴布置在废气管2中的中心处(这里不可见)，从而废气后处理剂在中心处或者说在中央处被喷射到废气管2中。
在废气管2的下游设置有装置5，该装置用于，将被喷射的废气后处理剂与内燃机废气有利地混合，从而在被放置在下游的催化净化器(这里未示出)中进行废气后处理剂与废气的优化的反应用于降低废气中的有害物质。装置5应当参照图2至4在以下详细地阐述。
图2以立体图示示出装置5。装置5具有管元件6，该管元件承载混合装置7。混合装置7通过与管元件6一件式构成并且径向向内指向的当前九个空气引导元件8构成，所述空气引导元件在管元件6的圆周上均匀遍布地布置。在此，空气引导元件8翼状地构成并且分别具有两个相互对置的侧边沿9,10，所述侧边沿在各空气引导元件8的自由端部上通过端部边沿11相互连接。在此，每一个空气引导元件8的两个侧边沿9,10具有与相互平行延伸的走向不同的走向，从而空气引导元件8分别是自身扭曲的。在此，当前设置，空气引导元件沿着它们的相对于管元件6至少基本上径向地取向的纵轴线扭曲。
在此，在当前的实施例中，空气引导元件8如下构成：处于径向外部的纵长区段8′相对于处于径向内部的纵长区段8″不那么强烈地相对于管元件6的管纵轴线倾斜地取向。尤其设置，各空气引导元件8的处于外部的纵长区段8′相对于管纵轴线成45°角度地构成，而处于径向内部的纵长区段8″相对于管轴线倾斜55°地取向。此外设置，各空气引导元件8的侧边沿9和10不同长度地构成，从而空气引导元件8朝向管元件6的中心成尖地延伸。当前，侧边沿10在此构造得比侧边沿9短，从而端部边沿11相对于较长的侧边沿9基本上锥形地延伸，如尤其在俯视图和图3中可见。在此，端部边沿11可以如当前所示具有直的走向，或者也可以设有曲率或者弯折。
在此，空气引导元件8的较长的侧边沿9这样构成，使得向内指向的空气引导元件8在它们的端部边沿11上相互隔开间距地布置，从而在空气引导元件8之间得出自由直径Df，该自由直径在当前实施例中为32.5毫米，并且由此为管元件6的97.6毫米宽的内直径的大约三分之一。在当前实施例中，空气引导元件8各具有大约210平方毫米的面积。由此，提供了管元件6的总横截面的大约75％的自由面积，所述自由面积能够被气流流动通过，从而废气后处理剂的大部分能够不与空气引导元件8直接接触地流动通过装置5。
通过装置5的有利构造实现：废气后处理剂所能够湿润从而保持沉积的面积被显著地最小化，而废气与废气后处理剂的均匀分布或者说混合不因此受损。通过空气引导元件8的扭曲，在气流中产生涡旋，该涡旋也确保废气后处理剂与废气在废气管2中在装置5的下游的混合，从而在催化净化器中准备好用于反应的有利混合。有利的实施方式则使得能够牢靠地、沉积最小化地、具有废气后处理剂在废气中的高度均匀分布地运行废气后处理装置1。此外，由此实现：除了空气支持的喷射系统以外，也能够使用无空气的喷射系统用于将废气后处理剂引入到废气流中，因为通过装置5的有利构造避免了混合装置7上的沉积。
因此，装置5例如完全推入到废气后处理装置1的废气管2中并且被锁定在该处。替代地，可以设置，装置5作为中间件被置入到就此而言被分开的废气管2中，如图1中明示。符合目的地，在这种情况下，装置5具有附加的管元件，所述管元件在其外周上包围管元件6，以便确保废气管2的密封性。该附加的管元件例如也可以由两个管件12构成，所述管件通过管箍13相互连接，如图1中所示。在此，管件12可以分别与废气管2的一区段一件式地构成。
图4示出用于制造装置5的方法，根据该方法，管元件6首先作为扁平的冲压件14存在，然后使所述冲压件围绕管纵轴线15相应地弯曲，以便构成柱形的管元件6。在此，空气引导元件8构造为冲压出的舌部16并且相对于冲压条的纵长延伸成45°角度地延伸，以便通过随后沿管轴线15方向的弯曲至少在处于径向外部的纵长区段8′中得到相对于管纵轴线15的所希望的取向。在之前或随后，使空气引导元件8或者说舌部16通过弯曲扭曲成之前所说明的构造，从而处于径向内部的纵长区段8″相对于管轴线15成大约55°角度地取向。替代空气引导元件8与管元件6的一件式构造，也可构想，将空气引导元件设置为单独的部件，所述部件固定在管元件6上或者直接固定在废气管2上。

Claims (10)

1.装置(5)，其尤其用于机动车的废气后处理装置(1)，所述装置具有管元件(6)，气流、尤其是内燃机的废气流能够穿过所述管元件，所述装置还具有布置在所述管元件(6)中的至少一个混合装置(7)，所述混合装置具有多个翼状的、分别带有两个相互对置的侧边沿(9,10)的空气引导元件(8)，其中，所述空气引导元件(8)以其各自的纵轴线径向向内指向地取向，其中，各空气引导元件(8)的所述侧边沿(9,10)具有与相互平行的走向不同的走向，从而所述空气引导元件(8)沿着其纵轴线扭曲，其特征在于，各空气引导元件(8)的所述侧边沿中的一个侧边沿(10)构造得比同一个空气引导元件(8)的另一个侧边沿(9)短。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述空气引导元件(8)与所述管元件(6)一件式地构成。
3.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述空气引导元件(8)通过其扭曲而在处于径向内部的纵长区段(8″)中比在处于径向外部的纵长区段(8′)中强烈地朝向所述管元件(6)的管轴线(15)倾斜地取向。
4.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述空气引导元件(8)通过其扭曲而在处于径向内部的纵长区段(8″)中相对于管轴线(15)成40°到70°、尤其是50°到60°的角度地取向。
5.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述空气引导元件(8)通过其扭曲而在处于径向外部的纵长区段(8′)中相对于管轴线(15)成30°到50°、尤其是35°到45°的角度地取向。
6.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，各空气引导元件(8)的自由的、使对应的侧边沿(9,10)相互连接的端部边沿(11)具有直的走向。
7.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，各空气引导元件(8)的自由的、使对应的侧边沿(9,10)相互连接的端部边沿(11)具有弯曲的走向。
8.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，各端部边沿(11)在走向中具有至少一个弯折。
9.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，处于径向内部的端部边沿(11)相互隔开间距地布置。
10.废气后处理装置(1)，其尤其用于机动车，所述废气后处理装置具有废气管(2)，内燃机的废气流能够穿过所述废气管，所述废气后处理装置具有配属于所述废气管(2)的、用于将废气后处理剂以计量方式喷射到废气流中的喷射装置(4)，其特征在于根据前述权利要求中的一项或多项的、在所述喷射装置(4)的下游布置在所述废气管(2)中的至少一个装置(5)。
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