DE102008051872A1 - two-fluid nozzle - Google Patents

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Abstract

Zweistoffdüse, insbesondere zur Zerstäubung einer Flüssigkeit mittels Druckluft, insbesondere zur Einspritzung einer Harnstofflösung in einem Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine zur selektiven katalytischen Reduktion, wobei die Düse zumindest eine erste Düsenöffnung (11) und eine zweite Düsenöffnung (21) aufweist, wobei die zweite Öffnung (21) durch einen Ringspalt gebildet wird, der zur ersten Öffnung (11) konzentrisch angeordnet ist.Two-fluid nozzle, in particular for atomizing a liquid by means of compressed air, in particular for injecting a urea solution in an exhaust system of an internal combustion engine for selective catalytic reduction, wherein the nozzle has at least a first nozzle opening (11) and a second nozzle opening (21), wherein the second opening (21 ) is formed by an annular gap, which is arranged concentrically to the first opening (11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweistoffdüse, insbesondere zur Zerstäubung einer Flüssigkeit mittels Druckluft, insbesondere zur Einspritzung einer Harnstofflösung in einem Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Düse zumindest eine erste Düsenöffnung und eine zweite Düsenöffnung aufweist.The The invention relates to a two-fluid nozzle, in particular for Atomization of a liquid by means of compressed air, in particular for the injection of a urea solution in an exhaust system of an internal combustion engine, wherein the nozzle at least a first nozzle opening and a second Has nozzle opening.

Derartige Zweistoffdüsen zur Zerstäubung von Flüssigkeiten sind bekannt. Insbesondere kommen derartige Zweistoffdüsen zur Zerstäubung von Lacken zum Einsatz. Zur Einspritzung von Harnstoff in den Abgasstrom eines Verbrennungsmotors werden Einloch- oder Mehrlochdüsen verwendet. Hierbei wird das Aerosol bereits in einer vorgelagerten Mischkammer erzeugt.such Two-fluid nozzles for atomizing liquids are known. In particular, such two-fluid nozzles come for the atomization of paints used. To the injection of urea into the exhaust stream of an internal combustion engine One-hole or multi-hole nozzles used. Here is the Aerosol already generated in an upstream mixing chamber.

In Abgassystemen, in denen die Harnstofflösung mittels Druckluft in den Abgasstrom eingespritzt wird, werden zurzeit 1-Loch-Düsen oder Mehrlochdüsen verwendet, bei denen die Aerosolbildung in einer vorgelagerten Baugruppe erfolgt. Dies bedeutet, dass durch die verwendeten Düsen das Aerosol nur noch verteilt wird. Weiter ist durch die verwendete Geometrie der Düsenöffnung nur eine geringe Variabilität des Austrittswinkels möglich. Die Mehrlochdüse hat den weiteren Nachteil, dass sie das Aerosol radial verteilt und damit eine Berührung des Aerosols mit der Rohrwandung begünstigt.In Exhaust systems in which the urea solution by means of compressed air injected into the exhaust stream, are currently 1-hole nozzles or multi-hole nozzles used in which the aerosol formation takes place in an upstream module. This means that through the nozzles used the aerosol is only distributed. Next is the geometry of the nozzle opening used only a small variability of the exit angle possible. The multi-hole nozzle has the further disadvantage that it the Aerosol radially distributed and thus contact the aerosol with the pipe wall favors.

Die bekannten druckluftfreien Harnstoffeinspritzsysteme arbeiten in der Regel mit aktiven Düsen (Ventilen). Dies bedeutet, dass auf dem heißen Abgasrohr elektrisch aktive Bauelemente montiert werden müssen. Diese müssen entsprechend den Temperaturvorgaben der Hersteller gekühlt werden. Dies erfolgt in der Regel durch das Kühlwasser. Dadurch steigt die Komplexität des Düsensystems erheblich an. Weiter wird ein wesentlich größerer Bauraum für den Einbau und die Schläuche benötigt.The known compressed air-free urea injection systems work in usually with active nozzles (valves). This means, that on the hot exhaust pipe electrically active components must be mounted. These must be accordingly the temperature specifications of the manufacturer to be cooled. This is usually done by the cooling water. This increases the complexity of the nozzle system considerably. Next is a much larger space for the installation and the hoses needed.

Nachteilig bei den bekannten Zweistoffdüsen zur Zerstäubung einer Flüssigkleit mittels Druckluft ist es somit, dass diese einen relativ großen Einbauraum beanspruchen, da sie eine vorgelagerte Mischkammer umfassen müssen. Weiterhin nachteilig bei den bekannten Zweistoffdüsen ist es, dass diese eine relativ hohe Bauteilanzahl und eine sehr komplexe Gestaltung aufweisen.adversely in the known two-fluid nozzles for atomization a Flüssigkleit means of compressed air, it is thus that this claim a relatively large installation space, since they must comprise an upstream mixing chamber. Farther A disadvantage of the known two-fluid nozzles is that This is a relatively high number of components and a very complex design exhibit.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Zweistoffdüse derartig weiterzubilden, dass der erforderliche Bauraum reduziert werden kann und die Düse insgesamt einen weniger komplexen Aufbau mit einer reduzierten Teileanzahl aufweist. Weiter soll die kostengünstige Herstellung einer Düse ermöglicht werden, bei der die Aerosolbildung vorzugsweise erst im Abgasstrom erfolgt.The The object of the invention is to provide a generic Two-fluid nozzle in such a way that the required Space can be reduced and the nozzle a total of has less complex structure with a reduced number of parts. Next is the cost-effective production of a nozzle be allowed, in which the aerosol formation preferably only in the exhaust gas flow.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zweistoffdüse gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.These The object is achieved by a two-fluid nozzle solved according to claim 1. Further advantageous Further developments of the invention are in the subclaims specified.

Besonders vorteilhaft bei der Zweistoffdüse, insbesondere zur Zerstäubung einer Flüssigkeit mittels Druckluft, insbesondere zur Einspritzung einer Harnstofflösung in einem Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Düse zumindest eine erste Düsenöffnung und eine zweite Düsenöffnung aufweist, ist es, dass die zweite Öffnung durch einen Ringspalt gebildet wird, der zur ersten Öffnung konzentrisch angeordnet ist.Especially advantageous in the two-fluid nozzle, in particular for atomization a liquid by means of compressed air, in particular for injection a urea solution in an exhaust system of an internal combustion engine, wherein the nozzle at least a first nozzle opening and having a second nozzle opening, it is that the second opening formed by an annular gap which is arranged concentrically to the first opening.

Somit ist es möglich durch die erste Düsenöffnung die zu zerstäubende Flüssigkeit zu leiten und durch den diese erste Düsenöffnung konzentrisch umgebenden Ringspalt die Druckluft zu leiten, so dass bei Ausdüsen der Flüssigkeit durch die Druckluft die Flüssigkeit zerstäubt und somit das benötigte Aerosol gebildet wird. Hierzu müssen die beiden Stoffe (Harnstofflösung und Druckluft) auf getrennten Wegen der Düse zugeführt werden.Consequently is it possible through the first nozzle opening to conduct the liquid to be atomized and through the concentric surrounding this first nozzle opening Annular gap to direct the compressed air, so when ejecting the fluid through the compressed air the liquid atomized and thus formed the required aerosol becomes. For this purpose, the two substances (urea solution and compressed air) are supplied to the nozzle in separate ways become.

Besonders vorteilhaft kommt dementsprechend eine derartige Zweistoffdüse bei der Eindüsung einer Harnstofflösung in den Abgasstrom eines Verbrennungsmotors zur Reduktion von Stickoxyden zum Einsatz, d. h. zur Einspritzung von Harnstofflösung, wie insbesondere AdBlue gemäß DIN 70070 , zur selektiven katalytischen Reduktion.Accordingly, such a two-substance nozzle is particularly advantageously used in the injection of a urea solution into the exhaust gas stream of an internal combustion engine for the reduction of nitrogen oxides, ie for the injection of urea solution, in particular AdBlue DIN 70070 , for selective catalytic reduction.

Vorzugsweise ist die erste Öffnung mit einer ersten Kammer und/oder Zuleitung verbunden, wobei die erste Öffnung von dieser Kammer und/oder Zuleitung mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit gespeist wird.Preferably is the first opening with a first chamber and / or Supply line connected, with the first opening of this Chamber and / or supply line with the liquid to be atomized is fed.

Bevorzugt ist die zweite Öffnung mit einer zweiten Kammer und/oder Zuleitung verbunden und wird von dieser mit Druckluft gespeist.Prefers is the second opening with a second chamber and / or Connected supply line and is fed by this with compressed air.

Das Grundprinzip der Düse ist somit eine Mischung der Komponenten und der damit verbundenen Aerosolbildung außerhalb des Bauteiles. Hierbei wird durch die erste Kammer die zu zerstäubende Flüssigkeit geleitet. Das Zerstäubungsmedium Druckluft wird über die zweite Kammer zugeführt. Das Zerstäubungsmedium wird um die erste Kammer herum geleitet. An der Düsenspitze ist ein Ringspalt ausgebildet, der die erste Düsenöffnung aus der die zu zerstäubende Flüssigkeit austritt, konzentrisch umgibt. Durch den Ringspalt wird das Zerstäubungsmedium in Form der Druckluft geleitet. Die Aerosolbildung erfolgt somit außerhalb der Düse, wodurch die Bauteilkomplexität in vorteilhafter Weise reduziert werden kann.The The basic principle of the nozzle is thus a mixture of the components and the associated aerosol formation outside the Component. In this case, the liquid to be atomized is through the first chamber directed. The atomizing medium compressed air is over supplied to the second chamber. The atomization medium is directed around the first chamber. At the nozzle tip an annular gap is formed, which is the first nozzle opening from which the liquid to be atomized emerges, concentrically surrounds. Through the annular gap becomes the sputtering medium passed in the form of compressed air. The aerosol formation thus takes place outside the nozzle, reducing component complexity can be reduced in an advantageous manner.

Die zweite konzentrische Düsenöffnung kann insbesondere auch durch eine Mehrzahl kleinerer Spalte, Spaltabschnitte oder Öffnungen gebildet sein, die insgesamt konzentrisch zur ersten Düsenöffnung, d. h. auf einem Kreis oder auf Kreisabschnitten liegend um die erste Düsenöffnung herum, angeordnet sind und insgesamt einen Ringspalt oder eine ringspaltähnliche Öffnung ausbilden. Dabei kommt es lediglich darauf an, dass die zweite Düsenöffnung insgesamt konzentrisch zur ersten Düsenöffnung ist, um die aus der ersten Düsenöffnung austretende Flüssigkeit mittels Druckluft aus der zweiten konzentrischen Düsenöffnung zu zerstäuben.The second concentric nozzle opening In particular, it can also be formed by a plurality of smaller gaps, gap sections or openings, which are arranged concentrically to the first nozzle opening, ie lying on a circle or circular sections around the first nozzle opening, and form an annular gap or an annular gap-like opening. All that is important here is that the second nozzle opening is concentric with the first nozzle opening in order to atomize the liquid emerging from the first nozzle opening by means of compressed air from the second concentric nozzle opening.

Die Düse kann einteilig ausgeführt sein. Die Düse kann mittels des Metallpulver-Spritzgieß-Verfahrens hergestellt werden, d. h. durch Metallpulverspritzgießen (MIM, Metal-Injection-Molding). Hierbei wird der Hohlraum beim Spritzen des Bauteils durch einen Kunststoffkörper gebildet. Dieser Kunststoffkörper wird beim nachfolgenden Entbindern verdampft. Insbesondere ist hierfür der Binder auf den Werkstoff des Kunststoffkörpers abgestimmt.The Nozzle can be made in one piece. The nozzle can be produced by the metal powder injection molding process be, d. H. by metal powder injection molding (MIM, metal injection molding). Here, the cavity during injection of the component by a Plastic body formed. This plastic body is evaporated during subsequent debindering. In particular, this is the binder matched to the material of the plastic body.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Düse mehrteilig ausgeführt, insbesondere zweiteilig, insbesondere dergestalt, dass ein erstes Bauteil die erste Düsenöffnung aufweist, und ein zweites Bauteil, das erste Bauteil zumindest teilweise umgibt, so dass die zweite Düsenöffnung zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil gebildet wird.In a preferred embodiment is the nozzle executed in several parts, in particular two parts, in particular such that a first component is the first nozzle opening and a second component, the first component at least partially surrounds, leaving the second nozzle opening between the first and the second component is formed.

Durch diese Ausgestaltung, in dem das zweite Bauteil das erste Bauteil zumindest teilweise umgibt oder umgreift, kann gleichzeitig zwischen den beiden Bauteilen der die zweite Öffnung bildende Ringspalt ausgebildet werde, der die erste Düsenöffnung konzentrisch umgreift, d. h. einen zur ersten kreisförmigen Düsenöffnung einen konzentrischen Ring bildet.By this embodiment, in which the second component, the first component at least partially surrounds or embraces, can simultaneously between the two components of the second opening forming annular gap be formed, the first nozzle opening concentrically encompassing, d. H. one to the first circular Nozzle opening forms a concentric ring.

Bevorzugt sind beide Düsenöffnungen jeweils mit einer Kammer und/oder Zuleitung verbunden, wobei die Kammern und/oder Zuleitungen Anschlussbereiche für Schläuche, Leitungen, Flansche oder dergleichen aufweisen, insbesondere Anschlussstutzen. Insbesondere können die Anschlussstutzen derartig ausgebildet sein, dass Schläuche oder dergleichen über die Stutzen übergestülpt werden können, wobei die Anschlussstutzen derartig ausgestaltet sein können, dass sie widerhakenähnliche Absätze aufweisen, so dass Schläuche nicht herunterrutschen können, sondern einen festen Sitz bilden, insbesondere durch Ausbildung eines Form- und/oder Kraftschlusses.Prefers Both nozzle openings are each with a chamber and / or supply line, wherein the chambers and / or supply lines Connection areas for hoses, pipes, flanges or have the like, in particular connecting piece. Especially the connecting pieces can be designed in such a way that hoses or the like slipped over the neck can be, with the connecting pieces designed in such a way they may be barb-like heels so that hoses can not slide down, but form a tight fit, especially through training a form and / or adhesion.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind an dem Bauteil außenseitig Kühlrippen angeordnet. Zur Kühlung der Bauteiloberfläche und des Bauteiles, d. h. zur Kühlung der Zweistoffdüse und zur Wärmeabfuhr sind Kühlrippen angeordnet.In a preferred embodiment are on the outside of the component Cooling ribs arranged. For cooling the component surface and the component, d. H. for cooling the two-fluid nozzle and for heat dissipation cooling fins are arranged.

Vorzugsweise weist die Düse außenseitig eine thermische Isolationsschicht auf, insbesondere kann die Düse eine keramische Beschichtung aufweisen. Durch die Anordnung einer thermischen Isolationsschicht, insbesondere einer keramischen Beschichtung, kann die Düse auf effektive Weise gegen Hitze wie sie im Abgasstrang eines Verbrennungsmotors auftritt, geschützt werden.Preferably the nozzle has a thermal insulation layer on the outside in particular, the nozzle may be a ceramic coating exhibit. By the arrangement of a thermal insulation layer, especially a ceramic coating, the nozzle can Effectively against heat as in the exhaust system of an internal combustion engine occurs, be protected.

Vorzugsweise ist die Düse mittels eines Metallpulver-Spritzgieß-Verfahrens hergestellt, d. h. durch Metallpulverspritzgießen (MIM, Metal-Injection-Molding).Preferably is the nozzle by means of a metal powder injection molding process manufactured, d. H. by metal powder injection molding (MIM, Metal Injection Molding).

Hierdurch ist es möglich, auch für größere Stückzahlen und/oder technisch anspruchsvolle komplexe Teile ein effektives Fertigungsverfahren mit ausgezeichneten Toleranzeinhaltungen anzuwenden.hereby It is possible, even for larger quantities and / or complex technical parts an effective Apply manufacturing processes with excellent tolerances.

Die Düse wird vorzugsweise aus einen hochtemperaturbeständigen und temperaturfestem Werkstoff gefertigt, da die Umgebungstemperatur der Düse bis zu 600°C erreichen kann, wenn diese Düsen zur Einspritzung von Harnstofflösung, wie AdBlue, insbesondere gemäß DIN 70070 zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) bei Verbrennungskraftmaschinen im Abgasstrang zum Einsatz kommen. In der Regel gehören diese Werkstoffe in die Gruppe der schwer zerspanbaren Metalle und sind daher nur unter hohem Kostenaufwand zu bearbeiten. Dieser Nachteil wird mit dem Herstellungsverfahren des Metallpulverspritzgießens (MIM, Metal-Injection-Molding) überwunden.The nozzle is preferably made of a high-temperature-resistant and temperature-resistant material, since the ambient temperature of the nozzle can reach up to 600 ° C, when these nozzles for injection of urea solution, such as AdBlue, in particular according to DIN 70070 for selective catalytic reduction (SCR) are used in internal combustion engines in the exhaust system. As a rule, these materials belong to the group of difficult-to-machine metals and can therefore only be processed at great expense. This disadvantage is overcome by the production method of metal powder injection molding (MIM, Metal Injection Molding).

Vorzugsweise werden die Bauteile und/oder die vollständig montierte Düse, die mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgeführt sein kann, entbindert und/oder gesintert und/oder keramikbeschichtet.Preferably be the components and / or the fully assembled Nozzle, the multi-part, in particular two parts executed may be debinded and / or sintered and / or ceramic coated.

Vorzugsweise werden die Bauteile und/oder die vollständig montierte Düse aus mehreren Teilen in einem weiteren thermischen Prozess verdichtet. Damit werden die Materialendeigenschaften erreicht. Bei diesem Prozess spricht man von Sintern oder Brennen. Anschließend kann eine Keramikbeschichtung aufgebracht werden.Preferably be the components and / or the fully assembled Nozzle of several parts in another thermal Process condensed. This achieves the material end properties. at This process is called sintering or burning. Subsequently a ceramic coating can be applied.

Vorzugsweise wird die Düse mehrteilig ausgeführt, wobei die Bauteile insbesondere miteinander verklebt werden können.Preferably the nozzle is made in several parts, the Components in particular can be glued together.

In den Figuren sind mehrere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Zweistoffdüsen in Schnittdarstellungen dargestellt und werden nachfolgend erläutert. Es zeigen:In The figures are several embodiments of the invention Two-fluid nozzles shown in sectional views and are explained below. Show it:

1 Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse im Schnitt; 1 A first embodiment of a two-fluid nozzle according to the invention in section;

2 Eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse im Schnitt; 2 A second embodiment of a two-fluid nozzle according to the invention in section;

3 Eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse im Schnitt; 3 A third embodiment of a two-fluid nozzle according to the invention in section;

4 Eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse im Schnitt; 4 A fourth embodiment of a two-fluid nozzle according to the invention in section;

5 Einen vergrößerten Ausschnitt einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse im Schnitt; 5 An enlarged section of a fifth embodiment of a two-fluid nozzle according to the invention in section;

6 Eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse im Schnitt. 6 A sixth embodiment of a two-fluid nozzle according to the invention in section.

Identische Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche Bauteile der verschiedenen Ausführungsformen von Zweistoffdüsen.identical Reference numerals in the figures designate the same components of the various Embodiments of two-substance nozzles.

Die Düse gemäß 1 ist gebildet durch zwei Bauteile 10, 20. Das erste Bauteil 10 weist eine erste Düsenöffnung 11 auf, die von einer ersten Kammer 12 mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit, d. h. im Falle der Anwendung als Düse in einer Abgasnachbehandlungsanlage mit Harnstofflösung, gespeist wird.The nozzle according to 1 is formed by two components 10 . 20 , The first component 10 has a first nozzle opening 11 on, by a first chamber 12 with the liquid to be atomized, ie in the case of application as a nozzle in an exhaust aftertreatment system with urea solution, is fed.

Das zweite Bauteil 20 übergreift das erste Bauteil 10 in der Weise, dass zwischen den beiden Bauteilen 10, 20 ein die zweite Düsenöffnung 21 bildender Ringspalt gebildet wird, der von einer in das zweite Bauteil 20 integrierten Kammer 22 mit Druckluft zur Zerstäubung der aus der ersten Düsenöffnung 11 austretenden Flüssigkeit beaufschlagt wird. Der Ringspalt 21 ist konzentrisch zur ersten Düsenöffnung 11.The second component 20 overlaps the first component 10 in the way that between the two components 10 . 20 a second nozzle opening 21 forming annular gap, which from one to the second component 20 integrated chamber 22 with compressed air for atomization of the first nozzle opening 11 exiting liquid is applied. The annular gap 21 is concentric with the first nozzle opening 11 ,

Grundprinzip der Düse ist eine Mischung der Komponenten außerhalb des Bauteiles. Hierbei wird durch die erste Kammer 12 die zu zerstäubende Flüssigkeit geleitet. Das Zerstäubungsmedium Druckluft wird über die zweite Kammer 22 zugeführt. Das Zerstäubungsmedium wird um die erste Kammer 12 herumgeleitet. An der Düsenspitze ist ein Ringspalt 21 ausgebildet, durch den das Zerstäubungsmedium geleitet wird. Die Anordnung der Befestigungsbohrungen 31, 32 zur Montage der beiden Bauteile 10, 20 respektive der gesamten Anordnung kann entsprechend der Einbauräume variiert werden. Gezeichnet ist hier die längliche Anordnung der Befestigungsbohrungen 31, 32. Die Anbindung der Düse an die Verbindungsleitungen zur Versorgung mit Druckluft und Harnstofflösung kann über verschiedene Verfahren erfolgen. 1 zeigt die Aufnahme für Verschraubungen. In 2 sind die Aufnahmen für die Schläuche bereits in das Oberteil integriert. Die Befestigung der Düse kann wahlweise mittels Schrauben, Nieten und dergleichen erfolgen.The basic principle of the nozzle is a mixture of the components outside the component. This is done by the first chamber 12 passed the liquid to be atomized. The atomizing medium is compressed air via the second chamber 22 fed. The atomizing medium is around the first chamber 12 bypassed. At the nozzle tip is an annular gap 21 formed, through which the sputtering medium is passed. The arrangement of the mounting holes 31 . 32 for mounting the two components 10 . 20 respectively the entire arrangement can be varied according to the installation spaces. Drawn here is the elongated arrangement of the mounting holes 31 . 32 , The connection of the nozzle to the connecting lines for supplying compressed air and urea solution can be carried out by various methods. 1 shows the recording for glands. In 2 the receptacles for the hoses are already integrated in the upper part. The attachment of the nozzle can be done either by means of screws, rivets and the like.

In die Kammern 12, 22 sind Innengewinde eingebracht, die als Anschlussbereiche für die anzuschließenden Zuleitungen für Flüssigkeit und Druckluft dienen.In the chambers 12 . 22 are internal threads introduced, which serve as connection areas for the connecting leads for liquid and compressed air.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind Anschlussstutzen 13, 23 zur Anbringung von Schläuchen zur Zuleitung von Flüssigkeit zur ersten Düsenöffnung 11 sowie zur Zuleitung von Druckluft zur zweiten Düsenöffnung 21 vorgesehen. Die Stutzen 13, 23 weisen ringförmige Hinterschneidungen auf, um einen festen Sitz eines aufgeschobenen Schlauches auf dem jeweiligen Stutzen zu gewährleisten. Ebensolche Anschlussstutzen weist die Ausführungsform gemäß 4 auf.In the second embodiment according to 2 are connecting pieces 13 . 23 for attaching hoses for supplying liquid to the first nozzle opening 11 and for supplying compressed air to the second nozzle opening 21 intended. The pillars 13 . 23 have annular undercuts to ensure a tight fit of a deferred tube on the respective nozzle. The same connection piece has the embodiment according to 4 on.

Zur Kühlung der Bauteiloberfläche und des Bauteiles 10 können an dem Oberteil 10 eine oder mehrere Rippen 14, 15 angebracht werden, wie dies in 3 dargestellt ist. Die Anzahl und Größe der Kühlrippen 14, 15 sowie deren Lage kann dem Einbauraum und der notwendigen Kühlleistung, d. h. der erfordelrichen Wärmeübertragung an die Umgebung angepasst werden.For cooling the component surface and the component 10 can at the top 10 one or more ribs 14 . 15 be attached, as in 3 is shown. The number and size of cooling fins 14 . 15 as well as their location, the installation space and the necessary cooling capacity, ie the required heat transfer to the environment can be adjusted.

Zur Reduzierung des Wärmeeintrages über die Kontaktfläche zum Abgasrohr der Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors kann die Düse an der Unterseite des Unterteiles 20 mit einem keramischen Überzug 30 versehen werden, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 der Fall ist. Die thermische Isolationsschicht, d. h. die Keramik 30, dient hier als thermischer Isolator gegen einen übermäßigen Wärmeeintrag in die Bauteile 10, 20 der Düse, wenn diese als Düse zur Einspritzung von Harnstofflösung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) in Abgasnachbehandlungseinrichtungen bei Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommt, da hier hohe Temperaturen auftreten.To reduce the heat input via the contact surface to the exhaust pipe of the exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine, the nozzle at the bottom of the lower part 20 with a ceramic coating 30 be provided, as in the embodiment according to 4 the case is. The thermal insulation layer, ie the ceramic 30 , serves as a thermal insulator against excessive heat input into the components 10 . 20 the nozzle when used as a nozzle for injection of urea solution for selective catalytic reduction (SCR) in exhaust aftertreatment devices in internal combustion engines, since high temperatures occur here.

In 5 ist ein vergrößerter Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Zur Entleerung der Düse und zur Vermeidung von Verblockungen durch Harnstoffkristalle können in die Kammer oder Zuleitung 12, durch die die erste Düsenöffnung 11 gespeist wird, Rippen 17 eingebracht werden. Nach dem Abstellen des Motors findet keine Kühlung durch die Harnstofflösung mehr statt. Die eingetragene Wärme wird nun über die Rippen 17 in die Mitte des Harnstoffkanals 12 geleitet. Hierdurch wird an der Rippenposition der Harnstoff über die Verdampfungsgrenze hinweg erhitzt. Der entstehende Dampf treibt die vor ihm stehende Harnstoffsäule aus der Düse 11 heraus.In 5 an enlarged section of a further embodiment is shown. To empty the nozzle and to prevent blockages by urea crystals can enter the chamber or supply line 12 through which the first nozzle opening 11 is fed, ribs 17 be introduced. After stopping the engine no cooling takes place through the urea solution more. The registered heat is now over the ribs 17 in the middle of the urea channel 12 directed. As a result, the urea is heated beyond the evaporation limit at the rib position. The resulting steam drives the urea column in front of it out of the nozzle 11 out.

Die hier beschriebenen Düsen werden aus nur zwei Teilen 10, 20 gefertigt. Diese sind das Oberteil 10 mit der Kammer oder dem Kanal 12 und der Kammer oder dem Kanal 22, sowie das Unterteil 20. Zur Herstellung der Einzelteile 10, 20 kommt hier das MIM-Verfahren (Metall-Injection-Molding), d. h. Metallpulverspritzgießen, zum Einsatz.The nozzles described here are made of only two parts 10 . 20 manufactured. These are the shell 10 with the chamber or the channel 12 and the chamber or channel 22 , as well as the lower part 20 , For the production of the individual parts 10 . 20 come here MIM (Metal Injection Molding) process, ie metal powder injection molding, is used.

Die beiden Einzelteile 10, 20 werden nach dem Spritzen zueinander ausgerichtet und miteinander verklebt. Im Anschluss wird das Bauteil entbindert und gesintert. Hierdurch erhält das Bauteil seine endgültige Festigkeit. Nach dem Sintern erhält man das einbaufertige Bauteil. Vorteil des Verfahrens liegt in der freien Konturgestaltung und in den erreichbaren Toleranzklassen. Die keramische Isolationsschicht 30 wird in einem weiteren Arbeitsgang auf das Bauteil aufgespritzt und anschließend gebrannt.The two items 10 . 20 are aligned after spraying each other and glued together. Subsequently, the component is debinded and sintered. This gives the component its final strength. After sintering, the ready-to-install component is obtained. Advantage of the method lies in the free contour design and in the achievable tolerance classes. The ceramic insulation layer 30 is sprayed on the component in a further operation and then fired.

Die Düse gemäß 6 ist gebildet durch ein einziges Bauteil 6, aufweisend die erste Düsenöffnung 11, die von einer ersten Kammer 12 mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit, d. h. im Falle der Anwendung als Düse in einer Abgasnachbehandlungsanlage mit Harnstofflösung, gespeist wird. Weiter weist das Bauteil 6 die zweite Düsenöffnung 21 in Form eines Ringspaltes auf, der von einer integrierten Kammer 22 mit Druckluft zur Zerstäubung der aus der ersten Düsenöffnung 11 austretenden Flüssigkeit beaufschlagt wird. Der Ringspalt 21 ist konzentrisch zur ersten Düsenöffnung 11.The nozzle according to 6 is formed by a single component 6 comprising the first nozzle opening 11 coming from a first chamber 12 with the liquid to be atomized, ie in the case of application as a nozzle in an exhaust aftertreatment system with urea solution, is fed. Next, the component 6 the second nozzle opening 21 in the form of an annular gap, that of an integrated chamber 22 with compressed air for atomization of the first nozzle opening 11 exiting liquid is applied. The annular gap 21 is concentric with the first nozzle opening 11 ,

Die Düsenöffnungen 11, 21, die Kammern 12, 22 zur Speisung der Düsenöffnungen 11, 21 sowie die Kanäle zwischen den Kammern 12, 22 und Düsenöffnungen 11, 21 sind in den einteiligen Düsenkörper 6 integriert.The nozzle openings 11 . 21 , the chambers 12 . 22 for feeding the nozzle openings 11 . 21 as well as the channels between the chambers 12 . 22 and nozzle openings 11 . 21 are in the one-piece nozzle body 6 integrated.

Die Düse gemäß 6 ist als einteiliges Bauteil mittels des Metallpulver-Spritzgieß-Verfahrens hergestellt, d. h. durch Metallpulverspritzgießen (MIM, Metal-Injection-Molding). Hierbei wird der komplexe Hohlraum ur Ausbildung der in das Bauteil 6 integrierten Kammern 12, 22 und Verbindungskanäle hin zu den Düsenöffnungen 11, 21 beim Spritzen des Bauteils 6 durch einen Kunststoffkörper gebildet. Dieser Kunststoffkörper wird beim nachfolgenden Entbindern verdampft. Hierfür der Binder auf den Werkstoff des Kunststoffkörpers abgestimmt.The nozzle according to 6 is manufactured as a one-piece component by means of the metal powder injection molding process, ie by metal powder injection molding (MIM, Metal Injection Molding). Here, the complex cavity ur training in the component 6 integrated chambers 12 . 22 and connecting channels to the nozzle openings 11 . 21 during spraying of the component 6 formed by a plastic body. This plastic body is evaporated during subsequent debindering. For this, the binder matched to the material of the plastic body.

In die Kammern 12, 22 sind Innengewinde eingebracht, die als Anschlussbereiche für die anzuschließenden Zuleitungen für Flüssigkeit und Druckluft dienen. Die Durchgangsbohrungen 31, 32 dienen der Montage des Düsenkörpers 6.In the chambers 12 . 22 are internal threads introduced, which serve as connection areas for the connecting leads for liquid and compressed air. The through holes 31 . 32 serve for mounting the nozzle body 6 ,

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Claims (10)

Zweistoffdüse, insbesondere zur Zerstäubung einer Flüssigkeit mittels Druckluft, insbesondere zur Einspritzung einer Harnstofflösung in einem Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine zur selektiven katalytischen Reduktion, wobei die Düse zumindest eine erste Düsenöffnung (11) und eine zweite Düsenöffnung (21) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Öffnung (21) durch einen Ringspalt gebildet wird, der zur ersten Öffnung (11) konzentrisch angeordnet ist.Two-fluid nozzle, in particular for atomizing a fluid by means of compressed air, in particular for injecting a urea solution in an exhaust system of an internal combustion engine for selective catalytic reduction, wherein the nozzle has at least one first nozzle opening ( 11 ) and a second nozzle opening ( 21 ), characterized in that the second opening ( 21 ) is formed by an annular gap leading to the first opening ( 11 ) is arranged concentrically. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (11) mit einer ersten Kammer (12) und/oder Zuleitung verbunden ist und von dieser mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit gespeist wird.Nozzle according to claim 1, characterized in that the first opening ( 11 ) with a first chamber ( 12 ) and / or supply line is connected and fed by this with the liquid to be atomized. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Öffnung (21) mit einer zweiten Kammer (22) und/oder Zuleitung verbunden ist und von dieser mit Druckluft gespeist wird.Nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the second opening ( 21 ) with a second chamber ( 22 ) and / or supply line is connected and is supplied by this with compressed air. Düse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse mehrteilig ausgeführt ist, insbesondere zweiteilig, insbesondere dergestalt, dass ein erstes Bauteil (10) die erste Düsenöffnung (11) aufweist, und ein zweites Bauteil (20) das erste Bauteil (10) zumindest teilweise umgibt, sodass die zweite Düsenöffnung (21) zwischen dem ersten (10) und dem zweiten Bauteil (20) gebildet wird.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle is designed in several parts, in particular in two parts, in particular in such a way that a first component ( 10 ) the first nozzle opening ( 11 ), and a second component ( 20 ) the first component ( 10 ) at least partially surrounds, so that the second nozzle opening ( 21 ) between the first ( 10 ) and the second component ( 20 ) is formed. Düse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Düsenöffnungen (11, 21) jeweils mit einer Kammer und/oder einer Zuleitung (12, 22) verbunden sind, wobei die Kammern und/oder Zuleitungen (12, 22) Anschlussbereiche für Schläuche, Leitungen, Flansche oder dergleichen aufweisen, insbesondere Anschlussstutzen (13, 23).Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that both nozzle openings ( 11 . 21 ) each with a chamber and / or a supply line ( 12 . 22 ), the chambers and / or supply lines ( 12 . 22 ) Have connection areas for hoses, lines, flanges or the like, in particular connecting pieces ( 13 . 23 ). Düse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass außenseitig Kühlrippen (14, 15) angeordnet sind.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that on the outside cooling fins ( 14 . 15 ) are arranged. Düse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass außenseitig eine thermische Isolationsschicht (30) angeordnet ist, insbesondere dass die Düse eine keramische Beschichtung aufweist.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that on the outside a thermal insulation layer ( 30 ), in particular that the nozzle has a ceramic coating. Düse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (10, 20) der Düse mittels Metallpulverspritzgießen hergestellt sind.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the components ( 10 . 20 ) of the nozzle are made by metal powder injection molding. Düse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse mehrteilig ausgeführt ist, wobei die Bauteile (10, 20) miteinander verklebt sind.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle is designed in several parts, wherein the components ( 10 . 20 ) are glued together. Düse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse entbindert und/oder gesintert und/oder keramikbeschichtet wird.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle is debinded and / or sintered and / or ceramic coated.
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