DE102008053168B4

DE102008053168B4 - Einrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit in eine Gasströmung

Info

Publication number: DE102008053168B4
Application number: DE102008053168.5A
Authority: DE
Inventors: Jörg Oesterle; Dr. Braun Joachim
Original assignee: Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2028-10-25
Also published as: DE102008053168A1; US8302383B2; US20100101222A1

Abstract

Einrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit in eine Gasströmung, – mit einer Kammer (9), in der im Betrieb der Einrichtung (7) eine Gasströmung in einer Hauptströmungsrichtung (12) strömt, – mit einer an der Kammer (9) angeordneten Einspritzeinrichtung (10), die im Betrieb eine Flüssigkeit mit einer gegenüber der Hauptströmungsrichtung (12) geneigten Hauptspritzrichtung (13) in die Kammer (9) einspritzt, dadurch gekennzeichnet, – dass gegenüber der Einspritzeinrichtung (10) ein Kanal (11) an die Kammer (9) angeschlossen ist, der im Betrieb die Gasströmung aus der Kammer (9) in einer gegenüber der Hauptströmungsrichtung (12) geneigten Kanallängsrichtung (19) abführt, – dass der Kanal (11) einen Eintrittsabschnitt (21) aufweist, der stirnseitig so gegenüber der Kanallängsrichtung (19) abgeschrägt ist, dass ein bezüglich der Hauptströmungsrichtung (12) stromab liegender erster Umfangsbereich (23) des Eintrittsabschnitts (21) in der Kanallängsrichtung (19) tiefer in die Kammer (9) hineinragt als ein bezüglich der Hauptströmungsrichtung (12) stromauf liegender zweiter Umfangsbereich (24) des Eintrittsabschnitts (21), – dass der Kanal (11) im Eintrittsabschnitt (21) an einer der Gasströmung zugewandten Innenseite des ersten Umfangsbereichs (23) eine Oberfläche (25) aufweist, die zumindest einen gegenüber einem Profil (27) des Kanals (11), das der Kanal (11) in einem an den Eintrittsabschnitt (21) angrenzenden Kanalabschnitt (28) aufweist, nach innen versetzten Bereich (26) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit in eine Gasströmung, insbesondere für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Bei Abgasanlagen ist es bekannt, unterschiedliche flüssige Edukte in die Gasströmung einzubringen, um damit unterschiedliche Reaktionen auszulösen. Beispielsweise kann stromauf eines Oxidationskatalysators flüssiger Kraftstoff eingespritzt werden, um durch eine nachfolgende, exotherme Reaktion im Katalysator eine Aufheizung der Abgasströmung und dadurch indirekt eine Aufheizung nachfolgender Abgasbehandlungseinrichtungen zu bewirken. Beispielsweise kann auf diese Weise ein Partikelfilter für seine Regeneration auf eine Selbstentzündungstemperatur aufgeheizt werden, um eine Rußbeladung abzubrennen. Ebenso kann durch eine solche Maßnahme ein NOX-Speicherkatalysator auf seine Betriebstemperatur gebracht werden. Ferner ist es grundsätzlich möglich, Ammoniak oder Harnstoff oder eine wässrige Harnstofflösung in flüssiger Form in den Abgasstrom einzubringen, um in einem nachfolgenden SCR-Katalysator Stickoxide umzusetzen.
Bei all diesen Anwendungen ist es von erhöhter Bedeutung, dass das in das Abgas eingespritzte flüssige Edukt möglichst vollständig verdampft, bevor es zur jeweiligen Abgasbehandlungseinrichtung gelangt, in der es benötigt wird. Zu diesem Zweck können beispielsweise Mischeinrichtungen, Verwirbelungseinrichtungen und spezielle Verdampfungseinrichtungen sowie beliebige Kombinationen derartiger Einrichtungen verwendet werden, die eine weitgehende Verdampfung der Flüssigkeit und Homogenisierung des Gas-Dampf-Gemischs bewirken. Derartige Einrichtungen können jedoch mit einem vergleichsweise hohen Durchströmungswiderstand einhergehen, der sich nachteilig für den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine auswirken kann.
Des Weiteren können derartige Einrichtungen auch bei anderen Technologien zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann bei einem Brenner ein flüssiger Brennstoff in eine Luftströmung eingebracht werden, um in einem Brennraum des Brenners eine entsprechende Verbrennungsreaktion zu erzeugen. Derartige Brenner können beispielsweise bei einem Brennstoffzellensystem oder bei Gasturbinenanlagen zur Anwendung kommen.
Aus der DE 10 2006 043 225 A1 ist eine gattungsgemäße Einrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit in eine Gasströmung bei einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine bekannt. Die bekannte Einrichtung umfasst eine Kammer, in der im Betrieb der Einrichtung eine Gasströmung in einer Hauptströmungsrichtung strömt, und eine an der Kammer angeordnete Einspritzeinrichtung, die im Betrieb eine Flüssigkeit mit einer gegenüber der Hauptströmungsrichtung geneigten Hauptspritzrichtung in die Kammer einspritzt. Die bekannte Einrichtung ist außerdem mit einer rohrförmigen Verdampfereinrichtung ausgestattet, die parallel zur Hauptströmungsrichtung in die Kammer eingesetzt ist. Ein Einströmbereich der Verdampfereinrichtung ist zur Hauptströmungsrichtung abgeschrägt, um eine Auftrefffläche für die eingespritzte Flüssigkeit zu vergrößern. Da bei der bekannten Einrichtung die rohrförmige Verdampferseinrichtung parallel zur Hauptströmungsrichtung ausgerichtet ist, besteht grundsätzlich die Möglichkeit eines Tropfendurchschlags, also eines Durchtritts von Flüssigkeitstropfen durch die Verdampfereinrichtung ohne Kontakt mit der Verdampfereinrichtung und somit ohne vollständige Verdampfung der eingespritzten Flüssigkeit.
Eine ähnliche Einrichtung ist auch aus der DE 10 2004 004 738 A1 bekannt.
Eine konventionelle Einrichtung, bei der die Flüssigkeit parallel zur Hauptströmungsrichtung in die Kammer eingespritzt wird, ist aus der US 6 444 177 B1 bekannt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Einrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine verbesserte Verdampfungswirkung bei einem möglichst geringen Gegendruck auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Gasströmung, in welche die Flüssigkeit eingebracht werden soll, am Übertritt von einer Kammer in einen Kanal an einer Oberfläche umzuleiten, die bezüglich eines außerhalb dieser Oberfläche liegenden Kanalprofils nach innen versetzt angeordnet ist. Die angeströmte Oberfläche ist somit bezüglich der ankommenden Gasströmung innerhalb der Kammer stromauf versetzt angeordnet. Gleichzeitig wird die Flüssigkeit gegenüber vom Kanal in die Kammer eingespritzt. Die Umlenkung der Gasströmung beim Übertritt in den Kanal kann dazu führen, dass die eingespritzte Flüssigkeit gegen die zuvor genannte, versetzte Oberfläche des Kanals abgedrängt wird. Hierbei kann sich Flüssigkeit auf besagter Oberfläche niederschlagen. Der genannte Oberflächenbereich, an dem sich die eingespritzte Flüssigkeit bevorzugt niederschlägt, ist gegenüber einem Kanalprofil, das der Kanal in einem Kanalabschnitt aufweist, der an einen die genannte Oberfläche aufweisenden Eintrittsabschnitt angrenzt, nach innen versetzt angeordnet. Dadurch befindet sich diese Oberfläche und somit die daran sich sammelnde Flüssigkeit in einem Bereich des Kanals, in dem dieser eine höhere Temperatur besitzt bzw. in dem die Abgasströmung, die durch den Kanal strömt, eine höhere Temperatur aufweist. Dementsprechend wird dadurch eine Verdampfung der auf der Oberfläche niedergeschlagenen Flüssigkeit durch die gewählte Positionierung der Oberfläche begünstigt. Dies hat wiederum zur Folge, dass insgesamt eine verbesserte Verdampfungswirkung erreicht werden kann. Gleichzeitig lässt sich die im Bereich der Strömungsumlenkung angeordnete Oberfläche gezielt so formen, dass sie nur einen vergleichsweise geringen Strömungswiderstand generiert, so dass insgesamt der Druckanstieg bei der Durchströmung des Kanals vergleichsweise gering ausfällt.
Zur Realisierung einer widerstandsarmen Strömungsumlenkung im Bereich der Oberfläche kann diese entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform zumindest eine der Hauptströmungsrichtung zugewandte konvexe Kontur aufweisen. Durch die Bereitstellung einer konvexen Kontur werden scharfkantige Übergänge vermieden, was zu niedrigen Strömungswiderständen führt. Dabei kann die Oberfläche so ausgestaltet sein, dass sie nur eine einzige konvexe Kontur besitzt. Ebenso ist es möglich, die Oberfläche mit mehreren, quer zur Hauptströmungsrichtung nebeneinander angeordneten konvexen Konturen auszustatten. Diese können dann über entsprechende konkave Konturen miteinander verbunden sein bzw. ineinander übergehen. Insgesamt kann dadurch für die Oberfläche eine Art Wellenprofil realisiert werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine konvexe Kontur an beiden Kanalseiten, also quer zur Hauptströmungsrichtung der Gasströmung in der Kammer mit jeweils einer konkaven Kontur in das Kanalprofil übergehen. Durch diese Bauweise kann im Bereich dieser seitlichen konkaven Konturen eine nach innen gerichtete, zur wenigstens einen konvexen Kontur hinführende Strömungsführung im Kanal realisiert werden. Hierdurch wird die sich an der Oberfläche niederschlagende Flüssigkeit in Richtung der wenigstens einen konvexen Kontur konzentriert. Die Anströmung und somit die Verdampfungswirkung für die an der Oberfläche befindliche Flüssigkeit wird dadurch verbessert.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine,
2 eine stark vereinfachte Schnittdarstellung einer Einrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit in eine Gasströmung,
3 eine vereinfachte perspektivische Ansicht auf einen Eintrittsabschnitt eines Kanals der Einrichtung aus 2,
4 eine vereinfachte Seitenansicht des Kanals bei verschiedenen Ausführungsformen.
Entsprechend 1 umfasst eine Abgasanlage 1, mit deren Hilfe Abgas von einer Brennkraftmaschine 2 abgeführt werden soll, zumindest eine Abgasleitung 3, an die zumindest eine Abgasbehandlungseinrichtung 4 angeschlossen ist. Im Beispiel umfasst die Abgasleitung 3 einen von der Brennkraftmaschine 2 zu einem Einlass 5 der Abgasbehandlungseinrichtung 4 führenden Abschnitt sowie einen von einem Auslass 6 der Abgasbehandlungseinrichtung 4 weg führenden Abschnitt. Es ist klar, dass eine derartige Konfiguration rein exemplarisch und ohne Beschränkung der Allgemeinheit zu verstehen ist. Die Brennkraftmaschine 2 kann sich, bevorzugt zusammen mit der Abgasanlage 1, in einem Kraftfahrzeug befinden.
In die Abgasbehandlungseinrichtung 4 ist eine Einrichtung 7 integriert, mit deren Hilfe eine Flüssigkeit in eine Gasströmung, hier in eine Abgasströmung, eingebracht werden kann. Beispielsweise wird mit Hilfe dieser Einrichtung 7 eine wässrige Harnstofflösung in die Abgasströmung eingebracht. Die Abgasbehandlungseinrichtung 4 weist außerdem zumindest einen SCR-Katalysator 8 auf, der bezüglich der Abgasströmung innerhalb der Abgasbehandlungseinrichtung 4 stromab der Einrichtung 7 angeordnet ist. In diesem SCR-Katalysator 8, im Beispiel sind zwei derartige SCR-Katalysatoren 8 angedeutet, erfolgt dann eine Umsetzung des Harnstoffs über Ammoniak zur Reduzierung von Stickoxiden. Alternativ kann die Einrichtung 7 bei anderen Anwendungsformen beispielsweise auch zum Einbringen eines Kraftstoffs verwendet werden, der beispielsweise stromauf eines Oxidationskatalysators in die Abgasanlage 1 eingedüst werden soll. Die genannten Beispiele sind jedoch nur rein exemplarisch, so dass grundsätzlich auch andere Anwendungen denkbar sind. Bevorzugt ist derzeit die hier gezeigte Anwendung zur Eindüsung einer wässrigen Harnstofflösung stromauf zumindest eines SCR-Katalysators 8.
Entsprechend den 1 bis 4 umfasst die Einrichtung 7 eine Kammer 9, eine Einspritzeinrichtung 10 sowie einen Kanal 11. Zur Abgrenzung der Einspritzeinrichtung 10, welche die eigentliche Einspritzung der Flüssigkeit erzeugt, gegenüber der übergeordneten Einrichtung 7 kann diese Gesamteinrichtung 7 auch als Vorrichtung oder Anordnung zum Einbringen der Flüssigkeit bezeichnet werden. In der Kammer 9 strömt eine Gasströmung in einer durch einen Pfeil angedeuteten Hauptströmungsrichtung 12, wenn die Einrichtung 7 bzw. die Abgasanlage 1 in Betrieb ist. Mit Hilfe der Einspritzeinrichtung 10 kann im Betrieb der Einrichtung 7 eine Flüssigkeit mit einer durch einen Pfeil angedeuteten Hauptspritzrichtung 13 in die Kammer 9 eingespritzt werden. Diese Hauptspritzrichtung 13 entspricht beispielsweise einer Längsmittelachse eines kegelförmigen Spritzstrahls 14, mit dem die Einspritzeinrichtung 10 die jeweilige Flüssigkeit in die Kammer 9 eindüst. Die Einspritzeinrichtung 10 umfasst einen Injektor 15 bzw. eine Einspritzdüse 15, die eingangsseitig aus einem Reservoir 16 über eine Pumpe 17 mit der Flüssigkeit versorgt wird. Die Pumpe 17 ist hierzu in einer Förderleitung 18 angeordnet, welche das Reservoir 16 mit der Düse 15 verbindet. Die Anordnung der Einspritzeinrichtung 10 an der Kammer 9 erfolgt dabei so, dass die Hauptspritzrichtung 13 gegenüber der Hauptströmungsrichtung 12 geneigt ist. Der Kanal 11 ist bezüglich der Hauptspritzrichtung 13 der Einspritzeinrichtung 10 gegenüberliegend an die Kammer 9 angeschlossen. Im Betrieb der Einrichtung 7 führt der Kanal 11 eine Gasströmung aus der Kammer 9 ab, die dann im Kanal 11 in einer durch einen Pfeil angedeuteten Kanallängsrichtung 19 strömt. Dabei ist der Kanal 11 an der Kammer 9 so angeordnet, dass die Kanallängsrichtung 19 gegenüber der Hauptströmungsrichtung 12 geneigt ist. Diese Bauweise hat zur Folge, dass in einem durch eine geschweifte Klammer gekennzeichneten Übergangsbereich 20 die in der Kammer 19 in der Hauptströmungsrichtung 12 strömende Gasströmung in die Kanallängsrichtung 19 umgelenkt wird. Mit anderen Worten, im genannten Übergangsbereich 20 erfolgt eine Strömungsumlenkung von der Kammer 9 in den Kanal 11. Genau in diesem Bereich 20 erfolgt auch die Einspritzung der Flüssigkeit mittels der Einspritzeinrichtung 10.
Der Kanal 11 weist einen Eintrittsabschnitt 21 auf, der ebenfalls durch eine geschweifte Klammer gekennzeichnet ist. Dieser Eintrittsabschnitt 21 umfasst den Übergangsbereich 20 und besitzt eine gegenüber der Kanallängsrichtung 19 abgeschrägte Stirnseite 22. Im Beispiel ist die Stirnseite 22 rein exemplarisch um etwa 45° gegenüber der Kanallängsrichtung 19 abgeschrägt. Diese Abschrägung bzw. die abgeschrägte Stirnseite 22 ist dabei räumlich so angeordnet, dass ein bezüglich der Hauptströmungsrichtung 12 stromab angeordneter erster Umfangsbereich 23 des Eintrittsabschnitts 21 parallel zur Kanallängsrichtung 19 tiefer in die Kammer 9 hineinragt als ein gegenüberliegender zweiter Umfangsbereich 24 des Eintrittsabschnitts 21, der bezüglich der Hauptströmungsrichtung 12 stromauf angeordnet ist. Auf diese Weise ist der Kanal 11 in seinem Eintrittsabschnitt 21 im ersten Umfangsbereich 23 zur ankommenden Gasströmung hin offen. Insbesondere besitzt der Kanal 11 dadurch im Eintrittsabschnitt 21 an einer der Hauptströmungsrichtung 12 zugewandten Innenseite des ersten Umfangsbereichs 23 eine Oberfläche 25, die von der Gasströmung direkt beaufschlagt wird und die sich insbesondere im Umlenkbereich 20 befindet. Diese Oberfläche 25 ist bei der hier vorgestellten Einrichtung 7 so ausgestaltet, dass sie zumindest einen Bereich 26 aufweist, der gegenüber einem Kanalprofil 27 nach innen versetzt ist. Besagtes Kanalprofil 27 besitzt der Kanal 11 in einem in der Kanallängsrichtung 19 an den Eintrittsabschnitt 21 angrenzenden Kanalabschnitt 28, der in 2 durch eine offene geschweifte Klammer angedeutet ist. Besagter Bereich 26 der Oberfläche 25 ragt dadurch gewissermaßen in einer in der Kanallängsrichtung 19 orientierten Projektion in das Kanalprofil 27 hinein. Durch die vorgeschlagene Bauweise befindet sich die genannte Oberfläche 25 zumindest ihr Bereich 26 näher an einer Längsmittelachse 37 des Kanals 11 als eine Kanalwand 29, die sich außerhalb des Eintrittsabschnitts 21 und/oder außerhalb des ersten Umfangsbereichs 23 befindet. Die gewählte Anordnung führt dazu, dass sich ein Niederschlag der eingespritzten Flüssigkeit bevorzugt auf dieser „erhöhten” Oberfläche 25 bildet und sammelt. In diesem Bereich herrscht eine höhere Temperatur, ferner liegen höhere Strömungsgeschwindigkeiten vor. Beide Parameter unterstützen eine rasche Verdampfung der an der Oberfläche 25 niedergeschlagenen Flüssigkeit.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform kann die Oberfläche 25 bezüglich einer hier nicht dargestellten Symmetrieebene spiegelsymmetrisch ausgestaltet sein, die bei den Darstellungen der 2 und 4 parallel zur Zeichnungsebene verläuft und die Längsmittelachse 37 enthält. Diese Symmetrieebene erstreckt sich dabei parallel zur Hauptströmungsrichtung 12 und parallel zur Kanallängsrichtung 19. Die bezüglich der Symmetrieebene gebildete Spiegelsymmetrie ist insbesondere der in 3 gezeigten Darstellung zu entnehmen. Gleichzeitig ist 3 zu entnehmen, dass die Oberfläche 25 an der Innenseite des ersten Umfangsbereichs 23 eine Kontur aufweist, die bezüglich der Anströmung in der Kammer 9 konvex geformt ist. Mit anderen Worten, die Oberfläche 25 ist im mindestens einen versetzten Bereich 26 zum zweiten Umfangsbereich 24 hin konvex gekrümmt. Im Beispiel ist nur eine derartige konvexe Zone innerhalb der Oberfläche 25 dargestellt. Es ist klar, dass auch mehrere derartige konvexe Zonen denkbar sind. Auch ist es möglich, dass der tangentiale Bereich der konvexen Kontur, also deren Scheitel, zu einer Ebene verbreitert ist. Die konvexe Formgebung führt zu einer Reduzierung des Strömungswiderstands bei der Umlenkung der Gasströmung im Übergangsbereich 20. Es ist klar, dass grundsätzlich auch andere Geometrien und Konturgebungen denkbar sind, die einen vergleichsweise niedrigen Umlenkwiderstand realisieren und die an der Oberfläche 25 zumindest einen Bereich 26 bereitstellen, der zur Kanallängsmittelachse 37 einen reduzierten Abstand besitzt.
Entsprechend 3 kann die hier gezeigte eine konvexe Kontur der Oberfläche 25 bzw. des Oberflächenbereichs 26 an den beiden Kanalseiten mit jeweils einer konkaven Kontur 30 in das Kanalprofil 27 übergehen. Hierzu ist das Kanalprofil 27 wie im Beispiel bevorzugt kreisförmig oder elliptisch, jedoch wenigstens rund. In 3 deuten Pfeile 31 eine durch die konkaven Konturen 30 induzierte Wirbelströmung an, die dazu führt, dass sich an der Oberfläche 25 niederschlagende Flüssigkeit im zentralen Bereich 26 konzentriert und dort stärker angeströmt wird. Hierdurch kann insbesondere die Verdampfung der Flüssigkeit unterstützt werden.
Entsprechend 4 kann die Oberfläche 25, die an der Innenseite des ersten Umfangsbereichs 23 ausgebildet ist, an einer Eintrittskante 32 beginnen, wobei in 4 drei Ausführungsformen angedeutet sind, die alternativ realisiert werden können. Die Bezugszeichen für die erste Ausführungsform sind ohne Hochkomma, die Bezugszeichen für die zweite Ausführungsform weisen ein Hochkomma auf, während die Bezugszeichen der dritten Ausführungsform zwei Hochkommas besitzen. Entsprechend der ersten Ausführungsform beginnt die Oberfläche 25 an der Eintrittskante 32 und erstreckt sich dann in der Kanallängsrichtung 19 zunächst über einen konstanten oder geradlinigen Längsabschnitt 33, der sich parallel zur Kanallängsrichtung 19 erstreckt. Auf diesen geradlinigen Längsabschnitt 33 folgt dann ein Übergangsabschnitt 34, der im gezeigten Beispiel geradlinig ausgebildet ist und in das Kanalprofil 27 übergeht. Dieser Übergangsabschnitt 34 kann auch gekrümmt sein. Insbesondere kann die Krümmung des Übergangsabschnitts 34 so gestaltet sein, dass er quasi tangential in den geradlinigen Abschnitt 33 übergeht und/oder dass er quasi tangential in das Kanalprofil 27 übergeht. Bei der zweiten Ausführungsform beginnt die Oberfläche 25' wieder an der Eintrittskante 32', an die sich wieder ein geradliniger Längsabschnitt 33' anschließt, der hier jedoch bezüglich der Kanallängsrichtung 19 deutlich kürzer ausfällt als bei der ersten Ausführungsform. Auch geht dieser Längsabschnitt 33' tangential in den Übergangsabschnitt 34' über, der seinerseits dann am Kanalprofil 27 endet. Bei der dritten Ausführungsform beginnt die Oberfläche 25'' wieder an der Eintrittskante 32'' und geht dann direkt in den Übergangsabschnitt 34'' über, der in diesem Beispiel geradlinig ausgestaltet ist und seinerseits am Kanalprofil 27 endet. Es ist jedoch klar, dass grundsätzlich auch andere geeignete Konturgebungen für die Oberfläche 25 realisierbar sind. Ziel ist auch hier eine möglichst geringe Druckerhöhung im Eintrittsabschnitt 21.
Bei der in 2 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform sind die Einspritzeinrichtung 10 und der Kanal 11 an der Kammer 9 so angeordnet und aufeinander abgestimmt, dass die Hauptspritzrichtung 13 parallel zur Kanallängsrichtung 19 verläuft. Im gezeigten Beispiel ist die Anordnung sogar so gewählt, dass die Einspritzrichtung 13 koaxial zur Kanallängsrichtung 19 verläuft. Die Positionierung der Oberfläche 29 ist dabei so, dass zumindest bei fehlender Gasströmung in der Kammer 19 der Sprühkegel 14 von dieser Oberfläche 25 beabstandet ist. Die Gasströmung in der Kammer 9 bewirkt dann eine Reduzierung dieses Abstands, wodurch es insbesondere zum Niederschlag der Flüssigkeit an der Oberfläche 25 kommen kann. Im gezeigten, bevorzugten Beispiel ist außerdem die Einspritzeinrichtung 10 an der Kammer 9 so positioniert bzw. darauf abgestimmt, dass die Hauptströmungsrichtung 12 senkrecht zur Hauptspritzrichtung 13 verläuft. Zusätzlich oder alternativ kann außerdem vorgesehen sein, den Kanal 11 so an der Kammer 9 anzubringen, dass die Hauptströmungsrichtung 12 senkrecht zur Kanallängsrichtung 19 verläuft.
Im Beispiel der 1 und 2 ist im Kanal 11 außerdem eine Mischeinrichtung 35 angeordnet, und zwar stromab des Eintrittsabschnitts 21. Die Mischeinrichtung 35 führt zu einer Homogenisierung des Dampf-Gas-Gemischs über den Querschnitt des Kanals 11. Insbesondere kann die Mischeinrichtung 35 so ausgestaltet sein, dass sie die Gasströmung im Kanal 11 mit einem Drall beaufschlagt.
Die Oberfläche 25 kann durch eine entsprechende, im Eintrittsabschnitt 21 durchgeführte plastische Umformung des Kanalprofils 27 unmittelbar am Kanal 11 bzw. an einem den Kanal 11 bildenden Rohrkörper hergestellt werden. Alternativ dazu ist es entsprechend 3 ebenso möglich, die Oberfläche 25 an einem Einsatzteil 36 auszubilden, das separat zum Kanal 11 herstellbar ist und das in den Eintrittsabschnitt 21 des Kanals 11 eingesetzt ist. Insbesondere kann dieses Einsatzteil 36 mit dem Kanal 11 verschweißt oder verlötet sein.

Claims

Einrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit in eine Gasströmung, – mit einer Kammer (9), in der im Betrieb der Einrichtung (7) eine Gasströmung in einer Hauptströmungsrichtung (12) strömt, – mit einer an der Kammer (9) angeordneten Einspritzeinrichtung (10), die im Betrieb eine Flüssigkeit mit einer gegenüber der Hauptströmungsrichtung (12) geneigten Hauptspritzrichtung (13) in die Kammer (9) einspritzt, dadurch gekennzeichnet, – dass gegenüber der Einspritzeinrichtung (10) ein Kanal (11) an die Kammer (9) angeschlossen ist, der im Betrieb die Gasströmung aus der Kammer (9) in einer gegenüber der Hauptströmungsrichtung (12) geneigten Kanallängsrichtung (19) abführt, – dass der Kanal (11) einen Eintrittsabschnitt (21) aufweist, der stirnseitig so gegenüber der Kanallängsrichtung (19) abgeschrägt ist, dass ein bezüglich der Hauptströmungsrichtung (12) stromab liegender erster Umfangsbereich (23) des Eintrittsabschnitts (21) in der Kanallängsrichtung (19) tiefer in die Kammer (9) hineinragt als ein bezüglich der Hauptströmungsrichtung (12) stromauf liegender zweiter Umfangsbereich (24) des Eintrittsabschnitts (21), – dass der Kanal (11) im Eintrittsabschnitt (21) an einer der Gasströmung zugewandten Innenseite des ersten Umfangsbereichs (23) eine Oberfläche (25) aufweist, die zumindest einen gegenüber einem Profil (27) des Kanals (11), das der Kanal (11) in einem an den Eintrittsabschnitt (21) angrenzenden Kanalabschnitt (28) aufweist, nach innen versetzten Bereich (26) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (25) an der Innenseite des ersten Umfangsbereichs (23) bezüglich einer sich parallel zur Hauptströmungsrichtung (12) und parallel zur Kanallängsrichtung (19) erstreckenden Symmetrieebene spiegelsymmetrisch ausgestaltet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (25) an der Innenseite des ersten Umfangsbereichs (23) zumindest eine der Gasströmung zugewandte konvexe Kontur (26) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine konvexe Kontur (26) an beiden Kanalseiten mit jeweils einer konkaven Kontur (30) in das Profil (27) des Kanals (11) übergeht.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (25) an der Innenseite des ersten Umfangsbereichs (23) an einer Eintrittskante (32) beginnt und in der Kanallängsrichtung (19) über einen geradlinigen Längsabschnitt (33) oder direkt in einen zum Kanalprofil (27) übergehenden geradlinigen oder gekrümmten Übergangsabschnitt (34) übergeht.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzeinrichtung (10) und der Kanal (11) an der Kammer (9) so angeordnet sind, dass die Hauptspritzrichtung (13) parallel zur Kanallängsrichtung (19) verläuft.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzeinrichtung (10) und/oder der Kanal (11) an der Kammer (9) so angeordnet ist/sind, dass die Hauptströmungsrichtung (12) senkrecht zur Hauptspritzrichtung (13) und/oder senkrecht zur Kanallängsrichtung (19) verläuft.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Kanal (11) stromab des Eintrittsabschnitts (21) eine Mischeinrichtung (35) angeordnet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (25) unmittelbar am Kanal (11) durch Umformung des Kanalprofils (27) im Eintrittsabschnitt (21) hergestellt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (25) an einem Einsatzteil (36) ausgebildet ist, das im Eintrittsabschnitt (21) in den Kanal (11) eingesetzt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (7) in eine Abgasbehandlungseinrichtung (4) einer Abgasanlage (1) einer Brennkraftmaschine (2) integriert ist.
Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine (2), – mit einer Abgasbehandlungseinrichtung (4), die eine Einrichtung (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist, – mit mindestens einer Abgasleitung (3), die an die Abgasbehandlungseinrichtung (4) angeschlossen ist.