DE102011008895A1 - Exhaust gas treatment device for e.g. cleaning exhaust gases of internal combustion engine of motor car, has rod arranged in device along flow direction prior to feed point and partially transverse to flow direction - Google Patents

Exhaust gas treatment device for e.g. cleaning exhaust gases of internal combustion engine of motor car, has rod arranged in device along flow direction prior to feed point and partially transverse to flow direction Download PDF

Info

Publication number
DE102011008895A1
DE102011008895A1 DE102011008895A DE102011008895A DE102011008895A1 DE 102011008895 A1 DE102011008895 A1 DE 102011008895A1 DE 102011008895 A DE102011008895 A DE 102011008895A DE 102011008895 A DE102011008895 A DE 102011008895A DE 102011008895 A1 DE102011008895 A1 DE 102011008895A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
treatment device
exhaust gas
flow direction
exhaust
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011008895A
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Walter Ender
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIF DIE IDEENFABRIK GmbH
Original Assignee
DIF DIE IDEENFABRIK GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DIF DIE IDEENFABRIK GmbH filed Critical DIF DIE IDEENFABRIK GmbH
Priority to DE102011008895A priority Critical patent/DE102011008895A1/en
Publication of DE102011008895A1 publication Critical patent/DE102011008895A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/20—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

The device (1) has a feed point (4) for adding fluid e.g. liquid such as urea water solution. A rod (5) is arranged in the device along a flow direction (3) prior to the feed point and partially transverse to the flow direction. The feed point is surrounded by a passage (6) in a wall (7) of the device. An injector (12) is provided at the feed point to supply the fluid in form of a spraying cone to the device, and a projection (9) is formed in the region of the feed point. A recess (10) forms a protuberance (13) in the wall of the device. The urea water solution is provided under the name AdBlue(RTM: diesel emissions additive).

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungsvorrichtung zur Reinigung der Abgase einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Zugabestelle zur Zugabe eines Fluids in die Abgasbehandlungsvorrichtung.The invention relates to an exhaust gas treatment device for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine with an addition point for adding a fluid into the exhaust gas treatment device.

Abgasbehandlungsvorrichtungen, bei welchen dem Abgas ein Fluid bzw. eine zusätzliche Substanz zugeführt wird, finden in letzter Zeit vermehrt Verbreitung. Beispielsweise gewinnen Abgasbehandlungsvorrichtungen an Bedeutung, in welchen das Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Verfahren, SCR = Selective Catalytic Reduction) angewendet wird. Bei diesem Verfahren wird dem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine ein Reduktionsmittel zugeführt, mit welchem insbesondere Stickstoffoxidverbindungen im Abgas wirkungsvoll reduziert werden können. Als Reduktionsmittel wird regelmäßig Ammoniak eingesetzt. Ammoniak wird insbesondere für mobile Verbrennungskraftmaschinen regelmäßig nicht direkt bevorratet, sondern in Form einer Reduktionsmittelvorläuferlösung, die in einem Tank des Kraftfahrzeuges gespeichert ist. Eine häufig eingesetzte Reduktionsmittelvorläuferlösung ist beispielsweise Harnstoff-Wasser-Lösung. Eine 32,5 prozentige Harnstoff-Wasser-Lösung ist unter dem Handelsnamen AdBlue® erhältlich und als Reduktionsmittelvorläuferlösung bereits weit verbreitet. Diese Reduktionsmittellvorläuferlösung kann dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden und wird durch die Abgastemperaturen dann zumindest teilweise zu Ammoniak umgesetzt.Exhaust gas treatment devices in which the exhaust gas, a fluid or an additional substance is supplied, lately find increasing use. For example, exhaust gas treatment devices in which the selective catalytic reduction (SCR) process is used become more important. In this method, a reducing agent is supplied to the exhaust gas of an internal combustion engine, with which in particular nitrogen oxide compounds in the exhaust gas can be effectively reduced. As a reducing agent ammonia is used regularly. Ammonia is regularly not directly stored, in particular for mobile internal combustion engines, but in the form of a reducing agent precursor solution which is stored in a tank of the motor vehicle. A commonly used reducing agent precursor solution is, for example, urea-water solution. A 32.5 percent urea-water solution is available under the trade name AdBlue ® and already widely used as a reducing agent precursor solution. This reducing agent precursor solution can be supplied to the exhaust gas of the internal combustion engine and is then at least partially converted to ammonia by the exhaust gas temperatures.

Neben diesen Abgasbehandlungsvorrichtungen für das Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion, denen ein Fluid zugeführt wird, gibt es auch Abgasbehandlungsvorrichtungen, welchen Kraftstoff zugeführt wird. Kraftstoff dient dabei häufig der Erhöhung der Temperatur in der Abgasbehandlungsvorrichtung. Durch eine Erhöhung der Temperatur in der Abgasbehandlungsvorrichtung kann die Umsetzung bestimmter Schadstoffe in dem Abgas verbessert werden.Besides these exhaust gas treatment apparatuses for the selective catalytic reduction method to which a fluid is supplied, there are also exhaust gas treatment apparatuses to which fuel is supplied. Fuel is often used to increase the temperature in the exhaust treatment device. By increasing the temperature in the exhaust treatment device, the conversion of certain pollutants in the exhaust gas can be improved.

Problematisch bei der Zugabe eines Fluids in eine Abgasbehandlungsvorrichtung ist, dass sich im Bereich der Zugabestelle Ablagerungen des zugeführten Fluids bilden können. Diese Ablagerungen behindern einerseits die Durchströmung der Abgasbehandlungsvorrichtung. Andererseits kann das Material der Abgasbehandlungsvorrichtung durch die Ablagerungen geschädigt werden. Auch ist es möglich, dass sich derartige Ablagerungen schlagartig lösen und so zur Schädigung von nachfolgenden Komponenten der Abgasbehandlungsvorrichtung führen. Ebenso besteht das Problem, dass das Fluid nach Möglichkeit gleichmäßig im Abgasstrom und/oder über den Querschnitt der Abgasbehandlungsvorrichtung verteilt werden soll.The problem with the addition of a fluid in an exhaust gas treatment device is that deposits of the supplied fluid can form in the region of the addition point. These deposits on the one hand hinder the flow through the exhaust gas treatment device. On the other hand, the material of the exhaust treatment device can be damaged by the deposits. It is also possible that such deposits dissolve abruptly and thus lead to damage of downstream components of the exhaust treatment device. There is also the problem that, if possible, the fluid should be distributed uniformly in the exhaust gas flow and / or over the cross section of the exhaust gas treatment device.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die geschilderten technischen Probleme zu lösen bzw. zumindest zu lindern. Es soll insbesondere eine besonders vorteilhafte Abgasbehandlungsvorrichtung mit einer Zugabestelle für ein Fluid vorgestellt werden, durch deren Gestaltung Ablagerungen des zugeführten Fluids in der Abgasbehandlungsvorrichtung vermieden bzw. vermindert und/oder rasch eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Fluids im Abgas erreicht wird.On this basis, it is an object of the present invention to solve the technical problems described or at least alleviate. In particular, a particularly advantageous exhaust gas treatment device with an addition point for a fluid is to be presented, by the design of which deposits of the supplied fluid in the exhaust gas treatment device are avoided or reduced and / or the most uniform possible distribution of the fluid in the exhaust gas is achieved.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Abgasbehandlungsvorrichtung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.These objects are achieved with an exhaust gas treatment device according to the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the exhaust gas treatment device are given in the dependent formulated claims. The features listed individually in the claims are combinable with each other in any technologically meaningful manner and can be supplemented by explanatory facts from the description, wherein further embodiments of the invention are shown.

Erfindungsgemäß ist eine Abgasbehandlungsvorrichtung zur Reinigung der Abgase einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Abgasbehandlungsvorrichtung mit einer Strömungsrichtung von Abgas durchströmbar ist und eine Zugabestelle zur Zugabe eines Fluids aufweist, wobei in Strömungsrichtung vor der Zugabestelle und zumindest teilsweise quer zu der Strömungsrichtung ein Stab in der Abgasbehandlungsvorrichtung angeordnet ist.According to the invention, an exhaust gas treatment device for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine, wherein the exhaust gas treatment device can flow through a flow direction of exhaust gas and has an addition point for adding a fluid, wherein in the flow direction before the addition point and at least partially transverse to the flow direction, a rod is arranged in the exhaust gas treatment device ,

Die Abgasbehandlungsvorrichtung stellt insbesondere einen Abgasleitungsabschnitt dar, durch den das Abgas z. B. hin zu Abgasnachbehandlungseinheiten (wie einem Filter, einem Katalysator, etc.) geführt wird. Dabei durchströmt das Abgas die Abgasbehandlungsvorrichtung in einer vorgegebenen Strömungsrichtung ausgehend von der Verbrennungskraftmaschine. Diese Abgasbehandlungsvorrichtung weist nun (zumindest) eine Zugabestelle auf, wobei dort regelmäßig ein Durchgang durch die Wand des Abgasleitungsabschnitts geschaffen ist. Bevor das Abgas nunmehr diese Zugabestelle erreicht, also in Strömungsrichtung des Abgases entgegengesetzt bzw. zuvor, ist wenigstens ein, bevorzugt genau ein einzelner, Stab in der Abgasbehandlungsvorrichtung positioniert, so dass der Stab zuvor mit dem anströmenden Abgas in Kontakt kommt, der nahe der Zugabestelle vorbeiströmt. Dabei wird der Stab zumindest von einem Teil des Abgasstromes umströmt und zu einer turbulenten Strömung angeregt. Hierfür ist ein ausreichender Abstand des Stabes hin zur Wand der Abgasbehandlungsvorrichtung und eine Ausrichtung hin zur Zugabestelle einzuhalten, was gerade durch die Anordnung quer zur Strömungsrichtung (also z. B. schräg oder sogar senkrecht dazu) erreicht wird. Mit anderen Worten heißt das auch, dass der Stab zum Beispiel den (insbesondere senkrecht zur Strömungsrichtung liegenden) Querschnitt eines Strömungskanals der Abgasbehandlungsvorrichtung wenigstens teilweise überspannt (insbesondere nach Art einer Sekante, die nicht durch den Mittelpunkt des Querschnitts verläuft). Damit, dass der Stab zumindest teilweise quer zu der Strömungsrichtung in der Abgasbehandlungsvorrichtung angeordnet ist, ist insbesondere auch gemeint, dass der Stab eine Hauptachse aufweist, welche nicht parallel zu der Strömungsrichtung ausgerichtet ist, sondern welche in einem Winkel zu der Strömungsrichtung steht. Vorzugweise ist die Hauptachse im Wesentlichen quer, bzw. im Wesentlichen senkrecht zu der Strömungsrichtung ausgerichtet. Zwischen dem Stab bzw. der Hauptachse des Stabes und der Strömungsrichtung besteht bevorzugt an Winkel von ungefähr 90° [Winkelgrad], wobei diese Angabe Winkel zwischen 80° und 100° mit umfasst.The exhaust gas treatment device in particular represents an exhaust gas line section, through which the exhaust gas z. B. to exhaust aftertreatment units (such as a filter, a catalyst, etc.) is performed. In this case, the exhaust gas flows through the exhaust gas treatment device in a predetermined flow direction, starting from the internal combustion engine. This exhaust gas treatment device now has (at least) an addition point, where a passage through the wall of the exhaust gas line section is created regularly there. Before the exhaust gas now reaches this point of addition, that is to say in the direction of flow of the exhaust gas, at least one, preferably exactly one, rod is positioned in the exhaust treatment device so that the rod first comes into contact with the oncoming exhaust gas, which is near the point of addition flows past. In this case, the rod is at least flowed around by a part of the exhaust gas flow and excited to a turbulent flow. For this purpose, a sufficient distance of the rod towards the wall of the exhaust gas treatment device and an alignment towards the point of addition is to be observed, which is precisely by the arrangement transverse to Flow direction (ie, for example, obliquely or even perpendicular thereto) is achieved. In other words, this also means that the rod, for example, at least partially spans the cross-section (in particular in the manner of a secant that does not run through the center of the cross-section) of a flow channel of the exhaust gas treatment device (in particular perpendicular to the flow direction). In that the rod is arranged at least partially transversely to the flow direction in the exhaust gas treatment device, it is also meant in particular that the rod has a main axis which is not aligned parallel to the flow direction but which is at an angle to the flow direction. Preferably, the main axis is substantially transversely, or aligned substantially perpendicular to the flow direction. Between the rod or the main axis of the rod and the flow direction is preferably at angles of about 90 ° [angular degree], which includes angles between 80 ° and 100 ° with.

Besonders vorteilhaft ist die Abgasbehandlungsvorrichtung, wenn die Zugabestelle von zumindest einem Absatz in einer Wand der Abgasbehandlungsvorrichtung umgeben ist, wobei sich in Strömungsrichtung hinter diesem Absatz ein Strömungsruhegebiet ausbildet, wenn die Abgasbehandlungsvorrichtung von dem Abgas durchströmt wird, und wobei der Stab in der Abgasbehandlungsvorrichtung derart geformt und angeordnet ist, dass sich an dem Stab eine Wirbelstraße ausbildet, wenn die Abgasbehandlungsvorrichtung von dem Abgas durchströmt wird, wobei die Wirbelstraße zumindest teilweise das Strömungsruhegebiet durchläuft.Particularly advantageous is the exhaust gas treatment device, when the addition point is surrounded by at least one shoulder in a wall of the exhaust treatment device, wherein in the flow direction behind this paragraph, a flow rest area is formed when the exhaust gas treatment device is flowed through by the exhaust gas, and wherein the rod is formed in the exhaust gas treatment device so and arranged to form on the rod, a vortex street, when the exhaust gas treatment device is flowed through by the exhaust gas, wherein the vortex street at least partially passes through the flow rest area.

Der Absatz, welcher die Zugabestelle umgibt, ist beispielsweise zumindest von einem Vorsprung und/oder einem Rücksprung in der Abgasbehandlungsvorrichtung bzw. in der Wand der Abgasbehandlungsvorrichtung gebildet. Dieser Vorsprung bzw. dieser Rücksprung verkleinert bzw. vergrößert den freien, für Abgas durchströmbaren Querschnitt der Abgasbehandlungsvorrichtung zumindest teilweise. Dadurch ist in der Abgasbehandlungsvorrichtung in Strömungsrichtung hinter dem Absatz ein Gebiet ausgebildet, welches (ohne den Stab) weniger bzw. schwächer von Abgas durchströmt werden würde, als die restliche Abgasbehandlungsvorrichtung. Dieses Gebiet wird hier als Strömungsruhegebiet bezeichnet.The shoulder which surrounds the point of addition is formed, for example, at least by a projection and / or a return in the exhaust gas treatment device or in the wall of the exhaust gas treatment device. This projection or this recess decreases or increases at least partially the free cross-section of the exhaust gas treatment device through which exhaust gas can flow. As a result, an area is formed in the exhaust gas treatment device behind the heel in the direction of flow which would flow through exhaust gas less efficiently (without the rod) than the remaining exhaust gas treatment device. This area is referred to herein as a no-flow area.

Der Stab ist vorzugsweise zylindrisch geformt. Die sich an dem Stab ausbildende Wirbelstraße ist vorzugsweise eine kármánsche Wirbelstraße. Vorzugsweise sind der Stab und die Abgasbehandlungsvorrichtung so dimensioniert, dass sich an dem Stab eine Umströmung des Stabs mit einer Reynoldszahl von 200 bis 60.000 ausbildet. Da die diese Erfindung insbesondere Anwendung findet bei Abgassystemen, die überwiegend (relativ) konstanten Abgas-Strömungsbedingungen unterliegen, kann zu diesem Zweck eine Reynoldszahl (etwa für einen Volllastbereich) von 3.000 bis 45.000 (oder sogar nur bis 30.0000) eingestellt sein. Die Reynoldszahl ist eine Größe, mit welcher Strömungsphänomene dimensionsunabhängig beschrieben werden können. Bei der Umströmung eines stabförmigen Körpers in dem genannten Reynoldszahlenbereich bildet sich typischerweise eine kármánsche Wirbelstraße aus. Eine kármánsche Wirbelstraße ist dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der strömungsabgewandten Seite des Stabes zwei gegenläufig rotierende Wirbelblasen wechselweise ausbilden. Die Idee der hier vorliegenden Erfindung ist, mit technisch einfachen Mitteln dieses Phänomen zu nutzen, um eine deutlich verbesserte Durchmischung des Abgases und eines zugeführten Fluids auch in dem Strömungsruhegebiet nahe der Zugabestelle zu erzielen.The rod is preferably cylindrical in shape. The eddy train forming on the rod is preferably a Kármán vortex street. Preferably, the rod and the exhaust gas treatment device are dimensioned such that a flow around the rod with a Reynolds number of 200 to 60,000 is formed on the rod. Since this invention is particularly applicable to exhaust systems which are predominantly subject to (relatively) constant exhaust gas flow conditions, a Reynolds number (eg for a full load range) of 3,000 to 45,000 (or even only up to 30,000) can be set for this purpose. The Reynolds number is a quantity with which flow phenomena can be described independently of dimension. During the flow around a rod-shaped body in said Reynolds number range, a Kármán vortex street typically forms. A kármán vortex street is characterized in that two counter-rotating vortex bubbles form alternately on the downstream side of the rod. The idea of the present invention is to use this phenomenon with technically simple means in order to achieve a significantly improved mixing of the exhaust gas and a supplied fluid even in the flow quiet area near the point of addition.

Die Wirbelstraße sorgt dafür, dass das Abgas aus der Abgasströmung außerhalb des Strömungsruhegebietes in das Strömungsruhegebiet gelangt und gleichzeitig das Abgas und das zugeführte Fluid aus dem Strömungsruhegebiet in die entfernte (nicht vom Stab umströmte) Abgasströmung gelangt.The vortex street ensures that the exhaust gas from the exhaust gas flow outside the flow rest area reaches the flow rest area and at the same time the exhaust gas and the supplied fluid from the flow rest area in the remote (not bypassed by the rod) exhaust gas flow arrives.

Dieses Konzept kann sowohl zur Zugabe von Reduktionsmittel, bzw. Reduktionsmittelvorläufer, in eine Abgasbehandlungsvorrichtung als auch zur Zugabe von Kraftstoff in eine Abgasbehandlungsvorrichtung genutzt werden. Durch die verbesserte Durchmischung in dem Strömungsruhegebiet, die hierdurch erreicht wird, können insbesondere Ablagerungen wirkungsvoll vermieden werden.This concept can be used both for adding reducing agent or reducing agent precursor into an exhaust gas treatment device and for adding fuel to an exhaust gas treatment device. Due to the improved mixing in the flow rest area, which is achieved thereby, in particular deposits can be effectively avoided.

Besonders vorteilhaft ist die Abgasbehandlungsvorrichtung, wenn das Fluid eine Flüssigkeit ist und an der Zugabestelle ein Injektor vorgesehen ist, welcher dazu geeignet ist, die Flüssigkeit der Abgasbehandlungsvorrichtung zerstäubt zuzuführen. Die Fluide, die einer Abgasbehandlungsvorrichtung zugeführt werden, können gasförmig und/oder flüssig sein. Fluide wie beispielsweise Reduktionsmittel bzw. Reduktionsmittelvorläuferlösung oder Kraftstoff sind in Kraftfahrzeugen jedoch zumeist flüssig bevorratet, so dass zur gasförmigen Zugabe zunächst eine Umsetzung erfolgen muss. Diese Umsetzung ist regelmäßig sehr energieintensiv. Daher ist es vorteilhaft, die Fluide dem Abgas flüssig zuzuführen und dann durch die Wärme des Abgases in ein Gas umzusetzen. Hierdurch vergrößert sich allerdings auch die Problematik der Ausbildung von Ablagerungen. Zur möglichst effektiven Umsetzung ist es vorteilhaft, wenn das Fluid möglichst fein zerstäubt zugeführt wird. Dann ist die Oberfläche, über welche ein Wärmeaustausch zwischen dem Abgas und der Flüssigkeit abläuft, regelmäßig besonders groß, so dass eine besonders effektive Umsetzung in den gasförmigen Zustand erfolgen kann. Außerdem ist eine fein zerstäubte Flüssigkeit in der Abgasströmung auch leichter beweglich, als größere Flüssigkeitstropfen. Von daher kann eine Durchmischung mit Hilfe der Wirbelstraße besser erfolgen, wenn eine Flüssigkeit fein zerstäubt zugeführt wird.Particularly advantageous is the exhaust gas treatment device, when the fluid is a liquid and at the point of addition an injector is provided, which is adapted to supply the liquid of the exhaust gas treatment device atomized. The fluids supplied to an exhaust treatment device may be gaseous and / or liquid. However, fluids such as reducing agent or reducing agent precursor solution or fuel are usually stored in liquid form in motor vehicles, so that conversion first has to be carried out for gaseous addition. This implementation is regularly very energy intensive. Therefore, it is advantageous to supply the fluids to the exhaust liquid and then convert them into a gas by the heat of the exhaust gas. However, this also increases the problem of the formation of deposits. For most effective implementation, it is advantageous if the fluid is fed as finely atomized. Then the surface over which a heat exchange between the exhaust gas and the liquid takes place is regularly particularly large, so that a particularly effective conversion into the gaseous state can take place. Besides, one is fine atomized liquid in the exhaust gas flow also easier to move than larger liquid droplets. Therefore, mixing with the help of the vortex street can be done better if a liquid is fed with fine atomization.

Weiterhin vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung, wenn die Abgasbehandlungsvorrichtung in der Umgebung der Zugabestelle einen durchströmten zweiten hydraulischen Durchmesser von zumindest 75 mm [Millimeter] und maximal 200 mm [Millimeter] aufweist.Furthermore, the exhaust gas treatment device according to the invention is advantageous if the exhaust gas treatment device in the vicinity of the addition point has a second hydraulic diameter of at least 75 mm [millimeters] and not more than 200 mm [millimeters].

Der hydraulische Durchmesser ist eine spezielle Beschreibungsform für den Querschnitt eines durchströmten oder umströmten Objekts. Normalerweise werden Durchströmungsphänomene oder Umströmungsphänomene an rotationssymmetrischen bzw. an zylindrischen Körpern beschrieben. Mit Hilfe des hydraulischen Durchmessers ist es möglich, für komplexer gestaltete Körper einen entsprechenden rotationssymmetrischen bzw. zylindrischen Körper anzugeben, welcher dann zur Beschreibung der Strömungsphänomene verwendet werden kann. Die Effekte bei der Umströmung des komplexer geformten Körpers sind dann den Effekten bei der Umströmung eines rotationssymmetrischen bzw. zylindrischen Köpers mit dem angegebenen hydraulischen Durchmesser ähnlich. Der Fachmann kennt aus der geläufigen Fachliteratur die Grundlagen zur Berechnung des hydraulischen Durchmessers. Die erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung ist bevorzugt annähernd rotationssymmetrisch. In diesem Fall entspricht der tatsächliche Durchmesser der Abgasbehandlungsvorrichtung dem hydraulischen Durchmesser. Durch die Angabe des hydraulischen Durchmessers ist es allerdings auch möglich Abgasbehandlungsvorrichtungen mit anderen Querschnittsformen, beispielsweise Abgasbehandlungsvorrichtungen mit rechteckigem Querschnitt, geeignet zu beschreiben.The hydraulic diameter is a special description of the cross-section of a perfused or circulated object. Normally, flow phenomena or flow phenomena on rotationally symmetric or on cylindrical bodies are described. With the aid of the hydraulic diameter, it is possible to specify a corresponding rotationally symmetrical or cylindrical body for more complex bodies, which can then be used to describe the flow phenomena. The effects in the flow around the complex-shaped body are then similar to the effects in the flow around a rotationally symmetrical or cylindrical body with the specified hydraulic diameter. The person skilled in the art knows the basics for calculating the hydraulic diameter from the standard technical literature. The exhaust gas treatment device according to the invention is preferably approximately rotationally symmetrical. In this case, the actual diameter of the exhaust treatment device corresponds to the hydraulic diameter. By specifying the hydraulic diameter, however, it is also possible to suitably describe exhaust gas treatment devices with other cross-sectional shapes, for example exhaust gas treatment devices with a rectangular cross-section.

Mit der Umgebung der Zugabestelle in der Abgasbehandlungsvorrichtung ist insbesondere der Bereich der Abgasbehandlungsvorrichtung gemeint, in welchem sich die Strömungsphänomene abspielen, welche für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung maßgeblich sind. Die Umgebung der Zugabestelle kann beispielsweise der Bereich von dem Stab bis hin zur Zugabestelle sein, wobei es auch möglich ist, dass jeweils ein Bereich in Strömungsrichtung vor dem Stab und in Strömungsrichtung hinter der Zugabestelle noch zur Umgebung der Zugabestelle einbezogen wird.The vicinity of the point of addition in the exhaust gas treatment device means, in particular, the area of the exhaust gas treatment device in which the flow phenomena that are relevant to the subject matter of the present invention take place. The environment of the point of addition may, for example, be the area from the bar to the point of addition, it being also possible that an area upstream of the bar and downstream of the point of addition is still included in the vicinity of the point of addition.

Klar ist, dass der hier genannte hydraulische Durchmesser der Abgasbehandlungsvorrichtung sich insbesondere im Bereich der Zugabestelle durch den Vorsprung, bzw. den Rücksprung oder den Absatz verändern kann. Diese Veränderung wird bei der Definition des hier genannten zweiten hydraulischen Durchmessers der Abgasbehandlungsvorrichtung nicht berücksichtigt. Es wird der Querschnitt der Abgasbehandlungsvorrichtung betrachtet, der im Bereich der Zugabestelle ohne den Vorsprung bzw. den Rücksprung oder den Absatz vorliegt.It is clear that the hydraulic diameter of the exhaust gas treatment device mentioned here can change, in particular in the region of the point of addition by the projection, or the recess or the shoulder. This change is not taken into account in the definition of the second hydraulic diameter of the exhaust gas treatment device mentioned here. Consider the cross-section of the exhaust treatment device that is in the area of the point of addition without the projection or the recess or the paragraph.

Die Abgasbehandlungsvorrichtung ist vorzugsweise für Abgasmassenströme im Bereich von 1.500 kg/h [Kilogramm pro Stunde] bis 6.000 kg/h ausgelegt.The exhaust gas treatment device is preferably designed for exhaust gas mass flows in the range of 1,500 kg / h [kilogram per hour] to 6,000 kg / h.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung auch, wenn die Abgasbehandlungsvorrichtung in der Umgebung der Zugabestelle einen durchströmten zweiten hydraulischen Durchmesser aufweist und der Stab (im Wesentlichen) einen ersten hydraulischen Durchmesser aufweist, wobei der erste hydraulische Durchmesser zumindest das 0,01-fache des zweiten hydraulischen Durchmessers und maximal das 0,15-fache des zweiten hydraulischen Durchmessers beträgt. Gerade, wenn der hydraulische Durchmesser des Stabs genau in diesem Bereich in Abhängigkeit des zweiten hydraulischen Durchmessers der Abgasbehandlungsvorrichtung gewählt ist, stellt sich die Wirbelstraße besonders ausgeprägt ein.The exhaust gas treatment device according to the invention is also particularly advantageous if the exhaust gas treatment device in the vicinity of the addition point has a second hydraulic diameter through which the rod has (substantially) a first hydraulic diameter, wherein the first hydraulic diameter is at least 0.01 times the second hydraulic diameter Diameter and a maximum of 0.15 times the second hydraulic diameter. Especially when the hydraulic diameter of the rod is selected precisely in this area as a function of the second hydraulic diameter of the exhaust gas treatment device, the vortex street is particularly pronounced.

Auch der Stab ist vorzugsweise zylindrisch geformt. Andere Formen des Stabes können mit Hilfe des ersten hydraulischen Durchmessers so beschrieben werden, wie spezielle Querschnittsformen der Abgasbehandlungsvorrichtung mit dem zweiten hydraulischen Durchmesser beschrieben werden können.The rod is preferably cylindrical in shape. Other shapes of the rod may be described using the first hydraulic diameter as describing specific cross-sectional shapes of the exhaust gas treatment device having the second hydraulic diameter.

Weiterhin vorteilhaft ist die Abgasbehandlungsvorrichtung dann, wenn der Stab in Strömungsrichtung einen ersten Abstand von der Zugabestelle aufweist und die Abgasbehandlungsvorrichtung in der Umgebung der Zugabestelle einen durchströmten zweiten hydraulischen Durchmesser aufweist, wobei der erste Abstand zumindest das 0,25-fache des zweiten hydraulischen Durchmessers beträgt und maximal dem zweiten hydraulischen Durchmesser entspricht. Mit dem Abstand ist vorzugsweise der Abstand von einer beliebigen Stelle des Stabs bin zu einem Zentrum der Zugabestelle gemeint. Das Zentrum der Zugabestelle kann insbesondere durch eine Austrittsöffnung, durch welche das Fluid in die Abgasbehandlungsvorrichtung eintritt, gekennzeichnet sein. Wenn die Zugabestelle einen Injektor aufweist, dann wird der erste Abstand vorzugsweise ausgehend von der Austrittsöffnung des Injektors gewesen.Furthermore, the exhaust gas treatment device is advantageous if the rod has a first distance from the point of addition in the flow direction and the exhaust gas treatment device has a second hydraulic diameter through which flows in the vicinity of the addition point, wherein the first distance is at least 0.25 times the second hydraulic diameter and at most equal to the second hydraulic diameter. By the distance is preferably meant the distance from any location of the rod bin to a center of the point of addition. The center of the addition point may in particular be characterized by an exit opening through which the fluid enters the exhaust gas treatment device. If the point of addition has an injector, then the first distance is preferably from the exit port of the injector.

Wenn der erste Abstand wie angegeben in Abhängigkeit des zweiten hydraulischen Durchmessers definiert ist, bildet sich die Wirbelstraße in besonders vorteilhafter Weise aus.If the first distance is defined as indicated as a function of the second hydraulic diameter, the vortex street is formed in a particularly advantageous manner.

Auch vorteilhaft ist die Abgasbehandlungsvorrichtung, wenn der Stab senkrecht zur Strömungsrichtung einen zweiten Abstand von der Zugabestelle aufweist und die Abgasbehandlungsvorrichtung in der Umgebung der Zugabestelle einen durchströmten zweiten hydraulischen Durchmesser aufweist, wobei der zweite Abstand zumindest das 0,01-fache des zweiten hydraulischen Durchmessers und maximal das 0,3-fache des zweiten hydraulischen Durchmessers beträgt. Auch dieser Abstand ist zur Ausbildung der Wirbelstraße besonders vorteilhaft. Also advantageous is the exhaust gas treatment device, when the rod has perpendicular to the flow direction a second distance from the point of addition and the exhaust treatment device in the vicinity of the addition point has a traversed second hydraulic diameter, wherein the second distance at least 0.01 times the second hydraulic diameter and a maximum of 0.3 times the second hydraulic diameter. This distance is particularly advantageous for the formation of the vortex street.

Gemäß einer Weiterbildung der Abgasbehandlungsvorrichtung wird vorgeschlagen, dass ein Winkel zwischen einer Hauptachse der Zugabestelle und der Strömungsrichtung maximal 30° [Winkelgrad] beträgt. Die Hauptachse gibt die Hauptrichtung an, entlang welcher an der Zugabestelle der Abgasbehandlungsvorrichtung Reduktionsmittel zugeführt wird. Entlang der Hauptachse kann beispielsweise ein Injektor zur Zugabe des Fluids ausgerichtet sein. Damit das Fluid der Abgasströmung besonders vorteilhaft zugeführt werden kann, sollten die Hauptrichtung der Zugabestelle und die Strömungsrichtung durch die Abgasbehandlungsvorrichtung aufeinander treffen. Je kleiner der Winkel ist, umso gleichmäßiger verteilt. sich das Fluid in dem Abgas. Allerdings wird bei kleinen Winkeln zwangsläufig auch die Abdeckung in der Abgasbehandlungsvorrichtung durch die Zugabestelle größer, so dass das problematische Strömungsruhegebiet vergrößert wird. Dies liegt daran, dass bei einem kleineren Winkel der Absatz (bzw. der Vorsprung und/oder der Rücksprung) größer ausgebildet ist, um eine Einmündung der Zugabestelle in die Abgasbehandlungsvorrichtung realisieren zu können. Durch die Erfindung ist es nun möglich, die negative Wirkung des Strömungsruhegebiets auf die Ablagerungen zumindest teilweise aufzuheben. Von daher ist es im Rahmen der Erfindung vorteilhaft, wenn der Winkel zwischen der Hauptachse der Zugabestelle und der Strömungsrichtung maximal 30°, und vorzugsweise ungefähr 20° beträgt. Besonders bevorzugt ist, wenn der Winkel zwischen 15° und 25° liegt. So kann eine sehr gute Verteilung des Fluids im Abgas erreicht werden, wobei gleichzeitig die Ablagerungen des Fluids in der Abgasleitung besonders gering sind.According to a development of the exhaust gas treatment device, it is proposed that an angle between a main axis of the point of addition and the direction of flow is a maximum of 30 ° [angular degree]. The main axis indicates the main direction along which reducing agent is supplied to the exhaust treatment device at the addition point. For example, an injector for adding the fluid can be aligned along the main axis. So that the fluid of the exhaust gas flow can be supplied particularly advantageous, the main direction of the addition point and the flow direction through the exhaust gas treatment device should meet. The smaller the angle, the more evenly distributed. the fluid in the exhaust gas. However, at small angles, the cover in the exhaust gas treatment device inevitably becomes larger as well due to the addition point, so that the problematic flow rest area is increased. This is due to the fact that, at a smaller angle, the shoulder (or the projection and / or the return) is made larger in order to be able to realize a junction of the point of addition into the exhaust gas treatment device. By the invention it is now possible to at least partially cancel the negative effect of the flow rest area on the deposits. Therefore, it is advantageous in the context of the invention, when the angle between the main axis of the addition point and the flow direction is a maximum of 30 °, and preferably about 20 °. It is particularly preferred if the angle is between 15 ° and 25 °. Thus, a very good distribution of the fluid in the exhaust gas can be achieved, at the same time the deposits of the fluid in the exhaust pipe are particularly low.

Im Rahmen der Erfindung wird auch ein Fahrzeug aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine und zumindest eine Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß der hier vorliegenden Erfindung beansprucht, die zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine eingerichtet ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um eine Baumaschine, einen Kran, ein Boot (als Überbegriff für Wasserfahrzeuge wie auch Schiffe, etc.), ein Schienenfahrzeug, ein Flugzeug oder dergleichen. Die Betriebsweise dieser Fahrzeuge mit zum Teil sehr konstanten Strömungsbedingungen fördert die konstante Ausbildung der Wirbelstraße, so dass die Verwendung der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gerade für solche Fahrzeuge besonders bevorzugt ist.In the context of the invention, a vehicle comprising an internal combustion engine and at least one exhaust gas treatment device according to the present invention is claimed, which is set up for cleaning the exhaust gases of the internal combustion engine. The vehicle is in particular a construction machine, a crane, a boat (as an umbrella term for watercraft as well as ships, etc.), a rail vehicle, an aircraft or the like. The operation of these vehicles with sometimes very constant flow conditions promotes the constant formation of the vortex street, so that the use of the exhaust gas treatment device according to the invention is particularly preferred for such vehicles.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. The figures show particularly preferred embodiments, to which the invention is not limited. In particular, it should be noted that the figures and in particular the illustrated proportions are only schematic. Show it:

1: eine Ausführungsvariante einer Abgasbehandlungsvorrichtung, und 1 a variant of an exhaust treatment device, and

2: ein Fahrzeug aufweisend eine erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung. 2 A vehicle comprising an exhaust treatment device according to the invention.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung 1 dargestellt, welche von einem Abgasstrom mit einer Strömungsrichtung 3 durchströmt wird. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 1 ist von der Wand 7 begrenzt. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 1 weist eine Zugabestelle 4 zur Zugabe eines Fluids (insbesondere eine Harnstoff-Wasser-Lösung) in die Abgasbehandlungsvorrichtung 1 auf. Die Zugabestelle 4 beinhaltet einen Injektor 12, welcher der Abgasbehandlungsvorrichtung 1 das Fluid in Form eines Sprühkegels zuführt. Die Zugabestelle 4 bzw. der Injektor 12 bzw. der Sprühkegel weisen eine Hauptachse 22 auf. Die Hauptachse 22 hat zu der Strömungsrichtung 3 durch die Abgasbehandlungsvorrichtung 1 einen Winkel 21. Im Bereich der Zugabestelle 4 ist ein Vorsprung 9 in die Abgasbehandlungsvorrichtung hinein und ein Rücksprung 10 aus der Abgasbehandlungsvorrichtung hinaus ausgebildet. Der Rücksprung 10 bildet eine Ausstülpung 13 in der Wand der Abgasbehandlungsvorrichtung 1. Zusammen wird durch den Vorsprung 9, den Rücksprung 10 und die Ausstülpung 13 der Absatz 6 ausgebildet, durch welchen sich bei einer Durchströmung der Abgasbehandlungsvorrichtung 1 in Strömungsrichtung 3 hinter dem Absatz 6 ein Strömungsruhegebiet 8 bildet. Der Vorsprung 9, der Rücksprung 10 und die Ausstülpung 13 sind zusammen (allein) mit der Wand 7 der Abgasbehandlungsvorrichtung 1 gebildet.In 1 is an exhaust gas treatment device according to the invention 1 shown which of an exhaust gas flow with a flow direction 3 is flowed through. The exhaust treatment device 1 is from the wall 7 limited. The exhaust treatment device 1 has an access point 4 for adding a fluid (especially a urea-water solution) to the exhaust treatment device 1 on. The access point 4 includes an injector 12 , which is the exhaust treatment device 1 supplying the fluid in the form of a spray cone. The access point 4 or the injector 12 or the spray cone have a major axis 22 on. The main axis 22 has to the flow direction 3 through the exhaust treatment device 1 an angle 21 , In the area of the access point 4 is a lead 9 into the exhaust treatment device and a return 10 formed from the exhaust treatment device addition. The return 10 forms a protuberance 13 in the wall of the exhaust treatment device 1 , Together is through the lead 9 , the return 10 and the protuberance 13 paragraph 6 formed, through which at a flow through the exhaust treatment device 1 in the flow direction 3 behind the heel 6 a flow rest area 8th forms. The lead 9 , the return 10 and the protuberance 13 are together (alone) with the wall 7 the exhaust treatment device 1 educated.

In der Abgasbehandlungsvorrichtung 1 ist auch ein (einzelner) Stab 5 vorgesehen. Aufgrund der Durchströmung des Abgases mit der Strömungsrichtung 3 bildet sich an dem Stab 5 die Wirbelstraße 11 aus. Die Wirbelstraße 11 durchläuft das Strömungsruhegebiet 8 und sorgt so für eine besonders vorteilhafte Durchmischung des Fluids mit dem Abgas. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 1 hat im Bereich der Zugabestelle 4 einen zweiten hydraulischen Durchmesser 20. Der Stab 5 hat einen ersten hydraulischen Durchmesser 14. Der Stab 5 ist senkrecht zur Strömungsrichtung 3 in einem zweiten Abstand 19 von der Zugabestelle 4 angeordnet. Parallel zur Strömungsrichtung 3 ist der Stab 5 in einem ersten Abstand 18 von der Zugabestelle 4 angeordnet.In the exhaust treatment device 1 is also a (single) staff 5 intended. Due to the flow of the exhaust gas with the flow direction 3 forms on the rod 5 the vortex street 11 out. The vortex street 11 goes through the flow rest area 8th and thus ensures a particularly advantageous mixing of the fluid with the exhaust gas. The exhaust treatment device 1 has in the area of the point of addition 4 a second hydraulic diameter 20 , The rod 5 has a first hydraulic diameter 14 , The rod 5 is perpendicular to the flow direction 3 at a second distance 19 from the point of addition 4 arranged. Parallel to the flow direction 3 is the staff 5 at a first distance 18 from the point of addition 4 arranged.

2 zeigt ein Fahrzeug 15 aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine 2 und eine Abgasbehandlungsvorrichtung 1. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 1 weist eine Zugabestelle 4 zur Zugabe eines Fluids auf. Die Zugabestelle 4 beinhaltet vorzugsweise einen Injektor 12. Über den Injektor 12 und die Zugabestelle 4 kann beispielsweise Reduktionsmittel aus einem Reduktionsmitteltank 16 der Abgasbehandlungsvorrichtung 1 zugeführt werden. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 1 beinhaltet vorzugsweise auch einen SCR-Katalysator 17, in welchem das Abgas zusammen mit dem zugeführten Fluid umgesetzt werden kann. 2 shows a vehicle 15 having an internal combustion engine 2 and an exhaust treatment device 1 , The exhaust treatment device 1 has an access point 4 for adding a fluid. The access point 4 preferably includes an injector 12 , About the injector 12 and the point of addition 4 For example, reducing agent may be from a reducing agent tank 16 the exhaust treatment device 1 be supplied. The exhaust treatment device 1 preferably also includes an SCR catalyst 17 in which the exhaust gas can be reacted together with the supplied fluid.

Der Stab bildet im Betrieb bevorzugt zu einem überwiegenden Anteil des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine eine kármánsche Wirbelstraße aus, so dass eine verbesserte Durchmischung des Abgases mit dem Fluid erreicht und unerwünschte Ablagerungen im Bereich der Zugabestelle reduziert werden.During operation, the rod preferably forms a Kármán vortex street for a predominant portion of the operation of the internal combustion engine, so that improved mixing of the exhaust gas with the fluid is achieved and unwanted deposits in the region of the point of addition are reduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
AbgasbehandlungsvorrichtungExhaust treatment device
22
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
33
Strömungsrichtungflow direction
44
Zugabestellefeed point
55
StabRod
66
Absatzparagraph
77
Wandwall
88th
StrömungsruhegebietFlow rest area
99
Vorsprunghead Start
1010
Rücksprungreturn
1111
Wirbelstraßevortex street
1212
Injektorinjector
1313
Ausstülpungprotuberance
1414
erster hydraulischer Durchmesserfirst hydraulic diameter
1515
Fahrzeugvehicle
1616
ReduktionsmitteltankReductant tank
1717
SCR-KatalysatorSCR catalyst
1818
erster Abstandfirst distance
1919
zweiter Abstandsecond distance
2020
zweiter hydraulischer Durchmessersecond hydraulic diameter
2121
Winkelangle
2222
Hauptachsemain axis

Claims (9)

Abgasbehandlungsvorrichtung (1) zur Reinigung der Abgase einer Verbrennungskraftmaschine (2), wobei die Abgasbehandlungsvorrichtung (1) mit einer Strömungsrichtung (3) von Abgas durchströmbar ist und eine Zugabestelle (4) zur Zugabe eines Fluids aufweist, wobei in Strömungsrichtung (3) vor der Zugabestelle (4) und zumindest teilweise quer zu der Strömungsrichtung (3) ein Stab (5) in der Abgasbehandlungsvorrichtung (1) angeordnet ist.Exhaust treatment device ( 1 ) for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine ( 2 ), wherein the exhaust treatment device ( 1 ) with a flow direction ( 3 ) can be flowed through by exhaust gas and an addition point ( 4 ) for adding a fluid, wherein in the flow direction ( 3 ) in front of the point of addition ( 4 ) and at least partially transverse to the flow direction ( 3 ) a rod ( 5 ) in the exhaust treatment device ( 1 ) is arranged. Abgasbehandlungsvorrichtung (1) nach Patentanspruch 1, wobei die Zugabestelle (4) von zumindest einem Absatz (6) in einer Wand (7) der Abgasbehandlungsvorrichtung (1) umgeben ist, wobei sich in Strömungsrichtung (3) hinter diesem Absatz ein Strömungsruhegebiet (8) ausbildet, wenn die Abgasbehandlungsvorrichtung (1) von dem Abgas durchströmt wird, und wobei der Stab (5) in der Abgasbehandlungsvorrichtung (1) derart geformt und angeordnet ist, dass sich an dem Stab (5) eine Wirbelstraße (11) ausbildet, wenn die Abgasbehandlungsvorrichtung (1) von dem Abgas durchströmt wird, wobei die Wirbelstraße (11) zumindest teilweise das Strömungsruhegebiet (8) durchläuft.Exhaust treatment device ( 1 ) according to claim 1, wherein the point of addition ( 4 ) of at least one paragraph ( 6 ) in a wall ( 7 ) of the exhaust treatment device ( 1 ) is surrounded, wherein in the flow direction ( 3 ) behind this paragraph a region of no-flow ( 8th ) when the exhaust treatment device ( 1 ) is traversed by the exhaust gas, and wherein the rod ( 5 ) in the exhaust treatment device ( 1 ) is shaped and arranged such that on the rod ( 5 ) a vortex street ( 11 ) when the exhaust treatment device ( 1 ) is traversed by the exhaust gas, wherein the vortex street ( 11 ) at least partially the flow rest area ( 8th ) goes through. Abgasbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Fluid eine Flüssigkeit ist, und an der Zugabestelle (4) ein Injektor (12) vorgesehen ist, welcher dazu geeignet ist, die Flüssigkeit der Abgasbehandlungsvorrichtung (1) zerstäubt zuzuführen.Exhaust treatment device ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the fluid is a liquid and at the point of addition ( 4 ) an injector ( 12 ), which is adapted to the liquid of the exhaust gas treatment device ( 1 ) to be supplied atomized. Abgasbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Abgasbehandlungsvorrichtung (1) in der Umgebung der Zugabestelle (4) einen durchströmten zweiten hydraulischen Durchmesser (20) von zumindest 75 mm [Millimeter] und maximal 200 mm [Millimeter] aufweist.Exhaust treatment device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the exhaust gas treatment device ( 1 ) in the vicinity of the point of addition ( 4 ) has a second hydraulic diameter ( 20 ) of at least 75 mm [millimeter] and at most 200 mm [millimeter]. Abgasbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) in der Umgebung der Zugabestelle (4) einen durchströmten zweiten hydraulischen Durchmesser (20) aufweist, und der Stab (5) einen ersten hydraulischen Durchmesser (14) aufweist, wobei der erste hydraulische Durchmesser (14) zumindest das 0,01-fache des zweiten hydraulischen Durchmessers (20) und maximal das 0,15-fache des zweiten hydraulischen Durchmessers (20) beträgt.Exhaust treatment device ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the exhaust aftertreatment device ( 1 ) in the vicinity of the point of addition ( 4 ) has a second hydraulic diameter ( 20 ), and the rod ( 5 ) a first hydraulic diameter ( 14 ), wherein the first hydraulic diameter ( 14 ) at least 0.01 times the second hydraulic diameter ( 20 ) and at most 0.15 times the second hydraulic diameter ( 20 ) is. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Stab (5) in Strömungsrichtung (3) einen ersten Abstand (18) von der Zugabestelle (4) aufweist, und die Abgasbehandlungsvorrichtung (1) in der Umgebung der Zugabestelle (4) einen durchströmten zweiten hydraulischen Durchmesser (20) aufweist, wobei der erste Abstand (18) zumindest dem 0,25-fachen des zweiten hydraulischen Durchmessers (20) und maximal dem zweiten hydraulischen Durchmesser (20) entspricht.Exhaust aftertreatment device ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the rod ( 5 ) in the flow direction ( 3 ) a first distance ( 18 ) from the point of addition ( 4 ), and the exhaust treatment device ( 1 ) in the vicinity of the point of addition ( 4 ) has a second hydraulic diameter ( 20 ), wherein the first distance ( 18 ) at least 0.25 times the second hydraulic diameter ( 20 ) and at most the second hydraulic diameter ( 20 ) corresponds. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Stab (5) senkrecht zur Strömungsrichtung (3) einen zweiten Abstand (19) von der Zugabestelle (4) aufweist, und die Abgasbehandlungsvorrichtung (1) in der Umgebung der Zugabestelle (4) einen durchströmten zweiten hydraulischen Durchmesser (20) aufweist, wobei der zweite Abstand (19) zumindest das 0,01-fache des zweiten hydraulischen Durchmessers (20) und maximal das 0,3 fache des zweiten hydraulischen Durchmessers (20) beträgt.Exhaust aftertreatment device ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the rod ( 5 ) perpendicular to the flow direction ( 3 ) a second distance ( 19 ) from the point of addition ( 4 ), and the exhaust treatment device ( 1 ) in the vicinity of the point of addition ( 4 ) has a second hydraulic diameter ( 20 ), the second distance ( 19 ) at least 0.01 times the second hydraulic diameter ( 20 ) and at most 0.3 times the second hydraulic diameter ( 20 ) is. Abgasbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei ein Winkel (21) zwischen einer Hauptachse (22) der Zugabestelle (4) und der Strömungsrichtung (3) maximal 30° [Winkelgrad] beträgt.Exhaust treatment device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein an angle ( 21 ) between a main axis ( 22 ) of the point of addition ( 4 ) and the flow direction ( 3 ) is a maximum of 30 ° [angular degree]. Fahrzeug (15), aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine (2) und zumindest eine Abgasbehandlungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, die zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine (2) eingerichtet ist.Vehicle ( 15 ), comprising an internal combustion engine ( 2 ) and at least one exhaust treatment device ( 1 ) according to one of the preceding claims, for cleaning the exhaust gases of the internal combustion engine ( 2 ) is set up.
DE102011008895A 2011-01-19 2011-01-19 Exhaust gas treatment device for e.g. cleaning exhaust gases of internal combustion engine of motor car, has rod arranged in device along flow direction prior to feed point and partially transverse to flow direction Withdrawn DE102011008895A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011008895A DE102011008895A1 (en) 2011-01-19 2011-01-19 Exhaust gas treatment device for e.g. cleaning exhaust gases of internal combustion engine of motor car, has rod arranged in device along flow direction prior to feed point and partially transverse to flow direction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011008895A DE102011008895A1 (en) 2011-01-19 2011-01-19 Exhaust gas treatment device for e.g. cleaning exhaust gases of internal combustion engine of motor car, has rod arranged in device along flow direction prior to feed point and partially transverse to flow direction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011008895A1 true DE102011008895A1 (en) 2012-07-19

Family

ID=46510303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011008895A Withdrawn DE102011008895A1 (en) 2011-01-19 2011-01-19 Exhaust gas treatment device for e.g. cleaning exhaust gases of internal combustion engine of motor car, has rod arranged in device along flow direction prior to feed point and partially transverse to flow direction

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011008895A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9664081B2 (en) 2007-07-24 2017-05-30 Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh Assembly and method for introducing a reducing agent into the exhaust pipe of an exhaust system of an internal combustion engine
US9726064B2 (en) 2015-04-30 2017-08-08 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer for use in a vehicle exhaust system
US10787946B2 (en) 2018-09-19 2020-09-29 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Heated dosing mixer
US10933387B2 (en) 2016-10-21 2021-03-02 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Reducing agent mixer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3804559A1 (en) * 1987-11-06 1989-05-24 Eberspaecher J Entry funnel for devices flowed through by gas
DE102006045435A1 (en) * 2006-09-26 2008-03-27 Faurecia Abgastechnik Gmbh Exhaust gas system for diesel vehicle, has mixing device that is connected upstream of converter for mixing exhaust gas stream with reducing agent from one parallel line and reducing agent-free exhaust gas stream from another parallel line
EP1956206A2 (en) * 2007-02-09 2008-08-13 Sulzer Chemtech AG Exhaust gas cleaning system
DE102007050925A1 (en) * 2007-10-23 2009-04-30 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Evaporator for exhaust system and assembly, has heating element, evaporator chamber and vapor outlet pipe with vapor outlet opening, where vapor outlet pipe has single vapor outlet opening
DE102008028171A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Daimler Ag Nozzle device for supplying medium, particularly aqueous urea solution in exhaust gas stream of internal combustion engine of motor vehicle, has outlet opening for producing stream of medium beam in outlet chamber

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3804559A1 (en) * 1987-11-06 1989-05-24 Eberspaecher J Entry funnel for devices flowed through by gas
DE102006045435A1 (en) * 2006-09-26 2008-03-27 Faurecia Abgastechnik Gmbh Exhaust gas system for diesel vehicle, has mixing device that is connected upstream of converter for mixing exhaust gas stream with reducing agent from one parallel line and reducing agent-free exhaust gas stream from another parallel line
EP1956206A2 (en) * 2007-02-09 2008-08-13 Sulzer Chemtech AG Exhaust gas cleaning system
DE102007050925A1 (en) * 2007-10-23 2009-04-30 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Evaporator for exhaust system and assembly, has heating element, evaporator chamber and vapor outlet pipe with vapor outlet opening, where vapor outlet pipe has single vapor outlet opening
DE102008028171A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Daimler Ag Nozzle device for supplying medium, particularly aqueous urea solution in exhaust gas stream of internal combustion engine of motor vehicle, has outlet opening for producing stream of medium beam in outlet chamber

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9664081B2 (en) 2007-07-24 2017-05-30 Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh Assembly and method for introducing a reducing agent into the exhaust pipe of an exhaust system of an internal combustion engine
US9726064B2 (en) 2015-04-30 2017-08-08 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer for use in a vehicle exhaust system
US10933387B2 (en) 2016-10-21 2021-03-02 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Reducing agent mixer
US10787946B2 (en) 2018-09-19 2020-09-29 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Heated dosing mixer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2598730B1 (en) Apparatus for exhaust gas treatment
DE102011051875B4 (en) DOSING MODULE FOR A VEHICLE EXHAUST TREATMENT SYSTEM
EP2171229B1 (en) Apparatus for the after-treatment of the exhaust gases of diesel engines
DE112009001055T5 (en) Exhaust element comprising a static means for admixing an additive to exhaust gases
DE102015119835B4 (en) Exhaust system for a diesel engine
DE112012006958T5 (en) Surface finish with protection against deposit formation for exhaust system mixers
EP1857651A2 (en) Exhaust gas treating device for an internal combustion engine
DE112013004154T5 (en) Injection and mixing system for reducing agent
DE102011013335A1 (en) Exhaust system of an internal combustion engine
DE112014005333T5 (en) mixer
DE102014002750A1 (en) decomposition chamber
DE102005012066A1 (en) Honeycomb body with means for reactant supply and corresponding method and exhaust system
EP2271417B1 (en) Particle filter comprising a hydrolysing coating
DE102011008895A1 (en) Exhaust gas treatment device for e.g. cleaning exhaust gases of internal combustion engine of motor car, has rod arranged in device along flow direction prior to feed point and partially transverse to flow direction
DE102006024199A1 (en) Turbulator for exhaust system
EP3161285A1 (en) Apparatus and method for producing ammonia for exhaust gas aftertreatment
DE102010045751A1 (en) Exhaust system for treating exhaust emission regulations for e.g. diesel engine to reduce nitrogen oxide in exhaust gas, has injector nozzle opening into injection portion, where gas flows into injection portion to mediate impulse to gas
EP3050615A1 (en) Flow unit, exhaust gas purifying device and method for an exhaust gas purifying device
DE112019003201T5 (en) LARGE ENGINE MIXER FOR EXHAUST SYSTEM
EP2771098B1 (en) Mixer arrangement for reducing agent preparation
DE102014217844A1 (en) Exhaust treatment plant for an internal combustion engine and internal combustion engine
DE102016220421A1 (en) Exhaust after treatment system and internal combustion engine
DE102015209712B4 (en) Dosing system for selective catalytic reduction, preferably in a motor vehicle
WO2019042528A1 (en) Device for mixing
DE102011050928B4 (en) EMISSION CONTROL AND EMISSION CONTROL

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee