DE102011077156A1 - Abgasanlage und Injektionsmodul - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasanlage (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Injektor (2) zum Einbringen eines Reduktionsmittels in eine Abgasströmung (3) stromauf eines SCR-Katalysators (5) und mit einem Mischkanal (4), der die Abgasströmung (3) vom Injektor (2) in Richtung zu einem Einlass (6) des SCR-Katalysators (5) führt. Eine ausreichende Mischstrecke läst sich bereitstellen, wenn der Mischkanal (4) einen spiralförmig und/oder schraubenförmig ausgestalteten Spiralbereich (7) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Injektionsmodul für eine solche Abgasanlage.
  • Brennkraftmaschinen sind in vorliegendem Zusammenhang im Speziellen Dieselmotoren und Benzinmotoren und im Allgemeinen jegliche Art von Verbrennungsmotoren.
  • Zur Reduzierung der Schadstoffemissionen bei Brennkraftmaschinen ist es allgemein bekannt, eine Abgasanlage mit entsprechenden Abgasnachbehandlungseinrichtungen auszustatten. Beispielsweise lassen sich Stickoxide mittels selektiver katalytischer Reduktion in einem so genannten SCR-Katalysator reduzieren. Hierzu muss dem Abgas stromauf des SCR-Katalysators ein hierfür geeignetes Reduktionsmittel zugeführt werden. Mit Hilfe von Ammoniak lassen sich Stickoxide zu Stickstoff und Kohlendioxid reduzieren. Anstelle von Ammoniak wird jedoch regelmäßig Harnstoff bzw. eine wässrige Harnstofflösung verwendet, die stromauf des SCR-Katalysators dem Abgas zugeführt wird. Der Harnstoff bzw. die Harnstoffwasserlösung soll sich dann drch Thermolyse und Hydrolyse in Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser umwandeln. Hierfür ist jedoch eine gewisse Zeit erforderlich. Diese Zeit kann über eine Mischstrecke bereitgestellt werden, die den Injektionsort des Reduktionsmittels mit dem SCR-Katalysator verbindet. Eine derartige Mischstrecke kann bspw. mit Hilfe eines geradlinigen Kanals bereitgestellt werden, der jedoch vergleichsweise viel Bauraum benötigt.
  • Häufig werden derartige SCR-Systeme mit Partikelfiltern kombiniert, die im Abgas mitgeführte Partikel, insbesondere Ruß, aus der Abgasströmung herausfiltern. Zweckmäßig ist dabei ein derartiges Partikelfilter stromauf eines Injektors zum Einbringen des Reduktionsmittels angeordnet. Bei kompakten Abgasanlagen wird versucht, das Partikelfilter und den SCR-Katalysator mit dem Injektor in einer kompakten Einheit unterzubringen. Hierbei gestaltet sich die Realisierung einer ausreichend langen Mischstrecke schwierig.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Abgasanlage mit Injektor und SCR-Katalysator einen Weg aufzuzeigen, der bei vergleichsweise wenig Bauraum eine ausreichende Mischstrecke bereitstellt. Insbesondere soll dabei die Integration in die Abgasanlage einfach realisierbar sein.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zur Realisierung der erforderlichen Mischstrecke einen Mischkanal bereitzustellen, der die Abgasströmung zumindest vom Injektor zu einem Einlass des SCR-Katalysators führt und der einen spiralförmig ausgestalteten Spiralbereich aufweist. Der Spiralbereich kann zusätzlich oder alternativ schraubenförmig gestaltet sein, und zwar insbesondere koaxial zur Spiralmittelachse. Im Spiralbereich windet sich der Mischkanal um eine Spiralmittelachse, wodurch eine vergleichsweise große Mischstrecke erzielbar ist, ohne dass der Mischkanal hierzu axial, also parallel zur Spiralmittelachse eine allzu große Ausdehnung benötigt. Die Abgasanlage baut somit im Bereich des Mischkanals axial kompakt. Ferner hat sich gezeigt, dass sich ein derartiger Mischkanal mit Spiralbereich und Injektor besonders einfach axial zwischen einem Partikelfilter und einem SCR-Katalysator anordnen lässt, wodurch die Realisierung einer sehr kompakten Baugruppe mit Partikelfilter und SCR-System einfach möglich ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Mischkanal mehrere spiralförmige und/oder schraubenförmige Spiralbereiche aufweisen, die koaxial zueinander bzw. ineinander angeordnet sind und insbesondere parallel vom Abgas durchströmbar sind.
  • Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann sich der Spiralbereich um die Spiralmittelachse über wenigstens 360° oder über wenigstens 450° oder über wenigstens 540° oder über wenigstens 630° oder über wenigstens 720° erstrecken, wodurch eine hinreichend lange Mischstrecke realisierbar ist.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann sich ein Auslassende des Spiralbereichs im Bereich der Spiralmittelachse befinden, so dass das Abgas innerhalb des Spiralbereichs von radial außen nach radial innen strömt und dadurch beschleunigt werden kann. Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich ein Einlassende des Spiralbereichs im Bereich der Spiralmittelachse befinden, so dass das Abgas innerhalb des Spiralbereichs von radial innen nach radial außen strömt und dadurch verzögert werden kann. Am Auslassende kann eine einzige Auslassöffnung oder können mehrere Auslassöffnungen vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise kann der Mischkanal einen Auslass aufweisen, der in einer Auslassebene liegt, die sich insbesondere senkrecht zur Spiralmittelachse erstreckt. Somit kann das Abgas aus dem Mischkanal koaxial zur Spiralmittelachse austreten. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Auslass dabei konzentrisch zur Spiralmittelachse angeordnet sein. Die hier vorgeschlagene Ausrichtung des Auslasses des Mischkanals vereinfacht den Anschluss des Mischkanals an den SCR-Katalysator.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Mischkanal stromauf des Injektors einen Übergangsbereich aufweisen, der einen Einlass des Mischkanals mit dem Spiralbereich bzw. mit einem Einlassende des Spiralbereichs verbindet. Grundsätzlich kann der Mischkanal auch in entgegengesetzter Richtung durchströmt sein. Zweckmäßig kann dabei der Einlass des Mischkanals in einer Einlassebene liegen, die sich insbesondere senkrecht zur Spiralmittelachse erstreckt. Somit vereinfacht sich auch einlassseitig das Anschließen des Mischkanals an eine stromauf liegende Struktur der Abgasanlage, bei der es sich bspw. um einen Auslass eines Partikelfilters handeln kann. Im Unterschied zum Auslass des Mischkanals kann der Einlass des Mischkanals zweckmäßig exzentrisch zur Spiralmittelachse angeordnet sein. Hierdurch vereinfacht sich die Geometrie für den Übergangsbereich, um die gewünschte Strömungsumlenkung bis zum Einlassende des Spiralbereichs zu erzielen.
  • Der Übergangsbereich des Mischkanals dient dazu, die am Einlass des Mischkanals parallel zur Spiralmittelachse orientierte Abgasströmung bis zum Einlassende des Spiralbereichs in die Umfangsrichtung umzulenken.
  • Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann der SCR-Katalysator zwischen seinem Einlass und einem Katalysatorelement eine Expansionskammer aufweisen, wobei der Einlass des SCR-Katalysators insbesondere konzentrisch zu dieser Expansionskammer angeordnet ist. Eine derartige Expansionskammer ermöglicht eine Expansion der zugeführten Gasströmung, was zu einer Verlangsamung der Gasströmung führt. Sofern der Einlass des SCR-Katalysators konzentrisch zur Expansionskammer angeordnet ist, kann die über den Einlass in die Expansionskammer eintretende Abgasströmung quer zu ihrer Hauptströmungsrichtung gleichmäßig expandieren. Sofern nun der Auslass des Mischkanals konzentrisch zum Einlass des SCR-Katalysators positioniert ist und außerdem koaxial zur Spiralmittelachse ausgerichtet ist, kann in der Expansionskammer eine intensive Verwirbelung realisiert werden. Beim Durchströmen des Spiralbereichs wird der Abgasstrom mit einem intensiven Drall beaufschlagt. Gleichzeitig wird die Abgasströmung zum Auslassende des Spiralbereichs hin beschleunigt. Durch den axialen Übergang in die Expansionskammer stellt sich in der Expansionskammer eine ringförmige Wirbelwalze ein, die ebenfalls zur Homogenisierung sowie zur Umwandlung des Harnstoffs in Ammoniak beiträgt sowie eine gute Gleichverteilung der Abgasströmung auf eine anströmseitige Katalysatorstirnfläche ermöglicht.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Mischkanal mit dem Injektor ein Injektionsmodul bildet, das einen Einlassanschluss zum Anschließen des Injektionsmoduls an einen Auslassanschluss eines Partikelfilters und einen Auslassanschluss zum Anschließen des Injektionsmoduls an einen Einlassanschluss des SCR-Katalysators aufweist. Durch die Bereitstellung eines derartigen Injektionsmoduls kann besonders einfach und besonders kompakt eine Baugruppe mit Partikelfilter und SCR-Katalysator geschaffen werden, da mit Hilfe des Injektionsmoduls das Partikelfilter und der SCR-Katalysator axial besonders kompakt miteinander verbunden werden können. Das Injektionsmodul stellt dabei den Injektor zum Einbringen des Reduktionsmittels und den Mischkanal mit ausreichender Mischstrecke bereit. Der Mischkanal besitzt seinen Einlass dabei am Einlassanschluss und kann dort insbesondere exzentrisch zur Spiralmittelachse positioniert sein.
  • Besonders zweckmäßig ist eine Konfiguration, bei welcher eine Längsmittelachse des SCR-Katalysators und eine Längsmittelachse des Partikelfilters mit der Spiralmittelachse zusammenfallen. Hierdurch kann eine axiale Ausrichtung von SCR-Katalysator und Partikelfilter erreicht werden, die in der Axialrichtung aufgrund des hier vorgestellten Injektionsmoduls besonders kompakt baut.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein durchströmbarer Querschnitt des Mischkanals entlang des Mischkanals zumindest im Spiralbereich und vorzugsweise auch im ggf. vorhandenen Übergangsbereich im Wesentlichen konstant ist. Auf diese Weise kann ein Druckanstieg bzw. eine Erhöhung des Durchströmungswiderstands aufgrund variierender durchströmbarer Querschnitte vermieden werden. Alternativ lässt sich ein entlang des Mischkanals variierender durchströmbarer Querschnitt gezielt so auslegen, dass die gewünschten Reaktionen, insbesondere Thermolyse und Hydrolyse, verbessert und/oder ein Druckverlust reduziert werden kann bzw. können.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein Auslass des Mischkanals mehrere Auslassöffnungen zur Erzeugung und/oder Verstärkung eines Dralls in der Abgasströmung am Einlass des SCR-Katalysators aufweisen. Beispielsweise besitzt der Auslass mehrere Auslassöffnungen, die jeweils in einer Auslassebene liegen, die sich senkrecht zur Spiralmittelachse erstreckt, wobei die einzelnen Auslassöffnungen in der Umfangsrichtung ringförmig nebeneinander angeordnet sind. Somit sind die einzelnen Auslassöffnungen bezüglich der Spiralmittelachse exzentrisch angeordnet und erzeugen mehrere Teilströme, die sich am Einlass des SCR-Katalysators, insbesondere in der zuvor genannten Expansionskammer, verwirbeln.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Mischkanal im Spiralbereich einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wodurch der Bauraum optimal ausgenutzt werden kann. Es ist klar, dass für den durchströmbaren Querschnitt des Mischkanals grundsätzlich jede beliebige, geeignete Querschnittsgeometrie verwendet werden kann.
  • Der Injektor kann sich an einer radial außen liegenden Wand des Spiralbereichs befinden und radial orientiert sein, derart, dass er das Reduktionsmittel im Wesentlichen radial eindüst. Dabei ist ein Injektionsstrahl aus dem Reduktionsmittel quer zur Abgasströmung orientiert und kann auf die gegenüberliegende radial innen liegende Wand des Spiralbereichs auftreffen, was bei der Aufbereitung des Ammoniaks hilfreich sein kann.
  • Ebenso sind andere geeignete Positionen für den Injektor am Anfang des Spiralbereichs oder innerhalb des Spiralbereichs denkbar. Auch ist es möglich, das Reduktionsmittel entgegen der Strömungsrichtung des Abgases einzudüsen.
  • Im Mischkanal können Mischelemente, wie z.B. Mischer, Prallbleche, Leitbleche, Turbulatoren und dergleichen, angeordnet sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann im Mischkanal, insbesondere im Spiralbereich, wenigstens ein Hydrolysekatalysator angeordnet sein. Dabei kann der jeweilige Hydrolysekatalysator in Form eines durchströmbaren Katalysatorelements im Mischkanal, bzw. im Spiralbereich angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, eine Wand des Mischkanals, z.B. im Spiralbereich, mit einer katalytisch aktiven Beschichtung zu versehen, welche die gewünschte Hydrolyse unterstützt bzw. bewirkt.
  • Ein erfindungsgemäßes Injektionsmodul der zuvor genannten Art umfasst somit einen Einlassanschluss zum Anschließen des Injektionsmoduls an einen Auslassanschluss eines Partikelfilters, einen Auslassanschluss zum Anschließen des Injektionsmoduls an einen Einlassanschluss des SCR-Katalysators, einen Injektor zum Einbringen eines Reduktionsmittels in eine Abgasströmung stromauf des SCR-Katalysators und einen Mischkanal, der die Abgasströmung zumindest vom Injektor in Richtung Auslassanschluss führt und der einen spiralförmig und/oder schraubenförmig ausgestalteten Spiralbereich aufweist.
  • Das Injektionsmodul kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wenigstens einen Hydrolysekatalysator aufweisen. Dabei kann der jeweilige Hydrolysekatalysator in Form eines durchströmbaren Katalysatorelements im Strömungspfad des Abgases angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, eine Wand des Injektionsmoduls mit einer katalytisch aktiven Beschichtung zu versehen, welche die gewünschte Hydrolyse unterstützt bzw. bewirkt.
  • Innerhalb der jeweiligen Abgasanlagen können auch mehrere derartige Injektionsmodule vorgesehen sein, die parallel oder in Reihe durchströmbar angeordnet sein können.
  • 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 Seitenansicht einer Abgasanlage im Bereich eines Injektionsmoduls,
  • 2 eine stark vereinfachte Seitenansicht der Abgasanlage bei einer anderen Ausführungsform,
  • 3 eine Axialansicht der Abgasanlage aus 2 entsprechend einer Blickrichtung III in 2,
  • 4 eine Schnittansicht der Abgasanlage aus 2 entsprechend Schnittlinien IV in 2.
  • Entsprechend den 1 und 2 umfasst eine Abgasanlage 1, mit deren Hilfe bei einer hier nicht gezeigten Brennkraftmaschine im Betrieb die Verbrennungsabgase abgeführt werden, einen Injektor 2, mit dessen Hilfe ein Reduktionsmittel, vorzugsweise wässrige Harnstofflösung, in eine durch Pfeile angedeutete Abgasströmung 3 eingebracht werden kann. Dabei erfolgt die Injektion des Reduktionsmittels mit Hilfe des Injektors 2 zweckmäßig stromauf eines SCR-Katalysators 5, in dem mit Hilfe des Reduktionsmittels eine Reduktion der Stickoxide stattfindet.
  • Die Abgasanlage 1 umfasst außerdem einen Mischkanal 4, der die Abgasströmung 3 vom Injektor 2 zu einem Einlass 6 des SCR-Katalysators 5 führt. Der Mischkanal 4 weist hierbei einen spiralförmig ausgestalteten Spiralbereich 7 auf. Dieser Spiralbereich 7 erstreckt sich bezüglich einer Spiralmittelachse 8 spiralförmig und kann sich dabei gemäß 3 um die Spiralmittelachse 8 um etwa 720° erstrecken. Mit anderen Worten, im gezeigten Beispiel der 3 umschlingt der Mischkanal 4 mit seinem Spiralbereich 7 die Spiralmittelachse 8 zwei Mal vollständig. Die gezeigte Ausführungsform ist rein exemplarisch, so dass auch kleinere und größere Spiralwinkel bzw. Umschlingungen möglich sind.
  • Ferner kann sich der Mischkanal 4 im Spiralbereich 7 auch schraubenförmig erstrecken.
  • Im Beispiel der 1 ist stromauf des Injektors 2 ein Partikelfilter 9 angeordnet.
  • Der Mischkanal 4 weist einen Einlass 10 und einen Auslass 11 auf. Der Spiralbereich 7 weist ein Einlassende 12 und ein Auslassende 13 auf. Das Auslassende 13 des Spiralbereichs 7 befindet sich bei der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform im Bereich der Spiralmittelachse 8. Ferner ist eine Auslassebene 14, in der sich das Auslassende 13 des Spiralbereichs 7 erstreckt, im Beispiel parallel zur Spiralmittelachse 8 orientiert. Im Unterschied dazu liegt der Auslass 11 des Mischkanals 4 in einer Auslassebene 15, die sich senkrecht zur Spiralmittelachse 8 erstreckt. Hierdurch entsteht im Mischkanal 4 zwischen dem Auslassende 13 des Spiralbereichs 7 und dem Auslass 11 des Mischkanals 4 eine Umlenkkammer 16 oder Umlenkzone 16, in der die quer zur Spiralmittelachse 8 eintretende Abgasströmung 3 parallel zur Spiralmittelachse 8 umgelenkt wird, so dass das Abgas parallel zur Spiralmittelachse 8 aus dem Auslass 11 austreten kann. Der Auslass 11 des Mischkanals 4 ist im Beispiel koaxial und insbesondere konzentrisch zur Spiralmittelachse 8 angeordnet.
  • Der Mischkanal 4 weist außerdem einen Übergangsbereich 17 auf, der den Einlass 10 des Mischkanals 4 mit dem Einlassende 12 des Spiralbereichs 7 verbindet. Der Injektor 2 ist im Beispiel an den Übergangsbereich 17 angeschlossen, also zwischen dem Einlass 10 des Mischkanals 4 und dem Einlassende 12 des Spiralbereichs 7 angeordnet. Grundsätzlich ist jedoch auch eine beliebige andere Positionierung des Injektors 2 möglich, was von verschiedenen Parametern abhängen kann.
  • Der Einlass 10 des Mischkanals 4 liegt in einer Einlassebene 18, die sich zweckmäßig senkrecht zur Spiralmittelachse 8 erstrecken kann. Erkennbar ist dabei der Einlass 10 bezüglich der Spiralmittelachse 8 exzentrisch angeordnet. Der Übergangsbereich 17 schafft nun die Strömungsumlenkung vom Einlass 10 des Mischkanals 4 zum Spiralbereich 7. Am Einlass 10 des Mischkanals 4 strömt das Abgas parallel zur Spiralmittelachse 8. Am Einlassende 12 des Spiralbereichs 7 strömt das Abgas dagegen in der Umfangsrichtung bzw. tangential. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Einlass 10 zentrisch zur Spiralmittelachse 8 angeordnet sein, das Abgas kann im Einlass 10 auch geneigt zur Spiralmittelachse 8 strömen und am Einlassende 12 kann auch eine zur Tangentialrichtung geneigte Strömungsrichtung vorliegen.
  • Bei der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform weist der SCR-Katalysator 5 zwischen seinem Einlass 6 und einem Katalysatorelement 19 eine Expansionskammer 20 auf. Der Einlass 6 des SCR-Katalysators 5 ist dabei konzentrisch zur Expansionskammer 20 angeordnet. Auf diese Weise kann die mit einem Drall beaufschlagte Abgasströmung 3 in der Expansionskammer 20 einen Ringwirbel bilden.
  • Entsprechend der in 1 gezeigten Ausführungsform kann die Mischkammer 4 zusammen mit dem Injektor 2 ein Injektionsmodul 21 bilden. Das Injektionsmodul 21 weist einen Einlassanschluss 22 und einen Auslassanschluss 23 auf. Der Einlassanschluss 22 ist komplementär zu einem Auslassanschluss 24 des Partikelfilters 9 ausgestaltet, so dass das Injektionsmodul 21 mit seinem Einlassanschluss 22 an den Auslassanschluss 24 des Partikelfilters 9 anschließbar ist. Der Auslassanschluss 23 des Injektionsmoduls 21 ist komplementär zu einem Einlassanschluss 25 des SCR-Katalysators 5 ausgestaltet, so dass das Injektionsmodul 21 mit seinem Auslassanschluss 23 an den Einlassanschluss 25 des SCR-Katalysators 5 anschließbar ist. Bemerkenswert ist nun, dass das Injektionsmodul 21 im Beispiel so konzipiert ist, dass eine Längsmittelachse 26 des Partikelfilters 9 und eine Längsmittelachse 27 des SCR-Katalysators 5 mit der Spiralmittelachse 8 zusammenfallen, so dass das Injektionsmodul 21 eine koaxiale Ausrichtung von Partikelfilter 9 und SCR-Katalysator 9 ermöglicht.
  • Der Mischkanal 4 ist vorzugsweise so konzipiert, dass ein durchströmbarer Querschnitt des Mischkanals 4 entlang des Mischkanals 4 zumindest im Spiralbereich 7 im Wesentlichen konstant ist. Ebenso ist es möglich, den durchströmbaren Querschnitt entlang des Mischkanals variieren zu lassen, beispielsweise um den Durchströmungswiderstand zu beeinflussen oder um besonders günstige Randbedingungen für die Thermolyse und Hydrolyse des Harnstoffs zu schaffen. Im Spiralbereich 7 lässt sich dies besonders einfach dadurch erzielen, dass das Querschnittsprofil des Mischkanals 4 konstant ist. Desweiteren kann der durchströmbare Querschnitt auch innerhalb des Übergangsbereichs 17 entlang des Mischkanals 4 konstant sein. Allerdings kann hier entlang des Mischkanals 4 die Geometrie bzw. das Querschnittsprofil variieren. Beispielsweise geht das Querschnittsprofil von einem einlassseitigen Rundprofil oder Kreisprofil in ein auslassseitiges Rechteckprofil über, das im Spiralbereich 7 vorherrscht.
  • Gemäß der in 4 erkennbaren speziellen Ausführungsform kann der Auslass 11 des Mischkanals 4 mehrere separate Auslassöffnungen 28 aufweisen, die bezüglich der Spiralmittelachse 8 in der Umfangsrichtung kreisförmig angeordnet und zueinander beabstandet positioniert sind. Sie liegen dabei jeweils in der Auslassebene 15. Im Beispiel sind rein exemplarisch und ohne Beschränkung der Allgemeinheit sechs derartige Auslassöffnungen 28 dargestellt, durch welche das Abgas in sechs Teilströmen aus dem Auslass 16 austritt und dem Einlass 6 des SCR-Katalysators 5 zugeführt wird und bspw. in die Expansionskammer 20 eintritt. Alternativ können die verschiedenen Auslassöffnungen 28 auch unterschiedlich angeordnet sein.
  • Anstelle mehrerer Auslassöffnungen 28 kann auch eine gemeinsame, dementsprechend größere Auslassöffnung vorgesehen sein, die beispielsweise an mehreren Stellen mit entlang des Spiralbereichs 7, also auch stromauf des Auslasses 16 eine Verbindung zwischen dem Mischkanal 4 und dem Einlass 6 des SCR-Katalysators 5 schafft.

Claims (13)

  1. Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, – mit einem Injektor (2) zum Einbringen eines Reduktionsmittels in eine Abgasströmung (3) stromauf eines SCR-Katalysators (5), – mit einem Mischkanal (4), der die Abgasströmung (3) vom Injektor (2) in Richtung zu einem Einlass (6) des SCR-Katalysators (5) führt, – wobei der Mischkanal (4) einen spiralförmig und/oder schraubenförmig ausgestalteten Spiralbereich (7) aufweist.
  2. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Spiralbereich (7) um eine Spiralmittelachse (8) über wenigstens 360° oder über wenigstens 450° oder über wenigstens 540° oder über wenigstens 630° oder über wenigstens 720° erstreckt.
  3. Abgasanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Auslassende (13) des Spiralbereichs (7) im Bereich der Spiralmittelachse (8) befindet.
  4. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkanal (4) einen Auslass (11) aufweist, der in einer Auslassebene (15) liegt, die sich senkrecht zur Spiralmittelachse (8) erstreckt, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass der Auslass (16) konzentrisch zur Spiralmittelachse (8) angeordnet ist.
  5. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkanal (4) einen Übergangsbereich (17) aufweist, der einen stromauf des Injektors (2) liegenden Einlass (10) des Mischkanals (4) mit dem Spiralbereich (7) verbindet.
  6. Abgasanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (10) in einer Einlassebene (18) liegt, die sich senkrecht zur Spiralmittelachse (8) erstreckt, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass der Einlass (10) exzentrisch zur Spiralmittelachse (8) angeordnet ist.
  7. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der SCR-Katalysator (5) zwischen seinem Einlass (6) und einem Katalysatorelement (19) eine Expansionskammer (20) aufweist, wobei der Einlass (6) konzentrisch zur Expansionskammer (20) angeordnet ist.
  8. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkanal (4) mit dem Injektor (2) ein Injektionsmodul (21) bildet, das einen Einlassanschluss (22) zum Anschließen des Injektionsmoduls (21) an einen Auslassanschluss (24) eines Partikelfilters (9) und einen Auslassanschluss (23) zum Anschließend des Injektionsmoduls (21) an einen Anschluss (25) des SCR-Katalysators (5) aufweist.
  9. Abgasanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsmittelachse (27) des SCR-Katalysators (5) und eine Längsmittelachse (26) des Partikelfilters (9) mit der Spiralmittelachse (8) zusammenfallen.
  10. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein durchströmbarer Querschnitt des Mischkanals (4) entlang des Mischkanals (4) zumindest im Spiralbereich (7) im Wesentlichen konstant ist.
  11. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auslass (11) des Mischkanals (4) mehrere Auslassöffnungen (28) zur Erzeugung und/oder Verstärkung eines Dralls in der Abgasströmung (3) am Einlass (6) des SCR-Katalysators (5) aufweist.
  12. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkanal (4) im Spiralbereich (7) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
  13. Injektionsmodul für eine Abgasanlage (1) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, – mit einem Einlassanschluss (22) zum Anschließen des Injektionsmoduls (21) an einen Auslassanschluss (24) eines Partikelfilters (9), – mit einem Auslassanschluss (23) zum Anschließen des Injektionsmoduls (21) an einen Einlassanschluss (25) eines SCR-Katalysators (5), – mit einem Injektor (2) zum Einbringen eines Reduktionsmittels in eine Abgasströmung (3) stromauf des SCR-Katalysators (5), – mit einem Mischkanal (4), der die Abgasströmung (3) vom Injektor (2) in Richtung Auslassanschluss (23) führt, – wobei der Mischkanal (4) einen spiralförmig ausgestalteten Spiralbereich (7) aufweist.
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