DE102011089850A1 - Mixing and evaporation device for exhaust system of motor vehicle, particularly for mixing of urea solution with exhaust in internal combustion engine, has cylindrical housing with longitudinal axis and with inlet opening - Google Patents

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Abstract

The mixing and evaporation device (1) has a cylindrical housing (2) with a longitudinal axis and with an inlet opening (3) arranged at upstream side of an axial end. An outlet opening (4) is arranged at an outflow of the axial flow. The multiple sheet paths (5) are stacked on top of one another with a corrugated or zigzag-shaped structure in a stacking direction (R) in the housing. The multiple hinge lines (13) are defined by the structure in each sheet path. The hinge lines are inclined by two sheet paths adjacent in stacking direction in an opposite direction relative to longitudinal axis. An independent claim is included for an exhaust system with an exhaust guiding tube.

Description

Die Erfindung betrifft eine Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung zum Durchmischen von wenigstens zwei die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung durchströmenden Substanzen, insbesondere für ein Abgassystem eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer solchen Mischoder/und Verdampfungseinrichtung zum Vermischen einer Harnstofflösung mit Abgas, und sie betrifft ein Abgassystem für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a mixing and / or evaporation device for mixing of at least two substances flowing through the mixing and / or evaporation device, in particular for an exhaust system of a motor vehicle. The invention further relates to the use of such a mixing and / or evaporating device for mixing a urea solution with exhaust gas, and relates to an exhaust system for a motor vehicle.

Misch- oder/und Verdampfungseinrichtungen sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Art und Weise bekannt und kommen insbesondere in Abgassystemen für Kraftfahrzeuge zum Einsatz. Mixing and / or evaporation devices are known from the prior art in a variety of ways and are used in particular in exhaust systems for motor vehicles.

Ein solches Abgassystem umfasst üblicherweise einen Fahrzeugkatalysator, der zur Abgasnachbehandlung in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor dient. In derartigen Fahrzeugkatalysatoren werden vom Verbrennungsmotor erzeugte Verbrennungsschadstoffe wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoffmonoxid (CO) und Stickoxide (NOX) in ungiftige Stoffe wie Kohlenstoffdioxid (CO2), Wasser und Stickstoff (N2) durch Oxidation bzw. Reduktion umgewandelt. Ein bewährtes Mittel zur Umwandlung von Stickoxiden in Dieselmotoren ist die sogenannte SCR-Technologie ("Selective Catalytic Reduction"). Bei diesem Verfahren wird einem von dem Dieselmotor bei der Verbrennung erzeugten Abgas eine Harnstofflösung, die unter dem Handelsnamen "AdBlue" bekannt ist, beigemengt. Mittels Thermolyse und Hydrolyse wird die Harnstofflösung in Ammoniak (NH3), Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) umgewandelt. Der auf diese Weise erzeugte Ammoniak (NH3) kann dann auf einer Oberfläche innerhalb des Fahrzeugkatalysators mit Abgas zu Stickstoff, Wasser und Kohlendioxid reagieren. Such an exhaust system usually comprises a vehicle catalytic converter, which is used for exhaust aftertreatment in vehicles with internal combustion engine. In such vehicle catalytic converters, combustion pollutants produced by the internal combustion engine such as hydrocarbons, carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NO x ) are converted into non-toxic substances such as carbon dioxide (CO 2 ), water and nitrogen (N 2 ) by oxidation or reduction. A proven means for the conversion of nitrogen oxides in diesel engines is the so-called SCR technology ("Selective Catalytic Reduction"). In this method, a urea solution known under the trade name "AdBlue" is added to an exhaust gas produced by the diesel engine during combustion. By means of thermolysis and hydrolysis, the urea solution is converted into ammonia (NH 3 ), carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO 2 ). The ammonia (NH 3 ) produced in this way can then react with nitrogen to produce nitrogen, water and carbon dioxide on a surface within the vehicle catalytic converter.

Für eine möglichst effektive und vollständige Reaktion des Ammoniaks dem Abgas innerhalb des Fahrzeugkatalysators ist es wünschenswert, dass die dem Abgas beigemengte Harnstofflösung sich bis zum Eintritt in den Fahrzeugkatalysator möglichst vollständig mit dem Abgas aus dem Dieselmotor vermischt und zersetzt hat. For the most effective and complete reaction of the ammonia to the exhaust gas within the vehicle catalytic converter, it is desirable for the urea solution admixed with the exhaust gas to have mixed and decomposed as completely as possible with the exhaust gas from the diesel engine until it enters the vehicle catalytic converter.

Da die Durchmischung der Harnstofflösung mit den Stickoxiden des Abgases jedoch eine gewisse Durchmischungszeit erfordert, würde eine effektive und vollständige Durchmischung eine dem Fahrzeugkatalysator vorgeschaltete Abgasleitung mit einer entsprechend großen Mischstrecke erforderlich machen, welche in Fahrzeugen aufgrund des zur Verfügung stehenden begrenzten Bauraumes technisch nicht oder nur schwer realisierbar ist.However, since the mixing of the urea solution with the nitrogen oxides of the exhaust gas requires a certain mixing time, an effective and complete mixing would require a catalytic converter upstream exhaust pipe with a correspondingly large mixing distance, which is not technically difficult or difficult in vehicles due to the available limited space is feasible.

Eine bekannte Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung umfasst beispielsweise ein im Wesentlichen zylindrisch ausgebildetes Gehäuse mit einer Längsachse, mit einer an einem anströmseitigen axialen Ende angeordneten Einlassöffnung und mit einer an einem ausströmseitigen axialen Ende angeordneten Auslassöffnung. In dem Gehäuse kann dabei eine Mehrzahl von Blechbahnen mit einer zickzack-förmigen Struktur in einer Stapelrichtung aufeinandergestapelt sein, wobei durch die Struktur in jeder Blechbahn eine Mehrzahl von Scheitellinien definiert ist.A known mixing and / or evaporating device comprises, for example, a substantially cylindrically shaped housing with a longitudinal axis, with an inlet opening arranged at an inflow-side axial end, and with an outlet opening arranged at an outflow-side axial end. A plurality of sheet metal webs having a zigzag-shaped structure in a stacking direction may be stacked in the housing, wherein a plurality of apex lines is defined by the structure in each sheet metal web.

In bekannten Misch- oder/und Verdampfungseinrichtungen verlaufen die auf diese Weise definierten Scheitellinien in Richtung der Längsachse des Gehäuses, wobei innerhalb des Gehäuses auf jeder Blechbahn zur Durchmischungsförderung eine Mehrzahl von beispielsweise schaufelartigen Strömungsleitelementen befestigt sein kann, welche Turbulenzströmungen in den die Misch- oder/und Verdampfungsvorrichtung durchströmenden Substanzen erzeugen, was deren Durchmischung fördert.In known mixing or / and evaporation devices, the peak lines defined in this way extend in the direction of the longitudinal axis of the housing, wherein within the housing on each metal sheet for mixing promotion a plurality of, for example, blade-like flow guide elements can be attached, which turbulence flows into which the mixing and / or and Evaporating device generate substances flowing through, which promotes their mixing.

Derartige bekannte Mischvorrichtungen sind aber relativ aufwändig herzustellen; somit ist ihre Herstellung auch mit hohen Kosten verbunden. However, such known mixing devices are relatively expensive to produce; Thus, their production is also associated with high costs.

Es ist daher eher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung bereit zu stellen, die auf einfache Art und Weise herzustellen ist und gleichzeitig ein effektives, möglichst vollständiges Durchmischen von die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung durchströmenden Substanzen, insbesondere von einer Harnstofflösung und Abgas, ermöglicht. It is therefore rather an object of the present invention to provide a mixing and / or evaporation device which can be produced in a simple manner and at the same time an effective, as complete as possible mixing of substances flowing through the mixing or / and evaporation device, in particular of a urea solution and exhaust gas, allows.

Oben genannte Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Weiterbildende Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. The above object is achieved by the device according to the independent claims. Further embodiments are the subject of the dependent claims.

Durch die Anordnung der Blechbahnen in dem Gehäuse der Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung derart, dass die Scheitellinien von zwei in Stapelrichtung benachbarten Blechbahnen in entgegengesetzte Richtung geneigt zueinander verlaufen, wird in den die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung durchströmenden Substanzen ein besonders stark ausgeprägter Durchmischungseffekt erzeugt.The arrangement of the sheet metal webs in the housing of the mixing and / or evaporation device such that the apex lines of two stacking adjacent sheet metal tracks are inclined in the opposite direction to each other, in the mixing or / and evaporator flowing through substances a particularly strong mixing effect generated.

Gleichzeitig ist der Platzbedarf für eine derartige Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung stark reduziert. Die erfindungsgemäße Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung ermöglicht ein optimales Vermischen der die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung durchströmenden Substanzen auf sehr engem Raum. Daher bietet sich die erfindungsgemäße Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung insbesondere für die Verwendung in Abgassystemen von Kraftfahrzeugen an, bei denen der für die Durchmischung zur Verfügung stehende Bauraum aus konstruktiven Gründen stark begrenzt sein kann.At the same time, the space required for such a mixing and / or evaporation device is greatly reduced. The mixing or / and evaporation device according to the invention enables an optimal mixing of the substances flowing through the mixing or / and evaporation device in a very small space. Therefore, the inventive mixing or / and evaporation device is particularly suitable for use in exhaust systems of motor vehicles, in which the for the Mixing available space can be severely limited for design reasons.

Insbesondere die erfindungsgemäße Neigung der Scheitellinien zweier benachbarter Blechbahnen in entgegengesetzte Richtung gegenüber der Längsachse führt automatisch zu einer besonders ausgeprägten Durchmischung der Substanzen, bevor diese die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung wieder verlassen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Neigung der Scheitellinien werden mittels der Blechbahnen kanalartige Strukturen in dem Gehäuse definiert, welche die das Gehäuse durchströmenden Substanzen sowohl in radialer Richtung als auch in anti-radialer Richtung relativ zur Längsachse des Gehäuses ablenken. In particular, the inventive inclination of the apex lines of two adjacent metal sheets in the opposite direction to the longitudinal axis automatically leads to a particularly pronounced mixing of the substances before they leave the mixing and / or evaporation again. Due to the inclination of the apex lines according to the invention channel-like structures are defined in the housing by means of the metal sheets, which deflect the substances flowing through the housing both in the radial direction and in anti-radial direction relative to the longitudinal axis of the housing.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung von Blechbahnen in dem Gehäuse besteht darin, dass eine effektive Durchmischung der die Mischoder/und Verdampfungseinrichtung durchströmenden Substanzen auch bei einem in Bezug auf die Längsachse außermittigen Zuführung der Harnstofflösung in das Gehäuse der Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung erfolgen kann.Another advantage of the inventive design of metal sheets in the housing is that an effective mixing of the mixing and / or evaporation means flowing through substances can be carried out even with a relation to the longitudinal axis off-center supply of urea solution in the housing of the mixing and / or evaporation ,

Insbesondere kann eine derartige ausgeprägte Durchmischung bei relativ geringer Länge des Gehäuses, insbesondere im Vergleich zu einem Durchmesser einer Querschnittsfläche des Gehäuses, erzielt werden. Herkömmliche Mischoder/und Verdampfungseinrichtungen erfordern zur Erzielung eines ähnlichen Durchmischungsgrades üblicherweise ein weitaus länger ausgebildetes Gehäuse.In particular, such a pronounced mixing can be achieved with a relatively small length of the housing, in particular in comparison with a diameter of a cross-sectional area of the housing. Conventional mixing and / or evaporating devices usually require a much longer housing to achieve a similar degree of mixing.

Vorzugsweise stützen sich in Stapelrichtung benachbarte Blechbahnen an den Scheitellinien nur in Scheitelpunkten im Bereich der Ein- und Auslassöffnung aneinander ab. Insbesondere sind die benachbarten Blechbahnen nur in diesen Scheitelpunkten aneinander befestigt, was die Herstellung einer derart ausgebildeten Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung weiter reduziert. Gleichzeitig ist damit eine hohe mechanische Stabilität der Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung sichergestellt, obwohl pro Scheitellinie nur jeweils zwei Scheitelpunkte zur Befestigung erforderlich sind.Preferably, in the stacking direction, adjacent sheet metal webs are supported on the apex lines only at vertex points in the region of the inlet and outlet openings. In particular, the adjacent metal sheets are fastened to one another only at these vertex points, which further reduces the production of a mixing or / and evaporation device designed in this way. At the same time a high mechanical stability of the mixing and / or evaporation device is ensured, although only two vertices are required for attachment per apex line.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Blechbahnen in Bezug auf eine Blickrichtung entlang der Längsachse blickdicht in dem Gehäuse angeordnet. Auf diese Weise kann ein unerwünschter Durchschlag von Tröpfchen durch die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung vollständig verhindert oder zumindest stark reduziert werden.In a particularly preferred embodiment, the metal sheets are arranged opaque in relation to a viewing direction along the longitudinal axis in the housing. In this way, unwanted breakdown of droplets by the mixing and / or evaporation device can be completely prevented or at least greatly reduced.

In einer weiterbildenden Ausführungsform sind die Blechbahnen zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung angeordnet oder/und stehen nicht axial über die Einlassöffnung und die Auslassöffnung vor. Dies ermöglicht ein besonders einfaches Verbauen der Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung, beispielsweise in einem Abgas führenden Rohr eines Abgassystems in einem Kraftfahrzeug.In a further embodiment, the metal sheets are arranged between the inlet opening and the outlet opening or / and do not project axially beyond the inlet opening and the outlet opening. This allows a particularly simple installation of the mixing and / or evaporation device, for example, in an exhaust gas pipe of an exhaust system in a motor vehicle.

Um den für die erfindungsgemäße Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung erforderlichen Bauraum besonders klein zu halten, können in einer besonders bevorzugten Ausführungsform alle in einer Querschnittsfläche des Gehäuse liegenden Durchmesser größer sein als eine entlang der Längsachse des Gehäuses gemessene Länge des Gehäuses.In order to keep the space required for the inventive mixing or / and evaporation device particularly small, in a particularly preferred embodiment, all lying in a cross-sectional area of the housing diameter may be greater than a measured along the longitudinal axis of the housing length of the housing.

Vorzugsweise sind die Mischzellen eingangsseitig oder/und ausgangsseitig wabenartig oder/und viereckig, insbesondere rautenartig, ausgebildet. Durch die Ausbildung derartiger Mischzellen wird der turbulenzfreie Strömungsfluss der Substanzen durch die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung besonders stark gestört. Es werden besonders ausgeprägte Turbulenzen in der Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung erzeugt, was die Durchmischung der die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung durchströmenden Substanzen weiter fördert. Preferably, the mixing cells are on the input side and / or output side honeycomb-like and / or quadrangular, in particular rhombic, formed. Due to the formation of such mixing cells, the turbulence-free flow of the substances through the mixing and / or evaporation device is particularly disturbed. Particularly pronounced turbulences are generated in the mixing and / or evaporation device, which further promotes the thorough mixing of the substances flowing through the mixing or / and evaporation device.

Zur Erzielung eines besonders effektiven großen Strömungsquerschnitts bezüglich der die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung durchströmenden Substanzen kann daran gedacht sein, dass die Einlass- oder/und Auslassöffnung im Wesentlichen durch eine Deck- bzw. Bodenfläche des im Wesentlichen als Zylindermantel ausgebildeten Gehäuses definiert sind. In order to achieve a particularly effective large flow cross-section with respect to the substances flowing through the mixing and / or evaporation device, it may be considered that the inlet and / or outlet openings are essentially defined by a cover or bottom surface of the housing formed essentially as a cylinder jacket.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung der Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung mit einem oder mehreren der oben genannten Merkmale zum Vermischen einer Harnstofflösung mit einem Abgas, insbesondere eines Verbrennungsmotors. Dies ermöglicht den Einsatz der Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung in Verbindung mit einem Fahrzeugkatalysator für einen Verbrennungsmotor, da durch die Durchmischung einer Harnstofflösung mit einem Abgas Ammoniak (NH3) gebildet wird, der von der Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung an einen Fahrzeugkatalysator zur Verwendung als Reduktionsmittel abgegeben werden kann. The present invention further relates to the use of the mixing and / or evaporation device with one or more of the above features for mixing a urea solution with an exhaust gas, in particular an internal combustion engine. This allows the use of the mixing or / and evaporation device in conjunction with a vehicle catalytic converter for an internal combustion engine, since the mixing of a urea solution with an exhaust gas ammonia (NH 3 ) is formed by the mixing and / or evaporation device to a vehicle catalytic converter Use can be delivered as a reducing agent.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Abgassystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens ein Abgas führendes Rohr und wenigstens eine in einem solchen Rohr angeordnete Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung mit einem oder mehreren der oben genannten Merkmale.The present invention further relates to an exhaust system for a motor vehicle, comprising at least one exhaust-carrying pipe and at least one arranged in such a pipe mixing and / or evaporation device with one or more of the above features.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

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. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

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.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch: It show, each schematically:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung, wobei die 1a eine isometrische Ansicht und die 1b eine Draufsicht zeigt. 1 an embodiment of a mixing and / or evaporation device according to the invention, wherein the 1a an isometric view and the 1b shows a top view.

2 ein Ausführungsbeispiel eines Abgassystems für ein Fahrzeug mit einer Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung gemäß der 1. 2 an embodiment of an exhaust system for a vehicle with a mixing and / or evaporation device according to the 1 ,

3 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung, die in einer Zuführungsleitung für einen Fahrzeugkatalysator in Form eines Einsatzes realisiert ist. 3 an illustration of a mixing and / or evaporation device according to the invention, which is realized in a feed line for a vehicle catalytic converter in the form of an insert.

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung mit 1 bezeichnet. Die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1 umfasst ein im Wesentlichen zylindrisch ausgebildetes Gehäuse 2 mit einer Längsachse L (vgl. 1b). In Varianten zum Ausführungsbeispiel sind für das Gehäuse 2 aber auch andere Formen denkbar, so beispielsweise die Form eines Quaders. Das Gehäuse 2 weist eine Einlass- und eine Auslassöffnung 3, 4 auf, wobei eine gesamte Bodenfläche des zylindrischen Gehäuses 2 als Einlassöffnung 3 ausgebildet sein kann und eine gesamte Deckfläche des als Zylindermantel ausgebildeten Gehäuses 2 als Auslassöffnung 4 ausgebildet sein kann. In the 1 is a mixing or / and evaporation device according to the invention with 1 designated. The mixing and / or evaporation device 1 includes a substantially cylindrically shaped housing 2 with a longitudinal axis L (see. 1b ). In variants of the embodiment are for the housing 2 but also other forms conceivable, such as the shape of a cuboid. The housing 2 has an inlet and an outlet opening 3 . 4 on, wherein an entire bottom surface of the cylindrical housing 2 as an inlet opening 3 may be formed and an entire top surface of the housing designed as a cylinder jacket 2 as outlet opening 4 can be trained.

In Varianten zum Ausführungsbeispiel kann aber auch daran gedacht sein, dass das Gehäuse 2 eine das Gehäuse 2 teilweise verschließende Bodenfläche oder/und Deckfläche aufweist und dass jeweils in der Boden- bzw. Deckfläche eine Einlass- bzw. Auslassöffnung angeordnet ist, wobei die effektiven Querschnittsflächen der Ein- bzw. Auslassöffnung kleiner sind als die Querschnittsfläche des Gehäuses 2.In variants of the embodiment but can also be thought of that the housing 2 one the case 2 partially occlusive bottom surface and / or top surface and that in each case in the bottom or top surface an inlet or outlet opening is arranged, wherein the effective cross-sectional areas of the inlet or outlet opening are smaller than the cross-sectional area of the housing 2 ,

In dem Gehäuse 2 ist eine Mehrzahl von Blechbahnen 5 mit einer gewellten Struktur in einer Stapelrichtung R aufeinandergestapelt, wobei durch die Struktur in jeder Blechbahn 5 eine Mehrzahl von Scheitellinien 13 definiert ist. In the case 2 is a plurality of metal sheets 5 stacked with a corrugated structure in a stacking direction R, wherein through the structure in each sheet metal web 5 a plurality of crest lines 13 is defined.

In einer Variante ist anstelle der gewellten Struktur auch eine zickzack-artige Struktur vorstellbar.In a variant, instead of the corrugated structure, a zigzag-like structure is conceivable.

Innerhalb derselben Blechbahn 5 verlaufen die zugehörigen Scheitellinien 13 gegenüber der Längsachse L in derselben Richtung geneigt. Die Scheitellinien 13 zweier benachbarter Blechbahnen verlaufen jeweils in entgegengesetzter Richtung gegenüber der Längsachse L geneigt. Insbesondere können die jeweiligen Scheitellinien 13 geradlinig verlaufen. Inside the same metal sheet 5 the associated crest lines run 13 inclined to the longitudinal axis L in the same direction. The crest lines 13 two adjacent sheet metal strips each extend in an opposite direction relative to the longitudinal axis L inclined. In particular, the respective apex lines 13 run straight.

Die Blechbahnen 5 können in Bezug auf eine Blickrichtung entlang der Längsachse L blickdicht in dem Gehäuse 2 angeordnet sein. Ein durch eine Querschnittsfläche des Gehäuses definierter Durchmesser D kann größer sein als eine entlang Längsachse L gemessene Länge l des Gehäuses.The metal sheets 5 may be opaque in relation to a viewing direction along the longitudinal axis L in the housing 2 be arranged. A diameter D defined by a cross-sectional area of the housing may be greater than a length l of the housing measured along the longitudinal axis L.

In Stapelrichtung benachbarte Blechbahnen 5 können eingangsseitig oder/und ausgangsseitig rautenartige Mischzellen 6 ausbilden. Jede Mischzelle 6 kann dabei in Fluidverbindung mit sowohl der Einlassöffnung 3 als auch Auslassöffnung 4 stehen, sodass ein optimaler Strömungsfluss der die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1 durchströmenden Substanzen sichergestellt ist. In the stacking direction adjacent sheet metal webs 5 can rhombic mixing cells on the input side and / or output side 6 form. Every mixing cell 6 may be in fluid communication with both the inlet port 3 as well as outlet opening 4 stand so that an optimal flow of the flow of the mixing and / or evaporation device 1 is ensured by flowing substances.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel weisen die Mischzellen 6 jeweils eine rautenartige Form auf, es sind aber grundsätzlich auch andere Ausgestaltungsformen in Varianten denkbar. Beispielsweise kann daran gedacht sein, dass die Mischzellen 6 eine wabenartige oder eine viereckige Struktur aufweisen. According to the embodiment, the mixing cells 6 each a diamond-like shape, but there are basically other embodiments in variants conceivable. For example, it may be thought that the mixing cells 6 have a honeycomb or a quadrangular structure.

Mittels der erfindungsgemäßen Anordnung der Blechbahnen 5 in dem Gehäuse 2 werden die die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1 durchströmenden Substanzen besonders gut durchmischt. Die erfindungsgemäße Neigung der Scheitellinien 13 zweier benachbarter Blechbahnen 5 in entgegengesetzter Richtung gegenüber der Längsachse L führt automatisch zu einer besonders ausgeprägten Durchmischung der Substanzen, bevor diese die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1 wieder verlassen. Insbesondere kann eine derartige ausgeprägte Durchmischung bei relativ geringer Länge l des Gehäuses 2, insbesondere im Vergleich zu einem Durchmesser D einer Querschnittsfläche des Gehäuses 2, erzielt werden, im Gegensatz zu herkömmlichen Mischoder/und Verdampfungseinrichtungen.By means of the inventive arrangement of the metal sheets 5 in the case 2 become the mixing or / and evaporation device 1 very well mixed through flowing substances. The inclination of the apex lines according to the invention 13 two adjacent sheet metal tracks 5 in the opposite direction with respect to the longitudinal axis L automatically leads to a particularly pronounced mixing of the substances before they the mixing and / or evaporation device 1 leave again. In particular, such a pronounced mixing can take place with a relatively short length l of the housing 2 , in particular in comparison to a diameter D of a cross-sectional area of the housing 2 , in contrast to conventional mixing and / or evaporation equipment.

In einer Variante des Ausführungsbeispiels können die Blechbahnen 5 zwischen der Einlassöffnung 3 und der Auslassöffnung 4 derart angeordnet sein, dass sie nicht axial über die Einlassöffnung 3 und die Auslassöffnung 4 vorstehen.In a variant of the embodiment, the metal sheets 5 between the inlet opening 3 and the outlet opening 4 be arranged so that it does not axially over the inlet opening 3 and the outlet opening 4 protrude.

Die erfindungsgemäße Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung kann grundsätzlich sowohl zur Mischung als Gas-Gas-Mischer als auch als Gas-Fluid- Mischer eingesetzt werden.The mixing and / or evaporation device according to the invention can in principle be used both for mixing as a gas-gas mixer and as a gas-fluid mixer.

Die erfindungsgemäße Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1 kann auch in Verbindung mit einem Abgassystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Dieselmotor, in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen. Die 2 zeigt ein solches Abgassystem 8 grobschematisch in einer perspektivischen Ansicht. Das Abgassystem 8 umfasst einen Fahrzeugkatalysator 9, welchem Abgas aus einem Dieselmotor (in der 2 nicht gezeigt) mittels einer Zuführungsleitung 10 zugeführt werden kann. Die Zuführungsleitung 10 umfasst eine erfindungsgemäße Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1. Dies ist in der Darstellung der 3 gezeigt, in welcher die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1 als Einsatz in der Zuführungsleitung 10 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass alle dem Fahrzeugkatalysator 9 zuzuführenden Substanzen die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1 durchströmen. Die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1 stellt dabei eine optimale Vermischung von Harnstofflösung und Abgas sicher. Gleichzeitig sorgt die Mischoder/und Verdampfungseinrichtung 1 für eine möglichst vollständige Zersetzung der Harnstofflösung durch Thermolyse oder/und Hydrolyse in Ammoniak, Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid. Der auf diese Weise gebildete Ammoniak kann innerhalb des Fahrzeugkatalysators 9 auf in dem Fahrzeugkatalysator 3 angeordneten Katalysator-Oberflächen (in der 2 nicht gezeigt) mit dem Abgas reagieren und dieses in Stickstoff, Wasser und Kohlendioxid umwandeln. The mixing or / and evaporation device according to the invention 1 can also be used in conjunction with an exhaust system for an internal combustion engine, in particular a diesel engine, in a motor vehicle. The 2 shows such an exhaust system 8th roughly schematic in a perspective view. The exhaust system 8th includes a vehicle catalytic converter 9 Which exhaust from a diesel engine (in the 2 not shown) by means of a supply line 10 can be supplied. The supply line 10 comprises a mixing or / and evaporation device according to the invention 1 , This is in the presentation of 3 shown in which the mixing or / and evaporation device 1 as an insert in the supply line 10 is trained. In this way it is ensured that all the vehicle catalytic converter 9 to be supplied substances, the mixing or / and evaporation device 1 flow through. The mixing and / or evaporation device 1 ensures optimal mixing of urea solution and exhaust gas. At the same time, the mixing and / or evaporation device takes care of 1 for a complete decomposition of the urea solution by thermolysis and / or hydrolysis in ammonia, carbon monoxide or carbon dioxide. The ammonia formed in this way can be inside the vehicle catalytic converter 9 on in the vehicle catalytic converter 3 arranged catalyst surfaces (in the 2 not shown) react with the exhaust gas and convert it into nitrogen, water and carbon dioxide.

In einer Variante können auch mehrere Misch- oder/und Verdampfungseinrichtungen 1 in der Zuführungsleitung 10 in Reihe oder parallel geschaltet sein.In one variant, a plurality of mixing and / or evaporation facilities 1 in the supply line 10 be connected in series or in parallel.

Die Beimengung der Harnstofflösung kann dabei mittels einer in den 2 und 3 nicht gezeigten Beimengungsvorrichtung, welche der Zuführungsleitung 10 vorgeschaltet sein kann, realisiert sein.The admixture of the urea solution can by means of a in the 2 and 3 Not shown addition device, which the supply line 10 can be implemented in advance, be realized.

Mittels der erfindungsgemäßen Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1 und der durch diese erzeugten Turbulenzströmungen wird also einerseits sichergestellt, dass die Harnstofflösung sich nahezu vollständig durch Thermolyse oder/und Hydrolyse vor dem Eintritt in den Fahrzeugkatalysator 9 zersetzen kann. Andererseits ist mittels der erfindungsgemäßen Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1 auch sichergestellt, dass der bei der Zersetzung der Harnstofflösung gebildete Ammoniak auf optimale Weise mit den bei der Verbrennung von einem Verbrennungsmotor erzeugten Abgasen durchmischt wird, sodass in dem Fahrzeugkatalysator 9 eine effektive Umwandlung des Abgases durch den aus der Harnstofflösung gebildeten Ammoniak erfolgen kann. Wie aus der 3 ersichtlich, ist der Platzbedarf für eine erfindungsgemäße Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung 1 innerhalb des Abgassystems 8 sehr gering. By means of the mixing or / and evaporation device according to the invention 1 and the turbulence currents generated by these so on the one hand ensures that the urea solution is almost completely by thermolysis and / or hydrolysis before entering the vehicle catalytic converter 9 can decompose. On the other hand, by means of the mixing and / or evaporation device according to the invention 1 also ensures that the ammonia formed in the decomposition of the urea solution is mixed in an optimal manner with the exhaust gases generated during the combustion of an internal combustion engine, so that in the vehicle catalytic converter 9 An effective conversion of the exhaust gas can be carried out by the ammonia formed from the urea solution. Like from the 3 can be seen, the space required for a mixing or / and evaporation device according to the invention 1 inside the exhaust system 8th very low.

Claims (9)

Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung (1) zum Durchmischen von wenigstens zwei die Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung (1) durchströmenden Substanzen, insbesondere für ein Abgassystem (8) eines Kraftfahrzeugs, umfassend: – ein im Wesentlichen zylindrisch ausgebildetes Gehäuse (2) mit einer Längsachse (L) und mit einer an einem anströmseitigen axialen Ende angeordneten Einlassöffnung (3) und einer an einem ausströmseitigen axialen Ende angeordneten Auslassöffnung (4), – wobei in dem Gehäuse (2) eine Mehrzahl von Blechbahnen (5) mit einer zickzack-förmigen oder gewellten Struktur in einer Stapelrichtung (R) aufeinandergestapelt ist, – wobei durch die Struktur in jeder Blechbahn (5) eine Mehrzahl von Scheitellinien (13) definiert ist, – wobei die Scheitellinien (13) von zwei in Stapelrichtung (R) benachbarten Blechbahnen (5) in entgegengesetzter Richtung gegenüber der Längsachse (L) geneigt verlaufen.Mixing and / or evaporation device ( 1 ) for mixing at least two of the mixing and / or evaporation device ( 1 ) flowing through substances, in particular for an exhaust system ( 8th ) of a motor vehicle, comprising: - a substantially cylindrically shaped housing ( 2 ) having a longitudinal axis (L) and having an inlet opening located at an upstream axial end (FIG. 3 ) and an outlet opening (FIG. 4 ), - wherein in the housing ( 2 ) a plurality of metal sheets ( 5 ) is stacked with a zigzag or corrugated structure in a stacking direction (R), - wherein by the structure in each sheet metal strip ( 5 ) a plurality of crest lines ( 13 ), where the crest lines ( 13 ) of two in the stacking direction (R) adjacent sheet metal tracks ( 5 ) in the opposite direction with respect to the longitudinal axis (L) inclined. Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Stapelrichtung benachbarte Blechbahnen (5) sich an den Scheitellinien (13) nur in Scheitelpunkten (14) im Bereich der Ein- und Auslassöffnung (3, 4) aneinander abstützen. Mixing and / or evaporation device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in the stacking direction adjacent sheet metal webs ( 5 ) at the apex lines ( 13 ) only in vertices ( 14 ) in the region of the inlet and outlet ( 3 . 4 ) abut each other. Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbahnen (5) in Bezug auf eine Blickrichtung entlang der Längsachse (L) blickdicht in dem Gehäuse (2) angeordnet sind. Mixing and / or evaporation device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the metal sheets ( 5 ) with respect to a viewing direction along the longitudinal axis (L) opaque in the housing ( 2 ) are arranged. Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbahnen (5) zwischen der Einlassöffnung (3) und der Auslassöffnung (4) angeordnet sind oder/und nicht axial über die Einlassöffnung (3) und die Auslassöffnung (4) vorstehen. Mixing and / or evaporation device ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the metal sheets ( 5 ) between the inlet opening ( 3 ) and the outlet opening ( 4 ) are arranged and / or not axially via the inlet opening ( 3 ) and the outlet opening ( 4 ) protrude. Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle in einer Querschnittsfläche des Gehäuse liegenden Durchmesser (D) größer sind als eine entlang der Längsachse (L) des Gehäuses gemessene Länge (l) des Gehäuses.Mixing and / or evaporation device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that all lying in a cross-sectional area of the housing diameter (D) are greater than a along the longitudinal axis (L) of the housing measured length (l) of the housing. Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Stapelrichtung benachbarte Blechbahnen (5) eingangsseitig oder/und ausgangsseitig wabenartige oder/und viereckige, insbesondere rautenartige, Mischzellen (6) ausbilden.Mixing and / or evaporation device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the stacking direction adjacent sheet metal webs ( 5 ) on the input side and / or output side honeycomb-like or / and quadrangular, in particular diamond-like, mixing cells ( 6 ) train. Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlass- oder/und die Auslassöffnung (3, 4) im Wesentlichen durch eine Deck- bzw. Bodenfläche des im Wesentlichen als Zylindermantel ausgebildeten Gehäuses (2) definiert ist.Mixing and / or evaporation device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet or / and the outlet opening ( 3 . 4 ) substantially by a cover or bottom surface of the housing substantially designed as a cylinder jacket ( 2 ) is defined. Verwendung der Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Vermischen einer Harnstofflösung mit einem Abgas, insbesondere eines Verbrennungsmotors. Use of the mixing or / and evaporation device ( 1 ) according to one of the preceding claims for mixing a urea solution with an exhaust gas, in particular an internal combustion engine. Abgassystem (8) für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens ein Abgas führendes Rohr und wenigstens eine in einem solchen Rohr angeordnete Misch- oder/und Verdampfungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Exhaust system ( 8th ) for a motor vehicle, comprising at least one exhaust pipe leading and at least one arranged in such a pipe mixing and / or evaporation device ( 1 ) according to one of claims 1 to 7.
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