DE102012219325A1

DE102012219325A1 - Fluidsprayzerstäuber

Info

Publication number: DE102012219325A1
Application number: DE102012219325A
Authority: DE
Inventors: Michael Levin; Furgan Zafar Shaikh
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2013-04-25
Also published as: US20130098004A1; CN202883058U; RU127405U1; US8635858B2

Abstract

Es wird ein Abgasnachbehandlungssystem bereitgestellt. Bei einer Ausführungsform enthält das System einen Katalysator und eine Einspritzdüse, die vor dem Katalysator positioniert ist, und einen zwischen dem Katalysator und der Einspritzdüse positionierten Fluidsprayzerstäuber. Der Fluidsprayzerstäuber enthält mehrere horizontale Lamellen, wobei jede horizontale Lamelle eine andere Größe aufweist und eine kleinere horizontale Lamelle mindestens teilweise in einer größeren horizontalen Lamelle verschachtelt ist.

Description

Aus verschiedenen Gründen können Flüssigkeitsspray bzw. Fluidspray in einen Luftstrom eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs einzuleiten sein. Beispielsweise können Dieselmotoren Abgasnachbehandlungssysteme verwenden, um gasförmige Verbindungen wie etwa Stickoxide (NO_x) zu reduzieren. Ein Verfahren für die NOx Reduktion beinhaltet das Injizieren eines Reduktionsmittels wie etwa einer wässrigen Harnstofflösung (Fluid) in das Abgassystem vor einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reaktion (SCR – Selective Catalytic Reaction). Beim Injizieren in den Gasstrom wird Harnstoff zu Ammoniak (NH₃) zersetzt, das eingefangen und auf einer Oberfläche des nachgeschalteten SCR-Katalysators gespeichert wird. Das gespeicherte Ammoniak katalysiert die Reduktion von NO_x zu Stickstoff (N₂) und Wasser (H₂O), während das Abgas durch den SCR-Katalysator strömt. Es wurden verschiedene Systeme vorgeschlagen, um ein optimiertes Mischen der wässrigen Harnstofflösung mit dem Gasstrom des Abgases (Abgasfluss) sicherzustellen.
Beispielsweise beschreibt US 2010/0132344 eine statische Mischvorrichtung, die das Mischen eines eingespritzten Fluidsprays in einen Abgasstrom gestattet. Die statische Mischvorrichtung enthält eine Anzahl von Leitschaufelplatten, die eine Anzahl von Gitteröffnungen erzeugen, die in mehreren Reihen angeordnet sind, um eine Ringform auszubilden, die zu der Geometrie des Abgasrohrs passt. Die Leitschaufelplatten sind relativ zu einer Ebene der statischen Mischvorrichtung bevorzugt zwischen 40–60 Grad geneigt und stehen von der Mischvorrichtungsebene vor. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben verschiedene Probleme bei dem obigen System erkannt. Insbesondere basiert die jeweilige Geometrie der statischen Mischvorrichtung auf einer bestimmten Anordnung der Spraydüse mit dem Abgasstrom, wie etwa dem Einspritzen des Flüssigkeitssprays an einer Biegung des Abgasrohrs. Somit wird das Flüssigkeitsspray in einer Linie mit dem Abgasstrom eingespritzt und die statische Mischvorrichtung ist hinter der Einspritzdüse positioniert, um über die geneigten Leitschaufelplatten eine Turbulenz zu induzieren, die zu einem Mischen des Fluidsprays und des Abgases führt. Im Allgemeinen erfordern Rohrkrümmungen größere Mischlängen, um eine Sprayrichtung zu erreichen, die koaxial mit dem Abgasstrom verläuft. Somit kann eine derartige Anordnung möglicherweise nicht in kleineren Fahrzeuganwendungen enthalten sein, wo die Abgassystemgröße beschränkt ist.
Als solches besteht ein beispielhafter Ansatz zum Behandeln der obigen Probleme in der Bereitstellung eines Fluidsprayzerstäubers, der ein Flüssigkeitsspray aus einer Nicht-Gasströmungsrichtung empfängt und das Flüssigkeitsspray umlenkt, dass es einer Gasströmungsrichtung folgt. Auf diese Weise ist es möglich, ein Fluid in einen Abgasstrom einzuspritzen, ohne den Fluidsprayzerstäuber an einer Rohrkrümmung und/oder hinter der Rohrkrümmung zu positionieren. Insbesondere kann der Fluidsprayzerstäuber mehrere in Einbaulage etwa horizontal verlaufende Lamellen enthalten, wobei jede horizontale Lamelle sich in einer Linie mit der Abgasströmungsrichtung befindet. Weiterhin kann jede horizontale Lamelle eine andere Größe in mindestens einer Richtung aufweisen, und/oder jede horizontale Lamelle kann eine schiefe Position bezüglich einer anderen horizontalen Lamelle an einer vorgeschalteten Seite des Fluidsprayzerstäubers aufweisen. Diese Konfiguration ermöglicht das Auffangen von Tröpfchen aus dem Fluidspray aus der Nicht-Gasströmungsrichtung. Somit kann der Fluidsprayzerstäuber wegen der resultierenden geometrischen Konfiguration des Fluidsprayzerstäubers für eine beliebige Fahrzeuganwendung geeignet sein. Deshalb kann der Fluidsprayzerstäuber aufgrund einer Kompatibilität des Fluidsprayzerstäubers mit einer Vielzahl unterschiedlicher Positionen/Orte und resultierenden Sprühzielwinkeln für eine beliebige Fahrzeuganwendung geeignet sein. Weiterhin kann die resultierende geometrische Konfiguration die Fluidspraytröpfchengröße reduzieren und Tröpfchen innerhalb eines Mischgebiets der Abgaspassage verteilen.
Man beachte, dass die horizontalen Lamellen in einer beliebigen geeigneten Geometrie zum Aufnehmen des Fluidsprays und Mitführen von Fluidspraytröpfchen zu einer nachgeschalteten Seite des Fluidsprayzerstäubers angeordnet sein können. Beispielsweise können sich die horizontalen Lamellen in einer Jalousienkonfiguration, einer gestapelten Konfiguration, einer verschachtelten Konfiguration, einer stufenweisen Konfiguration und/oder in einer Konfiguration mit kaskadierenden Ebenen befinden. Weiterhin kann die jeweilige Geometrie des Fluidsprayzerstäubers konfiguriert sein, einen beliebigen geeigneten Sprayfußabdruck hinsichtlich Größe und/oder Geometrie des Fußabdrucks aufzunehmen. Noch weiter kann der Fluidsprayzerstäuber, falls gewünscht, hinter einer Rohrbiegung positioniert sein.
Es versteht sich, dass die obige Zusammenfassung vorgelegt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie sollen keine wichtigen oder essentiellen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Schutzbereich ausschließlich durch die auf die ausführliche Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Weiterhin ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die etwaige oben oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung erwähnte Nachteile lösen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Schemadiagramm eines beispielhaften Abgassystems für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt ein Schemadiagramm eines beispielhaften Abgasnachbehandlungssystems, das in dem beispielhaften Abgassystem von 1 enthalten sein kann.
3 zeigt eine Perspektivansicht eines Fluidsprayzerstäubers, der in dem beispielhaften Nachbehandlungssystem von 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten sein kann.
4 zeigt eine weitere Perspektivansicht des Fluidsprayzerstäubers von 3.
5 zeigt ein Schemadiagramm eines weiteren beispielhaften Abgasnachbehandlungssystems, das in dem beispielhaften Abgassystem von 1 enthalten sein kann.
6 zeigt eine Perspektivansicht eines Fluidsprayzerstäubers, der in dem beispielhaften Nachbehandlungssystem von 5 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten sein kann.
7 zeigt eine weitere Perspektivansicht des Fluidsprayzerstäubers von 6.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem mit einem Katalysator, einer vor dem Katalysator positionierten Einspritzdüse und einem zwischen dem Katalysator und der Einspritzdüse positionierten Fluidsprayzerstäuber. Gemäß einer Ausführungsform enthält der Fluidsprayzerstäuber mehrere horizontale Lamellen, die derart angeordnet sind, dass sich jede der mehreren horizontalen Lamellen in einer Linie mit einem Abgasstrom befindet und ein Fluidspray von einer Nicht-Gasströmungsrichtung empfangen kann, um das Fluidspray zu der Gasströmungsrichtung umzulenken. Diese Anordnung gestattet, dass das Abgassystem eine beliebige geeignete Anordnung aufweist. Weiterhin gestattet dieses System ein kompakteres Design mit einem geringeren Gewicht als traditionelle Designs aufgrund der resultierenden geometrischen Konfiguration.
Weiterhin können die horizontalen Lamellen eine beliebige geeignete Anordnung zum Empfangen des Fluidsprays und Mitführen von Fluidspraytröpfchen zu einer nachgeschalteten Seite des Fluidsprayzerstäubers aufweisen. Beispielsweise können die horizontalen Lamellen in einer Jalousienkonfiguration, einer gestapelten Konfiguration, einer verschachtelten Konfiguration, einer stufenweisen Konfiguration und/oder einer Konfiguration mit kaskadierenden Ebenen vorliegen. Weiterhin kann die jeweilige Geometrie des Fluidsprayzerstäubers konfiguriert sein, einen beliebigen geeigneten Fluidsprayfußabdruck hinsichtlich Größe und/oder Geometrie des Fußabdrucks aufzunehmen. Noch weiter kann der Fluidsprayzerstäuber, falls gewünscht, hinter einer Rohrkrümmung positioniert sein.
1 zeigt ein Abgassystem 100 zum Transportieren von von einem Verbrennungsmotor 110 erzeugten Abgasen. Als nicht beschränkendes Beispiel beinhaltet der Motor 110 einen Dieselmotor, der eine mechanische Ausgabe durch Verbrennen einer Mischung aus Luft und Dieselkraftstoff erzeugt. Alternativ kann der Motor 110 unter anderem andere Arten von Motoren wie etwa benzinverbrennende Motoren beinhalten. Bei einigen Ausführungsformen kann der Motor 110 in einem Antriebssystem für ein Fahrzeug konfiguriert sein. Bei anderen Ausführungsformen jedoch kann der Motor 110 in einer stationären Anwendung wie etwa beispielsweise einem Stromgenerator betrieben werden. Während sich das Abgassystem 100 auf stationäre Anwendungen anwenden lässt, versteht sich, dass das Abgassystem 100 wie hierin beschrieben sich insbesondere für Fahrzeuganwendungen eignet, um insbesondere eine Länge eines Mischgebiets von Abgasen und Reduktionsmittel zu reduzieren.
Das Abgassystem 100 kann eines oder mehrere der Folgenden enthalten: einen Abgaskrümmer 120 zum Empfangen von von einem oder mehreren Zylindern des Motors 110 erzeugten Abgasen, ein hinter dem Abgaskrümmer 120 angeordnetes Mischgebiet 130 zum Empfangen eines flüssigen Reduktionsmittels, einen hinter dem Mischgebiet 130 angeordneten SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reductant – selektives katalytisches Reduktionsmittel) 140, und eine hinter dem Katalysator 140 angeordnete Geräuschunterdrückungseinrichtung 150. Außerdem kann das Abgassystem 110 mehrere Abgasrohre oder -passagen zum fluidischen Koppeln der verschiedenen Abgassystemkomponenten enthalten. Beispielsweise kann, wie durch 1 gezeigt, der Abgaskrümmer 120 fluidisch durch eine oder mehrere Abgaspassagen 162 und 164 an das Mischgebiet 130 gekoppelt sein. Der Katalysator 140 kann durch die Abgaspassage 166 fluidisch an die Geräuschunterdrückungseinrichtung 150 gekoppelt sein. Schließlich kann es Abgasen gestattet sein, von der Geräuschunterdrückungseinrichtung 150 über die Abgaspassage 168 zu der umgebenden Umgebung zu strömen. Man beachte, dass, wenngleich nicht in 1 gezeigt, das Abgassystem 100 einen Partikelfilter und/oder einen Dieseloxidationskatalysator, vor oder hinter dem Katalysator 140 angeordnet, enthalten kann. Weiterhin ist zu verstehen, dass das Abgassystem 100 zwei oder mehr Katalysatoren enthalten kann. Der Katalysator 140 kann bei einem Beispiel mehrere Katalysator-Bricks enthalten. Bei einem weiteren Beispiel können mehrere Abgasreinigungseinrichtungen jeweils mit mehreren Bricks verwendet werden. Der Katalysator 140 kann bei einem Beispiel ein Katalysator vom geregelten Typ sein.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Mischgebiet 130 eine größere Querschnittsfläche oder einen größeren Strömungsbereich als die vorgeschaltete Abgaspassage 164 enthalten. Das Mischgebiet 130 kann einen ersten Abschnitt 132 und einen zweiten Abschnitt 134 enthalten. Der erste Abschnitt 132 des Mischgebiets 130 kann eine Einspritzdüse 136 zum selektiven Einspritzen einer Flüssigkeit in das Abgassystem enthalten. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann die von der Einspritzdüse 136 eingespritzte Flüssigkeit ein flüssiges Reduktionsmittel wie etwa Ammoniak oder Harnstoff enthalten. Weiterhin kann das flüssige Reduktionsmittel als Beispiel innerhalb eines Lagertanks 176 gelagert und unter Verwendung einer Pumpe 172 über eine Leitung 174 an die Einspritzdüse 136 geliefert werden. Der zweite Abschnitt 134 des Mischgebiets 130 kann konfiguriert sein, eine Änderung bei der Querschnittsfläche oder dem Strömungsbereich zwischen dem ersten Abschnitt 132 und dem Katalysator 140 aufzunehmen. Man beachte, dass der Katalysator 140 einen beliebigen geeigneten Katalysator zum Reduzieren von NOx oder anderen Verbrennungsprodukten, die sich aus der Verbrennung von Kraftstoff durch den Motor 110 ergeben, enthalten kann. Man beachte, dass bezüglich Fahrzeuganwendungen das Abgassystem 100 auf der Unterseite des Fahrzeugchassis angeordnet sein kann. Außerdem ist zu verstehen, dass die Abgaspassage eine oder mehrere Krümmungen oder Kurven enthalten kann, um eine bestimmte Fahrzeuganordnung zu berücksichtigen. Noch weiter ist zu verstehen, dass das Abgassystem 100 bei einigen Ausführungsformen zusätzliche Komponenten enthalten kann, die in 1 nicht gezeigt sind, oder hierin beschriebene Komponenten entfallen können.
Weiterhin kann das Abgassystem 100 verschiedene Sensoren zum Bereitstellen einer Anzeige beispielsweise eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas enthalten. Deshalb ist zu verstehen, dass das Abgassystem 100 einen oder mehrere eines UEGO-(Universal or Wide-Range Exhaust Gas Oxygen), eines Zweizustands-Sauerstoffsensors oder EGO, eines HEGO (Heated EGO), eines NOx-Sensors, eines HC-Sensors, eines CO-Sensors und eines Partikelmaterialsensors enthalten kann. Die verschiedenen Sensoren können, wenn sie enthalten sind, sich an einer beliebigen geeigneten Position in dem Abgassystem 100 befinden. Beispielsweise können ein oder mehrere der verschiedenen Sensoren vor dem Katalysator 140 positioniert sein. Als ein weiteres Beispiel können ein oder mehrere der verschiedenen Sensoren hinter dem Katalysator 140 positioniert sein. Weiterhin können ein oder mehrere der verschiedenen Sensoren beispielsweise beim Katalysator 140 positioniert sein. Das Abgassystem kann Anspringkatalysatoren und Unterbodenkatalysatoren sowie Abgaskrümmer-, vorgeschaltete und/oder nachgeschaltete Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren enthalten.
2 zeigt eine Seitenansicht des Mischgebiets 130 in mehr Detail als einen Längsquerschnitt. Eine Mittellängsachse des Mischgebiets 130 ist bei 200 angezeigt. Die Einspritzdüse 136 ist durch einen Einspritzdüsensockel 210 an eine Wand des ersten Abschnitts 132 des Mischgebiets 130 gekoppelt gezeigt. Bei diesem Beispiel befindet sich die Einspritzdüse 136 außerhalb des Strömungsbereichs der Abgaspassage. Auf diese Weise kann die Einspritzdüse vor einer thermischen Degradation geschützt werden, die durch Hochtemperaturabgase verursacht werden kann. Weiterhin kann, da die Einspritzdüse jenseits der Wand der Abgaspassage über den Einspritzdüsensockel versenkt sein kann, die Unterbrechung des Abgasstroms durch die Einspritzdüse reduziert werden. Die Einspritzdüse 136 kann durch eine Öffnung in der Wand des Mischgebiets eine Flüssigkeit einspritzen, die ihr über die Leitung 212 als Reaktion auf ein über eine Kommunikationsleitung 214 von einem Elektroniksteuersystem des Motors 110 empfangenen Steuersignal zugeführt wird. Die Flüssigkeit kann durch die Leitung 212 von einem Lagertank über eine Zwischenpumpe, wie oben eingeführt, der Einspritzdüse 136 zugeführt werden. Man beachte, dass die Pumpe auch durch ein Elektroniksteuersystem des Motors 110 gesteuert werden kann, um der Einspritzdüse 136 ein unter einem geeigneten Druck stehendes Reduktionsmittel zuzuführen.
Die Einspritzdüse 136 kann so orientiert sein, dass sie das Reduktionsmittel als ein Spray entlang einer Einspritzachse 216 zu einem Fluidsprayzerstäuber 220 einspritzt. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann der Fluidsprayzerstäuber 220 eine jalousienartige Struktur enthalten, um das eingespritzte Reduktionsmittel umzulenken und ein Aufbrechen des Sprays in kleinere Tröpfchen zu erleichtern. Deshalb kann der Fluidsprayzerstäuber 220 mehrere horizontale Lamellen enthalten, die beispielsweise horizontal bezüglich der Achse 220 ausgerichtet sind. Auf diese Weise können die horizontalen Lamellen des Fluidsprayzerstäubers 220 parallel zu dem Abgasstrom durch das Mischgebiet 130 verlaufen. Ein nicht beschränkendes Beispiel des Fluidsprayzerstäubers 220 mit einer Jalousienkonfiguration wird unter Bezugnahme auf die 2–3 ausführlicher beschrieben. Bei einigen Ausführungsformen kann die Einspritzachse 216 mit einer Mitte des von der Einspritzdüse 136 bereitgestellten Spraymusters zusammenfallen. Das von der Einspritzdüse 136 gelieferte Spraymuster kann ein beliebiges geeignetes Muster beinhalten, um die Misch- und Verdampfungsrate des Reduktionsmittels mit den Abgasen zu verbessern. Beispielsweise kann eine Einspritzdüse Sprays bereitstellen, die Schichten, gefüllte Kegel, hohle Kegel, Mehrfachkegel usw. liefern.
Die Einspritzachse 216 kann auf ein bestimmtes Gebiet des Fluidsprayzerstäubers 220 gerichtet sein. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann die Einspritzachse 216 die Mitte des Fluidsprayzerstäubers 220 schneiden, die ebenfalls mit der Längsachse 200 zusammenfallen kann. Bei diesem Beispiel ist der Einspritzdüsensockel 210 so konfiguriert, dass er die Einspritzdüse 136 an die Wand des Abgassystems koppelt, so dass die Einspritzachse 216 relativ zu der Längsachse 200 unter einem durch 230 angegebenen Winkel abgewinkelt ist. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann der Winkel 230 ein Winkel von etwa 45 Grad sein. Als ein weiteres Beispiel kann der Winkel 230 ein Winkel zwischen 20 Grad und 55 Grad sein. Beispielsweise kann der Winkel 230 etwa 30 Grad betragen. Es versteht sich jedoch, dass andere geeignete Winkel genutzt werden können.
Man beachte, dass die hierin beschriebenen Winkel sich auf einen bestimmten Strömungszustand beziehen können. Beispielsweise kann der Winkel der Einspritzachse 216 wie oben beschrieben unter Bezugnahme auf einen Zustand gemessen werden, wenn kein Abgasstrom vorliegt. Wenn der Strom von Abgasen zunimmt, kann sich das von der Einspritzdüse gelieferte Spraymuster ändern, wenn das flüssige Reduktionsmittel von den Abgasen mitgenommen wird.
Bei einigen Beispielen können mit einem Abgassystem assoziierte geometrische Einschränkungen dazu dienen, die Rate zu erhöhen, mit der die Verdampfung und das Mischen des Reduktionsmittels mit den Abgasen durchgeführt werden soll, so dass das Reduktionsmittel ausreichend zerstäubt wird, bevor es den Katalysator erreicht. Weiterhin können einige Abgassystemkonfigurationen erfordern, dass die Tropfen der Flüssigkeit innerhalb des Sprays unter einer bestimmten Größe liegen, um eine bestimmte Rate der Verdampfung und/oder des Mischens der Flüssigkeit in die Abgase zu erzielen. Als ein nicht beschränkendes Beispiel können die Tropfen der Flüssigkeit innerhalb des Sprays bei einigen Abgassystemen einen Durchmesser von 50 Mikrometer oder weniger aufweisen. Beispielsweise können die Tropfen aus Flüssigkeit einen Durchmesser von nur 20 Mikrometer aufweisen, um den nachgeschalteten SCR-Katalysator effektiv zu berücksichtigen. Der Preis einer Einspritzdüse kann jedoch proportional zu einer abnehmenden Größe der durch ihr Spray gelieferten Tropfen aus Flüssigkeit zunehmen. Um die Kosten der Einspritzdüse zu reduzieren, kann es somit wünschenswert sein, die Misch- und Verdampfungsraten zu verbessern, so dass eine ein Spray mit größeren Tropfen von Flüssigkeit liefernde Einspritzdüse verwendet werden kann. Noch weiter sollte die Abscheidung von Reduktionsmittel auf den Wandoberflächen und dem Katalysator des Abgassystems reduziert werden, um die Ausbildung von Abscheidungen nach Verdampfung der Flüssigkeit von diesen Oberflächen zu reduzieren.
Der Fluidsprayzerstäuber 220 kann mit mehreren Jalousien oder horizontalen Lamellen konfiguriert sein, um das flüssige Spray entlang einer Bahn umzulenken, die im Wesentlichen paralleler zu dem Abgasstrom verläuft als die Einspritzachse 216. Auf diese Weise kann das Spray für eine nachgeschaltete Abgasnachbehandlung vorbereitet werden. Als ein Beispiel kann der Fluidsprayzerstäuber 220 optimiert werden, um die Sprayverteilung über den Querschnitt des Mischgebiets vor dem Eintritt in eine nachgeschaltete Einrichtung wie etwa einen SCR-Katalysator 140 zu verbessern. Außerdem kann der Fluidsprayzerstäuber 220 das Aufbrechen/die Verteilung der Tröpfchen des flüssigen Sprays vergrößern, wenn es auf die Jalousien oder horizontalen Lamellen auftrifft. Der Fluidsprayzerstäuber 220, wie in 2 gezeigt, kann eine longitudinale Breite oder Dicke, bei 238 angegeben, beinhalten und kann mindestens teilweise die Querschnittsfläche oder den Strömungsbereich des ersten Abschnitts 132 des Mischgebiets 130 belegen.
Es versteht sich, dass die Ausführungsform wie in 2 gezeigt als Beispiel vorgelegt wird und nicht eine Beschränkung bedeuten soll. Deshalb kann das Nachbehandlungssystem zusätzliche und/oder alternative Komponenten zu denen im Mischgebiet 130 gezeigten enthalten, wie gezeigt. Als ein Beispiel kann das Mischgebiet 130 eine vorgeschaltete Mischeinrichtung enthalten, die konfiguriert ist, in dem Strom von Abgasen eine Turbulenz zu induzieren oder die Turbulenz zu vergrößern, um das Mischen der stromabwärts eingespritzten Flüssigkeit zu verbessern.
Weiterhin kann bei einigen Ausführungsformen eine Mischeinrichtung, falls erwünscht, hinter dem Fluidsprayzerstäuber 220 angeordnet sein. Beispielsweise kann die nachgeschaltete Mischeinrichtung innerhalb eines ausgeweiteten Gebiets der Abgaspassage enthalten sein, wie etwa der zweite Abschnitt 134 des Mischgebiets 130. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann die nachgeschaltete Mischeinrichtung eine schraubenförmige Konfiguration enthalten, um zu erzwingen, dass die Abgase und die mitgeführten Tröpfchen der eingespritzten Flüssigkeit einen längeren Weg entlang oder um die Mischeinrichtung herum folgen, was die Verdampfungszeit der Flüssigkeit vergrößern kann.
Auf diese Weise kann das Mischen der Abgase und der eingespritzten Flüssigkeit verbessert werden, wodurch eine Länge des Mischgebiets reduziert wird, wobei das Mischgebiet hier als ein Abstand zwischen der Einspritzdüse und der Fläche des SCR-Katalysators definiert ist. Die resultierende Zunahme bei der Rate des Mischens und der Verdampfung der Flüssigkeit kann verwendet werden, um eine Zunahme bei der Größe der Tröpfchen des durch die Einspritzdüse gelieferten Flüssigkeitssprays zu ermöglichen, wodurch eine Reduktion bei den Kosten der Einspritzdüse ermöglicht wird, zumindest unter einigen Bedingungen.
3 zeigt eine Schnittansicht eines Fluidsprayzerstäubers 220 entlang der Linie 3-3 von 2, und 4 zeigt eine Perspektivansicht des Fluidsprayzerstäubers 220 entlang der Linie 4-4 von 2.
Zuerst unter Bezugnahme auf 3 zeigt sie eine Querschnittsansicht des Mischgebiets 130 bei Blick entlang der Achse 200 von 5. Der Fluidsprayzerstäuber 220 ist als solcher innerhalb eines Innenraums des Mischgebiets 130 positioniert und kann somit über den Umfang von Wänden 132 umgeben sein.
Der Fluidsprayzerstäuber 220 kann, wie gezeigt, mehrere horizontale Lamellen 302 enthalten, die in einer Jalousienstruktur angeordnet sein können. Weiterhin können die mehreren horizontalen Lamellen 302 in einer verschachtelten Konfiguration aufeinander gestapelt sein. Wie gezeigt, kann jede der mehreren horizontalen Lamellen 302 ineinander verschachtelt sein, so dass eine kleinere horizontale Lamelle mindestens teilweise innerhalb einer anderen, größeren horizontalen Lamelle verschachtelt ist. Somit kann jede der mehreren horizontalen Lamellen 302 zumindest in einer Abmessung von unterschiedlicher Größe sein. Beispielsweise kann jede der mehreren horizontalen Lamellen 302 in einer horizontalen Länge gemessen entlang der horizontalen Achse differieren.
Die in 3 gezeigte Ausführungsform zeigt den Fluidsprayzerstäuber mit fünf horizontalen Lamellen 302, die aufeinander gestapelt sind und mindestens teilweise ineinander verschachtelt sind; es versteht sich jedoch, dass der Fluidsprayzerstäuber 220 eine beliebige geeignete Anzahl an horizontalen Lamellen enthalten kann. Beispielsweise kann der Fluidsprayzerstäuber 220 mehr als fünf horizontale Lamellen enthalten. Als ein weiteres Beispiel kann der Fluidsprayzerstäuber 220 weniger als fünf horizontale Lamellen enthalten.
Die horizontale Richtung, wie sie hierin verwendet wird, kann sich auf eine Richtung beziehen, die orthogonal sowohl zu einer Gasströmungsrichtung (z.B. entlang der Achse 200) als auch einer vertikalen Richtung verläuft. Als solches können die horizontale Richtung und die vertikale Richtung eine Querschnittsebene durch das Mischgebiet 130 definieren, wie etwa den Querschnitt entlang der Linie 3-3, wobei eine derartige Querschnittsebene orthogonal zu einer Abgasströmungsrichtung verläuft.
Die mehreren horizontalen Lamellen 302 können derart gestapelt sein, dass die horizontale Länge jeder horizontalen Lamelle abnimmt, wenn die Lamellen in der vertikalen Richtung gestapelt werden, wobei die kleinste horizontale Lamelle eine der Einspritzdüse 136 am nächsten liegende horizontale Lamelle ist. Beispielsweise können die gestapelten horizontalen Lamellen eine pyramidenartige Struktur bilden, wobei die „Oberseite“ der Pyramide der Einspritzdüse 136 näher liegt als die größte horizontale Lamelle, die an dem „Boden“ der Pyramide positioniert sein kann. Wie gezeigt, kann die horizontale Lamelle 304 möglicherweise die längste horizontale Länge aufweisen und kann sich von der Kraftstoffeinspritzdüse 136 in einer vertikalen Richtung am weitesten weg befinden. Zudem kann jede nachfolgende horizontale Lamelle in horizontaler Länge innerhalb des Stapels abnehmen, wobei die horizontale Lamelle 306 an der „Oberseite“ die kürzeste horizontale Länge aufweist.
Wie gezeigt, kann jede horizontale Lamelle einen oder mehrere vertikale Abschnitte 308 enthalten, die sich von der horizontalen Lamelle aus in eine im Wesentlichen orthogonale Richtung erstrecken. Beispielsweise kann jede horizontale Lamelle zwei vertikale Abschnitte 308 enthalten, die sich vertikal an gegenüberliegenden Enden der horizontalen Lamelle erstrecken. Beispielsweise können sich die vertikalen Abschnitte 308 in einer vertikalen Richtung erstrecken, um sich um einen Abschnitt einer anderen horizontalen Lamelle zu wickeln. Als ein weiteres Beispiel können vertikale Abschnitte 308 eine Oberfläche zum Koppeln einer horizontalen Lamelle an eine andere horizontale Lamelle bereitstellen. Beispielsweise können die vertikalen Abschnitte einer horizontalen Lamelle an die vertikalen Abschnitte einer anderen horizontalen Lamelle geschweißt sein. Deshalb können die vertikalen Abschnitte eine Schnittstelle zum Zusammenschweißen aller horizontalen Lamellen sein, um eine kollektive Jalousienstruktur auszubilden. Als solches, kann die horizontale Lamelle 304 eine Basislamelle sein, wobei jede nachfolgende Lamelle zwischen den vertikalen Abschnitten der vorausgegangenen horizontalen Lamelle positioniert ist, wobei jede der mehreren horizontalen Lamellen an der Stelle der vertikalen Abschnitte zusammengeschweißt ist.
Der Fluidsprayzerstäuber 220 kann weiterhin mehrere Kanäle 310 enthalten. Jeder Kanal 310 kann, wie gezeigt, durch einen Volumenraum zwischen zwei benachbarten horizontalen Lamellen gebildet werden. Deshalb enthält die Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, vier Kanäle 310. Es versteht sich jedoch, dass der Fluidsprayzerstäuber 220 eine beliebige geeignete Anzahl von Kanälen enthalten kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Somit ist der Fluidsprayzerstäuber 220 nicht auf die in 3 gezeigten vier Kanäle beschränkt.
Die Kanäle 310 können den Durchtritt eines Abgasstroms durch den Fluidsprayzerstäuber 220 in der Gasströmungsrichtung ermöglichen. Weiterhin können die Kanäle 310 Tröpfchen von einem eingespritzten Fluidspray mitführen. Deshalb können Kanäle 310 einen Abgasstrom und Tröpfchenstrom durch eine Länge des Fluidsprayzerstäubers in der Gasströmungsrichtung ermöglichen. Auf diese Weise weisen die Kanäle 310 und gleichermaßen die horizontalen Lamellen 302 eine Stromlinienposition innerhalb des Abgasstroms auf.
Der Fluidsprayzerstäuber 220 kann weiterhin ein oberes Fluidströmungsgebiet 312 und ein unteres Fluidströmungsgebiet 314 enthalten. Die Gebiete 312 und 314 können so konfiguriert sein, dass sie einen Abgasstrom und/oder einen Tröpfchenstrom ähnlich zu den Kanälen 310 ermöglichen. Wie unten ausführlicher beschrieben, können die Gebiete 312 und 314 eine Passage für Abgasstrom sein und eine minimale Menge an Fluidspraytröpfchen enthalten, da ein Fußabdruck eines Fluidsprays auf den Fluidsprayzerstäuber gerichtet sein kann. Anders ausgedrückt, können die Kanäle 310 eine Passage für Abgasstrom und Tröpfchenstrom sein, wohingegen die Gebiete 312 und 314 eine Passage für Abgasstrom sein können. Deshalb liegt es innerhalb des Bereichs des Möglichen, dass die Gebiete 312 und 314 bei einigen Ausführungsformen möglicherweise keine Fluidspraytröpfchen enthalten.
Der Fluidsprayzerstäuber 220 kann weiterhin einen oder mehrere Befestigungsmechanismen 316 zum Befestigen des Fluidsprayzerstäubers 220 an Wänden 132 enthalten. Beispielsweise kann sich bei dem einen oder den mehreren Befestigungsmechanismen um eine oder mehrere Platten handeln, die an eine horizontale Lamelle gekoppelt sind, um den Fluidsprayzerstäuber an die Innenwände des Mischgebiets zu schweißen. Der Fluidsprayzerstäuber 220 kann, wie gezeigt, eine Schweißplatte 318 enthalten, die an die horizontale Lamelle 304 gekoppelt ist, um beispielsweise den Zerstäuber an die Mischgebietswände zu schweißen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Schweißplatte 318 an eine untere Oberfläche 319 der horizontalen Lamelle 304 und an die Mischgebietswände 132 geschweißt werden. Es versteht sich jedoch, dass die erste Schweißplatte 318 an die Mischgebietswände 132 auf andere Weisen geschweißt oder anderweitig daran befestigt werden kann.
Zusätzlich oder alternativ kann der Fluidsprayzerstäuber 220 an die Mischgebietswände 132 geschweist werden, indem beispielsweise vertikale Abschnitte 308 der horizontalen Lamelle 306 direkt an die Wände 132 geschweißt werden. Wie gezeigt, würde ein derartiges Szenarium zwei Schweißstellen entsprechend jedem vertikalen Abschnitt 308 der horizontalen Lamelle 306 enthalten. Bei einem derartigen Szenarium kann ein zusätzlicher Kanal 311 zwischen der horizontalen Lamelle 306 an den Wänden 132 mit dem durch an die Wände 132 geschweißten vertikalen Abschnitte 308 definierten Gebiet ausgebildet werden. Es versteht sich, dass der Kanal 311 den Kanälen 310 wie bereits beschrieben ähnlich sein kann. Es versteht sich jedoch auch, dass der Kanal 311 in einem gewissen Grad verschieden sein kann. Insbesondere kann der Kanal 311 beispielsweise mit einer größeren Querschnittsfläche als die Kanäle 310 assoziiert sein.
Es versteht sich, dass der Fluidsprayzerstäuber 220 auf beliebige geeignete Weise an die Wände 132 geschweißt werden kann. Weiterhin kann der Fluidsprayzerstäuber 220 auf beliebige geeignete Weise innerhalb der Wände 132 orientiert sein. Beispielsweise kann der Fluidsprayzerstäuber 220 gegenüber der in 3 gezeigten Ausführungsform um 180 Grad gedreht sein. Mit anderen Worten kann der Fluidsprayzerstäuber 220 mit der Oberseite nach unten gedreht werden und die vertikalen Abschnitte 308 der horizontalen Lamelle 306 können an die gegenüberliegende Oberfläche der Wände 132 geschweißt werden. Auf diese Weise kann der Fluidsprayzerstäuber 220 derart umgedreht werden, dass die mehreren horizontalen Lamellen 302 im Wesentlichen immer noch parallel zu der Gasströmungsrichtung verlaufen.
Die resultierende geometrische Konfiguration des Fluidsprayzerstäubers kann die Fluidsprayverteilung derart vergrößern, dass die Tröpfchengröße des Fluidsprays bei Kontakt mit den mehreren horizontalen Lamellen beispielsweise reduziert wird. Wegen der oben beschriebenen geometrischen Konfiguration kann weiterhin der Fluidsprayzerstäuber das Tröpfchenmischen mit dem Abgasstrom derart verbessern, dass die Länge des Mischgebiets entlang der Gasströmungsrichtung reduziert werden kann. Der Fluidsprayzerstäuber kann so innerhalb des Mischgebiets positioniert werden, dass er einen Sprayfußabdruck von der Einspritzdüse 136 empfängt.
Beispielsweise zeigt 4 eine weitere Ansicht des Fluidsprayzerstäubers 220 aus einer Perspektivansicht von der Einspritzdüse 136. Insbesondere kann die Perspektivansicht ein planarer Schnitt entlang der Linie 4-4 von 2 sein. Deshalb ist der Fluidsprayzerstäuber 220 bei Blick hinunter in den Einspritzdüsensockel 210 zu dem Abgasstrom durch das Mischgebiet 130 zu sehen. Wie gezeigt, kann ein Abschnitt eines Blickfelds der in 4 gezeigten Perspektivansicht durch die Einspritzdüsensockelinnenwände 402 umrissen sein, wohingegen ein anderer Abschnitt des Blickfelds beispielsweise die Mischgebietswände 132 enthalten kann.
Wie gezeigt, kann ein Sprayfußabdruck 404 auf ein zentrales Gebiet des Fluidsprayzerstäubers 220 treffen. Auf diese Weise kann ein eingespritztes Fluid in dem zentralen Gebiet übereinstimmend mit dem Sprayfußabdruck 404 gelenkt werden, um das Fluidspraytröpfchenmischen mit dem Abgasstrom zu maximieren. Wie oben beschrieben, kann das eingespritzte Fluid auf dem Fluidsprayzerstäuber aus einer Nicht-Gasströmungsrichtung wie etwa beispielsweise entlang der Einspritzachse 216 treffen.
Wie gezeigt, kann sich der Fluidsprayzerstäuber 220 in einer gestapelten Jalousienkonfiguration befinden, so dass jeder Kanal 310 dem Fluidspray ausgesetzt ist. 2 zeigt eine Seitenansicht der gestapelten Jalousienkonfiguration des Fluidsprayzerstäubers 220. Wegen der gestapelten Jalousienkonfiguration kann eine Position einer horizontalen Lamelle innerhalb mindestens eines Abschnitts einer anderen horizontalen Lamelle verschachtelt sein, wie oben beschrieben. Unter Bezugnahme sowohl auf 2 als auch 4 können die mehreren horizontalen Lamellen 302 derart verschachtelt und gestapelt sein, dass die horizontalen Lamellen miteinander auf einer stromaufwärtigen Seite 406 und einer stromabwärtigen Seite 408 des Fluidsprayzerstäubers 220 bündig sind. Anders ausgedrückt kann jede der mehreren horizontalen Lamellen 302 eine ähnliche longitudinale Länge (nach Messung beispielsweise entlang der Achse 200) aufweisen und jede horizontale Lamelle kann mindestens teilweise in einer anderen horizontalen Lamelle verschachtelt sein, so dass die vertikalen Abschnitte und die horizontalen Abschnitte jeder der Lamellen miteinander auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Fluidsprayzerstäubers 220 bündig sind.
Beispielsweise können, wie am besten in 2 gezeigt, die mehreren horizontalen Lamellen 302 auf einer stromabwärtigen Seite 408 derart gestapelt sein, dass jede horizontale Lamelle in einer vertikalen Richtung ausgerichtet ist. Anders ausgedrückt kann eine stromabwärtige Seite jeder der mehreren horizontalen Lamellen miteinander bündig sein. Deshalb kann jede der horizontalen Lamellen eine longitudinale Länge aufweisen, die gleich der longitudinalen Länge 238 ist.
Auf diese Weise kann das Fluidspray auf das zentrale Gebiet des Fluidsprayzerstäubers treffen, was dazu führt, dass der Sprayfußabdruck 404 an der stromaufwärtigen Seite 406 auftrifft. Das Fluidspray kann den Fluidsprayzerstäuber derart treffen, dass das Fluidspray in wesentlich kleinere Tröpfchen aufgebrochen wird. Beispielsweise kann die Einspritzdüse 136 ein Fluidspray einspritzen, das grobe Harnstofftröpfchen mit einem Durchmesser von etwa 80 bis 100 Mikrometern enthält. Bei dem Treffen auf den Fluidsprayzerstäuber kann die Größe der groben Harnstofftröpfchen auf Tröpfchen mit einem Durchmesser von beispielsweise etwa 20 bis 50 Mikrometern reduziert werden. Somit kann die Größe der groben Tröpfchen derart reduziert werden, dass die Tröpfchen aufgrund der geometrischen Struktur des Fluidsprayzerstäubers feiner sind. Es versteht sich, dass das Obige als ein nicht beschränkendes Beispiel zum Reduzieren einer Tröpfchengröße vorgelegt wird und dass andere Tröpfchengrößenreduktionen möglich sind, ohne von dem Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen.
Weiterhin versteht sich, dass die geometrische Struktur des Fluidsprayzerstäubers konfiguriert sein kann, einen beliebigen geeigneten Fluidsprayfußabdruck hinsichtlich Größe und Geometrie zu empfangen. Beispielsweise kann der Fluidsprayzerstäuber die Reduktionsmittelspraytröpfchengröße von einem gefüllten Kegelspray, einem hohlen Kegelspray, einem Mehrfachstromspray usw. reduzieren.
Die mehreren Kanäle 310 können die feineren Tröpfchen derart mitnehmen, dass der Abgasstrom die feineren Tröpfchen durch die Kanäle 310 trägt. Die feineren Tröpfchen können sich durch die longitudinale Länge des Fluidsprayzerstäubers in der Gasströmungsrichtung bewegen. Die jeweilige Geometrie des Fluidsprayzerstäubers kann es ermöglichen, dass die feineren Tröpfchen den Fluidsprayzerstäuber auf der stromabwärtigen Seite 408 derart austreten, dass die feineren Tröpfchen innerhalb des Mischgebiets 130 gut verteilt sind. Anders ausgedrückt können die feineren Tröpfchen derart aus dem Fluidsprayzerstäuber freigegeben werden, dass das Mischen aufgrund einer ausreichend breiten Sprayverteilung innerhalb des Mischgebiets 130 verbessert wird. Somit kann eine gleichförmige Mischung aus Abgas und feinerer Reduktionsmitteltröpfchengröße dem nachgeschalteten SCR-Katalysator vorgelegt werden. Deshalb kann NO_x aus dem Abgas ausreichend reduziert werden. Auf diese Weise können die mehreren horizontalen Lamellen 302 mit der Gasströmungsrichtung ausgerichtet sein und können konfiguriert sein, ein Fluidspray aus einer Nicht-Gasströmungsrichtung zu empfangen. Beispielsweise folgt die Einspritzachse 216, wie in 2 gezeigt, der Nicht-Gasströmungsrichtung. Die Nicht-Gasströmungsrichtung, wie hierin verwendet, kann eine beliebige Richtung sein, die nicht die Gasströmungsrichtung ist. Beispielsweise können eine horizontale Richtung und eine vertikale Richtung wie hierin beschrieben Beispiele für eine Nicht-Gasströmungsrichtung sein.
Es versteht sich, dass der Fluidsprayzerstäuber 220 beispielhaft vorgelegt wird und somit nicht als Beschränkung gedacht ist. Der Fluidsprayzerstäuber 220 kann als solcher eine andere geeignete Geometrie aufweisen, ohne von dem Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise können die mehreren horizontalen Lamellen in einer stufenweisen Konfiguration angeordnet sein.
5 beispielsweise zeigt eine Seitenansicht des Mischgebiets 130 mit einem Fluidsprayzerstäuber 520. Es versteht sich, dass 5 ähnlich zu 2 ist und dass ähnliche Komponenten gleiche Bezugszahlen besitzen. Der Kürze halber werden solche Komponenten nicht wiederholt erörtert.
In Kürze kann die Einspritzdüse 136 so orientiert sein, dass sie das Reduktionsmittel als ein Spray entlang einer Einspritzachse 216 zu einem Fluidsprayzerstäuber 520 einspritzt. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann der Fluidsprayzerstäuber 520 eine jalousienartige Struktur in einer stufenweisen Konfiguration enthalten, um das eingespritzte Reduktionsmittel umzulenken und das Aufbrechen des Sprays in kleinere Tröpfchen zu erleichtern. Deshalb kann der Fluidsprayzerstäuber 520 mehrere horizontale Lamellen enthalten, die horizontal bezüglich der Achse 200 ausgerichtet sind, wobei jede horizontale Lamelle beispielsweise von einer anderen horizontalen Lamelle gestaffelt oder versetzt ist. Auf diese Weise können die horizontalen Lamellen des Fluidsprayzerstäubers 520 parallel zu dem Abgasstrom durch das Mischgebiet 130 verlaufen. Ein nicht beschränkendes Beispiel des Fluidsprayzerstäubers 520 mit einer jalousienartigen Struktur in einer stufenweisen Konfiguration wird unter Bezugnahme auf die 6–7 ausführlicher beschrieben. Bei einigen Ausführungsformen kann die Einspritzachse 216 mit einer Mitte des von der Einspritzdüse 136 bereitgestellten Sprühmusters zusammenfallen. Das von der Einspritzdüse 136 gelieferte Sprühmuster kann ein beliebiges geeignetes Muster enthalten, um die Misch- und Verdampfungsrate des Reduktionsmittels mit den Abgasen zu verbessern. Beispielsweise kann eine Einspritzdüse Sprays bereitstellen, die Schichten, gefüllte Kegel, hohle Kegel, Mehrfachkegel usw. bilden.
Die Einspritzachse 216 kann auf ein bestimmtes Gebiet des Fluidsprayzerstäubers 520 gerichtet sein. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann die Einspritzachse 216 die Mitte des Fluidsprayzerstäubers 520 schneiden, die ebenfalls mit der Längsachse 200 übereinstimmen kann. Bei diesem Beispiel ist der Einspritzdüsensockel 210 konfiguriert, die Einspritzdüse 136 an die Wand des Abgassystems zu koppeln, so dass die Einspritzachse 216 unter einem durch 230 angegebenen Winkel relativ zur Längsachse 200 abgewinkelt ist, wie oben beschrieben.
Der Fluidsprayzerstäuber 520 kann mit mehreren Jalousien oder horizontalen Lamellen konfiguriert sein, um das Flüssigspray entlang einer Bahn umzuleiten, die im Wesentlichen paralleler zu dem Abgasstrom verläuft als die Einspritzachse 216, ähnlich dem Fluidsprayzerstäuber 220. Auf diese Weise kann das Spray für nachgeschaltete Abgasnachbehandlung vorbereitet werden. Als ein Beispiel kann der Fluidsprayzerstäuber 520 optimiert werden, die Sprayverteilung über den Querschnitt des Mischgebiets vor dem Eintritt in eine nachgeschaltete Einrichtung wie etwa ein SCR-Katalysator 140 zu verbessern. Außerdem kann der Fluidsprayzerstäuber 520 das Aufbrechen/die Verteilung der Tröpfchen des Flüssigsprays vergrößern, wenn es auf die Jalousien oder horizontalen Lamellen auftrifft. Der Fluidsprayzerstäuber 520, wie in 5 gezeigt, kann eine bei 538 angegebene longitudinale Breite oder Dicke beinhalten und kann den Querschnittsbereich oder den Strömungsbereich des ersten Abschnitts 132 des Mischgebiets 130 mindestens teilweise belegen.
Bei einigen Ausführungsformen kann jede horizontale Lamelle des Fluidsprayzerstäubers 520 eine andere longitudinale Breite oder Dicke aufweisen, wie in 5 gezeigt. Somit kann der Fluidsprayzerstäuber 520 mehrere horizontale Lamellen enthalten, die auf einer stromaufwärtigen Seite gestaffelt sind, aber auf einer stromabwärtigen Seite des Fluidsprayzerstäubers nicht gestaffelt sind, als Beispiel. Deshalb können die horizontalen Lamellen vertikal miteinander beispielsweise auf der stromabwärtigen Seite bündig ausgerichtet sein.
Bei einigen Ausführungsformen kann jede horizontale Lamelle des Fluidsprayzerstäubers 520 eine ähnliche longitudinale Breite oder Dicke aufweisen. Somit kann der Fluidsprayzerstäuber 520 mehrere horizontale Lamellen enthalten, die sowohl auf der stromaufwärtigen Seite als auch der stromabwärtigen Seite des Fluidsprayzerstäubers gestaffelt sind, als Beispiel.
Es versteht sich, dass die longitudinale Breite jeder der mehreren horizontalen Lamellen eine beliebige geeignete Breite sein kann. Weiterhin versteht sich, dass die mehreren horizontalen Lamellen in 5 nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind. Vielmehr ist der Fluidsprayzerstäuber 520 zum leichteren Verständnis dargestellt, um die Jalousienstruktur in der stufenweisen Konfiguration zu zeigen.
Es versteht sich, dass die Ausführungsform wie in 5 gezeigt als Beispiel vorgelegt wird und somit nicht beschränkend sein soll. Das Nachbehandlungssystem kann deshalb zusätzliche und/oder alternative Komponenten als jene in dem Mischgebiet 130 enthaltenen enthalten, wie gezeigt. Als ein Beispiel kann das Mischgebiet 130 eine vorgeschaltete Mischeinrichtung und/oder eine nachgeschaltete Mischeinrichtung enthalten, um das Mischen der stromabwärts eingespritzten Flüssigkeit zu verbessern, wie oben beschrieben.
6 zeigt eine Schnittansicht des Fluidsprayzerstäubers 520 entlang der Linie 6-6 von 5, und 7 zeigt eine Perspektivansicht des Fluidsprayzerstäubers 520 entlang der Linie 7-7 von 5.
Zuerst unter Bezugnahme auf 6 zeigt sie eine Querschnittsansicht des Mischgebiets 130 bei Betrachtung entlang der Achse 200 von 5. Als solches ist der Fluidsprayzerstäuber 520 innerhalb eines Innenraums des Mischgebiets 130 positioniert und kann somit umfangsmäßig von Wänden 132 umgeben sein.
Wie gezeigt, kann der Fluidsprayzerstäuber 520 mehrere horizontale Lamellen 602 in einer stufenweisen Jalousienkonfiguration enthalten. Weiterhin können die mehreren horizontalen Lamellen 602 aufeinander gestapelt sein. 7 zeigt eine weitere Perspektivansicht des Fluidsprayzerstäubers 520 in der stufenweisen Jalousienkonfiguration.
Wieder unter Bezugnahme auf 6 kann jede der mehreren horizontalen Lamellen 602 ineinander verschachtelt sein, so dass eine kleinere horizontale Lamelle mindestens teilweise in einer anderen, größeren horizontalen Lamelle verschachtelt ist, ähnlich den mehreren horizontalen Lamellen 302. Somit kann die Größe jeder der mehreren horizontalen Lamellen 602 in mindestens einer Abmessung unterschiedlich sein. Beispielsweise kann jede der mehreren horizontalen Lamellen 602 hinsichtlich longitudinaler Länge differieren, wobei die Länge entlang der Gasströmungsrichtung (z.B. Achse 200) gemessen wird. Anders ausgedrückt kann eine Position einer horizontalen Lamelle bezüglich einer Position einer anderen horizontalen Lamelle schief oder gestaffelt sein, als Beispiel. Als solches können die mehreren horizontalen Lamellen 602 konfiguriert sein, ein Fluidspray aus einer Nicht-Gasströmungsrichtung zu empfangen. Beispielsweise folgt die Einspritzachse 216, wie in 5 gezeigt, einer Nicht-Gasströmungsrichtung, wie oben beschrieben.
Die in 6 gezeigte Ausführungsform zeigt den Fluidsprayzerstäuber mit fünf horizontalen Lamellen 602, die aufeinander gestapelt und mindestens teilweise ineinander verschachtelt sind; doch versteht sich, dass der Fluidsprayzerstäuber 520 eine beliebige geeignete Anzahl an horizontalen Lamellen enthalten kann. Beispielsweise kann der Fluidsprayzerstäuber 520 mehr als fünf horizontale Lamellen enthalten. Als ein weiteres Beispiel kann der Fluidsprayzerstäuber 520 weniger als fünf horizontale Lamellen enthalten.
Die mehreren horizontalen Lamellen 602 können derart gestapelt sein, dass die longitudinale Länge jeder horizontalen Lamelle abnimmt, wenn die Lamellen in der vertikalen Richtung gestapelt sind, wobei die kürzeste horizontale Lamelle (z.B. kürzeste longitudinale Länge) die nächstliegende horizontale Länge zu der Einspritzdüse 136 ist. Beispielsweise können die gestapelten horizontalen Lamellen eine pyramidenartige Struktur bilden, wobei die „Oberseite“ der Pyramide näher an der Einspritzdüse 136 liegt als die längste horizontale Lamelle, die an dem „Boden“ der Pyramide positioniert sein kann. Wie gezeigt, kann die horizontale Lamelle 604 in einer horizontalen Richtung breiter sein und kann in einer vertikalen Richtung sich am weitesten weg von der Kraftstoffeinspritzdüse 136 befinden. Weiterhin kann die Breite jeder nachfolgenden horizontalen Lamelle in der horizontalen Richtung innerhalb des Stapels abnehmen, wobei die horizontale Lamelle 606 auf der „Oberseite“ die kleinste Breite in der horizontalen Richtung aufweist.
Wie gezeigt, kann jede horizontale Lamelle einen oder mehrere vertikale Abschnitte 608 enthalten, die sich von der horizontalen Lamelle in einer im Wesentlichen orthogonalen Richtung erstrecken. Beispielsweise kann jede horizontale Lamelle zwei vertikale Abschnitte 608 enthalten, die sich an entgegengesetzten Enden der horizontalen Lamelle vertikal erstrecken. Beispielsweise können sich die vertikalen Abschnitte 608 in einer vertikalen Richtung erstrecken, um sich um einen Abschnitt einer anderen horizontalen Lamelle herumzuwickeln. Als ein weiteres Beispiel können die vertikalen Abschnitte 608 eine Oberfläche zum Koppeln einer horizontalen Lamelle an eine andere horizontale Lamelle bereitstellen. Beispielsweise kann jede horizontale Lamelle an eine andere horizontale Lamelle geschweißt werden, indem die vertikalen Abschnitte jeder der horizontalen Lamellen zusammengeschweißt werden, ähnlich der obigen Beschreibung für den Fluidsprayzerstäuber 220.
Der Fluidsprayzerstäuber 520 kann weiterhin mehrere Kanäle 610 ähnlich den Kanälen 310 des Fluidsprayzerstäubers 520 enthalten. Wie gezeigt, kann jeder Kanal 610 durch einen Volumenraum zwischen zwei benachbarten horizontalen Lamellen gebildet werden. Deshalb enthält die Ausführungsform wie in 6 gezeigt vier Kanäle 610. Es versteht sich jedoch, dass der Fluidsprayzerstäuber 520 eine beliebige geeignete Anzahl von Kanälen enthalten kann, ohne von dem Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen. Somit ist der Fluidsprayzerstäuber 520 nicht auf die in 6 gezeigten vier Kanäle beschränkt.
Die Kanäle 610 können den Durchtritt eines Abgasstroms durch den Fluidsprayzerstäuber 520 in der Gasströmungsrichtung ermöglichen. Weiterhin können die Kanäle 610 Tröpfchen von einem eingespritzten Fluidspray mitführen. Deshalb können die Kanäle 610 einen Abgasstrom und Tröpfchenstrom durch eine Länge des Fluidsprayzerstäubers in der Gasströmungsrichtung ermöglichen. Auf diese Weise weisen die Kanäle 610 und gleichermaßen die horizontalen Lamellen 602 eine Stromlinienposition innerhalb des Abgasstroms auf.
Der Fluidsprayzerstäuber 520 kann weiterhin ein oberes Fluidstromgebiet 612 und ein unteres Fluidstromgebiet 614 enthalten. Die Gebiete 612 und 614 können konfiguriert sein, um einen Abgasstrom und/oder Tröpfchenstrom ähnlich zu den Kanälen 610 sowie den Kanälen 310 und den Gebieten 312 und 314 zu ermöglichen, wie bezüglich 3 oben beschrieben.
Der Fluidsprayzerstäuber 520 kann weiterhin ein oder mehrere Befestigungsmechanismen 616 zum Befestigen des Fluidsprayzerstäubers 520 an Wänden 132 enthalten. Beispielsweise kann es sich bei dem einen oder den mehreren Befestigungsmechanismen um eine oder mehrere Platten handeln, die an eine horizontale Lamelle gekoppelt sind, um den Fluidsprayzerstäuber an die Innenwände des Mischgebiets zu schweißen. Der Fluidsprayzerstäuber 520 kann, wie gezeigt, eine erste Schweißplatte 618 enthalten, die an die horizontale Lamelle 604 gekoppelt ist, um beispielsweise den Zerstäuber an die Mischgebietswände zu schweißen. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Schweißplatte 618 an eine untere Oberfläche 619 der horizontalen Lamelle 604 und an die Mischgebietswände 132 geschweißt werden. Es versteht sich jedoch, dass die erste Schweißplatte 618 an die Mischgebietswände 132 auf andere Weisen geschweißt oder anderweitig daran befestigt werden kann.
Zusätzlich oder alternativ kann der Fluidsprayzerstäuber 520 eine zweite Schweißplatte 620 enthalten, die an die horizontale Lamelle 606 gekoppelt ist, um den Zerstäuber an die Mischgebietswände zu schweißen. Wie gezeigt, kann die zweite Schweißplatte 620 an eine obere Oberfläche 621 der vertikalen Abschnitte 608 der horizontalen Lamelle 606 und an Mischgebietswände 132 gekoppelt werden. Bei einem derartigen Szenarium kann ein zusätzlicher Kanal 611 zwischen der horizontalen Lamelle 606 und der zweiten Schweißplatte 620 ausgebildet werden. Es versteht sich, dass der Kanal 611 ähnlich den Kanälen 610 wie bereits beschrieben sein kann. Es versteht sich jedoch auch, dass der Kanal 611 in einem gewissen Grad differieren kann. Weiterhin versteht sich, dass die zweite Schweißplatte 620 auf andere Weisen an die Mischgebietswände 132 geschweißt oder anderweitig daran befestigt werden kann.
Weiterhin können die ersten und zweiten Schweißplatten 618 und 620 an andere Abschnitte des Fluidsprayzerstäubers 520 gekoppelt werden als bei der in 6 gezeigten Ausführungsform. Beispielsweise können eine oder mehrere der ersten und zweiten Schweißplatten an eine Seitenoberfläche 622 einer horizontalen Lamelle und/oder eines vertikalen Abschnitts der horizontalen Lamelle gekoppelt werden. Es versteht sich, dass der Befestigungsmechanismus an einen beliebigen geeigneten Abschnitt des Fluidsprayzerstäubers 520 und einen beliebigen geeigneten Abschnitt der Mischgebietswände 132 gekoppelt werden kann, ohne von dem Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen.
Die resultierende geometrische Konfiguration des Fluidsprayzerstäubers kann die Fluidsprayverteilung derart vergrößern, dass die Tröpfchengröße des Fluidsprays bei Kontakt mit den mehreren horizontalen Lamellen beispielsweise reduziert wird. Wegen der oben beschriebenen geometrischen Konfiguration kann weiterhin der Fluidsprayzerstäuber das Tröpfchenmischen mit dem Abgasstrom derart verbessern, dass die Länge des Mischgebiets entlang der Gasströmungsrichtung reduziert werden kann. Der Fluidsprayzerstäuber kann so innerhalb des Mischgebiets positioniert werden, dass er einen Sprayfußabdruck von der Einspritzdüse 136 empfängt.
Beispielsweise zeigt 7 eine weitere Ansicht des Fluidsprayzerstäubers 520 aus einer Perspektivansicht von der Einspritzdüse 136. Insbesondere kann die Perspektivansicht ein planarer Schnitt entlang der Linie 7-7 von 5 sein. Deshalb kann der Fluidsprayzerstäuber 520 bei Blick hinunter in den Einspritzdüsensockel 210 zu dem Abgasstrom durch das Mischgebiet 130 gesehen werden. Wie gezeigt, kann ein Abschnitt eines Blickfelds der in 7 gezeigten Perspektivansicht durch die Einspritzdüsensockelinnenwände 702 umrissen sein, wohingegen andere Abschnitte des Blickfelds beispielsweise durch Mischgebietswände 132 umrissen sein können. Wie gezeigt, kann ein Sprayfußabdruck 704 auf ein zentrales Gebiet des Fluidsprayzerstäubers 520 treffen, ähnlich der obigen Beschreibung von 4. Auf diese Weise kann ein eingespritztes Fluid in dem zentralen Gebiet übereinstimmend mit dem Sprayfußabdruck 704 gelenkt werden, um das Fluidspraytröpfchenmischen mit den Abgasstrom zu maximieren. Wie oben beschrieben, kann das eingespritzte Fluid auf dem Fluidsprayzerstäuber aus einer Nicht-Gasströmungsrichtung wie etwa beispielsweise entlang der Einspritzachse 216 treffen.
Wie gezeigt, kann sich der Fluidsprayzerstäuber 520 in einer gestapelten stufenweisen Jalousienkonfiguration befinden, so dass jeder Kanal 610 dem Fluidspray ausgesetzt ist. 5 zeigt eine Seitenansicht der stufenweisen Jalousienkonfiguration des Fluidsprayzerstäubers 520. Wegen der gestapelten stufenweisen Jalousienkonfiguration kann eine Position einer horizontalen Lamelle bezüglich einer Position einer anderen horizontalen Lamelle schief oder gestaffelt sein.
Unter Bezugnahme sowohl auf 5 als auch 7 können die mehreren horizontalen Lamellen 602 derart gestapelt sein, dass die horizontalen Lamellen Stufen auf einer stromaufwärtigen Seite 706 des Fluidsprayzerstäubers 520 bilden. Anders ausgedrückt können die mehreren horizontalen Lamellen 602 in Rängen angeordnet sein, die durch Vergrößern der longitudinalen Breite von einer oberen Stufe 710 (z.B. horizontalen Lamelle 606) zu einer unteren Stufe 712 (z.B. horizontalen Lamelle 604) kaskadieren, wobei jeder Rang in der vertikalen Richtung aufeinander gestapelt ist. Somit kann die horizontale Lamelle 604 eine längere longitudinale Länge (Breite „B“ in horizontaler Richtung) als die horizontale Lamelle 606 aufweisen, wobei dazwischenliegende horizontale Lamellen eine longitudinale Länge aufweisen, die zwischen einem Wert für die horizontale Lamelle 604 und einen Wert für die horizontale Lamelle 606 liegt.
Weiterhin können, wie am besten in 5 gezeigt, die mehreren horizontalen Lamellen 602 auf einer stromabwärtigen Seite 708 derart gestapelt sein, dass jede horizontale Lamelle in einer vertikalen Richtung ausgerichtet ist. Anders ausgedrückt kann eine stromabwärtige Seite jeder der mehreren horizontalen Lamellen miteinander bündig sein.
Auf diese Weise kann das Fluidspray auf das zentrale Gebiet des Fluidsprayzerstäubers treffen, was dazu führt, dass der Sprayfußabdruck 704 an der stromaufwärtigen Seite 706 auftrifft. Das Fluidspray kann den Fluidsprayzerstäuber derart treffen, dass das Fluidspray in wesentlich kleinere Tröpfchen aufgebrochen wird. Beispielsweise kann die Einspritzdüse 136 ein Fluidspray einspritzen, das grobe Harnstofftröpfchen mit einem Durchmesser von etwa 80 bis 100 Mikrometern enthält. Bei dem Treffen auf den Fluidsprayzerstäuber kann die Größe der groben Harnstofftröpfchen auf Tröpfchen mit einem Durchmesser von beispielsweise 20 bis 50 Mikrometern reduziert werden. Somit kann die Größe der groben Tröpfchen derart reduziert werden, dass die Tröpfchen aufgrund der geometrischen Struktur des Fluidsprayzerstäubers feiner sind. Es versteht sich, dass das Obige als ein nicht beschränkendes Beispiel zum Reduzieren einer Tröpfchengröße vorgelegt wird und dass andere Tröpfchengrößenreduktionen möglich sind, ohne von dem Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen.
Weiterhin versteht sich, dass die geometrische Struktur des Fluidsprayzerstäubers konfiguriert sein kann, einen beliebigen geeigneten Fluidsprayfußabdruck hinsichtlich Größe und Geometrie zu empfangen. Beispielsweise kann der Fluidsprayzerstäuber die Reduktionsmittelspray-tröpfchengröße von einem gefüllten Kegelspray, einem hohlen Kegelspray, einem Mehrfachstromspray usw. reduzieren.
Die mehreren Kanäle 610 können die feineren Tröpfchen derart mitnehmen, dass der Abgasstrom die feineren Tröpfchen durch die Kanäle 610 trägt. Die feineren Tröpfchen können sich durch die Länge des Fluidsprayzerstäubers in der Gasströmungsrichtung bewegen. Die jeweilige Geometrie des Fluidsprayzerstäubers kann es ermöglichen, dass die feineren Tröpfchen den Fluidsprayzerstäuber auf der stromabwärtigen Seite 708 derart austreten, dass die feineren Tröpfchen innerhalb des Mischgebiets 130 gut verteilt sind. Anders ausgedrückt können die feineren Tröpfchen derart aus dem Fluidsprayzerstäuber freigegeben werden, dass das Mischen aufgrund einer ausreichend breiten Sprayverteilung innerhalb des Mischgebiets 130 verbessert wird. Somit kann eine gleichförmige Mischung aus Abgas und feinerer Reduktionsmitteltröpfchengröße dem nachgeschalteten SCR-Katalysator vorgelegt werden. Deshalb kann NO_x aus dem Abgas ausreichend reduziert werden.
Weiterhin ist zu verstehen, dass der Fluidsprayzerstäuber der vorliegenden Offenbarung in einem beliebigen Abgassystem enthalten sein kann. Da der Fluidsprayzerstäuber über einen oder mehrere Befestigungsmechanismen an den Wänden des Mischgebiets befestigt ist, wie etwa durch eine oder mehrere Schweißplatten, kann sich der Fluidsprayzerstäuber für eine beliebig große Abgaspassage eignen. Beispielsweise kann der Fluidsprayzerstäuber für einen beliebigen Rohrdurchmesser konfiguriert sein, vorausgesetzt der Fluidsprayzerstäuber ist derart positioniert, dass ein Fluidsprayfußabdruck auf den Fluidsprayzerstäuber trifft, wie oben beschrieben. Auf diese Weise kann der Fluidsprayzerstäuber der vorliegenden Offenbarung an ein beliebiges Abgassystem angepasst werden.
Da der Fluidsprayzerstäuber der vorliegenden Offenbarung die mehreren horizontalen Lamellen enthält, die sich in einer Linie mit dem Abgasstrom befinden, ohne die horizontalen Lamellen zu verdrehen, werden zudem strukturelle Beanspruchungen reduziert. Beispielsweise können aktuelle Designs Blech verwenden, das in Segmente geschnitten und dann verdreht wird, um die Segmente auf den Abgasstrom auszurichten. Die vorliegende Offenbarung liefert horizontale Lamellen in einer Linie mit dem Abgasstrom ohne Verdrehen. Stattdessen ordnet der Fluidsprayzerstäuber die horizontalen Lamellen an, indem die Lamellen in einer verschachtelten, stufenweisen Konfiguration gestapelt werden, wie oben beschrieben.
Da der Fluidsprayzerstäuber die horizontalen Lamellen in einer Linie mit dem Abgasstrom positioniert, kann sich zudem der Fluidsprayzerstäuber an einer beliebigen geeigneten Position in dem Abgassystem befinden. Somit ist der Fluidsprayzerstäuber der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt, im Wesentlichen nahe einer Rohrkrümmung positioniert zu werden. Bei einigen Ausführungsformen jedoch kann der Fluidsprayzerstäuber, falls erwünscht, im Wesentlichen nahe einer Rohrkrümmung positioniert werden.
Weiterhin versteht sich, dass der hierin beschriebene Fluidsprayzerstäuber nicht auf Abgasnachbehandlungssysteme beschränkt ist. Der Fluidsprayzerstäuber kann verwendet werden, um ein Fluidspray in anderen Bereichen zu zerstäuben. Beispielsweise kann der Fluidsprayzerstäuber ein Fluidspray innerhalb einer Motorluftpassage zerstäuben, und eine Abgaspassage ist als ein nicht beschränkendes Beispiel angegeben. Somit kann der Fluidsprayzerstäuber Fluidspraytröpfchen in Assoziation mit einem beliebigen Motorsystem verteilen, ohne von dem Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen von beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem beschränkenden Sinne zu sehen sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Takt-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen, die als neuartig und nicht offensichtlich angesehen werden, besonders hervor. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung von einem oder mehreren derartigen Elementen beinhalten, wobei sie zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch eine Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, seien sie vom Schutzbereich her breiter, schmaler, gleich oder verschieden wie die ursprünglichen Ansprüche, sind ebenfalls so anzusehen, dass sie innerhalb des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2010/0132344 [0002]

Claims

Abgasnachbehandlungssystem, das Folgendes umfasst: einen Katalysator (140); eine vor dem Katalysator positionierte Einspritzdüse (136) und einen Fluidsprayzerstäuber (220, 520), der zwischen dem Katalysator und der Einspritzdüse positioniert ist, wobei der Fluidsprayzerstäuber mehrere horizontale Lamellen (302, 602) enthält, wobei jede horizontale Lamelle in mindestens einer Dimension eine andere Größe aufweist, so dass eine kleinere horizontale Lamelle mindestens teilweise in einer größeren horizontalen Lamelle verschachtelt ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Katalysator ein SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reductant – selektives katalytisches Reduktionsmittel) ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Einspritzdüse ein Reduktionsmittel vor dem Katalysator einspritzt, wobei das Reduktionsmittel in einer Nicht-Gasströmungsrichtung eingespritzt wird.
System nach Anspruch 3, wobei das Reduktionsmittel auf dem Fluidsprayzerstäuber ausgerichtet ist.
System nach Anspruch 4, wobei ein Sprayfußabdruck des Reduktionsmittels auf einer stromaufwärtigen Seite des Fluidsprayzerstäubers auf den Fluidsprayzerstäuber trifft.
System nach Anspruch 5, wobei die stromaufwärtige Seite des Fluidsprayzerstäubers sich in einer stufenweisen Konfiguration befindet.
System nach Anspruch 1, wobei die mehreren horizontalen Lamellen derart verschachtelt und gestapelt sind, dass die kleinere horizontale Lamelle mindestens teilweise in der größeren horizontalen Lamelle verschachtelt und in einer vertikalen Richtung auf der größeren horizontalen Lamelle gestapelt ist, wobei die mehreren horizontalen Lamellen vertikale Abschnitte enthalten, um jede der mehreren verschachtelten horizontalen Lamellen aneinander zu schweißen.
System nach Anspruch 7, wobei der Fluidsprayzerstäuber weiterhin mehrere Kanäle (310, 610) enthält, die zwischen den mehreren horizontalen Lamellen ausgebildet sind, die verschachtelt und gestapelt sind.
System nach Anspruch 8, wobei die mehreren Kanäle Fluidspraytröpfchen zu einer stromabwärtigen Seite des Fluidsprayzerstäubers mitführen.
System nach Anspruch 9, wobei die mitgeführten Fluidspraytröpfchen von der stromabwärtigen Seite zu einem Mischgebiet einer Abgaspassage vor dem Katalysator und hinter dem Fluidsprayzerstäuber freigesetzt werden.
System nach Anspruch 1, wobei der Fluidsprayzerstäuber eine Tröpfchengröße eines von der Einspritzdüse eingespritzten Fluidsprays reduziert.
System für einen Motor, das Folgendes umfasst: eine Einspritzdüse (136) und einen Fluidsprayzerstäuber (220, 520), der innerhalb einer Motorluftpassage hinter der Einspritzdüse positioniert ist, wobei der Fluidsprayzerstäuber mehrere Kanäle (310, 610) in einer Linie mit einem Motorstrom der Motorluftpassage enthält, wobei die mehreren Kanäle einen kaskadierenden Rang zum Aufnehmen eines Fluidsprays von der Einspritzdüse in einer Nicht-Gasströmungsrichtung bilden.
System nach Anspruch 12, wobei die mehreren Kanäle zwischen mehreren horizontalen Lamellen ausgebildet sind, wobei die mehreren horizontalen Lamellen mindestens teilweise ineinander verschachtelt sind, um die mehreren Kanäle auszubilden, und wobei jede der mehreren horizontalen Lamellen vertikale Abschnitte enthält, um jede der verschachtelten mehreren horizontalen Lamellen aneinander zu schweißen.
System nach Anspruch 13, wobei eine Position einer stromaufwärtigen Seite einer der mehreren horizontalen Lamellen gegenüber einer Position einer stromaufwärtigen Seite einer anderen der mehreren horizontalen Lamellen schief ist.
System nach Anspruch 14, wobei die Einspritzdüse das Fluidspray in der Nicht-Gasströmungsrichtung zu einem zentralen Gebiet des Fluidsprayzerstäubers einspritzt, so dass eine Tröpfchengröße des Fluidsprays bei Kontakt mit den mehreren horizontalen Lamellen reduziert wird, und die Tröpfchen durch eine Länge jedes der mehreren Kanäle zu einer stromabwärtigen Seite des Fluidsprayzerstäubers mitgenommen werden, um zu einem Mischgebiet der Motorluftpassage freigesetzt zu werden.
Fluidsprayzerstäuber, der Folgendes enthält: mehrere teilweise verschachtelte Lamellen; mehrere Kanäle, die zwischen jeder der mehreren teilweise verschachtelten Lamellen ausgebildet sind; und einen Befestigungsmechanismus zum Befestigen des Fluidsprayzerstäubers an einer Innenwand einer Motorluftpassage.
Fluidsprayzerstäuber nach Anspruch 16, wobei sich die mehreren teilweise verschachtelten Lamellen in einer Linie mit einem Abgasstrom befinden, der durch die Motorluftpassage strömt.
Fluidsprayzerstäuber nach Anspruch 16, wobei die mehreren verschachtelten Lamellen einen horizontalen Abschnitt und einen vertikalen Abschnitt enthalten, wobei der vertikale Abschnitt eine Schnittstelle bereitstellt, um jede der mehreren verschachtelten Lamellen aneinander zu schweißen.
Fluidsprayzerstäuber nach Anspruch 18, mit zwei vertikalen Abschnitten, die sich von dem horizontalen Abschnitt in einer vertikalen Richtung erstrecken.
Fluidsprayzerstäuber nach Anspruch 19, wobei jede der mehreren teilweise verschachtelten Lamellen teilweise verschachtelt sind, so dass jede teilweise verschachtelte Lamelle an die vertikalen Abschnitte einer anderen verschachtelten Lamelle gekoppelt ist und wobei mehrere Kanäle zwischen den mehreren, teilweise verschachtelten Lamellen ausgebildet sind, wobei die mehreren Kanäle konfiguriert sind, Fluidspraytröpfchen mitzuführen, die von einer auf den Fluidsprayzerstäuber ausgerichteten Einspritzdüse in die Motorluftpassage eingespritzt werden.