DE102015005689B3 - mixing device - Google Patents

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Miroslaw Krzywik
David Maizak
Jan von Hollen
Carolus Grünig
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung (3) umfassend ein Gehäuse (4) mit einem ersten axialen Endabschnitt (5) sowie einem zweiten axialen Endabschnitt (6), der dem ersten axialen Endabschnitt (5) gegenüberliegt. Der erste axiale Endabschnitt (5) weist eine exzentrische Öffnung (7) auf, durch die ein Ende (8) eines Einlassrohres (9) in die Mischeinrichtung (3) hineinragt, wobei durch die exzentrische Öffnung (7) ein Abgasmassenstrom in die Mischeinrichtung (3) hineinströmen kann. Der zweite axiale Endabschnitt (6) weist eine Öffnung (10) auf, aus der der Abgasmassenstrom aus der Mischeinrichtung (3) herausströmen kann. Erfindungsgemäß ragt durch die Öffnung (10) des zweiten axialen Endabschnitts (6) ein Ende (11) eines Auslassrohres (12) in die Mischeinrichtung (3) hinein, wobei sich das Ende (8) des Einlassrohres (9) und das Ende (11) des Auslassrohres (12) longitudinal in einem Bereich (14) überlappen. Der Abgasmassenstrom kann in einer Hauptströmungsrichtung (P1) sowohl in die Mischeinrichtung (3) hineinströmen als auch aus der Mischeinrichtung (3) herausströmen.The invention relates to a mixing device (3) comprising a housing (4) having a first axial end section (5) and a second axial end section (6) which lies opposite the first axial end section (5). The first axial end section (5) has an eccentric opening (7) through which one end (8) of an inlet pipe (9) projects into the mixing device (3), an exhaust gas mass flow through the eccentric opening (7) into the mixing device (FIG. 3) can flow. The second axial end section (6) has an opening (10) from which the exhaust gas mass flow can flow out of the mixing device (3). According to the invention, an end (11) of an outlet tube (12) projects into the mixing device (3) through the opening (10) of the second axial end section (6), the end (8) of the inlet tube (9) and the end (11 ) of the outlet tube (12) overlap longitudinally in a region (14). The exhaust gas mass flow can flow into the mixing device (3) in a main flow direction (P1) as well as out of the mixing device (3).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a mixing device according to the preamble of claim 1.

In Abgasanlagen angeordnete Mischeinrichtungen dienen zur Vermischung von flüssigem Reduktionsmittel, beispielsweise eine Harnstoff-Wasser-Lösung, im Abgasmassenstrom von Verbrennungskraftmaschinen mit SCR-Abgasnachbehandlungssystemen (SCR engl. Abkürzung für selective catalytic reduction). Diese haben die Aufgabe, das über einen Injektor zugeführte flüssige Reduktionsmittel möglichst homogen in dem Abgasmassenstrom zu verteilen.Mixing devices arranged in exhaust systems serve to mix liquid reducing agent, for example a urea-water solution, in the exhaust gas mass flow of internal combustion engines with SCR exhaust gas aftertreatment systems (SCR). These have the task of distributing the supplied via an injector liquid reducing agent as homogeneously as possible in the exhaust gas mass flow.

Durch die Erzeugung eines charakteristischen Strömungsfeldes werden der Transport und das Verhalten des flüssigen und gasförmigen Reduktionsmittels in der Strömung beeinflusst.The generation of a characteristic flow field influences the transport and behavior of the liquid and gaseous reducing agent in the flow.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2013 205 297 A1 ist ein Abgasbehandlungssystem mit einem kompakten Mischraum, der derart konfiguriert ist, ein Abgas/Fluid-Gemisch aufzunehmen, bekannt. Das Abgasbehandlungssystem umfasst einen Kanister mit einem stromaufwärtigen Einlass, eine Trennwand, die in dem Kanister unter einer Distanz stromabwärts des stromaufwärtigen Einlasses angeordnet ist, um dadurch eine Abgaskonsolidierungskammer zu definieren, eine Abgasöffnung, die in der Trennwand angeordnet ist und durch die Abgas, das durch die Abgaskonsolidierungskammer gelangt, in eine Mischleitung für hohen Druck und hohe Geschwindigkeit eintritt. Die Mischleitung umfasst eine im Wesentlichen u-förmige Leitung, die derart konfiguriert ist, das Fluid/Abgas-Gemisch von einer stromabwärtigen zu einer stromaufwärtigen Richtung in dem kompakten Mischraum für eine Durchmischung zu lenken, und einen Austritt der Mischleitung für hohen Druck und hohe Geschwindigkeit, der benachbart einer stromabwärtigen Seite der Trennwand angeordnet ist, und ein Austrittsvolumen für geringen Druck und geringe Geschwindigkeit, dadurch den starren Kanister stromabwärts der Trennwand definiert und derart konfiguriert ist, das Fluid/Abgas-Gemisch von dem Austritt der Mischleitung für hohen Druck und hohe Geschwindigkeit zur weiteren Mischung des Fluid/Abgas-Gemisches aufzunehmen, wobei die tatsächliche Abgasströmungsdistanz über eine Sichtlinienströmungsdistanz verwirklicht wird.From the DE 10 2013 205 297 A1 For example, an exhaust treatment system having a compact mixing space configured to receive an exhaust gas / fluid mixture is known. The exhaust treatment system includes a canister having an upstream inlet, a partition wall disposed in the canister at a distance downstream of the upstream inlet to thereby define an exhaust gas consolidation chamber, an exhaust port disposed in the partition wall, and exhaust gas passing through enters the exhaust gas consolidation chamber, enters a high pressure and high velocity mixing line. The mixing conduit includes a substantially U-shaped conduit configured to direct the fluid / exhaust mixture from a downstream to an upstream direction in the compact mixing space for mixing, and an outlet of the mixing conduit for high pressure and high velocity which is disposed adjacent a downstream side of the partition wall, and a low pressure and low velocity discharge volume, thereby defining the rigid canister downstream of the partition wall and configured to receive the fluid / exhaust gas mixture from the high pressure and high pressure exit of the mixed line Receive speed for further mixing of the fluid / exhaust gas mixture, wherein the actual exhaust gas flow distance is realized over a line-of-sight flow distance.

Mischeinrichtungen, die zur Verdunstung und Vermischung von flüssigem Reduktionsmittel eingesetzt werden, verursachen teilweise einen hohen Abgasgegendruck bei einer schlechten Mischqualität, die vom Betriebspunkt abhängig ist. Der Zielkonflikt zwischen hoher Mischqualität und geringem Abgasgegendruck ist oftmals nicht im gesamten Motorkennfeld gelöst.Some of the mixing equipment used to evaporate and mix liquid reductant cause high exhaust backpressure with poor mixing quality depending on the operating point. The conflict of objectives between high mixing quality and low exhaust gas back pressure is often not solved in the entire engine map.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischeinrichtung bereitzustellen, welche eine hohe Mischqualität bei gleichzeitig geringem Abgasgegendruck sowie eine kompakte Bauform gewährleistet.The invention has for its object to provide a mixing device, which ensures a high mixing quality with low exhaust back pressure and a compact design.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Erfindung wird durch eine Mischeinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.The invention is solved by a mixing device according to claim 1.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mittels der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung wird die Hauptströmungsrichtung des Abgasmassenstroms beim Hinein- und Herausströmen beibehalten.By means of the mixing device according to the invention, the main flow direction of the exhaust gas mass flow is maintained when flowing in and out.

Weiterhin wird in der Mischeinrichtung die Strömungsrichtung derart umgelenkt, dass der Abgasmassenstrom zeitweilig entgegensetzt zu der Hauptströmungsrichtung strömt.Furthermore, in the mixing device, the flow direction is deflected such that the exhaust gas mass flow temporarily flows opposite to the main flow direction.

Die Änderung der Hauptströmungsrichtung in der Mischeinrichtung wird durch eine longitudinale Überlappung des Einlass- und des Auslassrohres, d. h. in ihrer jeweiligen Längserstreckung überlappen ein Ende des Einlassrohres und ein Ende des Auslassrohres in einem Bereich, erzielt. Der Bereich der Überlappung weist einen Wert größer „0” auf. Hierdurch wird bezogen auf die Distanz der Hauptströmungsrichtung die Mischstrecke verlängert, eine gute Verteilung des Reduktionsmittels bei einem geringen Abgasgegendruck erzielt, sowie das zeitlich schnelle Anspringverhalten (engl. light-off) der stromabwärts angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung verbessert. Zusätzlich weist die Mischeinrichtung einen kompakten Aufbau auf. In der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung kann ein zusätzliches Mischelement entfallen, so dass der Abgasgegendruck reduziert wird.The change of the main flow direction in the mixer is caused by a longitudinal overlap of the inlet and outlet tubes, i. H. in their respective longitudinal extent, one end of the inlet tube and one end of the outlet tube overlap in a range achieved. The area of the overlap has a value greater than "0". In this way, based on the distance of the main flow direction, the mixing section is lengthened, a good distribution of the reducing agent is achieved with a low exhaust backpressure, and the timely light-off behavior of the downstream exhaust gas aftertreatment device is improved. In addition, the mixing device has a compact construction. In the mixing device according to the invention, an additional mixing element can be omitted, so that the exhaust back pressure is reduced.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Mischeinrichtung einen Injektor auf. Der Injektor ist derart angeordnet, dass das zugeführte Reduktionsmittel dem aus dem Ende des Einlassrohres in die Mischeinrichtung hineinströmenden Abgasmassenstrom zugeführt wird. Mit dem Begriff „Reduktionsmittel” wird im engeren Sinne erst die bereits aufbereitete Harnstoff-Wasser-Lösung, d. h. Ammoniak, bezeichnet. Mittels des Injektors wird somit eine Harnstoff-Wasser-Lösung eingedüst.In an advantageous embodiment, the mixing device has an injector. The injector is arranged such that the supplied reducing agent is supplied to the exhaust gas mass flow flowing into the mixing device from the end of the inlet pipe. The term "reducing agent" in the narrower sense only the already prepared urea-water solution, d. H. Ammonia, called. By means of the injector thus a urea-water solution is injected.

Weiterhin gibt es Anwendungen, bei denen Ammoniak direkt gasförmig dem Abgasmassenstrom zugeführt wird. Diese Variante wird im Sinne der Erfindung dem Begriff „Reduktionsmittel” subsumiert. Furthermore, there are applications in which ammonia is fed directly to the exhaust gas mass flow in gaseous form. This variant is subsumed within the meaning of the invention the term "reducing agent".

Weiterhin kann das Reduktionsmittel in einem definierten Winkel in die Mischeinrichtung einströmen. Der Winkel kann abhängig von den geometrischen Ausbildungen der Mischeinrichtung, insbesondere des Auslassrohres, gewählt werden, um die gute Vermischung zu erzielen.Furthermore, the reducing agent can flow into the mixing device at a defined angle. The angle can be selected depending on the geometric configurations of the mixing device, in particular of the outlet pipe, in order to achieve good mixing.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Gehäuse der Mischeinrichtung stromabwärts von dem Einlassrohr ein Strömungsaufteilungselement angeordnet. Das Strömungsaufteilungselement kann derart angeordnet sein, dass der Abgasmassenstrom und das Reduktionsmittel gleichmäßig in zwei gleichgroße Massenströme aufgeteilt werden.In a further advantageous embodiment, a flow divider element is arranged in the housing of the mixing device downstream of the inlet tube. The flow dividing element can be arranged such that the exhaust gas mass flow and the reducing agent are divided equally into two equal mass flows.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Innenumfang des Gehäuses mindestens ein Leitelement angeordnet. Mittels des Leitelements können die Strömung und die Vermischung beeinflusst werden.In a further advantageous embodiment, at least one guide element is arranged on the inner circumference of the housing. By means of the guide element, the flow and the mixing can be influenced.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Außenumfang des Auslassrohres mindestens ein Leitelement angeordnet. Mittels des Leitelements können die Strömung und die Vermischung beeinflusst werden.In a further advantageous embodiment, at least one guide element is arranged on the outer circumference of the outlet tube. By means of the guide element, the flow and the mixing can be influenced.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das in das Gehäuse hineinragende Auslassrohr in der Hauptströmungsrichtung des Abgasmassenstromes eine Aufweitung von einem ersten Querschnitt hin zu einem zweiten Querschnitt auf. Die Aufweitung kann beispielsweise linear, progressiv, degressiv, stetig oder unstetig sein. Mittels der Aufweitung wird einerseits die Strömungsgeschwindigkeit des durch das Auslassrohr herausströmenden Abgasmassenstromes und der Abgasgegendruck reduziert, und andererseits das auf die Außenseite der Aufweitung treffende Reduktionsmittel in kleinere Bestandteile aufgeteilt und in unterschiedliche Richtungen verteilt.In a further advantageous embodiment, the outlet pipe projecting into the housing has a widening from a first cross section through to a second cross section in the main flow direction of the exhaust gas mass flow. The expansion may be, for example, linear, progressive, degressive, continuous or unsteady. By means of the expansion, on the one hand, the flow velocity of the exhaust gas mass flow flowing out through the outlet pipe and the exhaust backpressure are reduced, and on the other hand, the reducing agent striking the outside of the expansion is divided into smaller components and distributed in different directions.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Einlassrohr um einen Abstand von dem Innenumfang des Gehäuses entfernt.In a further advantageous embodiment, the inlet tube is at a distance from the inner circumference of the housing.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der Abstand den Wert „0” aufweist, so dass das Einlassrohr an das Gehäuse angrenzt.Furthermore, there is the possibility that the distance has the value "0", so that the inlet tube is adjacent to the housing.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Einlassrohr in dem Bereich der Überlappung um einen Abstand von dem Ende des Auslassrohres entfernt.In a further advantageous embodiment, the inlet tube is located in the region of the overlap by a distance from the end of the outlet tube.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass in dem Bereich der Überlappung der Abstand den Wert „0” aufweist, so dass das Einlassrohr an das Auslassrohr angrenzt bzw. anliegt.Furthermore, there is the possibility that in the region of the overlap the distance has the value "0", so that the inlet tube adjoins the outlet tube.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der erste axiale Endabschnitt mindestens eine kleine Öffnung auf. Die kleine Öffnung ist derart in dem ersten axialen Endabschnitt angeordnet, dass eine Blickdichtigkeit vorliegt. Mittels der kleinen Öffnung kann die Durchmischung verbessert werden.In a further advantageous embodiment, the first axial end section has at least one small opening. The small opening is arranged in the first axial end section in such a way that it is opaque. By means of the small opening, the mixing can be improved.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Auslassrohr mindestens eine kleine Öffnung auf. Mittels der kleinen Öffnung kann die Durchmischung verbessert werden.In a further advantageous embodiment, the outlet pipe has at least one small opening. By means of the small opening, the mixing can be improved.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:Show it:

1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mischeinrichtung im Schnitt; 1 a schematic representation of a first embodiment of a mixing device according to the invention in section;

2: eine perspektivische Ansicht auf eine zweite Ausführungsform teilweise im Schnitt; 2 a perspective view of a second embodiment partially in section;

3: eine perspektivische Ansicht auf eine dritte Ausführungsform. 3 : A perspective view of a third embodiment.

1 zeigt ein Teil eines Abgasstrangs 1 eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors. 1 shows a part of an exhaust line 1 an internal combustion engine, not shown.

Ein Abgasmassenstrom kann in einer Hauptströmungsrichtung (Pfeil P1) aus einer ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 2, beispielsweise ein Dieseloxidationskatalysator, herausströmen.An exhaust gas mass flow may be in a main flow direction (arrow P1) from a first exhaust aftertreatment device 2 , For example, a diesel oxidation catalyst, flow out.

Stromabwärts von der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 ist eine Mischeinrichtung 3 in dem Abgasstrang 1 angeordnet.Downstream of the first exhaust aftertreatment device 2 is a mixing device 3 in the exhaust system 1 arranged.

Die Mischeinrichtung 3 weist ein zylindrisches Gehäuse 4 mit einem ersten axialen Endabschnitt 5 und einem dem ersten axialen Endabschnitt 5 gegenüberliegenden zweiten axialen Endabschnitt 6 auf.The mixing device 3 has a cylindrical housing 4 with a first axial end portion 5 and a first axial end portion 5 opposite second axial end portion 6 on.

Der erste axiale Endabschnitt 5 ist gegenüber der Achse des Gehäuses 4 geneigt. Der Neigungswinkel kann vorteilhafterweise im Bereich zwischen 45° und 90° liegen. Dies bietet den Vorteil einer Druckverlustreduzierung durch die Strömungsführung im Einlassbereich.The first axial end portion 5 is opposite the axis of the housing 4 inclined. The angle of inclination may advantageously be in the range between 45 ° and 90 °. This offers the advantage of a pressure loss reduction by the flow guidance in the inlet area.

Mittels einer exzentrischen Öffnung 7 in dem ersten axialen Endabschnitt 5 ragt ein Ende 8 eines zylindrischen Einlassrohres 9 in die Mischeinrichtung 3 hinein. Die Exzentrizität bezieht sich auf die Achse des Gehäuses 4.By means of an eccentric opening 7 in the first axial end portion 5 stands out 8th a cylindrical inlet pipe 9 in the mixing device 3 into it. The eccentricity refers to the axis of the housing 4 ,

Der Abgasmassenstrom kann in der Hauptströmungsrichtung (Pfeil P1) durch das Einlassrohr 9 in das Gehäuse 4 der Mischeinrichtung 3 hineinströmen.The exhaust gas mass flow may be in the main flow direction (arrow P1) through the inlet pipe 9 in the case 4 the mixing device 3 hineinströmen.

Mittels einer Öffnung 10 in dem zweiten axialen Endabschnitt 6 ragt ein Ende 11 eines teilweise trichterförmigen Auslassrohres 12 in die Mischeinrichtung 3 hinein.By means of an opening 10 in the second axial end portion 6 stands out 11 a partially funnel-shaped outlet tube 12 in the mixing device 3 into it.

Der Abgasmassenstrom kann in der Hauptströmungsrichtung (Pfeil P1) aus dem Auslassrohr 12 aus der Mischeinrichtung 3 herausströmen.The exhaust gas mass flow can in the main flow direction (arrow P1) from the outlet pipe 12 from the mixing device 3 flow out.

Stromabwärts von der Mischeinrichtung 3 ist in dem Abgasstrang 1 eine zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 13, beispielsweise eine SCR- oder SDPF-Einheit, angeordnet.Downstream of the mixer 3 is in the exhaust system 1 a second exhaust aftertreatment device 13 , For example, a SCR or SDPF unit arranged.

In einem Bereich 14 überlappen longitudinal das Ende 8 des Einlassrohres 9 und das Ende 11 des Auslassrohres 12.In one area 14 longitudinally overlap the end 8th of the inlet pipe 9 and the end 11 the outlet pipe 12 ,

Um in der Hauptströmungsrichtung (Pfeil P1) sowohl in die Mischeinrichtung 3 hineinzuströmen als auch aus der Mischeinrichtung 3 herauszuströmen, erfolgt in der Mischeinrichtung 3 eine Umlenkung des Abgasmassenstromes um insgesamt 360°.In the main flow direction (arrow P1) both into the mixing device 3 flow in as well as from the mixing device 3 to flow out takes place in the mixing device 3 a deflection of the exhaust gas mass flow by a total of 360 °.

Hierdurch wird eine lange Mischstrecke in einer kompakten Anordnung erzielt.As a result, a long mixing distance is achieved in a compact arrangement.

Das Einlassrohr 9 ist von der Innenwand des Gehäuses 4 um einen radialen Abstand 15 und von dem Ende 11 des Auslassrohres 12 um einen radialen Abstand 16 entfernt.The inlet pipe 9 is from the inner wall of the housing 4 around a radial distance 15 and from the end 11 the outlet pipe 12 around a radial distance 16 away.

Stromabwärts des Einlassrohres 9 ist an dem Gehäuse 4 ein Injektor 17 angeordnet, mittels welchem Reduktionsmittel (beispielsweise eine Harnstoff-Wasser-Lösung) des aus dem Ende 8 des Einlassrohres 9 herausströmenden Abgasmassenstromes zugeführt werden kann. Der Injektor 17 ist um einen Winkel α gegenüber dem Gehäuse 4 geneigt.Downstream of the inlet pipe 9 is on the case 4 an injector 17 arranged, by means of which reducing agent (for example, a urea-water solution) of the from the end 8th of the inlet pipe 9 can be supplied outflowing exhaust gas mass flow. The injector 17 is at an angle α relative to the housing 4 inclined.

Der Injektor 17 kann derart angeordnet sein, dass das herausströmende Reduktionsmittel auf die Außenfläche des in das Gehäuse 4 hineinragenden Auslassrohres 12 auftrifft und sehr gut verteilt wird.The injector 17 may be arranged such that the outflowing reducing agent on the outer surface of the in the housing 4 protruding outlet pipe 12 hits and is distributed very well.

Mittels der Überlappung und der geometrischen Anordnung des Injektors 17 wird eine Blickdichtigkeit oder „Überdeckung erzielt, so dass das Reduktionsmittel nicht ungehindert durch das Ende 11 des Auslassrohres 12 aus der Mischeinrichtung 3 herausströmen kann.By means of the overlap and the geometrical arrangement of the injector 17 is achieved a opacity or "coverage, so that the reducing agent is not unhindered by the end 11 the outlet pipe 12 from the mixing device 3 can flow out.

Ein Strömungsaufteilungselement 18 ist derart in dem Gehäuse 4 der Mischeinrichtung 3 angeordnet, dass sowohl der aus dem Einlassrohr 9 herausströmende Abgasmassenstrom als auch das Reduktionsmittel in zwei Teilströme in Richtung der Pfeile P2 und P3 (in 3 dargestellt) aufgeteilt wird.A flow splitting element 18 is so in the housing 4 the mixing device 3 arranged that both from the inlet pipe 9 outgoing exhaust gas mass flow and the reducing agent in two partial streams in the direction of arrows P2 and P3 (in 3 shown) is divided.

In dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ragt das Strömungsaufteilungselement 18 teilweise in das Ende 8 des Einlassrohres 9 hinein.In the in 1 and 2 illustrated embodiment, the flow dividing element protrudes 18 partly in the end 8th of the inlet pipe 9 into it.

Hierdurch kann die definierte Strömungsaufteilung verbessert werden.As a result, the defined flow distribution can be improved.

An dem zweiten axialen Endabschnitt 6 wird der mit Reduktionsmittel versetzte Abgasmassenstrom derart umgelenkt, dass er entgegen der Hauptströmungsrichtung (Pfeil P4) strömt.At the second axial end portion 6 the exhaust gas mass flow offset with reducing agent is deflected in such a way that it flows counter to the main flow direction (arrow P4).

Eine weitere Umlenkung in Richtung der Hauptströmungsrichtung (Pfeil P4) erfolgt an dem ersten axialen Endabschnitt 5.A further deflection in the direction of the main flow direction (arrow P4) takes place at the first axial end section 5 ,

Das in das Gehäuse 4 der Mischeinrichtung 3 hineinragende Auslassrohr 12 weist unterschiedliche Querschnitte auf. An dem Ende 11 weist das Auslassrohr 12 einen Querschnitt Q1 auf. An der Öffnung 10 weist das Auslassrohr 12 einen Querschnitt Q2 auf, der größer im Vergleich zu Querschnitt Q1 ist. Mittels der Aufweitung (von dem Querschnitt Q1 zu dem Querschnitt Q2) wird die Strömungsverteilung des aus der Mischeinrichtung 3 herausströmenden und auf die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 treffenden Abgasmassenstromes unterstützt. Weiterhin dient die Außenseite der Aufweitung als Prallfläche für das Reduktionsmittel.That in the case 4 the mixing device 3 protruding outlet pipe 12 has different cross sections. At the end 11 has the outlet pipe 12 a cross section Q1 on. At the opening 10 has the outlet pipe 12 a cross section Q2, which is larger compared to cross section Q1. By means of the expansion (from the cross section Q1 to the cross section Q2), the flow distribution of the mixture from the mixer 3 flowing out and to the second exhaust aftertreatment device 13 supporting exhaust gas mass flow supported. Furthermore, the outside of the expansion serves as a baffle for the reducing agent.

Sowohl an der Innenseite des Gehäuses 4 als auch an der Außenseite des Auslassrohres 12 sind Leitelemente 19a und 19b angeordnet, wobei zur Übersichtlichkeit nur zwei Leitelemente 19a und 19b dargestellt sind. Hierdurch sind eine definierte Strömungslenkung sowie eine Verbesserung der Vermischung möglich.Both on the inside of the case 4 as well as on the outside of the outlet pipe 12 are guiding elements 19a and 19b arranged, for clarity, only two vanes 19a and 19b are shown. As a result, a defined flow control and an improvement of the mixing are possible.

Der erste axiale Endabschnitt 5 weist im Vergleich zu der Öffnung 7 kleine Öffnungen 20 auf, durch die der Abgasmassenstrom in die Mischeinrichtung 3 hineinströmen kann.The first axial end portion 5 shows in comparison to the opening 7 small openings 20 on, through which the exhaust gas mass flow into the mixing device 3 can flow into it.

Die kleinen Öffnungen sind in einem Bereich 21 unterhalb des Endes 11 des Auslassrohres 12 angeordnet, so dass eine Blickdichtigkeit gegenüber dem Eintritt des Auslassrohres 12 gegeben ist.The small openings are in one area 21 below the end 11 the outlet pipe 12 arranged so as to be opaque to the inlet of the outlet tube 12 given is.

Mittels der kleinen Öffnungen 20 kann in diesem Bereich 21 auf der Innenseite des Gehäuses 4 die Gefahr von der Bildung von Ablagerungen verringert werden.By means of small openings 20 can in this area 21 on the inside of the case 4 the danger of the formation of deposits can be reduced.

Das Auslassrohr 12 weist im Bereich 21 am Auslassrohr 12 kleine Öffnungen 22 auf, durch die der Abgasmassenstrom aus der Mischeinrichtung 3 herausströmen kann. Hierdurch kann die Durchmischung verbessert werden.The outlet pipe 12 points in the area 21 at the outlet pipe 12 small openings 22 on, through which the exhaust gas mass flow from the mixing device 3 can flow out. As a result, the mixing can be improved.

In 2 ist eine zweite Ausführungsform der Mischeinrichtung 3 dargestellt. Diese Mischeinrichtung 3 weist im Vergleich zu der in 1 dargestellten Mischeinrichtung 3 keine Leitelemente 19a, b sowie keine kleinen Öffnungen 20, 22 auf.In 2 is a second embodiment of the mixing device 3 shown. This mixing device 3 shows in comparison to the in 1 shown mixing device 3 no guiding elements 19a , b and no small openings 20 . 22 on.

In 3 ist eine dritte Ausführungsform der Mischeinrichtung 3 dargestellt. Im Vergleich zu den in 1 und 2 dargestellten Mischeinrichtungen 3 liegt das Einlassrohr 9 sowohl an dem Gehäuse 4 (d. h. Abstand 15 weist den Wert „0” auf) als auch an dem Auslassrohr 12 (d. h. der Abstand 16 weist den Wert „0” auf) an.In 3 is a third embodiment of the mixing device 3 shown. Compared to the in 1 and 2 shown mixing devices 3 lies the inlet pipe 9 both on the housing 4 (ie distance 15 has the value "0") as well as on the outlet pipe 12 (ie the distance 16 has the value "0").

Die Mischeinrichtung 3 kann beispielsweise mittels Tiefziehen hergestellt werden.The mixing device 3 can be made for example by deep drawing.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Achsen des Einlassrohres 9 und des Auslassrohres 12 parallel zur Achse des Gehäuses 4.In the embodiments shown, the axes of the inlet pipe 9 and the outlet pipe 12 parallel to the axis of the housing 4 ,

Es besteht im Sinne der Erfindung auch die Möglichkeit, die Achse des Einlassrohres 9 und/oder die Achse des Auslassrohres 12 gegenüber der Achse des Gehäuses 4 zu neigen.It is within the meaning of the invention also the possibility of the axis of the inlet pipe 9 and / or the axis of the outlet tube 12 opposite the axis of the housing 4 to tilt.

Weiterhin können das Einlassrohr 9, das Gehäuse 4 und das Auslassrohr 12 unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen.Furthermore, the inlet pipe 9 , the case 4 and the outlet pipe 12 have different cross-sectional shapes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Abgasstrangexhaust gas line
22
erste Abgasbehandlungseinrichtungfirst exhaust treatment device
33
Mischeinrichtungmixing device
44
Gehäusecasing
55
erster axialer Endabschnittfirst axial end portion
66
zweiter axialer Endabschnittsecond axial end portion
77
Öffnungopening
88th
EndeThe End
99
Einlassrohrinlet pipe
1010
Öffnungopening
1111
EndeThe End
1212
Auslassrohroutlet pipe
1313
zweite Abgasbehandlungseinrichtungsecond exhaust treatment device
1414
BereichArea
1515
Abstanddistance
1616
Abstanddistance
1717
Injektorinjector
1818
StrömungsaufteilungselementFlow separating element
19a19a
Leitelementvane
19b19b
Leitelementvane
2020
kleine Öffnungsmall opening
2121
BereichArea
2222
kleine Öffnungsmall opening
P1P1
Pfeilarrow
P2P2
Pfeilarrow
P3P3
Pfeilarrow
P4P4
Pfeilarrow
Q1Q1
Querschnittcross-section
Q2Q2
Querschnittcross-section
αα
Winkelangle

Claims (10)

Mischeinrichtung (3) umfassend ein Gehäuse (4) mit einem ersten axialen Endabschnitt (5) sowie einem zweiten axialen Endabschnitt (6), der dem ersten axialen Endabschnitt (5) gegenüberliegt, wobei der erste axiale Endabschnitt (5) eine exzentrische Öffnung (7) aufweist, durch die ein Ende (8) eines Einlassrohres (9) in die Mischeinrichtung (3) hineinragt, wobei durch die exzentrische Öffnung (7) ein Abgasmassenstrom in die Mischeinrichtung (3) hineinströmen kann, wobei der zweite axiale Endabschnitt (6) eine Öffnung (10) aufweist, aus der der Abgasmassenstrom aus der Mischeinrichtung (3) herausströmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Öffnung (10) des zweiten axialen Endabschnitts (6) ein Ende (11) eines Auslassrohres (12) in die Mischeinrichtung (3) hineinragt, wobei sich das Ende (8) des Einlassrohres (9) und das Ende (11) des Auslassrohres (12) longitudinal in einem Bereich (14) überlappen, und wobei der Abgasmassenstrom in einer Hauptströmungsrichtung (P1) sowohl in die Mischeinrichtung (3) hineinströmen als auch aus der Mischeinrichtung (3) herausströmen kann.Mixing device ( 3 ) comprising a housing ( 4 ) having a first axial end portion ( 5 ) and a second axial end portion ( 6 ), the first axial end portion ( 5 ), wherein the first axial end portion ( 5 ) an eccentric opening ( 7 ) through which one end ( 8th ) of an inlet pipe ( 9 ) into the mixing device ( 3 protruding through the eccentric opening ( 7 ) an exhaust gas mass flow into the mixing device ( 3 ), wherein the second axial end portion ( 6 ) an opening ( 10 ), from which the exhaust gas mass flow from the mixing device ( 3 ), characterized in that through the opening ( 10 ) of the second axial end portion ( 6 ) an end ( 11 ) of an outlet pipe ( 12 ) into the mixing device ( 3 ), whereby the end ( 8th ) of the inlet pipe ( 9 ) and the end ( 11 ) of the outlet pipe ( 12 ) longitudinally in an area ( 14 ) and wherein the exhaust gas mass flow in a main flow direction (P1) both into the mixing device ( 3 ) as well as from the mixing device ( 3 ) can flow out. Mischeinrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (3) einen Injektor (17) aufweist.Mixing device ( 3 ) according to claim 1, characterized in that the mixing device ( 3 ) an injector ( 17 ) having. Mischeinrichtung (3) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (4) stromabwärts des Einlassrohres (9) ein Strömungsaufteilungselement (18) angeordnet ist.Mixing device ( 3 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the housing ( 4 ) downstream of the inlet tube ( 9 ) a flow splitting element ( 18 ) is arranged. Mischeinrichtung (3) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Innenumfang des Gehäuses (4) mindestens ein Leitelement (19a) angeordnet ist.Mixing device ( 3 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that on the inner circumference of the housing ( 4 ) at least one guiding element ( 19a ) is arranged. Mischeinrichtung (3) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Außenumfang des Auslassrohres (12) mindestens ein Leitelement (19b) angeordnet ist.Mixing device ( 3 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that on the outer circumference of the outlet pipe ( 12 ) at least one guiding element ( 19b ) is arranged. Mischeinrichtung (3) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in das Gehäuse (4) hineinragende Auslassrohr (12) in der Hauptströmungsrichtung (P1) eine Aufweitung von einem ersten Querschnitt (Q1) hin zu einem zweiten Querschnitt (Q2) aufweist.Mixing device ( 3 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the housing ( 4 ) projecting outlet pipe ( 12 ) in the main flow direction (P1) has a widening from a first cross-section (Q1) to a second cross-section (Q2). Mischeinrichtung (3) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassrohr (9) um einen Abstand (15) von der Innenwand des Gehäuses (4) entfernt ist.Mixing device ( 3 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the inlet pipe ( 9 ) by a distance ( 15 ) from the inner wall of the housing ( 4 ) is removed. Mischeinrichtung (3) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassrohr (9) in dem Bereich (14) um einen Abstand (16) von dem Ende (11) des Auslassrohres (12) entfernt ist.Mixing device ( 3 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the inlet pipe ( 9 ) in that area ( 14 ) by a distance ( 16 ) from the end ( 11 ) of the outlet pipe ( 12 ) is removed. Mischeinrichtung (3) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste axiale Endabschnitt (5) mindestens eine kleine Öffnung (20) aufweist.Mixing device ( 3 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first axial end portion ( 5 ) at least one small opening ( 20 ) having. Mischeinrichtung (3) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassrohr (12) mindestens eine kleine Öffnung (22) aufweist.Mixing device ( 3 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the outlet pipe ( 12 ) at least one small opening ( 22 ) having.
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