DE102016112556A1 - Static mixer - Google Patents
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- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
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- B01F25/43151—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being deformed flat pieces of material composed of consecutive sections of deformed flat pieces of material
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- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
- B01F25/43197—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor characterised by the mounting of the baffles or obstructions
- B01F25/431974—Support members, e.g. tubular collars, with projecting baffles fitted inside the mixing tube or adjacent to the inner wall
Abstract
Die Erfindung betrifft einen statischen Mischer (1), welcher in einem Abgasrohr (2) einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Erfindungsgemäß umfasst der statische Mischer (1) mindestens ein erstes Strömungsleitelement (6) in einem stromaufwärtigen Bereich (4) des statischen Mischers (1) sowie mindestens ein zweites Strömungsleitelement (7) und mindestens ein drittes Strömungsleitelement (8) in einem stromabwärtigen Bereich (5) des statischen Mischers (1). Das erste Strömungsleitelement (6) kann ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in Richtung der Innenwandung (9) des Abgasrohres (2) beeinflussen. Das zweite Strömungsleitelement (7) kann ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in einer Drehrichtung beeinflussen. Das dritte Strömungsleitelement (8) kann ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in Richtung der Längsachse (3) des statischen Mischers (1) beeinflussen.The invention relates to a static mixer (1), which is arranged in an exhaust pipe (2) of an internal combustion engine. According to the invention, the static mixer (1) comprises at least one first flow guide element (6) in an upstream region (4) of the static mixer (1) and at least one second flow guide element (7) and at least one third flow guide element (8) in a downstream region (5 ) of the static mixer (1). The first flow guide element (6) can influence a flow profile of the exhaust gas mass flow in the direction of the inner wall (9) of the exhaust pipe (2). The second flow guide element (7) can influence a flow profile of the exhaust gas mass flow in one direction of rotation. The third flow guide element (8) can influence a flow profile of the exhaust gas mass flow in the direction of the longitudinal axis (3) of the static mixer (1).
Description
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft einen statischen Mischer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a static mixer according to the preamble of
In Abgasanlagen angeordnete statische Mischer dienen zur Vermischung von flüssigem oder gasförmigem Reduktionsmittel im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen mit SCR-Abgasnachbehandlungssystemen (SCR engl. Abkürzung für selective catalytic reduction). Die statischen Mischer dienen zur möglichst homogenen Verteilung des eingebrachten Reduktionsmittels. Static mixers arranged in exhaust systems serve to mix liquid or gaseous reducing agent in the exhaust gas of internal combustion engines with SCR exhaust gas aftertreatment systems (SCR). The static mixers are used for the most homogeneous possible distribution of the introduced reducing agent.
Stand der Technik State of the art
Aus der
Die statischen Mischer, die zur Verdunstung und Vermischung von flüssigem oder gasförmigem 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. Weiterhin können die statischen Mischer Schwächen hinsichtlich der Überdeckung in Strömungsrichtung des Abgasmassenstromes aufweisen. Some of the static mixers used to evaporate and mix liquid or gaseous 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. Furthermore, the static mixer may have weaknesses in terms of coverage in the flow direction of the exhaust gas mass flow.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen statischen Mischer bereitzustellen, welcher eine hohe Mischqualität bei gleichzeitig geringem Abgasgegendruck gewährleistet. The invention has for its object to provide a static mixer, which ensures a high mixing quality with low exhaust back pressure.
Lösung der Aufgabe Solution of the task
Die Erfindung wird durch einen statischen Mischer gemäß Anspruch 1 gelöst. The invention is solved by a static mixer according to
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Mittels des erfindungsgemäßen statischen Mischers wird der mit Reduktionsmittel versetzte Abgasmassenstrom beim Durchströmen des statischen Mischers zuerst mittels des ersten Strömungsleitelements von innen nach außen gelenkt und anschließend mittels des zweiten Strömungsleitelements in eine Rotationsbewegung versetzt und mittels des dritten Strömungsleitelements von außen nach innen gelenkt. Beim Austritt aus dem statischen Mischer wird eine hohe Qualität der Vermischung sowie ein geringer Abgasgegendruck innerhalb einer kurzen Mischstrecke ermöglicht. By means of the static mixer according to the invention, the exhaust gas mass flow offset with reducing agent is first directed from the inside to the outside by means of the first flow guide element and then caused to rotate by means of the second flow guide element and directed from the outside to the inside by means of the third flow guide element. When leaving the static mixer, a high quality of the mixing and a low exhaust gas back pressure within a short mixing section is made possible.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die zweiten Strömungsleitelemente und die dritten Strömungsleitelemente alternierend angeordnet. Durch die abwechselnde Änderung der Strömungsrichtung entstehen zwischen den zweiten und dritten Strömungsleitelementen freie Scherschichten, welche eine Vermischung verbessern. In an advantageous embodiment, the second flow guide elements and the third flow guide elements are arranged alternately. As a result of the alternating change in the flow direction, free shear layers, which improve mixing, are formed between the second and third flow guide elements.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der statische Mischer im stromabwärtigen Bereich mindestens ein viertes Strömungsleitelement auf. Das vierte Strömungsleitelement erzeugt ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in einer Drehrichtung, die entgegensetzt zu der mittels des zweiten Strömungsleitelements erzeugten Drehrichtung ist. Hierdurch kann die Verwirbelung der Strömung beeinflusst werden. In a further advantageous embodiment of the invention, the static mixer has at least one fourth flow-guiding element in the downstream region. The fourth flow guiding element generates a flow profile of the exhaust gas mass flow in a direction of rotation which is opposite to the direction of rotation generated by means of the second flow guiding element. As a result, the turbulence of the flow can be influenced.
Zeichnungen drawings
Es zeigen: Show it:
Die
Eine Längsachse
Der statische Mischer
In dem stromaufwärtigen Bereich
In dem stromabwärtigen Bereich
Der mit dem Reduktionsmittel versetzte Abgasmassenstrom strömt in Richtung des Pfeils P1 durch den statischen Mischer
Die ersten Strömungsleitelemente
Die zweiten Strömungsleitelemente
Die dritten Strömungsleitelemente
In dieser Ausführungsform sind die zweiten Strömungsleitelemente
Der statische Mischer
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- statischer Mischer static mixer
- 2 2
- Abgasrohr exhaust pipe
- 3 3
- Längsachse longitudinal axis
- 4 4
- stromaufwärtiger Bereich upstream area
- 5 5
- stromabwärtiger Bereich downstream area
- 6 6
- erstes Strömungsleitelement first flow guide
- 7 7
- zweites Strömungsleitelement second flow guide
- 8 8th
- drittes Strömungsleitelement third flow guide
- 9 9
- Innenwandung inner wall
- P1 P1
- Pfeil arrow
- P2 P2
- Pfeil arrow
- P3 P3
- Pfeil arrow
- P4 P4
- Pfeil arrow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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2016
- 2016-07-08 DE DE102016112556.3A patent/DE102016112556B4/en active Active
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DE102014006491B3 (en) * | 2014-05-06 | 2015-05-28 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Static mixer |
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