DE102017008643A1

DE102017008643A1 - Axial verteilte mischvorrichtung

Info

Publication number: DE102017008643A1
Application number: DE102017008643.5A
Authority: DE
Inventors: Kim PETERSSON; Zemichael Yitbarek
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2016-09-22
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2018-03-22
Also published as: SE542488C2; SE1651253A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung (10) für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine (2). Die Mischvorrichtung umfasst eine Vielzahl von primären Schaufeln (12, 612, 712), die um eine Mischerachse herum angeordnet sind (C). Jede primäre Schaufel (12, 612, 712) erstreckt sich von einem ersten Ende (14) in der Nähe der Mischerachse (C) bis zu einem zweiten Ende (16) an einem Umfang der Mischvorrichtung. Die primären Schaufeln sind derart angeordnet, dass jede primäre Schaufel (12, 612, 712) um einen Versatzwinkel (θ) in einer Richtung um die Mischerachse herum (C) im Verhältnis zu einer direkt vorhergehenden und/oder direkt folgenden primären Schaufel (12, 612, 712) versetzt ist, und so dass jede primäre Schaufel (12, 612, 712) um einen Versatzabstand (d) in einer Richtung entlang der Mischerachse (C) im Verhältnis zu einer direkt vorhergehenden und/oder direkt folgenden primären Schaufel (12, 612, 712) translationsmäßig versetzt ist, wobei der Versatzwinkel (θ) und der Versatzabstand (d) beide größer als null sind. Die Erfindung betrifft ferner eine Abgasanlage, die eine derartige Mischvorrichtung (10) umfasst, und ein Fahrzeug (1), das eine Abgasanlage umfasst, die eine derartige Mischvorrichtung (10) umfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft ferner eine Abgasanlage, die eine derartige Mischvorrichtung umfasst, und ein Fahrzeug, das eine Abgasanlage umfasst, die eine derartige Mischvorrichtung umfasst.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Emissionsnormen für Kraftfahrzeuge werden immer strenger. Diese Normen geben typischerweise maximale Emissionspegel für eine Reihe von Schadstoffen am Auspuffendrohr vor, wozu Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC), Stickstoffoxide (NO_x) und Partikel (PM) gehören. Um den Anforderungen der aktuellen und wahrscheinlich zukünftigen Normen gerecht zu werden, müssen Fahrzeuge mit Technologien zur Reduzierung von Emissionen ausgestattet sein. Derartige Technologien zur Reduzierung von Emissionen, die für Dieselfahrzeuge geeignet sind, umfassen Abgasrückführung (EGR), Partikelfilter, Dieseloxidationskatalysatoren (DOC) und selektive katalytische Reduktion (SCR). Jede Technologie hat ihre eigenen unterschiedlichen Vorteile und Nachteile und kann das Vorkommen eines einzigen Schadstoffs erhöhen, während sie das Vorkommen eines anderen reduziert. Beispielsweise kann die EGR kann NO_x-Emissionen reduzieren, jedoch die Kraftstoffeffizienz reduzieren und Partikel erhöhen. Daher wird gewöhnlich eine Reihe von Technologien zusammen angewendet, um den Emissionsnormen gerecht zu werden.
Die selektive katalytische Reduktion (SCR) ist eine wirksame Technologie, um Emissionen von Stickstoffoxiden (NO_x) am Auspuffendrohr zu reduzieren. Sie bedingt das Hinzufügen eines Reduktionsmittels, wie etwa Ammoniak, zu dem Fahrzeugauspuffstrom. Das Reduktionsmittel reduziert anhand eines Katalysators die NO_x in dem Auspuffstrom auf Stickstoffgas (N₂) und Wasser. Bei praktischen Umsetzungen in Kraftfahrzeugen wird eine wässrige Harnstofflösung als Reduktionsmittel verwendet, und diese Harnstofflösung wird in dem heißen Auspuffstrom thermisch in Ammoniak und Kohlendioxid zersetzt.
Da die SCR stromabwärts von dem Motor als Abgasnachbehandlung umgesetzt wird, wirkt sie sich nicht so auf die Verbrennungsleistung des Motors aus wie es beispielsweise die EGR tut. Daher ist es wünschenswert im Wesentlichen alle NO_x nur unter Verwendung von SCR aus dem Auspuffstrom zu entfernen, ohne eine EGR zu benötigen. Dies ist jedoch nicht ganz so einfach. Um die Mengen von Ammoniak zu erzeugen, die benötigt werden, um im Wesentlichen alle NO_x zu reduzieren, müssen große Mengen von Harnstofflösung in den Auspuffstrom eingespritzt werden. Dieser Harnstoff muss effektiv mit dem Auspuffstrom gemischt werden, um sich über eine Reihe von SCR-Katalysatorsubstraten, die in der Abgasleitung angeordnet sind, gleichmäßig zu verteilen. Der Platz, der zum Mischen verfügbar ist, ist jedoch äußerst beschränkt, und das Reduktionsmittel wird gewöhnlich stromaufwärts von den SCR-Katalysatorsubstraten in den Auspuffstrom kurz eingespritzt. Um das Mischen zu verbessern, wird eine Mischvorrichtung, die häufig wie eine Turbinenschaufel aussieht, in dem Auspuffrohr angeordnet. Selbst wenn eine Mischvorrichtung verwendet wird, ist es jedoch schwierig, ein ausreichend einheitliches Mischen zu erreichen.
Ein uneinheitliches Mischen kann zum Abscheiden von Harnstoff und Harnstoffabbauprodukten an den Oberflächen stromabwärts von der Einspritzstelle führen. Falls das Reduktionsmittel des Weiteren nicht einheitlich auf die SCR-Katalysatoren verteilt wird, müssen die Katalysatoren dimensioniert sein, um zu dem Katalysator zu passen, der die maximale Reduktionsmittelströmung empfängt, was bedeutet, dass einige Katalysatoren überdimensioniert sind, was aus Sicht des Umweltschutzes und der Wirtschaftlichkeit verschwenderisch ist. Ferner muss zu viel Harnstoff eingespritzt werden, um alle Katalysatoren vollständig mit Reduktionsmittel zu versorgen. Dieses Übermaß an Harnstoff erfordert die Verwendung eines größeren Ammoniakschlupf-Katalysators, um Ammoniakemissionen am Auspuffendrohr zu verhindern. Daher besteht der Wunsch nach Mischvorrichtungen, die ein einheitlicheres Mischen des Reduktionsmittels mit dem Auspuffstrom bereitstellen.
Eine weitere Anwendung von Mischvorrichtungen ist das Mischen eines eingespritzten Kraftstoffstrahls mit einem Auspuffstrom stromaufwärts von einem Dieseloxidationskatalysator.
Eine Misch- und/oder Verdampfungsvorrichtung für eine Abgasanlage wird in der US 2008/0308083 beschrieben. Die Vorrichtung umfasst einen röhrenförmigen Körper mit einem axialen Ende, das eine Vielzahl von radial nach innen vorstehenden Schaufeln umfasst, wobei die Schaufeln nebeneinander angeordnet sind und einen Einfallswinkel im Verhältnis zu einer axialen Richtung aufweisen. Die Vorrichtung kann kostengünstig gefertigt werden, indem sie aus einem einzigen Blechkörper durch Formgebung hergestellt wird.
Es besteht weiterhin Bedarf an verbesserten Mischvorrichtungen zur Verwendung in Abgasanlagen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Reihe von Unzulänglichkeiten bezüglich des Standes der Technik identifiziert. Die Mischvorrichtungen aus dem Stand der Technik stellen ein unzureichendes Mischen bereit, wobei sie stattdessen dazu neigen, die Strömung, die in die Mischvorrichtung eintritt, nur zu rotieren statt sie zu mischen. Die Vorrichtungen aus dem Stand der Technik neigen auch dazu, die Strömung des Auspuffstroms zu behindern, wodurch ein erheblicher Druckabfall über der Mischvorrichtung, höhere Drücke stromaufwärts von der Mischvorrichtung und letztendlich eine verringerte Motoreffizienz und ein erhöhter Kraftstoffverbrauch verursacht werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mischvorrichtung bereitzustellen, die ein besseres Mischen eines Auspuffstroms mit einer Substanz, die in den Auspuffstrom eingespritzt wird, bereitstellt, und/oder die einen geringeren Druckabfall über der Mischvorrichtung verursacht, wenn sie in einem Auspuffstrom angeordnet ist.
Diese Aufgaben werden durch eine Mischvorrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine gemäß den beiliegenden Ansprüchen erreicht.
Die Mischvorrichtung umfasst eine Vielzahl von primären Schaufeln, die um eine Mischerachse herum angeordnet sind, wobei sich jede primäre Schaufel von einem ersten Ende in der Nähe der Mischerachse bis zu einem zweiten Ende an einem Umfang der Mischvorrichtung erstreckt. Die primären Schaufeln sind derart angeordnet, dass jede primäre Schaufel um einen Versatzwinkel in einer Richtung um die Mischerachse herum im Verhältnis zu einer direkt vorhergehenden und/oder direkt folgenden primären Schaufel versetzt ist. Jede primäre Schaufel ist translationsmäßig bzw. in Translationsrichtung einen Versatzabstand in einer Richtung entlang der Mischerachse im Verhältnis zu einer direkt vorhergehenden und/oder direkt folgenden primären Schaufel versetzt. Der Versatzwinkel und der Versatzabstand sind beide größer als null. Es ist wichtig zu beachten, dass die Mischerachse ein theoretisches Konstrukt ist, und die Mischvorrichtung eine physische Komponente, wie etwa eine mittlere Welle, die der Mischerachse entspricht, umfassen kann oder nicht.
Eine derartige Mischvorrichtung weist Schaufeln auf, die räumlich ähnlich wie die Trittflächen einer Wendeltreppe angeordnet sind. Entsprechende Punkte an den äußeren Enden der Schaufeln, wie beispielsweise der äußere Mittelpunkt, zeichnen eine Schraubenlinie.
Eine derartige Anordnung sorgt im Vergleich zu Mischern aus dem Stand der Technik für ein besseres Mischen eines Reaktionsmittels, das zu einem Auspuffstrom hinzugefügt wird. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, liegt der Grund dafür möglicherweise darin, dass sofort nach dem Einspritzen die Konzentration des Reaktionsmittels in dem Auspuffstrom stark lokalisiert ist. Bei Mischern aus dem Stand der Technik wird dieser stark konzentrierte Bereich durch den Abgasstrom zu der Mischvorrichtung gebracht. Die Mischer aus dem Stand der Technik neigen jedoch dazu, den ankommenden Strom ohne ausreichendes Mischen nur zu rotieren, was bedeutet, dass der Strom, der aus dem Mischer austritt, zwar rotiert wird, jedoch immer noch einen Teil stark konzentriertes Reaktionsmittel aufweist. Dagegen zerbricht der wie zuvor definierte axial verteilte Mischer den auftreffenden Auspuffstrom in eine Reihe von Strömen, wobei die Rotation jedes Stroms an verschiedenen Punkten entlang der Länge des Mischers eingeleitet wird. Dies führt zu einem besseren Mischen der Ströme und zu einer gleichmäßigeren Verteilung des Reaktionsmittels in dem Auspuffstrom beim Verlassen des Mischers.
Des Weiteren verursacht der axial verteilte Mischer im Vergleich zu Mischern aus dem Stand der Technik einen geringeren Druckabfall im Mischer. Dies kann der Fall sein, weil bei den Mischern aus dem Stand der Technik die nicht axial verteilten Schaufeln einen erheblichen Anteil der Querschnittsfläche des Auspuffrohrs blockieren, wo sich die Schaufeln befinden. Dagegen ist bei dem axial verteilten Mischer die Querschnittsfläche des Auspuffrohrs, die an jedem einzelnen Querschnitt behindert wird, eingeschränkt, so dass der Auspuffstrom leichter durch den Mischer hindurch fließen kann.
Die Mischerachse kann eine Gerade sein, die eine mittlere Längsachse der Mischvorrichtung bildet, oder sie kann eine Kurve sein, die sich hauptsächlich in einer Längsrichtung durch die Mischvorrichtung hindurch erstreckt. Beispielsweise kann die Mischerachse mit einer Sinuskomponente in einer oder zwei Dimensionen schwingen, und kann daher wie eine Sinuskurve oder Spirale aussehen.
Die Mischvorrichtung kann ferner eine mittlere Welle umfassen, wobei die Längsachse der mittleren Welle mit der Mischerachse zusammenfällt, und wobei das erste Ende jeder der Vielzahl von primären Schaufeln an der mittleren Welle befestigt ist. Eine derartige Welle trägt dazu bei, die räumliche Anordnung der Schaufeln zu bewahren und trägt die inneren Enden der Schaufeln, was Vibrationen minimiert und Geräusche verringert.
Die Mischvorrichtung kann ferner einen röhrenförmigen Träger umfassen, der sich in Längsrichtung in der Richtung entlang der mittleren Achse erstreckt, wobei der röhrenförmige Träger die Vielzahl von primären Schaufeln umschließt, und wobei das zweite Ende jeder der Vielzahl von primären Schaufeln an dem röhrenförmigen Träger befestigt ist. Ein derartiger röhrenförmiger Träger trägt zum Bewahren der räumlichen Anordnung der Schaufeln bei und trägt die äußeren Enden der Schaufeln, was Vibrationen minimiert und Geräusche verringert.
Jede primäre Schaufel bildet einen Steigungswinkel im Verhältnis zu der Mischerachse. Der Steigungswinkel (α) kann für alle primären Schaufeln der gleiche sein. Durch eine geeignete Wahl des Steigungswinkels kann ein besseres Mischen mit den gewünschten Abgasströmungsraten erzielt werden, und ein Druckabfall in der Mischvorrichtung kann reduziert werden.
Die Mischvorrichtung kann mindestens drei primäre Schaufeln aufweisen, wie etwa mindestens sechs primäre Schaufeln. Die Anzahl von Schaufeln kann je nach Bedarf gewählt werden, um ein gewünschtes Gleichgewicht zwischen Mischen und Druckabfall zu erzielen.
Jede primäre Schaufel kann gerade sein oder jede primäre Schaufel kann gekrümmt sein. Die Form der Schaufeln kann optimiert sein, um das Mischen des Auspuffstroms zu verbessern.
Die Mischvorrichtung kann ferner eine Vielzahl von sekundären Schaufeln umfassen. Diese sekundären Schaufeln können die Auspuffströme weiter unterteilen und kombinieren, wenn sie durch die Mischvorrichtung gehen, was zu einem besseren Mischen führt.
Jede sekundäre Schaufel kann rotierend um einen Versatzwinkel in einer Richtung um die Mischerachse herum im Verhältnis zu einer direkt vorhergehenden und/oder direkt folgenden sekundären Schaufel versetzt sein, wobei der Versatzwinkel größer oder gleich null ist. Der Versatzwinkel der sekundären Schaufeln kann der gleiche oder ein anderer als der Versatzwinkel der primären Schaufeln sein. Der Versatzwinkel der sekundären Schaufeln kann der gleiche wie der Versatzwinkel der primären Schaufeln sein, oder er kann der Versatzgegenwinkel der primären Schaufeln sein.
Jede sekundäre Schaufel kann translationsmäßig um einen Versatzabstand in einer Richtung entlang der Mischerachse im Verhältnis zu einer direkt vorhergehenden und/oder direkt folgenden sekundären Schaufel versetzt sein, wobei der Versatzabstand größer oder gleich null ist. Falls somit die sekundären Schaufeln sowohl rotierend als auch translationsmäßig bzw. in Translationsrichtung versetzt sind, können sie eine zweite spiralförmige Anordnung sein, die mit den primären Schaufeln eine doppelte spiralförmige Anordnung bildet.
Der Versatzabstand der sekundären Schaufeln kann der gleiche wie der Versatzabstand der primären Schaufeln sein.
Jede sekundäre Schaufel bildet einen Steigungswinkel im Verhältnis zu der Mischerachse. Dieser Steigungswinkel kann der gleiche für alle sekundären Schaufeln sein. Der Steigungswinkel der sekundären Schaufeln kann der gleiche wie der Steigungswinkel der primären Schaufeln sein, oder der Steigungswinkel der sekundären Schaufeln kann der Steigungsgegenwinkel der primären Schaufeln sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die obigen Aufgaben durch eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine erreicht, die eine Mischvorrichtung wie zuvor offenbart umfasst.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die obigen Aufgaben durch ein Fahrzeug erreicht, das eine Abgasanlage umfasst, wobei die Abgaslage eine Mischvorrichtung wie zuvor offenbart umfasst.
Weitere Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervorgehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer weiteren Aufgaben und Vorteile ist die nachstehend dargelegte ausführliche Beschreibung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen, in denen die gleichen Bezugszeichen ähnliche Elemente in den diversen Diagrammen bezeichnen. Es zeigen:
1 schematisch ein Fahrzeug, das eine Mischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
2a schematisch eine perspektivische Ansicht einer Mischvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2b schematisch eine Vorderansicht einer Mischvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2c schematisch eine Seitenansicht einer Mischvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3a schematisch eine Seitenansicht von Wirbelmustern, die aus der Strömung eines Fluids um eine Mischvorrichtung aus dem Stand der Technik herum entstehen.
3b schematisch eine Draufsicht von Wirbelmustern, die aus der Strömung eines Fluids um eine Mischvorrichtung aus dem Stand der Technik herum entstehen.
4a schematisch eine Seitenansicht von Wirbelmustern, die aus der Strömung eines Fluids um eine Mischvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herum entstehen.
4b schematisch eine Draufsicht von Wirbelmustern, die aus der Strömung eines Fluids um eine Mischvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herum entstehen.
5 eine Grafik der Ammoniak-Molströmung über Zeit sowohl für eine Mischvorrichtung aus dem Stand der Technik als auch für eine Mischvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6a schematisch eine perspektivische Ansicht einer Mischvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
6b schematisch eine Vorderansicht einer Mischvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
6c schematisch eine Seitenansicht einer Mischvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
7a schematisch eine perspektivische Ansicht einer Mischvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
7b schematisch eine Vorderansicht einer Mischvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
7c schematisch eine Seitenansicht einer Mischvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
8a schematisch eine Seitenansicht einer Mischvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
8b schematisch eine Seitenansicht einer Mischvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
9 schematisch eine Seitenansicht einer Mischvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung, dass immer wenn die Schaufeln einer Mischvorrichtung in einer axialen Richtung verteilt sind statt wie bei Mischern aus dem Stand der Technik nur um den Umfang einer Achse herum verteilt zu sein, sich die Eigenschaften der Mischvorrichtung verbessern. Genauer gesagt wird ein besseres Mischen zwischen dem hinzugefügten Reaktionsmittel und dem Auspuffstrom erzielt, und die Mischvorrichtung verursacht einen geringeren Druckabfall im Vergleich zu Vorrichtungen aus dem Stand der Technik.
Die Mischvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine gewisse Anzahl von Schaufeln, die angeordnet sind, um in dem Auspuffrohr einer Motorabgasanlage räumlich verteilt zu sein, falls die Abgasanlage mit der Mischvorrichtung ausgestattet ist. Die räumliche Verteilung der Schaufeln bricht die Laminarströmung des Auspuffstroms und sorgt für gutes Mischen.
Die Mischvorrichtungen aus dem Stand der Technik, die Schaufeln aufweisen, sehen typischerweise wie ein Speichenrad aus, wobei sich die Schaufeln radial von einer mittleren Achse der Vorrichtung aus nach außen in Richtung auf den äußeren Umfang der Vorrichtung erstrecken. Bei den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik sind die Schaufeln daher nur umfangsmäßig wie die Speichen eines Rads verteilt.
Bei der hier offenbarten Mischvorrichtung sind die Schaufeln nicht nur umfangsmäßig sondern auch axial entlang der Achse der Vorrichtung verteilt. Somit sehen die Schaufeln der vorliegenden Vorrichtung wie eine Wendeltreppenanordnung aus, wobei jede Schaufel nach und nach sowohl um die Mischerachse herum rotierend als auch translationsmäßig entlang der Mischerachse gegenüber der vorhergehenden Schaufel versetzt ist. Wenn man die entsprechenden Punkte der Schaufeln dreidimensional abbildet, wie etwa die Ecke, die zwischen der Vorderkante und der äußeren Kante jeder Schaufel gebildet ist, dann zeichnen diese Punkte eine Schraubenlinie. Falls die Mischerachse eine mittlere Längsachse der Mischvorrichtung ist, dann kann diese mittlere Achse ebenfalls die Schraubenachse sein.
Die Mischerachse kann eine Gerade sein, die sich in einer Längsrichtung durch die Mitte der Mischvorrichtung ähnlich wie die Mischvorrichtungen aus dem Stand der Technik erstreckt. Die Mischerachse kann jedoch auch eine andere Form annehmen, wie etwa eine Kurve oder Spirale. Es sei hervorzuheben, dass die hier erwähnte Mischerachse ein theoretisches Konstrukt ist, und dass die Mischvorrichtung einen Leerraum aufweisen kann, der mittig durch die Vorrichtung geht und mit der Mischerachse zusammenfällt. In diesem Fall können die Schaufeln der Mischvorrichtung an Ort und Stelle gehalten werden, indem sie an einem röhrenförmigen Träger befestigt werden, der die Schaufeln umschließt. Beispielsweise können die Schaufeln an ihrer äußeren (umfangsmäßigen) Kante an dem röhrenförmigen Träger befestigt sein. Der röhrenförmige Träger kann ein ganzes Rohrstück umfassen, wie etwa ein Auspuffrohrstück. Er kann jedoch auch eine Netz-, Streifen-, Draht- oder ähnliche Trägerstruktur zum Positionieren innerhalb des Auspuffrohrstücks umfassen.
Die Mischvorrichtung kann eine mittlere Welle aufweisen, die im Wesentlichen mit der Mischerachse der Vorrichtung zusammenfällt. Die Kanten der Schaufeln in unmittelbarer Nähe zu der Welle können an der Welle befestigt sein, um die Schaufeln an Ort und Stelle zu halten. Die Welle kann wiederum an einer inneren Oberfläche eines Auspuffrohrs befestigt sein, wenn die Mischvorrichtung in einer Abgasanlage konfiguriert ist.
Die Mischvorrichtung kann sowohl eine mittlere Welle als auch einen röhrenförmigen Träger umfassen, wie zuvor beschrieben. Es kann auch sein, dass die Mischvorrichtung keine mittlere Welle und keinen röhrenförmigen Träger umfasst, wobei die Schaufeln stattdessen möglicherweise aneinander befestigt sind. Die Schaufeln, der Träger, die Welle und/oder eventuelle weitere Bauteile der Mischvorrichtung können getrennt hergestellt und zusammengebaut werden. Alternativ kann die gesamte Mischvorrichtung als ein einziges Bauteil zugeschnitten, gegossen oder 3D-gedruckt werden.
Die Schaufeln der Mischvorrichtung können wie die Schaufeln einer beliebigen herkömmlichen, in der Technik bekannten Mischvorrichtung aussehen. Die Schaufeln können beispielsweise ganz eben sein oder sie können mit Biegungen oder Krümmungen versehen sein. Sie können beispielsweise auch aus einem quadratischen, rechteckigen, trapezförmigen oder anderweitig gestalteten Materialstück gebildet sein. Alle Schaufeln können die gleiche Form aufweisen oder die Form und/oder Abmessungen der Schaufeln können von Schaufel zu Schaufel variieren. Die Anzahl der Schaufeln in der Mischvorrichtung kann je nach Bedarf gewählt werden, bevorzugt sind jedoch mindestens drei Schaufeln in einer Spiralform angeordnet. Auf Grund des geringeren Druckabfalls, der durch den Translationsversatz erzielt wird, kann eine größere Anzahl von Mischschaufeln, wie etwa 10 Schaufeln oder sogar 20 Schaufeln, verwendet werden, ohne sich im Vergleich zu Vorrichtungen aus dem Stand der Technik unbedingt negativ auf den Druckabfall auszuwirken.
Jede Schaufel ist im Verhältnis zu den angrenzenden Schaufeln um die Mischerachse der Mischvorrichtung herum versetzt, so dass die Schaufeln in Achsenrichtung gesehen den Speichen eines Rads ähneln. Die Schaufeln sind bevorzugt um den Umfang herum gleichmäßig beabstandet, um mindestens eine vollständige spiralförmige Rotation der Schaufeln bereitzustellen. Beispielsweise für eine Mischvorrichtung, die acht Schaufeln aufweist, kann ein Rotationsversatz von 45° zwischen den Schaufeln eine einzige vollständige 360°-Rotation bereitstellen. Die Schaufeln können jedoch angeordnet sein, um mehr als eine einzige 360°-Rotation bereitzustellen. Falls beispielsweise bei einer Mischvorrichtung, die wieder acht Schaufeln aufweist, ein 90°-Rotationsversatz verwendet wird, dann werden zwei vollständige Rotationen der Schraube erzielt. Wie nun der Versatzwinkel genau gemessen wird, ist unwichtig, solange entsprechende Punkte an allen Schaufeln verwendet werden. Beispielsweise kann der Versatzwinkel als der Winkel bestimmt werden, der zwischen der Vorderkante einer Schaufel und der Vorderkante der nachfolgenden Schaufel gebildet wird, und zwar in der Hauptrichtung der Mischerachse zwischen den beiden betreffenden Schaufeln gesehen. Der Versatzwinkel ist immer größer als null und kann beispielsweise größer als 10°, wie etwa größer als 20°, sein. Der Versatzwinkel ist immer kleiner als 360°, und kann beispielsweise kleiner als 350°, wie etwa kleiner als 340°, sein.
Je nach dem Vorzeichen oder der Größenordnung des Rotationsversatzes kann eine rechtsläufige oder linksläufige spiralförmige Anordnung erzielt werden. Falls beispielsweise ein Versatz von +45° zwischen den Schaufeln verwendet wird, wird eine rechtsläufige Schraube erzielt. Wenn jedoch ein Versatz von 315° (oder anders ausgedrückt –45°) verwendet wird, dann wird eine linksläufige Schraube erzielt.
Die Schaufeln sind auch im Verhältnis zu den angrenzenden Schaufeln translationsmäßig entlang der Mischerachse der Mischvorrichtung versetzt. Die Kombination des Versetzens der Schaufeln sowohl um die Mischerachse herum als auch entlang der Mischerachse bedeutet, dass die Schaufeln räumlich ähnlich wie die Trittflächen einer Wendeltreppe angeordnet sind. Die Größe des Translationsversatzes zwischen jeder Schaufel kann je nach Bedarf gewählt werden. Die Größe des Translationsversatzes kann sowohl das erzielte Mischen als auch den Druckabfall bei einer spezifischen Abgasströmungsrate beeinflussen. Der Versatzabstand kann beispielsweise durch Messen des Vektors entlang der Mischerachse zwischen der Stelle, an der die Vorderkante einer ersten Schaufel die Achse schneidet, und einer Stelle, an der die Vorderkante der nachfolgenden Schaufel die Achse schneidet, gemessen werden. Der Versatzabstand ist immer größer als null und kann beispielsweise größer als 5 der Gesamtaxiallänge der Mischvorrichtung sein, wie etwa größer als 10% der Gesamtaxiallänge der Mischvorrichtung. Die Versatzlänge ist immer kleiner als 90% der Gesamtaxiallänge der Mischvorrichtung, beispielsweise weniger als 80% der Gesamtlänge der Mischvorrichtung, wie etwa weniger als 70% der Gesamtlänge der Mischvorrichtung.
Ein geeigneter Steigungswinkel kann für die Schaufeln gewählt werden. Der Steigungswinkel kann dadurch variiert werden, dass jede Schaufel um ihre Längsachse rotiert wird, wobei es sich um eine Achse handeln kann, die sich von der Mischerachse der Mischvorrichtung radial nach außen in Richtung auf den Umfang der Mischvorrichtung erstreckt. Da die Einfallsrichtung des Auspuffstroms auf die Mischvorrichtung durch Vorrichtungen stromaufwärts von der Mischvorrichtung in der Abgasanlage beeinflusst werden kann, wie etwa durch eine Turbine oder einen Vormischer, ist der Steigungswinkel am einfachsten im Verhältnis zu der feststehenden Mischerachse der Mischvorrichtung zu bestimmen. Falls die Schaufel und Mischerachse gerade sind, kann der Steigungswinkel als der Winkel bestimmt werden, der durch den Schnittpunkt der Ebene der Schaufel mit der Mischerachse der Mischvorrichtung gebildet wird. Falls die Schaufel oder Mischerachse gekrümmt ist, kann die Steigung auf eine andere geeignete Art und Weise definiert werden, beispielsweise durch Definieren einer Sehnenlinie für die Schaufel.
Die Schaufeln können alle den gleichen Steigungswinkel aufweisen, wie es typischerweise bei Mischvorrichtungen aus dem Stand der Technik der Fall ist. Auf Grund der Verwendung eines Translationsversatzes besteht jedoch ein größerer Abstand zwischen den Schaufeln, der es somit möglicherweise erlaubt, dass die Schaufeln verschiedene Steigungen aufweisen. Beispielsweise kann die Steigung der Schaufeln von der Vorderschaufel bis zu der Hinterschaufel in der Richtung der Abgasströmung allmählich zu- oder abnehmen, wobei die Vorderschaufel die Schaufel ist, auf welche die Abgasströmung als erstes auftrifft, und die Hinterschaufel die Schaufel ist, auf welche die Abgasströmung als letztes auftrifft.
Alle Schaufeln der hier offenbarten Mischvorrichtung können wie zuvor beschrieben spiralförmig angeordnet sein. Die Mischvorrichtung kann jedoch alternativ einen primären Schaufelsatz, der spiralförmig angeordnet ist, aufweisen, und weitere Schaufelsätze, wie etwa sekundäre und tertiäre Schaufeln, können andersartig angeordnet sein. Beispielsweise kann die Mischvorrichtung zwei spiralförmig angeordnete Schaufelsätze aufweisen, und zwar einen primären Satz und einen sekundären Satz. Die Sätze können gleichläufig sein, d. h. die Mischvorrichtung kann wie eine doppelte spiralförmige Anordnung aussehen. Alternativ können die Sätze gegenläufig sein, wobei ein Satz linksläufig und der andere rechtsläufig ist.
Die sekundären und weiteren Schaufelsätze sind eventuell gar nicht spiralförmig angeordnet. Beispielsweise können die sekundären Schaufeln nur mit einem Rotationsversatz und ohne Translationsversatz angeordnet sein. Eine derartige Anordnung kann an der Vorderseite der Mischvorrichtung (d. h. am stromaufwärtigen Ende), an der Hinterseite der Mischvorrichtung (d. h. am stromabwärtigen Ende) oder an einer Stelle in der Mitte der spiralförmige Anordnung der primären Schaufeln positioniert sein. Die sekundären Schaufeln können nur mit einem Translationsversatz und ohne Rotationsversatz angeordnet sein. Die sekundären und tertiären Schaufeln müssen nicht die gleiche Form oder Größe wie die primären Schaufeln aufweisen. Die Mischvorrichtung kann gar keine sekundären oder tertiären Schaufeln aufweisen, oder kann von einer bis zehn sekundären und tertiären Schaufeln umfassen. Die sekundären und/oder tertiären Schaufeln müssen im Verhältnis zu den primären Schaufeln nicht versetzt sein: d. h. eine sekundäre Schaufel kann die gleiche Translationsposition entlang der mittleren Achse wie eine primäre Schaufel einnehmen.
Die Mischvorrichtung kann aus einem beliebigen in der Technik für Mischvorrichtungen bekannten Material gefertigt werden. Das Material kann bevorzugt die hohen Betriebstemperaturen der Auspuffleitung aushalten und im Wesentlichen für Abgase auf den betreffenden Temperaturen inert sein. Die Mischvorrichtung wird typischerweise aus Stahl gefertigt, sie kann jedoch unter Verwendung anderer Materialien, wie etwa Metallen (z. B. Aluminium), Keramik und/oder thermoplastischen oder wärmeaushärtenden Harzen oder Verbundstoffen, welche die hohen Temperaturen der Abgase aushalten können, (z. B. Epoxid) gefertigt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 2 und eine Auspuffleitung 4, die über einen Turbolader 5 vom Motor 2 zur Atmosphäre führt. In der Auspuffleitung 4 sind eine Vorrichtung 6 zum Dosieren eines Reduktionsmittels und ein SCR-Katalysator 8 angeordnet. Eine Mischvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in der Auspuffleitung 4 zwischen der Vorrichtung 6 zum Dosieren eines Reduktionsmittels und dem SCR-Katalysator 8 angeordnet. Das abgebildete Fahrzeug ist ein Schwerlastwagen, doch die Erfindung ist auf andere Fahrzeuge anwendbar, wozu ohne Einschränkung Busse, Nutzfahrzeuge und Personenkraftwagen gehören.
2a bis 2c bilden schematisch eine Mischvorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ab. 2a bildet die Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht ab; 2b bildet die Vorrichtung von vorne, entlang der mittleren Achse gesehen ab; und 2c bildet die Vorrichtung von der Seite gesehen ab. Die Mischvorrichtung 10 umfasst acht Schaufeln 12, die um eine mittlere Achse C herum derart angeordnet sind, dass sich die ersten Enden 14 der Schaufeln in der Nähe der mittleren Achse C befinden und sich die zweiten Enden 16 am Umfang der Mischvorrichtung 10 befinden. Die Schaufeln 12 sind um die mittlere Achse C herum mit einem Versatzwinkel θ zwischen jeder Schaufel von ungefähr 45° verteilt. Es ist ersichtlich, dass dies eine einzige vollständige Rotation ist. Die Schaufeln 12 sind auch entlang der mittleren Achse C mit einem Versatzabstand d zwischen jeder Schaufel verteilt. Die ersten Enden 14 der Schaufeln 12 sind an einer mittleren Welle 18 befestigt. In 2c ist zu sehen, dass die mit 12b bezeichnete Schaufel mehr oder weniger seitlich abgebildet ist, wodurch die Schaufelsehnenlinie 15 zwischen der Vorderkante der Schaufel und der Hinterkante der Schaufel gezeichnet werden kann. Der Schaufelsteigungswinkel α kann als der Winkel bestimmt werden, der zwischen der Schaufelsehnenlinie 15 und der mittleren Achse C gebildet ist. Alle Schaufeln 12 weisen den gleichen Steigungswinkel α auf.
3a, 3b, 4a und 4b bilden schematisch die Ergebnisse der mathematischen Berechnungen der Fluiddynamik ab, welche die Abgasströmung um die Mischvorrichtung herum, die in 2 abgebildet ist, mit einer Mischvorrichtung aus dem Stand der Technik, die keinen Versatz in der Richtung der mittleren Achse aufweist, vergleichen. Aus 3a (Seitenansicht) und 3b (Draufsicht) geht hervor, dass der Mischer aus dem Stand der Technik bewirkt, dass Fluide, die in den Mischer eintreten, mit einer einheitlichen Stärke und Richtung wirbeln, was bedeutet, dass ein schlechtes Mischen erzielt wird. Dagegen schafft der in 2 gezeigte Mischer mehrere Wirbelströmungen, die verschiedene Stärken aufweisen, wie in 4a (Seitenansicht) und 4b (Draufsicht) zu sehen. Diese mehreren Wirbelströmungen sind nicht parallel und stoßen zusammen, was ein besseres Mischen bereitstellt.
Die Ergebnisse der CFD-Berechnungen wurden versuchsmäßig in einer Abgasanlage bestätigt, in der eine Mischvorrichtung stromaufwärts von drei parallelen SCR-Katalysatoren angeordnet wurde. Eine typische Betriebsdosierung von Harnstofflösung wurde zu der typischen Betriebsabgasströmung (ungefähr 1700 kg/h) hinzugefügt. 5 zeigt eine Grafik der NH3-Molströmung über Zeit für den axial verteilten Mischer im Vergleich zu dem herkömmlichen, nicht axial verteilten Mischer aus dem Stand der Technik. Die Linien 501, 502 und 503 zeigen die Molströmung an den jeweiligen SCR-Katalysatorsubstraten bei der Verwendung des Katalysators aus dem Stand der Technik. Aus dem Pfeil 504 geht hervor, dass es eine erhebliche Variation der Molströmung zwischen den drei Substraten gibt. Dieser Unterschied wird mit ungefähr 23% berechnet. Wenn man das System betrachtet, bei dem ein axial verteilter Mischer gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet wurde (Linien 505, 506 und 507), verringert sich die Variation der Molströmung erheblich (Pfeil 508), und wird mit ungefähr 6% berechnet. Somit stellt die Verwendung eines axial verteilten Mischers gemäß der vorliegenden Offenbarung eine viel gleichmäßigere Verteilung von Reduktionsmittel auf alle der parallelen SCR-Katalysatoren bereit. Dies bedeutet, dass weniger Harnstoff für die Abgasanlage zu dosieren ist, dass die Katalysatoren nicht so sehr überdimensioniert werden müssen, und dass der Bedarf für einen Ammoniakschlupf-Katalysator geringer ist.
Wenn man den Druckabfall betrachtet, der durch die Mischer unter den zuvor beschriebenen Versuchsbedingungen verursacht wird, ist zu beobachten, dass der Mischer aus dem Stand der Technik einen Druckabfall von 150 mbar verursachte. Der axial verteilte Mischer gemäß der vorliegenden Offenbarung verursachte einen geringeren Druckabfall von 134 mbar, eine Verringerung von 11%. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, geht man davon aus, dass der größere Druckabfall, der durch die Mischvorrichtungen aus dem Stand der Technik verursacht wird, darauf zurückzuführen ist, dass der Abschnitt des Auspuffrohrs, in dem die Mischvorrichtung positioniert ist, bei Vorrichtungen aus dem Stand der Technik das Auspuffrohr auf Grund der kompakten Anordnung der Schaufeln im Wesentlichen versperrt ist. Dagegen weisen die Mischvorrichtungen der vorliegenden Offenbarung eine größere räumliche Verteilung auf und blockieren daher das Auspuffrohr nicht so sehr an einem beliebigen gegebenen Querschnitt des Auspuffrohrs. Der geringere Druckabfall, der durch die axial verteilten Mischer verursacht wird, führt zu einer besseren Kraftstoffersparnis für den Motor.
6a bis 6c bilden schematisch eine Mischvorrichtung 10 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ab. 6a bildet die Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht ab; 6b bildet die Vorrichtung von vorne, entlang der mittleren Achse gesehen ab; und 6c bildet die Vorrichtung von der Seite gesehen ab. Bei dieser Ausführungsform wurde eine Reihe von acht primären Schaufeln 612 mit einer Reihe von acht sekundären Schaufeln 613 ergänzt. Die primären Schaufeln 612 sind in einer Spiralform mit einem Winkelversatz θ von ungefähr 45° zwischen den Schaufeln angeordnet. Die sekundären Schaufeln 613 sind ebenfalls in einer Spiralform mit einem Winkelversatz θ2 von 45° zwischen den Schaufeln angeordnet. Der Translationsversatz d entlang der mittleren Achse C zwischen jeder Schaufel des Satzes von primären Schaufeln 612 ist der gleiche wie der Translationsversatz d2 für die sekundären Schaufeln 613. Die Vorderschaufel 613a des sekundären Schaufelsatzes 613 ist zu der Vorderschaufel 612a des primären Schaufelsatzes 612 mehr oder weniger diametral entgegengesetzt, und ist entlang der mittleren Achse C im Verhältnis zu 612a etwas versetzt. Die beiden Schaufelsätze 612 und 613 bilden eine im Wesentlichen parallele doppelte spiralförmige Anordnung.
7a bis 7c bilden schematisch eine Mischvorrichtung 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ab. 7a bildet die Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht ab; 7b bildet die Vorrichtung von vorne, entlang der mittleren Achse gesehen ab; und 7c bildet die Vorrichtung von der Seite gesehen ab. Bei dieser Ausführungsform wurde ein primärer Satz von vier Schaufeln 712 mit einem sekundären Satz von vier Schaufeln 713 ergänzt. Die primären Schaufeln 712 sind in einer Spiralform mit einem Winkelversatz θ von ungefähr 90° zwischen den Schaufeln angeordnet. Die sekundären Schaufeln 713 sind ebenfalls in einer Spiralform mit einem Winkelversatz θ2 von ungefähr 90° zwischen den Schaufeln angeordnet. Der Translationsversatz d der primären Schaufeln 712 ist der gleiche wie der Translationsversatz d2 der sekundären Schaufeln 713. Die vordere sekundäre Schaufel 713a ist entlang der mittleren Achse C ungefähr um einen Abstand gleich dem Versatzabstand d getrennt. D. h. die vordere sekundäre Schaufel 713a ist ungefähr in dem gleichen Abstand entlang der mittleren Achse C wie die zweite primäre Schaufel 712b angeordnet. Die sich ergebende Anordnung sieht wie zwei parallele Spiralen mit einer gemeinsamen Spiralachse aus, wobei eine der Spiralen in der Richtung der Spiralachse im Vergleich zu der anderen Spirale etwas versetzt ist.
8a und 8b bilden schematisch Mischvorrichtungen gemäß noch anderen Ausführungsformen der Erfindung ab. Dabei sind die Mischvorrichtungen von der Seite gesehen. Die Mischerachse C ist in den beiden Figuren gekrümmt. In 8a ist die Periode der Kurve der Mischerachse C ungefähr gleich der Länge der Mischvorrichtung 10. In 8b ist die Periode der Kurve der Mischerachse C ungefähr gleich der doppelten Länge der Mischvorrichtung. Die Schaufeln 12 sind je nach der Nähe der Mischerachse C zu der Auspuffleitungswand 4 in dem betreffenden Versatzabstand entlang der Mischerachse C unterschiedlich groß.
9 bildet schematisch eine Mischvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung ab. Die Schaufeln 12 sind nicht an einer mittleren Welle befestigt, sondern sind stattdessen an einem röhrenförmigen Träger 20 befestigt, der die Schaufeln umfangsmäßig umschließt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2008/0308083 [0007]

Claims

Mischvorrichtung (10) für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine (2), wobei die Mischvorrichtung eine Vielzahl von primären Schaufeln (12, 612, 712), die um eine Mischerachse (C) herum angeordnet sind, umfasst, wobei sich jede primäre Schaufel (12, 612, 712) von einem ersten Ende (14) in der Nähe der Mischerachse (C) bis zu einem zweiten Ende (16) an einem Umfang der Mischvorrichtung erstreckt, wobei die primären Schaufeln derart angeordnet sind, dass jede primäre Schaufel (12, 612, 712) um einen Versatzwinkel (θ) in einer Richtung um die Mischerachse herum (C) im Verhältnis zu einer direkt vorhergehenden und/oder direkt folgenden primären Schaufel (12, 612, 712) versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede primäre Schaufel (12, 612, 712) um einen Versatzabstand (d) in einer Richtung entlang der Mischerachse (C) im Verhältnis zu einer direkt vorhergehenden und/oder direkt folgenden primären Schaufel (12, 612, 712) translationsmäßig versetzt ist, wobei der Versatzwinkel (θ) und der Versatzabstand (d) beide größer als null sind.
Mischvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mischerachse (C) eine Gerade ist, die eine mittlere Längsachse der Mischvorrichtung bildet, oder wobei die Mischerachse (C) eine Kurve ist, die sich hauptsächlich in einer Längsrichtung durch die Mischvorrichtung hindurch erstreckt.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Mischvorrichtung (10) ferner eine mittlere Welle (18) umfasst, wobei die Längsachse der mittleren Welle (18) mit der Mischerachse (C) zusammenfällt, und wobei das erste Ende (14) jeder der Vielzahl von primären Schaufeln (12, 612, 712) an der mittleren Welle (18) befestigt ist.
Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mischvorrichtung ferner einen röhrenförmigen Träger umfasst, der sich in Längsrichtung in der Richtung entlang der Mischerachse (C) erstreckt, wobei der röhrenförmige Träger die Vielzahl von primären Schaufeln (12, 612, 712) umschließt, und wobei das zweite Ende (16) von jeder der Vielzahl von primären Schaufeln (12, 612, 712) an dem röhrenförmigen Träger befestigt ist.
Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede primäre Schaufel (12, 612, 712) einen Steigungswinkel (α) im Verhältnis zu der Mischerachse (C) bildet, und wobei der Steigungswinkel (α) für alle primären Schaufeln (12, 612, 712) der gleiche ist.
Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mischvorrichtung mindestens drei primären Schaufeln (12, 612, 712) aufweist.
Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede primäre Schaufel (12, 612, 712) gerade ist oder wobei jede primäre Schaufel gekrümmt ist.
Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Vielzahl von sekundären Schaufeln (613, 713).
Mischvorrichtung nach Anspruch 8, wobei jede sekundäre Schaufel (613, 713) rotierend um einen Versatzwinkel (θ2) in einer Richtung um die Mischerachse herum (C) im Verhältnis zu einer direkt vorhergehenden und/oder direkt folgenden sekundären Schaufel (613, 713) versetzt ist, wobei der Versatzwinkel (θ2) größer oder gleich null ist.
Mischvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Versatzwinkel (θ2) der sekundären Schaufeln (613, 713) der gleiche oder ein Versatzgegenwinkel (θ) der primären Schaufeln (12, 612, 712) ist.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei jede sekundäre Schaufel (613, 713) um einen Versatzabstand (d2) in einer Richtung entlang der Mischerachse (C) im Verhältnis zu einer direkt vorhergehenden und/oder direkt folgenden sekundären Schaufel (613, 713) translationsmäßig versetzt ist, wobei der Versatzabstand (d2) größer oder gleich null ist.
Mischvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Versatzabstand (d2) der sekundären Schaufeln (613, 713) der gleiche wie der Versatzabstand (d1) der primären Schaufeln (12, 612, 712) ist.
Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede sekundäre Schaufel (613, 713) einen Steigungswinkel (α2) im Verhältnis zu der Mischerachse (C) bildet, und wobei der Steigungswinkel (α2) für alle sekundären Schaufeln (613, 713) der gleiche ist.
Mischvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Steigungswinkel (α2) der sekundären Schaufeln (613, 713) der gleiche wie der Steigungswinkel (α) der primären Schaufeln (12, 612, 712) ist, oder wobei der Steigungswinkel (θ2) der sekundären Schaufeln (613, 713) der Steigungsgegenwinkel (α) der primären Schaufeln (12, 612, 712) ist.
Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine (2), umfassend eine Mischvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Fahrzeug (1), umfassend eine Abgasanlage, wobei die Abgasanlage eine Mischvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfasst.