DE102017210203B4 - Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung mit einem integrierten Mischer - Google Patents

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Abstract

Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung, wobei die Einspritzvorrichtung folgende Teile aufweist:ein Abgasrohr (110), das das in der Maschinenverbrennungskammer entstandene Abgas nach außen abführt;eine Einspritzdüse (120), die an dem Abgasrohr (110) durchbohrend einzubauen ist, um eine Harnstofflösung in die Abgasströmung des Abgasrohrs (110) einzuspritzen;einen Katalysator (130), der sich auf der hinteren Stelle von der Einspritzdüse (120) zur Abgasströmungsrichtung befindet, um das mit der Harnstofflösung gemischte Abgas in dem Abgasrohr (110) zu zersetzen; undeinen Mischer (140) für eine Harnstofflösung, der sich in dem unteren Endabschnitt der Einspritzdüse (120) befindet und an dem Abgasrohr (110) durchbohrend einzubauen ist, um eine durch die Einspritzdüse (120) gesprühte Harnstofflösung zu verstreuen,wobei der Mischer (140) für eine Harnstofflösung in Form eines an beiden Enden offenen Zylinders ausgebildet ist und einen Anschlussteil (141), der einen Endabschnitt aufweist, wobei er auf die äußere Umfangsfläche der Einspritzdüse (120) eingeschoben wird, und einen Mischerteil (142) aufweist, der an dem anderen Endabschnitt des Anschlussteils (141) angeschlossen ist, um eine durch die Einspritzdüse (120) gesprühte Harnstofflösung gleichmäßig zu verstreuen,dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (140) für eine Harnstofflösung zusätzlich einen Führungsteil (143) umfasst, der an die Innenseite des Anschlussteils (141) angeschlossen und von einem Einspritzungsteil der Einspritzdüse (120) bis zu einem Ringteil (142a) des Mischerteils (142) angeordnet ist, so dass er eine Harnstofflösung von einer zum Einspritzen bestimmten Einspritzdüse (120) bis zu einem Verteilungsteil (142b, 142b') für eine Harnstofflösung anleiten kann, wobei die innere Umfangsfläche des Führungsteils (143) für eine Harnstofflösung in Form einer Nut oder eines Vorsprungs (143a) ausgebildet ist, so dass eine Harnstofflösung während des Einspritzens nach außen spiralförmig angeleitet werden kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung, insbesondere zum Einspritzen für eine Harnstofflösung, die zur Reduzierung der im Abgas enthaltenen und als Schadstoff eingestuften Stickoxide eingesetzt wird, wobei die Harnstofflösung-Einspritzdüse mit einem Mischer ausgestattet ist, der an deren unteren Endabschnitt angebracht ist, um die in das Abgas eingespritzte Harnstofflösung gleichmäßig zu verstreuen.
  • In den letzten Jahren gibt es ein wachsendes Interesse an Umweltschutz und dementsprechend werden heute unterschiedliche Verfahren zur Verringerung der als Schadstoff eingestuften Stickoxide (NOx) bei in Kraftfahrzeugen betriebenen (Brennkraftmaschinen, wie) Dieselmotoren und Benzinmotoren mit Direkteinspritzung kontinuierlich erforscht.
  • Die Harnstoff-selektive katalytische Reduktion (Urea-SCR: Urea-Selective Catalytic Reduction) ist eines der effizientesten Verfahren zur Reduzierung der Stickoxide.
  • In dieser Technik wird ein mit einem Katalysator ausgestatteter SCR-Reaktor in der Mitte des Abgasrohrs installiert und eine Einspritzdüse wird auf einer Seite des SCR-Reaktors installiert, um eine Harnstofflösung in das Abgasrohr zu sprühen. Und dabei ist die Einspritzdüse mit dem zur Lieferung und Lagerung bestimmten Tank für Harnstofflösung verbunden.
  • Wenn eine Harnstofflösung in die Abgasströmung von dem Motor zu dem SCR-Reaktor durch die Einspritzdüse gesprüht wird, so werden die versprühten Teilchen von Harnstofflösung mit dem Abgas gemischt und dann strömt das Abgas zum SCR-Reaktor und es passiert den Katalysator. In diesem Durchgangsprozess durch den Katalysator reagiert das mit der Harnstofflösung hydrolysierte Ammoniak mit dem Abgas, und dabei werden die Stickstoffoxide in dem Abgas zu harmlosem Stickstoff und Wasserdampf reduziert und dann in die Atmosphäre freigesetzt. Durch einen solchen Prozess werden die als Schadstoff eingestuften Stickstoffoxide unschädlich gereinigt.
  • In der 1 ist eine Struktur dargestellt, in der eine Einspritzdüse zur Einspritzung einer solchen Harnstofflösung mit dem Abgasrohr verbunden ist.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, umfasst die herkömmliche Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung: ein Abgasrohr 11, das nach dem Auspuffkrümmer vorgesehen ist und das Abgas nach außen führt, das wiederum nach der Verbrennung des Kraftstoffs in der Maschinenverbrennungskammer entsteht; eine Einspritzdüse 12, die an einem Abgasrohr 11 durchbohrend einzubauen ist, um eine Harnstofflösung in das Abgas einzuspritzen; einen Reduktionskatalysator 13, um das mit der Harnstofflösung gemischte Abgas in dem Abgasrohr 11 zu zersetzen; einen Mischer für eine Harnstofflösung 14, der zwischen dem Reduktionskatalysator 13 und der Einspritzdüse 12 angebracht ist, um eine durch die Einspritzdüse 12 gesprühte Harnstofflösung mit dem Abgas gleichmäßig zu mischen und die Mischung zu dem Reduktionskatalysator 13 strömen zu lassen.
  • Die Einspritzdüse 12 ist so angeordnet, dass sie in der Mitte des Abgasrohrs 11 durchbohrend einzubauen ist, wobei sich der eine Teil, in dem eine Harnstofflösung eingespritzt wird, auf der Innenseite des Abgasrohrs 11 befindet und sich der andere Teil, an den ein Tank für eine Harnstofflösung angeschlossen ist, auf der Außenseite des Abgasrohrs 11 befindet.
  • Der Reduktionskatalysator (SCR) 13 ist auf der Innenseite des Abgasrohrs 11 angebracht, wobei er sich auf der Hinterseite von der Einspritzdüse 12 zur Abgasströmungsrichtung befindet und dabei die Aufgabe hat, NOx in dem Abgas zu entfernen, mit dem eine durch die Einspritzdüse 12 gesprühte Harnstofflösung gemischt ist.
  • Der Mischer für eine Harnstofflösung 14 ist an der inneren Umfangsfläche des Abgasrohrs 11 gekoppelt, so dass eine durch die Einspritzdüse 12 gesprühte Harnstofflösung mit dem Abgas gleichmäßig gemischt wird, während das Abgas 11 entlang der Abgasleitung strömt und nach außen abgeführt wird.
  • Bei dem herkömmlichen Modul für eine Einspritzdüse einer Harnstofflösung, wie oben beschrieben, entsteht der Gegendruck als ein Problem während der Durchströmung des Abgases im Abgasrohr 11, weil der Mischer 14, der die zerstäubte Harnstofflösung mit dem Abgas gleichmäßig mischt, in Form einer Blockierung des Abgasrohrs 11 eingebaut ist.
  • Falls eine Abgasströmung aufgrund der Fremdstoffe nicht optimal läuft, so muss der Mischer für eine Harnstofflösung 14 zwar ausgewechselt werden, jedoch ist es nicht einfach oder gar schwierig, den Mischer 14 auszuwechseln, da er an der inneren Umfangsfläche des Abgasrohrs 11 befestigt ist.
  • Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung mittels Harnstoff sind beispielsweise in der koreanischen Offenlegungsschrift KR 10 2015 0 030 250 A , sowie in den Druckschriften EP 2 676 723 A2 , US 8 240 137 B2 und DE 10 2013 223 956 A1 beschrieben.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung zur Lösung der obengenannten Probleme, eine Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung anzubieten, die den Gegendruck während der Durchströmung des Abgases im Abgasrohr mindern kann, wobei es versucht wird, die Anbringungsstelle des Mischers zu ändern, der die Harnstofflösung mit dem Abgas gleichmäßig mischen kann, so dass die durch die Einspritzdüse gesprühte Harnstofflösung durch den Mischer gleichmäßig verteilt wird und dann mit dem entlang der Abgasleitung strömenden Abgas gleichmäßig gemischt wird.
  • Um das oben beschriebenen Ziel zu erreichen, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Teile umfasst: ein Abgasrohr, das das Abgas nach außen führt, das wiederum (nach der Verbrennung des Kraftstoffs) in der Maschinenverbrennungskammer entsteht; eine Einspritzdüse, die an dem Abgasrohr durchbohrend einzubauen ist, um eine Harnstofflösung in die Abgasströmung des Abgasrohrs einzuspritzen; einen Reduktionskatalysator, der sich auf der hinteren Stelle von der Einspritzdüse zur Abgasströmungsrichtung befindet, um das mit der Harnstofflösung gemischte Abgas in dem Abgasrohr zu zersetzen; einen Mischer für eine Harnstofflösung, der sich in dem unteren Endabschnitt der Einspritzdüse befindet und an dem Abgasrohr durchbohrend einzubauen ist, um eine durch die Einspritzdüse gesprühte Harnstofflösung mit dem Abgas gleichmäßig zu mischen und zu verstreuen.
  • Der Mischer für eine Harnstofflösung ist in Form eines an beiden Enden offenen Zylinders ausgebildet, wobei er die folgenden Teile umfasst: einen Anschlussteil des einen Endabschnitts des Mischers, der auf die äußere Umfangsfläche der Einspritzdüse eingeschoben wird; einen Mischerteil des anderen Endabschnitts des Anschlussteils, um eine durch die Einspritzdüse gesprühte Harnstofflösung gleichmäßig zu verstreuen.
  • Der Mischer für eine Harnstofflösung umfasst zusätzlich einen Führungsteil, der an die Innenseite des Anschlussteils angeschlossen und von dem Einspritzungsteil der Einspritzdüse bis zu dem Ringteil des Mischerteils angeordnet ist, so dass er eine Harnstofflösung von einer zum Einspritzen bestimmten Einspritzdüse bis zu einem Verteilungsteil für eine Harnstofflösung anleiten kann, wobei die innere Umfangsfläche des Führungsteils für eine Harnstofflösung in Form einer Nut oder eines Vorsprungs ausgebildet ist, so dass eine Harnstofflösung während des Einspritzens nach außen spiralenförmig angeleitet werden kann.
  • Zugleich umfasst der Mischerteil vorzugsweise die folgenden Teile: einen Ringteil, der in den Öffnungsrand des anderen Endabschnitts des Anschlussteils eingeschoben und daran befestigt ist, wobei ein Durchgangsloch in der Mitte des Ringteils ausgebildet ist; eine Vielzahl von Stiftteilen, die je einzeln in Fächerform angeordnet sind, wobei der eine Endabschnitt jedes Stiftteils in der Mitte des Durchgangslochs miteinander verbunden ist und dessen anderer Endabschnitt in einem vorbestimmten Winkelintervall aufgeweitet wird und an dem Rand des Durchgangslochs angeschlossen ist, und schließlich einen Verteilungsteil für eine Harnstofflösung, in dem die Verteilungslöcher ausgebildet sind, um eine durch die Einspritzdüse gesprühte Harnstofflösung gleichmäßig zu verstreuen.
  • Ferner umfasst die Vorrichtung eine Montageeinheit, um den Mischer für eine Harnstofflösung an dem Abgasrohr durchbohrend einzubauen, wobei die Montageeinheit vorzugsweise die folgenden Teile aufweist: einen ersten Verbindungsteil, der auf der äußeren Umfangsfläche des Mischers für eine Harnstofflösung ausgebildet ist, um den Mischer durchbohrend einzubauen, der wiederum an dem unteren Endabschnitt der Einspritzdüse angebracht ist, die an einem Abgasrohr durchbohrend einzubauen ist; einen Stützvorsprung, der auf der äußeren Umfangsfläche des Abgasrohrs vorspringend ausgebildet ist, um durch eine Öffnung hindurch an die Innenseite des Abgasrohrs anzuschließen; einen zweiten Verbindungsteil, der auf der inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs ausgebildet ist und mit dem der Mischer für eine Harnstofflösung verbunden ist.
  • Zudem sind der erste Verbindungsteil und der zweite Verbindungsteil vorzugsweise mit Schraubgewinde versehen, das miteinander verschraubt ist.
    Vorzugsweise umfasst die Montageeinheit zusätzlich einen Stopper für den Mischer, an dem der untere Endabschnitt des Mischers aufgehängt wird, um zu verhindern, dass der untere Endabschnitt des Mischers über eine vorbestimmte Tiefe eingeführt wird, indem der Mischer für eine Harnstofflösung durch Verschrauben mit dem Stützvorsprung an dem Abgasrohr angebracht wird.
  • Zugleich ist der Stopper für den Mischer vorzugsweise in einem ringförmigen Vorsprung entlang des Umfangs der inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs ausgebildet, wobei der Stopper an der inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs, zu dem der untere Endabschnitt des Mischers (für eine Harnstofflösung) eingeführt wird, in Richtung zur Mitte des Vorsprungs vorspringend angebracht ist.
  • Außerdem umfasst die Montageeinheit vorzugsweise die folgenden Teile: einen Stützvorsprung, der auf der äußeren Umfangsfläche des Abgasrohrs vorspringend ausgebildet ist, um durch eine Öffnung hindurch auf die Innenseite des Abgasrohrs anzuschließen, und eine Klemme zum Drücken der äußeren Umfangsfläche des Stützvorsprungs, nachdem der untere Endabschnitt des Mischers (für eine Harnstofflösung) zur inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs eingeführt wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Mischer in der Einspritzdüse zusammengeschlossen, um eine Harnstofflösung mit dem Abgas gleichmäßig zu mischen, die in die Abgasströmung des Abgasrohrs eingespritzt und gleichmäßig verstreut wird, so dass das Abgas frei abströmen kann, und damit ein Effekt erzielt wird, dass der Gegendruck in dem Abgasrohr reduziert wird.
  • Es zeigen:
    • 1: eine Querschnittsansicht einer Ausströmungsstruktur, in der das herkömmliche Modul für eine Einspritzdüse einer Harnstofflösung installiert ist.
    • 2: eine Querschnittsansicht einer Ausströmungsstruktur, in der eine Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist.
    • 3: eine Querschnittsansicht eines Zustandes, in dem die Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung mit einem integrierten Mischer in 2 von dem Abgasrohr entfernt wird.
    • 4: eine perspektivische Ansicht eines Zustandes, in dem der Mischer für eine Harnstofflösung von der Einspritzvorrichtung in 2 entfernt wird.
    • 5: eine Draufsicht eines Mischerteils von dem Mischer aus der Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung in 2.
    • 6: eine perspektivische Ansicht in einer anderen Form von einem Mischer aus der Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung in 2.
    • 7: eine perspektivische Explosionsansicht in einer noch weiteren Form von einem Mischer aus der Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung in 2.
  • Es wird eine konkrete Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Bei diesem Verfahren können die Dicken der Linien und die Größen der Komponenten in den Zeichnungen aus Gründen der Klarheit und Einfachheit der Erläuterung übertrieben dargestellt werden. Darüber hinaus können Begriffe, die nachfolgend beschrieben werden und unter Berücksichtigung der Funktionen der vorliegenden Erfindung definiert sind, nach der Absicht oder dem Brauch des Benutzers und des Bedieners variiert werden. Daher sollte die Definition dieser Begriffe auf der Basis des Inhalts der gesamten Patentschrift in Bezug genommen werden.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht einer Ausströmungstruktur, in der eine Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist. 3 ist eine Querschnittsansicht eines Zustandes, in dem die Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung mit einem integrierten Mischer in 2 von der Abgasleitung entfernt wird. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Zustandes, in dem der Mischer für eine Harnstofflösung von der Einspritzvorrichtung in 2 entfernt wird. 5 ist eine Draufsicht eines Mischerteils von dem Mischer aus der Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung in 2.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, umfasst die einheitliche Struktur einer Einspritzdüse für eine Harnstofflösung mit einem integrierten Mischer gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgenden Teile: ein Abgasrohr 110, um das Abgas nach außen zu führen, das wiederum nach der Verbrennung des Kraftstoffs in der Maschinenverbrennungskammer entsteht; eine Einspritzdüse 120, die an einem Abgasrohr 110 durchbohrend einzubauen ist, um eine Harnstofflösung in die Abgasströmung einzuspritzen; einen Katalysator 130, um das Abgas zu zersetzen, das mit einer durch die Einspritzdüse 120 gesprühten Harnstofflösung gemischt ist; einen Mischer 140 für eine Harnstofflösung, der in dem unteren Endabschnitt der Einspritzdüse 120 angebracht ist und an dem Abgasrohr 110 durchbohrend einzubauen ist, wobei er sich auf der Innenseite des Abgasrohrs 110 vorspringend befindet, und eine Montageeinheit 150, um den Mischer für eine Harnstofflösung 140 zwischen dem Endabschnitt der Einspritzdüse 120 und dem Abgasrohr 110 einzubauen.
  • Zuerst ist ein Abgasrohr 110 von dem direkt an den Motor angeschraubten Auspuffkrümmer bis zum Hinterteil des Fahrzeugs vorgesehen, so dass es das Abgas nach außen führt, das nach der Verbrennung des Kraftstoffs in der Maschinenverbrennungskammer entsteht.
  • Eine Einspritzdüse 120 ist dazu bestimmt, um eine Harnstofflösung aus einem Tank in die Abgasströmung einzuspritzen, der separat an der Außenseite (in den Zeichnungen nicht gezeigt) angeordnet ist, wobei sie durchbohrend von der Außenseite des Abgasrohrs 110 bis zu dessen Innenseite vorspringend an dem Abgasrohr 110 einzubauen ist.
  • Eine Einspritzdüse 120 umfasst die folgenden Teile: einen Einspritzungskörper, der einerseits aus einem Endabschnitt besteht, an dem ein Anschluss eines Tanks für eine Harnstofflösung angebracht ist, und andererseits aus anderem Endabschnitt besteht, an dem ein Einspritzungsteil zum Einspritzen einer Harnstofflösung angebracht ist; ein Gehäuse, das zum Überdecken von der äußeren Umfangsfläche des Einspritzungskörpers bestimmt ist, wobei es von der äußeren Umfangsfläche des Einspritzungskörpers beabstandet angeordnet ist.
  • Ein Mischer 140 für eine Harnstofflösung umfasst einen Anschlussteil 141 und einen Mischerteil 142, wobei der Mischer in der Einspritzdüse 120 zusammengeschlossen ist, um eine Harnstofflösung gleichmäßig zu verstreuen, während eine Harnstofflösung durch den Einspritzungsteil der Einspritzdüse 120 in die Abgasströmung im Abgasrohr eingespritzt wird.
  • Ein Anschlussteil 141 ist in Form eines an beiden Enden offenen Zylinders ausgebildet, um mit dem unteren Ende einer zum Einspritzen für eine Harnstofflösung bestimmten Einspritzdüse 120 in einem nachfolgend zu beschreibenden Mischerteil 142 zusammenzuschließen. Also wird ein offener Oberteil des Anschlussteils 141 in die äußere Umfangsfläche des unteren Endes des Gehäuses der Einspritzdüse 120 eingeschoben und ist damit verbunden.
  • Hierbei ist ein Anschlussteil 141 während dessen Verbindens mit dem unteren Ende einer Einspritzdüse 120 so konstruiert, dass ein Schraubgewinde sowohl an einer inneren Umfangsfläche eines Endabschnitts des Anschlussteils 141 als auch an einer äußeren Umfangsfläche des Gehäuses ausgebildet ist, so dass das Gewinde miteinander verschraubt ist. Nachdem eine Öffnung des einen Endabschnitts des Anschlussteils 141 in die äußere Umfangsfläche des unteren Endes des Gehäuses der Einspritzdüse 120 eingeschoben wird, werden der obere Endabschnitt des Anschlussteils 141 und die äußere Umfangsfläche des Gehäuses der Einspritzdüse 120 durch Schweißen befestigt.
  • Ein Mischerteil 142 ist in einer kreisförmigen Form ausgebildet, um eine durch die Einspritzdüse 120 gesprühte Harnstofflösung in der Abgasströmung in einem Abgasrohr 110 gleichmäßig zu verstreuen, wobei er in dem offenen Unterteil eines Anschlussteils 141 zusammengeschlossen ist.
  • Ein Mischerteil 142 ist in einer kreisförmigen Form ausgebildet, damit er in den unteren Öffnungsrand eines Anschlussteils 141 eingeschoben und daran befestigt wird, wobei er die folgenden Teile umfasst: einen Ringteil 142a, in dessen Mitte ein Durchgangsloch ausgebildet ist, und einen Verteilungsteil 142b für eine Harnstofflösung, in dem die Verteilungslöcher 142c ausgebildet sind, die wiederum das Durchgangsloch mit einer Vielzahl von Stiftteilen in Fächerform überdecken, um eine Harnstofflösung gleichmäßig zu verstreuen.
  • Ein Verteilungsteil 142b für eine Harnstofflösung ist so konstruiert, dass die Verteilungslöcher 142c mit einer dreieckigen Form zwischen den Stiftteilen ausgebildet sind, da eine Vielzahl von Stiftteilen an einem Endabschnitt als Mittelpunkt jedes Stiftteils miteinander verbunden ist und dessen anderer Endabschnitt in einem vorbestimmten Winkelintervall aufgeweitet wird und in einer Kreisform wie Speichen eines Regenschirms ausgebildet ist.
  • Das heißt, die Verteilungslöcher 142c sind in einer dreieckigen Form ausgebildet, so dass die Mitte des Durchgangslochs als Scheitelpunkt der Verteilungslöcher 142c dient, und der Anteil an der inneren Umfangsfläche des Durchgangslochs auf einer Basis von Verteilungslöchern 142c gebildet wird.
  • Außerdem sind die verschiedenen Formen des Mischerteils 142 in 6 gezeigt.
  • In 6 umfasst ein Mischerteil 142 die folgenden Teile: einen Ringteil 142a, der in der Öffnung eines Endabschnitts des Anschlussteils 141 zusammengeschlossen ist; einen Verteilungsteil 142b' für eine Harnstofflösung, der aus einer Vielzahl von Stiftteilen in einer gekrümmten Form besteht, die wiederum an einem Endabschnitt (als Mittelpunkt jedes Stiftteils) miteinander verbunden sind und deren anderen Endabschnitte in einem vorbestimmten Winkelintervall wie Speichen eines Regenschirms aufgeweitet werden, wobei sie in der Öffnung eines Endabschnitts des Ringteils 142a zusammengeschlossen sind. Das heißt, ein Verteilungsteil 142b' für eine Harnstofflösung soll vorzugsweise in einer gekrümmten Form wie einer Mondsichel ausgebildet sein, so dass eine Harnstofflösung während des Einspritzens noch wirksamer verstreut werden kann.
  • Zwar sind die Verteilungsteile 142b, 142b' für eine Harnstofflösung in 5 und 7 als Ausführungsformen so gezeigt, dass eine Vielzahl der Stiftteile in einer flachen Plattenform dargestellt sind, aber um den Verteilungseffekt einer Harnstofflösung weiter zu verbessern, kann es anwendbar sein, dass ein Profil einer Vielzahl der Stiftteile in einer geformten Flügelform mit einem vorbestimmten Tragflächenprofil (airfoil) ausgebildet ist, wobei diese Anwendung selbstverständlich als zur vorliegenden Erfindung gehörig angesehen wird.
  • Wie in 7 gezeigt ist, umfasst ein Mischer 140 für eine Harnstofflösung zusätzlich einen Führungsteil 143, der an der inneren Umfangsfläche des Anschlussteils 141 angeordnet ist, so dass er eine Harnstofflösung von einer zum Einspritzen der Harnstofflösung bestimmten Einspritzdüse 120 bis zu einem Verteilungsteil 142b' für eine Harnstofflösung anleiten kann und dabei ein Spiralteil 143a an dessen inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, um die eingespritzte Harnstofflösung spiralenförmig verstreuen und verteilen zu können.
  • Ein Führungsteil 143 ist in Form eines an beiden Enden offenen Kegels ausgebildet, wobei dessen innerer Durchmesser vom Einspritzungsteil einer Einspritzdüse 120 bis zum Mischerteil 142 vergrößert wird.
  • Ein Spiralteil 143a des Führungsteils 143 für eine Harnstofflösung ist in Form einer Nut oder eines Vorsprungs ausgebildet, so dass eine Harnstofflösung während des Einspritzens nach außen spiralförmig verstreut und verteilt werden kann.
  • Das heißt, es entsteht ein Verwirbelungselement in der nach Durchgang des Führungsteils 143 eingespritzten Harnstofflösung, so dass ein Verteilungseffekt für eine Harnstofflösung durch den Verteilungsteil 142b verbessert wird und dadurch die herkömmliche Mischer-Konstruktion ersetzt werden kann, was ein positiver Effekt ist.
  • Eine Montageeinheit 150 umfasst einen ersten Verbindungsteil 151, einen Stützvorsprung 152 und einen zweiten Verbindungsteil 153, um den in dem Unterteil der Einspritzdüse 120 zusammengeschlossenen Mischer 140 für eine Harnstofflösung an dem Abgasrohr 110 durchbohrend einzubauen.
  • Der erste Verbindungsteil 151 ist mit einem Schraubgewinde versehen, das auf der äußeren Umfangsfläche des Mischers 140 ausgebildet ist.
  • Ein Stützvorsprung 152 ist auf Höhe der äußeren Umfangsfläche des Abgasrohrs 110 vorspringend ausgebildet und in Form eines an beiden Enden offenen Zylinders ausgebildet, worin der Unterteil des Mischers 140 für eine Harnstofflösung eingeschoben wird. Der Stützvorsprung 152 hat die Aufgabe, den am Abgasrohr 110 durchbohrend eingebauten Mischer 140 für eine Harnstofflösung fest zu stützen.
  • Ein Stützvorsprung 152 kann auf der äußeren Umfangsfläche des Abgasrohrs 110 vertikal oder schräg in einem gewissen Winkel angeordnet sein. Ein Stützvorsprung 152 kann so angeordnet sein, dass dessen Unterteil auf der äußeren Umfangsfläche des Abgasrohrs 110 durch Schweißen befestigt wird.
  • Der zweite Verbindungsteil 153 ist mit einem Schraubgewinde versehen, das auf der inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs 152 ausgebildet ist und mit der äußeren Umfangsfläche des Mischers 140 verschraubt ist, die auf die innere Umfangsfläche des Stützvorsprungs 152 eingeschoben wird.
  • Eine Montageeinheit 150 umfasst zusätzlich einen Stopper für den Mischer, an dem der untere Endabschnitt des Mischers 140 aufgehängt wird, um zu verhindern, dass der untere Endabschnitt des Mischers über eine vorbestimmte Tiefe eingeführt wird, indem der Mischer 140 für eine Harnstofflösung durch Verschrauben mit dem Stützvorsprung 152 an dem Abgasrohr 110 angebracht wird.
  • Ein Stopper für einen Mischer ist auf der inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs 152 vorspringend ausgebildet, wobei der Stopper von der untereren Stelle als dem Schraubgewinde eines zweiten Verbindungsteils 153 aus in Richtung zur Mitte vorspringend ausgebildet ist.
  • Hierbei kann der Stopper so konstruiert sein, dass zumindest mehr als zwei Vorsprünge entlang des Umfangs der inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs 152 ausgebildet sind, oder ein ringförmiger Vorsprung auf der inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs 152 vorspringend ausgebildet ist.
  • Zugleich ist ein Dämpfungsteil mit einem Gummielement zwischen dem unteren Endabschnitt des Mischers 140 und dem Stopper vorgesehen, so dass das erzeugte Geräusch verringert wird, das durch Zusammenstoßen des Mischers 140 mit dem Stopper verursacht wird, nachdem der Mischer 140 auf dem Stützvorsprung 152 des Abgasrohrs 110 angebracht ist.
  • Hierbei wird der Dämpfungsteil auf dem Boden des Mischers 140 oder an dem Stopper angebracht. Vorzugsweise ist er auf dem Boden des Mischers 140 angebracht, weil er zum Ersatz leicht von dem Abgasrohr 110 abgetrennt werden kann, falls ein Dämpfungsteil abgenutzt ist.
  • Außerdem kann die Montageeinheit 150 vorzugsweise die folgenden Teile umfassen: einen Stützvorsprung 152, der auf der äußeren Umfangsfläche des Abgasrohrs 110 vorspringend ausgebildet ist, um durch eine Öffnung hindurch auf die Innenseite des Abgasrohrs 110 anzuschließen, und eine Klemme (in den Zeichnungen nicht gezeigt) zum Drücken der äußeren Umfangsfläche des Stützvorsprungs 152, nachdem der untere Endabschnitt des Mischers 140 zur inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs 152 eingeführt wird.
  • Eine Klemme ist so konstruiert, dass sie den äußeren Umfang des Stützvorsprungs 152 umhüllend straffen kann, nachdem der untere Endabschnitt des Mischers 140 für eine Harnstofflösung auf die Innenseite des Stützvorsprungs 152 eingeschoben wird. Da die Klemme leicht im Handel erhältlich ist, wird eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen.
  • Zudem kann eine Montageeinheit 150 auch so konstruiert werden, dass ein Stützvorsprung 152 durch Schweißen befestigt wird, der auf der äußeren Umfangsfläche des Abgasrohrs 110 vorspringend ausgebildet und durch eine Öffnung hindurch an die Innenseite des Abgasrohrs 110 angeschlossen ist, nachdem der untere Endabschnitt des Mischers 140 (für eine Harnstofflösung) auf die äußere Umfangsfläche des Stützvorsprungs 152 eingeschoben wird.
  • Der Aufbau und die Wirkung der Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung gemäß einer Ausführungsform der oben beschriebenen Erfindung wird kurz beschrieben.
  • Zuerst ist es bei einer Gestaltung des Abgasrohrs 110 notwendig, dass ein Loch zur Befestigung des Stützvorsprungs 152 mit dem Abgasrohr 110 ausgebildet wird, um durch eine Öffnung hindurch an den Stützvorsprung 152 anzuschließen.
  • Zudem ist ein Stützvorsprung 152 in einer Zylinderform ausgebildet, der mit dem Mischer 140 (für eine Harnstofflösung) verbunden ist, wobei ein Schraubgewinde als der zweite Verbindungsteil 153 an der inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs 152 ausgebildet ist, so dass es mit dem Mischer 140 für eine Harnstofflösung verschraubt ist.
  • Nachdem der Stützvorsprung 152 in das Abgasrohr 110 eingeschoben ist, wird der Stützvorsprung 152 durch Schweißen befestigt, wobei die Innenseite des Stützvorsprungs 152 durch eine Öffnung hindurch an die Innenseite des Abgasrohrs 110 angeschlossen ist.
  • Und dann ist der Mischer 140 (für eine Harnstofflösung) in dem Unterteil der Einspritzung für eine Harnstofflösung in der Einspritzdüse 120 zusammengeschlossen. Also ist der Mischer 140 (für eine Harnstofflösung) an der äußeren Umfangsfläche des Unterteils der Einspritzdüse 120 durch Verschrauben oder Schweißen befestigt.
  • Zugleich wird der mit dem Unterteil der Einspritzdüse 120 verbundene Mischer 140 (für eine Harnstofflösung) an der äußeren Umfangsfläche des sich in dem Abgasrohr 110 befindenden Stützvorsprungs 152 durch Verschrauben oder Schweißen befestigt.
  • Wie oben beschrieben, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist ein Mischer 140 in der Einspritzdüse 120 zusammengeschlossen, um eine Harnstofflösung mit dem Abgas 110 gleichmäßig zu mischen, die in die Abgasströmung des Abgasrohrs eingespritzt und gleichmäßig verstreut und verteilt wird, so dass das Abgas frei abströmen kann, und damit ein Effekt durch die Einspritzdüse gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt wird, dass der Gegendruck in dem Abgasrohr reduziert wird.
  • Auch wenn die vorliegende Erfindung, wie oben beschrieben, anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, darf sich die vorliegende Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränken, und es sind für den Fachmann auf dem entsprechenden Gebiet verschiedene Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Daher sollte der wahre Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch die folgenden Ansprüche definiert werden.

Claims (8)

  1. Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung, wobei die Einspritzvorrichtung folgende Teile aufweist: ein Abgasrohr (110), das das in der Maschinenverbrennungskammer entstandene Abgas nach außen abführt; eine Einspritzdüse (120), die an dem Abgasrohr (110) durchbohrend einzubauen ist, um eine Harnstofflösung in die Abgasströmung des Abgasrohrs (110) einzuspritzen; einen Katalysator (130), der sich auf der hinteren Stelle von der Einspritzdüse (120) zur Abgasströmungsrichtung befindet, um das mit der Harnstofflösung gemischte Abgas in dem Abgasrohr (110) zu zersetzen; und einen Mischer (140) für eine Harnstofflösung, der sich in dem unteren Endabschnitt der Einspritzdüse (120) befindet und an dem Abgasrohr (110) durchbohrend einzubauen ist, um eine durch die Einspritzdüse (120) gesprühte Harnstofflösung zu verstreuen, wobei der Mischer (140) für eine Harnstofflösung in Form eines an beiden Enden offenen Zylinders ausgebildet ist und einen Anschlussteil (141), der einen Endabschnitt aufweist, wobei er auf die äußere Umfangsfläche der Einspritzdüse (120) eingeschoben wird, und einen Mischerteil (142) aufweist, der an dem anderen Endabschnitt des Anschlussteils (141) angeschlossen ist, um eine durch die Einspritzdüse (120) gesprühte Harnstofflösung gleichmäßig zu verstreuen, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (140) für eine Harnstofflösung zusätzlich einen Führungsteil (143) umfasst, der an die Innenseite des Anschlussteils (141) angeschlossen und von einem Einspritzungsteil der Einspritzdüse (120) bis zu einem Ringteil (142a) des Mischerteils (142) angeordnet ist, so dass er eine Harnstofflösung von einer zum Einspritzen bestimmten Einspritzdüse (120) bis zu einem Verteilungsteil (142b, 142b') für eine Harnstofflösung anleiten kann, wobei die innere Umfangsfläche des Führungsteils (143) für eine Harnstofflösung in Form einer Nut oder eines Vorsprungs (143a) ausgebildet ist, so dass eine Harnstofflösung während des Einspritzens nach außen spiralförmig angeleitet werden kann.
  2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischerteil (142) die folgenden Teile umfasst: einen Ringteil (142a), der in den Öffnungsrand des anderen Endabschnitts des Anschlussteils (141) eingeschoben und daran befestigt ist, wobei ein Durchgangsloch in der Mitte des Ringteils (142a) ausgebildet ist; einen Verteilungsteil (142b) für eine Harnstofflösung, in dem Verteilungslöcher (142c) ausgebildet sind, um eine durch die Einspritzdüse (120) gesprühte Harnstofflösung gleichmäßig zu verstreuen, wobei der Verteilungsteil (142b) aus einer Vielzahl von Stiftteilen besteht, die je einzeln in Fächerform angeordnet sind, und wobei der eine Endabschnitt jedes Stiftteils in der Mitte des Durchgangslochs miteinander verbunden ist und dessen anderer Endabschnitt in einem vorbestimmten Winkelintervall aufgeweitet wird und an dem Rand des Durchgangslochs angeschlossen ist.
  3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilungsteil (142b) für eine Harnstofflösung als eine Vielzahl von Stiftteilen in einer gekrümmten Form ausgebildet ist.
  4. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet ferner durch eine Montageeinheit (150), um den Mischer (140) für eine Harnstofflösung an dem Abgasrohr (110) durchbohrend einzubauen, wobei die Montageeinheit (150) die folgenden Teile umfasst, um den in dem Unterteil der Einspritzdüse (120) zusammengeschlossenen Mischer (140) für eine Harnstofflösung an dem Abgasrohr (110) durchbohrend einzubauen; einen ersten Verbindungsteil, der auf der äußeren Umfangsfläche des Mischers (140) ausgebildet ist; einen Stützvorsprung (152), der auf der äußeren Umfangsfläche des Abgasrohrs (110) ausgebildet ist, um durch eine Öffnung hindurch an die Innenseite des Abgasrohrs (110) anzuschließen, einen zweiten Verbindungsteil (153), der auf der inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs (152) angeordnet ist und mit dem ersten Verbindungsteil (151) des Mischers (140) für eine Harnstofflösung verbunden ist.
  5. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsteil (151) und der zweite Verbindungsteil (153) mit mit einem Schraubgewinde versehen sind, das miteinander verschraubt ist.
  6. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageeinheit (150) zusätzlich einen Stopper für den Mischer (140) umfasst, an dem der untere Endabschnitt des Mischers (140) aufgehängt wird, um zu verhindern, dass der untere Endabschnitt des Mischers (140) über eine vorbestimmte Tiefe eingeführt wird, indem der Mischer (140) für eine Harnstofflösung durch Verschrauben mit dem Stützvorsprung (152) an dem Abgasrohr (110) angebracht wird.
  7. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopper für den Mischer (140) in einem ringförmigen Vorsprung entlang des Umfangs der inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs (152) ausgebildet ist, wobei der Stopper an der inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs (152), zu dem der untere Endabschnitt des Mischers (140) für eine Harnstofflösung eingeführt wird, in Richtung zur Mitte des Vorsprungs vorspringend angebracht ist.
  8. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (120) die folgenden Teile umfasst: einen Stützvorsprung (152), der auf der äußeren Umfangsfläche des Abgasrohrs (110) vorspringend ausgebildet ist, um durch eine Öffnung hindurch auf die Innenseite des Abgasrohrs (110) anzuschließen, und eine Klemme zum Drücken der äußeren Umfangsfläche des Stützvorsprungs (152), nachdem der untere Endabschnitt des Mischers (140) für eine Harnstofflösung zur inneren Umfangsfläche des Stützvorsprungs (152) eingeführt wird.
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