DE102017220111B4

DE102017220111B4 - Mischeinrichtung zum Vermischen einer Abgasströmung, Katalysatorgehäuse mit einer solchen Mischeinrichtung, und Brennkraftmaschine mit einer solchen Mischeinrichtung

Info

Publication number: DE102017220111B4
Application number: DE102017220111.8A
Authority: DE
Inventors: Samuel Vogel; Joachim Schwarte
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2037-11-11
Also published as: DE102017220111A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung (17) zum Vermischen einer Abgasströmung, mit wenigstens zwei koaxial zueinander angeordneten, durch wenigstens eine Innenwandung (27,29) voneinander strömungstechnisch separierten Strömungsbereichen (21,23,25), wobei jedem Strömungsbereich (21,23,25) jeweils eine Verwirbelungseinrichtung (31,33,35) mit definiertem Drehsinn zugeordnet ist, die eingerichtet ist, um einer den jeweiligen Strömungsbereich (21,23,25) durchströmenden Abgasteilströmung den definierten Drehsinn der jeweiligen Verwirbelungseinrichtung (31,33,35) aufzuprägen, und wobei wenigstens zwei einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereichen (21,23,25) der wenigstens zwei Strömungsbereiche (21,23,25) Verwirbelungseinrichtungen (31,33,35) mit einander entgegengesetztem Drehsinn zugeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung zum Vermischen einer Abgasströmung, ein Katalysatorgehäuse für einen Abgaskatalysator mit einer solchen Mischeinrichtung, und eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Mischeinrichtung.
Zur Abgasnachbehandlung von Abgasströmen in Abgaspfaden moderner Brennkraftmaschinen werden häufig und insbesondere in zunehmender Weise Reaktionsmittel eingesetzt, die in flüssiger Form in den Abgasstrom eingebracht und mit diesem vermischt werden. Die Reaktionsmittel reagieren - teilweise nach Initialisierungsreaktionen und/oder einem chemischen Zerfall - mit im Abgasstrom enthaltenen, umweltschädlichen Substanzen zu weniger umweltschädlichen Substanzen, wobei diese Reaktionen gegebenenfalls an einem hierfür vorgesehenen Katalysator erfolgen. Es ist insbesondere bekannt, als Reaktionsmittel ein Reduktionsmittel in einen Abgasstrom einzubringen, und dieses an einem geeigneten Katalysator, insbesondere an einem sogenannten SCR-Katalysator, der eingerichtet ist zur Durchführung einer selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (Selective Catalytic Reduction - SCR), umzusetzen. Dabei wird insbesondere eine Harnstoff-Wasser-Lösung als Reduktionsmittel oder Reduktionsmittelvorläuferprodukt in den Abgasstrom eingebracht, die typischerweise im Abgasstrom zu Ammoniak und anderen Produkten zerfällt, wobei das Ammoniak mit Stickoxiden an dem SCR-Katalysator zu Stickstoff und Wasser umgesetzt wird. Es besteht grundsätzlich die Anforderung, das eingebrachte Reaktionsmittel möglichst gleichmäßig in dem Abgasstrom zu verteilen, wobei es insbesondere an einem Eintritt in einen Katalysatorkörper gleichförmig - insbesondere über den gesamten Querschnitt des Katalysatorkörpers und gegebenenfalls bevorzugt über eine Mehrzahl von Eintrittsquerschnitten einer Mehrzahl von Katalysatorkörpern verteilt - vorliegen soll. Eine solche gleichförmige Verteilung kann über ein entsprechend großes und/oder langes Dosiermodul - gegebenenfalls mit Mischerelementen - verwirklicht werden, oder aber über zusätzliche Mischereinbauten zwischen dem Dosiermodul und dem Katalysatorkörper. Solche Lösungen nehmen allerdings erheblichen Bauraum in Anspruch. Turbulenzgenerierende Mischerelemente verursachen regelmäßig einen hohen Druckverlust, wenn sie eine kompakte Bauform bei gegebener Mischleistung aufweisen sollen. Sollen sie dagegen mit niedrigem Druckverlust und gleicher Mischleistung ausgelegt werden, ist der Bauraumbedarf insbesondere auch stromabwärts eines solchen Mischelements hoch. Eine Turbulenzgenerierung durch kollidierende Strömungen kann gegebenenfalls eine Vergleichmäßigung der Reaktionsmittelkonzentration in radialer Richtung, also senkrecht zu einer Hauptströmungsrichtung des Abgasstroms bewirken, erlaubt jedoch keine systematische tangentiale Vergleichmäßigung, das heißt keine Homogenisierung in Umfangsrichtung um die Haupt-Abgasströmungsrichtung gesehen.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 2 465 602 A2 ist eine Mischeinrichtung zum Vermischen einer Abgasströmung bekannt, bei der zwei koaxial zueinander angeordnete, durch eine Innenwandung voneinander strömungstechnisch separate Strömungsbereiche bereitgestellt werden, nämlich ein innerer Strömungsbereich und ein äußerer Strömungsbereich, wobei dem äußeren Strömungsbereich eine Verwirbelungseinrichtung mit definiertem Drehsinn zugeordnet ist, die eingerichtet ist, um der den äußeren Strömungsbereich durchströmenden Abgasteilströmung diesen bestimmten Drehsinn der Verwirbelungseinrichtung aufzuprägen. In dem inneren Strömungsbereich wird eine geradlinige Strömung erreicht, die dann stromabwärts der Mischeinrichtung von der äußeren, mit dem bestimmten Drehsinn rotierenden Strömung umgriffen wird. Das Reaktionsmittel wird zentral in den inneren Strömungsbereich eingebracht. Auf diese Weise können Ablagerungen des Reaktionsmittels an Wandungen eines Abgaspfads vermieden werden. Die auf diese Weise erreichte Durchmischung und Homogenisierung des Reaktionsmittels in der Abgasströmung ist aber noch verbesserungsfähig, insbesondere da es über eine weite Strecke stromabwärts der Mischeinrichtung nicht zu einer effizienten Vermengung der inneren Abgasteilströmung mit der äußeren Abgasteilströmung kommt.
Aus der US 2007 / 0 205 523 A1 geht ein Mischelement mit einer zylindrischen Durchtrittsröhre hervor, in der eine Mehrzahl von ersten Schneiden spiralartig rechtsdrehend angeordnet ist. An einer Innenseite der ersten Schneiden ist eine erste innere zylindrische Röhre angeordnet, in der eine Mehrzahl von spiralig linksdrehenden Schneiden angeordnet ist.
Weitere Mischeinrichtungen gehen auch aus JP H1 1-304 067 A , US 2012 / 0 322 012 A1 , und US 2015 / 0 184 565 A1 hervor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischeinrichtung zum Vermischen einer Abgasströmung, ein Katalysatorgehäuse für einen Abgaskatalysator mit einer solchen Mischeinrichtung, und eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Mischeinrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile vermieden werden.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Mischeinrichtung zum Vermischen einer Abgasströmung mit wenigstens zwei koaxial zueinander angeordneten, durch wenigstens eine Innenwandung voneinander strömungstechnisch separierten Strömungsbereichen geschaffen wird, wobei jedem der Strömungsbereiche jeweils eine Verwirbelungseinrichtung mit definiertem Drehsinn zugeordnet ist, die eingerichtet ist, um einer den jeweiligen Strömungsbereich durchströmenden Abgasteilströmung den definierten Drehsinn der Verwirbelungseinrichtung aufzuprägen. Dabei ist vorgesehen, dass wenigstens zwei einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereichen der wenigstens zwei Strömungsbereiche Verwirbelungseinrichtungen mit einander entgegengesetztem Drehsinn zugeordnet sind. Auf diese Weise werden quasi gegeneinander verdrehte oder verdrillte Abgasteilströmungen erzeugt, die dort, wo sie in Kontakt miteinander kommen, eine Scherschicht zwischen sich ausbilden, wo sich aufgrund der in entgegengesetzte Richtungen umlaufenden Gasteilchen Turbulenzen ergeben, durch welche die Abgasteilströme innig miteinander vermischt werden. Auf diese Weise kann bei geringem Druckverlust eine sehr gute Durchmischung der Abgasströmungen und damit insbesondere auch eine sehr gute Homogenisierung und gleichmäßige Verteilung eines Reaktionsmittels in der Abgasströmung erreicht werden. Jeder Verwirbelungseinrichtung ist ein Umlenkboden zugeordnet, sodass die der jeweiligen Verwirbelungseinrichtung zugeordnete Abgasteilströmung im Bereich der Verwirbelungseinrichtung bezüglich ihrer Hauptströmungsrichtung quer zu einer Einströmrichtung in die Mischeinrichtung umgelenkt wird.
Die Mischeinrichtung ist insbesondere eingerichtet zur Vermischung einer Abgasströmung im Abgaspfad einer Brennkraftmaschine.
Dass die Strömungsbereiche koaxial zueinander angeordnet sind, bedeutet insbesondere, dass diese in Einströmrichtung des Abgasstroms in die Mischeinrichtung gesehen koaxial, insbesondere ineinander geschachtelt, angeordnet sind. Dabei definiert die Einströmrichtung eine Achse, welche durch die verschiedenen Strömungsbereiche - vorzugsweise entlang geschlossener Umfangslinien - umgriffen wird, wobei die Strömungsbereiche senkrecht zu der Achse, das heißt in radialer Richtung gesehen, voneinander getrennt sind. Die Abgasströmung wird also insbesondere aufgeteilt in verschiedene radiale Strömungsbereiche, wobei insbesondere aufgrund der sich einstellenden Scherschichten zwischen den Abgasteilströmungen stromabwärts der Mischeinrichtung eine radiale Vergleichmäßigung der Abgasströmung und insbesondere einer Reaktionsmittelkonzentration erfolgen kann. Die Verwirbelungseinrichtungen sorgen ihrerseits für eine tangentiale Vergleichmäßigung innerhalb der Abgasteilströmungen, also einer Vergleichmäßigung in Umfangsrichtung durch den definierten Drehsinn, welcher den Abgasteilströmungen aufgeprägt wird.
Unter einer Verwirbelungseinrichtung wird insbesondere eine Einrichtung verstanden, die eingerichtet oder geeignet ist, um einer die Verwirbelungseinrichtung durchströmenden Abgasströmung einen bestimmten Drehsinn, insbesondere einer bestimmten Händigkeit der Drehung, beispielsweise in Strömungsrichtung gesehen linksdrehend oder rechtsdrehend, aufzuprägen. Die Verwirbelungseinrichtung kann hierzu beispielsweise wenigstens ein Umlenkelement, insbesondere ein Leitblech, eine Leitblechanordnung oder andere geeignete Mittel aufweisen. Sie kann auch eine exzentrische Abgasführung aufweisen, welche geeignet ist, der Abgasteilströmung, welche der Verwirbelungseinrichtung zugeordnet ist, einen definierten Drehsinn aufzuprägen.
Unter unmittelbar einander benachbarten Strömungsbereichen werden solche Strömungsbereiche verstanden, die durch eine Innenwandung, insbesondere durch genau eine Innenwandung, direkt voneinander getrennt sind, wobei insbesondere kein weiterer Strömungsbereich zwischen den einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereichen angeordnet ist.
Dass den wenigstens zwei unmittelbar einander benachbarten Strömungsbereichen Verwirbelungseinrichtungen mit einander entgegengesetztem Drehsinn zugeordnet sind, bedeutet insbesondere, dass einem ersten der beiden einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereichen eine erste Verwirbelungseinrichtung mit einem ersten Drehsinn, beispielsweise linksdrehend, zugeordnet ist, wobei einem zweiten, von dem ersten Strömungsbereich verschiedenen Strömungsbereich der beiden einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereiche eine zweite Verwirbelungseinrichtung mit einem zweiten Drehsinn, der von dem ersten Drehsinn verschieden und diesem entgegengesetzt ist, beispielsweise einem rechtsdrehenden Drehsinn, zugeordnet ist. Den Abgasteilströmungen in den unmittelbar einander benachbarten Strömungsbereichen werden also entgegengesetzte Drehrichtungen aufgeprägt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mischeinrichtung genau zwei Strömungsbereiche aufweist, die einander unmittelbar benachbart sind. In diesem Fall kann eine besonders kompakte und zugleich effiziente Ausgestaltung der Mischeinrichtung erreicht werden.
Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Mischeinrichtung mehr als zwei Strömungsbereiche aufweist, wobei paarweise einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereichen Verwirbelungseinrichtungen mit jeweils einander entgegengesetztem Drehsinn zugeordnet sind. Insbesondere sind bevorzugt allen einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereichen - paarweise - jeweils Verwirbelungseinrichtung mit einander entgegengesetztem Drehsinn zugeordnet. Dies bedeutet insbesondere, dass die Mischeinrichtung keine einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereiche aufweist, welche Verwirbelungseinrichtungen mit gleichem Drehsinn aufweisen. Vielmehr wird jedem Strömungsbereich im Vergleich zu jedem dem Strömungsbereich unmittelbar benachbarten, anderen Strömungsbereich, ein Drehsinn aufgeprägt, der von dem Drehsinn oder den Drehsinnen des/der unmittelbar benachbarten Strömungsbereichs/Strömungsbereiche verschieden ist. Sind eine Reihe einander benachbarter Strömungsbereiche vorgesehen, wechselt die Drehrichtung, das heißt der Drehsinn, vorzugsweise alternierend von Strömungsbereich zu Strömungsbereich.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Mischeinrichtung, bei welchem diese genau drei Strömungsbereiche aufweist.
Allgemein kann die Homogenisierung der Abgasströmung und insbesondere die Vergleichmäßigung einer Verteilung eines Reaktionsmittels in der Abgasströmung umso besser erfolgen, je mehr Strömungsbereiche die Mischeinrichtung aufweist. Allerdings benötigt sie bei steigender Anzahl von Strömungsbereichen auch mehr Bauraum, wobei sich herausgestellt hat, dass gerade eine Mischeinrichtung mit genau drei Strömungsbereichen einen besonders geeigneten Kompromiss zwischen einer kompakten Bauweise einerseits und einer möglichst guten Vermischung der Abgasströmung und Homogenisierung eines Reaktionsmittels in der Abgasströmung darstellt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mischeinrichtung stromabwärts der Verwirbelungseinrichtungen diesen zugeordnete Strömungsauslässe aufweist, die so angeordnet sind, dass die aus den Verwirbelungseinrichtungen durch die Auslässe austretenden Abgasteilströme geschichtet in Kontakt miteinander kommen. Dabei werden zwischen den Abgasteilströmen die bereits erläuterten Scherschichten ausgebildet, in denen sich eine turbulente Vermischung des Abgases ergibt.
Gemäß einer Ausgestaltung ist es möglich, dass die Auslässe in radialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Abgas die Mischeinrichtung vollständig, also sowohl in den Strömungsbereichen als auch in den Verwirbelungseinrichtungen, entlang der Einströmrichtung des Abgasstroms in die Mischeinrichtung durchströmt, wobei keine Umlenkung stattfindet. Die in radialer Richtung zueinander versetzten Auslässe entsprechen dann genau den radial im Einlassbereich der Mischeinrichtung voneinander separierten Strömungsbereichen, wobei stromabwärts der Mischeinrichtung quasi einander umgreifende Zylinderschalen von Abgasteilströmen geschichtet in Kontakt miteinander kommen, wobei auch die Scherschichten zylindermantelförmig ausgebildet sind und die Einströmrichtung sowie die Abgasteilströme - in Umfangsrichtung gesehen - umgreifen.
Alternativ ist es möglich, dass die Auslässe in axialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die Abgasteilströme innerhalb der Mischeinrichtung, insbesondere im Bereich der Verwirbelungseinrichtungen, umgelenkt werden, und ganz besonders, wenn sie die Mischeinrichtung in radialer Richtung verlassen. Die geschichtet in Kontakt miteinander kommenden Abgasteilströme sind dann axial zueinander geschichtet, und die Scherschichten liegen in Ebenen, auf denen die Einströmrichtung des Abgasstroms in die Mischeinrichtung senkrecht steht.
Es ist gerade insoweit vorgesehen, dass jeder Verwirbelungseinrichtung ein Umlenkboden zugeordnet ist, der so ausgebildet ist, dass der der jeweiligen Verwirbelungseinrichtung zugeordnete Abgasteilstrom im Bereich der Verwirbelungseinrichtung bezüglich seiner Hauptströmungsrichtung quer zu der Einströmrichtung in die Mischeinrichtung umgelenkt wird. Insbesondere wird der Abgasteilstrom bevorzugt senkrecht zu der Einströmrichtung umgelenkt. Unter einer Hauptströmungsrichtung wird dabei eine Richtung verstanden, in welcher der Abgasstrom - bis auf bei Gasströmungen immer mögliche, lokale Abweichungen - die Mischeinrichtung durchströmt. Die den verschiedenen Verwirbelungseinrichtungen zugeordneten Abgasteilströme treten vorzugsweise radial aus der Mischeinrichtung aus, wie bereits zuvor in Zusammenhang mit den Auslässen erläutert. Die Scherschichten bilden sich dann in Ebenen aus, auf welchen die Einströmrichtung senkrecht steht. Ein gedachter Drehmomentvektor des Drehsinns der Abgasteilströme aufgrund der Verwirbelungsstruktur ist dabei parallel zu der Einströmrichtung ausgerichtet. Während die Verwirbelung der Abgasteilströme eine tangentiale Homogenisierung bewirkt, kann durch die senkrecht zur Einströmrichtung orientierten Scherschichten eine radiale Vermischung - bezogen auf die Verteilung der Abgasströmung im Eintrittsbereich der Mischeinrichtung - erreicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strömungsbereiche ringförmig ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet sind. Die konzentrische Anordnung versteht sich dabei insbesondere in Bezug auf die Einströmrichtung als zentrale Achse. Die Strömungsbereiche sind somit radial nach außen ineinander geschachtelt. Es ist möglich, dass die Strömungsbereiche kreisringförmig ausgebildet sind. Sie können alternativ aber auch eine rechteckige, eine quadratische, eine ovale, eine elliptische oder eine andere, insbesondere polygonale oder abgerundete Geometrie aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Verwirbelungseinrichtungen axial - entlang der Einströmrichtung gesehen - hintereinander angeordnet sind. Dies ist insbesondere möglich, wenn jeder Verwirbelungseinrichtung ein Umlenkboden zugeordnet ist, wobei die koaxial zueinander angeordneten Strömungsbereiche den verschiedenen Verwirbelungseinrichtungen zugeführt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Auslässe axial hintereinander angeordnet sind. Die einzelnen Auslässe erstrecken sich dann bevorzugt jeweils in Umfangsrichtung und weisen radial auswärts. Die Ausströmrichtung der Abgasteilströme ist somit radial nach außen gerichtet. Sind mehr als zwei Strömungsbereiche und Abgasteilströme, sowie mehr als zwei Auslässe vorgesehen, entsteht mehr als eine Scherschicht, wobei dann auch diese Scherschichten, auf denen die Einströmrichtung senkrecht steht, axial hintereinander angeordnet sind.
Die verschiedenen Verwirbelungseinrichtungen schließen sich vorzugsweise jeweils axial an die ihnen zugeordneten Strömungsbereiche an.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Innenwandung wenigstens einen die durch die Innenwandung voneinander getrennten Strömungsbereiche strömungstechnisch miteinander verbindenden Durchbruch aufweist. Hierdurch können die Abgasteilströme einander unmittelbar benachbarter Strömungsbereiche bereichsweise in Kontakt miteinander kommen, wodurch insbesondere bereits stromaufwärts der Verwirbelungseinrichtungen eine gewisse radiale Durchmischung und Vergleichmäßigung erfolgen kann. Dem wenigstens einen Durchbruch ist vorzugsweise ein Mischleitelement zur Führung einer durch den Durchbruch hindurchtretenden Abgasteilströmung zugeordnet. Ein solches Mischleitelement, das beispielsweise als Leitblech ausgebildet und insbesondere als Lasche beispielsweise beim Stanzen des Durchbruchs gemeinsam mit dem Durchbruch hergestellt sein kann, ist geeignet, die radiale Vergleichmäßigung der Abgasströmung weiter zu verbessern. Bevorzugt weist die wenigstens eine Innenwandung eine Mehrzahl solcher Durchbrüche auf, die vorzugsweise - in Umfangsrichtung gesehen - symmetrisch oder gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei sie insbesondere gleiche Winkelabstände zueinander aufweisen. In axialer Richtung gesehen sind die Durchbrüche vorzugsweise voneinander beabstandet. Es ist aber auch möglich, dass die Durchbrüche zumindest teilweise, vorzugsweise auch vollständig, in axialer Richtung gesehen auf gleicher Höhe miteinander angeordnet sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Verwirbelungseinrichtungen jeweils wenigstens ein Umlenkelement aufweisen. Ein solches Umlenkelement ist vorzugsweise als Umlenkblech ausgebildet, wobei es insbesondere eingerichtet ist, die Abgasströmung umzulenken und ihr einen Drehsinn aufzuprägen. Besonders bevorzugt weisen die Verwirbelungseinrichtungen jeweils eine Mehrzahl von insgesamt spiralförmig angeordneten Umlenkelementen auf. Die Umlenkelemente sind insbesondere in eine bestimmte Richtung gekrümmt ausgebildet, sodass sie der Abgasströmung einen bestimmten Drehsinn aufprägen können.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Katalysatorgehäuse für einen Abgaskatalysator geschaffen wird, wobei das Katalysatorgehäuse eine Hauptkammer aufweist, die eingerichtet ist zur Anordnung von wenigstens einem Katalysatorkörper in der Hauptkammer. Außerdem weist das Katalysatorgehäuse eine Vorkammer auf, die stromaufwärts der Hauptkammer angeordnet ist, also in Einströmrichtung des Abgases in das Katalysatorgehäuse gesehen vor der Hauptkammer. Das Katalysatorgehäuse weist außerdem eine in der Vorkammer angeordnete erfindungsgemäße Mischeinrichtung, oder eine in der Vorkammer angeordnete Mischeinrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. In Zusammenhang mit dem Katalysatorgehäuse ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Mischeinrichtung erläutert wurden.
Bei dem Katalysatorgehäuse wird in vorteilhafter Weise das meist ohnehin vorhandene Vorkammervolumen, das üblicherweise für eine Aufweitung des Strömungsquerschnittes von einem Rohrdurchmesser einer Abgasleitung stromaufwärts des Katalysators auf einen Querschnitt des wenigstens einen Katalysatorkörpers verwendet wird, genutzt, um die Mischeinrichtung in das Katalysatorgehäuse bauraumsparend zu integrieren, was insgesamt eine bauraumneutrale Verbesserung der Gleichverteilung der Abgasströmung und insbesondere eines Reaktionsmittels in derselben erlaubt.
Das Katalysatorgehäuse ist vorzugsweise eingerichtet zur Anordnung von wenigstens einem reduzierenden Katalysator in dem Katalysatorgehäuse, insbesondere von wenigstens einem Katalysatorkörper, der eine SCR-katalytische Beschichtung aufweist oder selbst als SCR-Katalysator ausgebildet ist.
Bevorzugt ist das Katalysatorgehäuse eingerichtet zur Aufnahme von einer Mehrzahl von Katalysatorkörpern oder Katalysatormodulen in der Hauptkammer, wobei der Mehrzahl von Katalysatorkörpern oder Katalysatormodulen eine gemeinsame Vorkammer zugeordnet ist, in welcher die Abgasströmung in vorteilhafter Weise über den gesamten Querschnitt aller Katalysatorkörper oder -module verteilt wird.
Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, die einen Abgaspfad zur Ableitung von Abgas aus wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine aufweist, wobei in dem Abgaspfad eine erfindungsgemäße Mischeinrichtung oder eine Mischeinrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele angeordnet ist. In Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Mischeinrichtung einerseits und dem Katalysatorgehäuse andererseits erläutert wurden.
Bevorzugt weist die Brennkraftmaschine wenigstens ein in dem Abgaspfad angeordnetes Katalysatorgehäuse nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. Die Mischeinrichtung ist dann insbesondere in einer Vorkammer des Katalysatorgehäuses angeordnet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine eine Reaktionsmittel-Dosiereinrichtung in dem Abgaspfad aufweist, wobei die Reaktionsmittel-Dosiereinrichtung stromaufwärts der Mischeinrichtung, insbesondere stromaufwärts des Katalysatorgehäuses, angeordnet ist. Die Reaktionsmittel-Dosiereinrichtung ist eingerichtet zur Eindosierung eines Reaktionsmittels in den Abgaspfad. Das Einbringen des Reaktionsmittels in die Abgasströmung erfolgt also insbesondere vor deren Aufteilung auf die verschiedenen Strömungsbereiche und vor der Verwirbelung. Die Homogenisierung der Verteilung des Reaktionsmittels im Abgas kann so weiter verbessert werden. Das Reaktionsmittel wird also gerade nicht in eine Abgasteilströmung oder in einen der Strömungsbereiche eingebracht, sondern vielmehr bereits in die Abgasströmung stromaufwärts der Mischeinrichtung und insbesondere stromaufwärts des Katalysatorgehäuses.
In dem Katalysatorgehäuse der Brennkraftmaschine - insbesondere in der Hauptkammer - ist insbesondere wenigstens ein Katalysatorkörper angeordnet. Insoweit wird auf die Ausführung zu dem Katalysatorgehäuse verwiesen.
Der Katalysatorkörper ist vorzugsweise als Reduktionskatalysator ausgebildet und/oder weist eine reduzierende katalytische Beschichtung auf. Insbesondere handelt es sich bevorzugt um einen SCR-Katalysator.
Die Reaktionsmittel-Dosiereinrichtung ist besonders bevorzugt eingerichtet zur Einbringung einer Harnstoff-Wasser-Lösung in den Abgaspfad.
Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Es ist möglich, dass die Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens oder eines Nutzfahrzeugs eingerichtet ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine in einer Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären Energieversorgung im Notstrombetrieb, Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der Brennkraftmaschine zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Weiterhin ist eine Anwendung der Brennkraftmaschine im Bereich der Förderung fossiler Roh- und insbesondere Brennstoffe, beispielswiese Öl und/oder Gas, möglich. Auch eine Verwendung der Brennkraftmaschine im industriellen Bereich oder im Konstruktionsbereich, beispielsweise in einer Konstruktions- oder Baumaschine, zum Beispiel in einem Kran oder einem Bagger, ist möglich. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet. Insbesondere wenn die Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine mit einem Ausführungsbeispiels eines Katalysatorgehäuses und einem Ausführungsbeispiel einer Mischeinrichtung, und
2 eine schematische Detaildarstellung des Ausführungsbeispiels der Mischeinrichtung gemäß 1.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgaspfad 3, der eingerichtet ist zur Ableitung von Abgas aus wenigstens einem Brennraum 5 der hier nur beispielhaft mit vier Brennräumen 5 dargestellten Brennkraftmaschine 1. In dem Abgaspfad 3 ist hier ein Katalysatorgehäuse 7 angeordnet, das eingerichtet ist zur Aufnahme von wenigstens einem Katalysatorkörper 9 in einer Hauptkammer 11 des Katalysatorgehäuses 7. Das Katalysatorgehäuse 7 weist außerdem eine Vorkammer 13 stromaufwärts der Hauptkammer 11 - in Strömungsrichtung des Abgases durch das Katalysatorgehäuse 7 gesehen - auf, wobei eine Abgasströmung in der Vorkammer 13 im Vergleich zu einer stromaufwärts des Katalysatorgehäuses 7 angeordneten und mit diesem strömungstechnisch verbundenen Abgasverrohrung 15 des Abgaspfads 3 bevorzugt aufgeweitet und auf einen gesamten Querschnitt des wenigstens einen Katalysatorkörpers 9 verteilt wird.
Bevorzugt sind in der Hauptkammer 11 mehrere Katalysatorkörper 9, insbesondere in Form auswechselbarer Katalysatormodule, angeordnet. Es ist aber auch möglich, dass in der Hauptkammer 11 des Katalysatorgehäuses 7 nur ein Katalysatorkörper 9 angeordnet ist.
Der wenigstens eine Katalysatorkörper 9 ist insbesondere mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung versehen, die bevorzugt eingerichtet ist zur Katalyse einer Reduktionsreaktion von Stickoxiden, insbesondere zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden mit einem Reduktionsmittel, insbesondere Ammoniak.
In der Vorkammer 13 ist - insoweit äußerst bauraumsparend untergebracht - eine Mischeinrichtung 17 angeordnet, die eingerichtet ist zum Vermischen der Abgasströmung.
Bevorzugt ist stromaufwärts des Katalysatorgehäuses 7 in dem Abgaspfad 3, insbesondere in der Abgasverrohrung 15, eine Reaktionsmittel-Dosiereinrichtung 19 zur Eindosierung eines Reaktionsmittels für die Umsetzung mit wenigstens einem Abgasbestandteil an dem Katalysatorkörper 9 angeordnet. Die Reaktionsmittel-Dosiereinrichtung ist besonders bevorzugt als Reduktionsmittel-Dosiereinrichtung ausgebildet, die besonders bevorzugt eingerichtet ist zur Eindosierung einer Harnstoff-Wasser-Lösung als Vorläuferprodukt für als Reduktionsmittel wirkendes Ammoniak in den Abgaspfad 3.
Es ist auch möglich, dass die Reaktionsmittel-Dosiereinrichtung 19 in dem Katalysatorgehäuse 7 angeordnet ist, dann allerdings vorzugsweise stromaufwärts der Mischeinrichtung 17.
Die Injektion des Reaktionsmittels, insbesondere des Reduktionsmittels, erfolgt also insbesondere vor einer Durchmischung und insbesondere vor einer Verwirbelung des Abgasstroms.
Die Mischeinrichtung 17 weist wenigstens zwei koaxial zueinander angeordnete Strömungsbereiche, bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten, äußeren Strömungsbereich 21, einen zweiten, mittleren Strömungsbereich 23, und einen dritten, inneren Strömungsbereich 25, auf. Die Strömungsbereiche 21, 23, 25 sind jeweils durch eine Innenwandung, hier nämlich durch eine erste Innenwandung 27 und eine zweite Innenwandung 29, voneinander strömungstechnisch separiert. Die Abgasströmung wird also aufgeteilt in zumindest zwei, hier drei in radialer Richtung zueinander abgegrenzte Abgasteilströmungen.
Jedem der Strömungsbereiche 21, 23, 25 ist jeweils eine Verwirbelungseinrichtung zugeordnet, hier dem ersten Strömungsbereich 21 eine erste Verwirbelungseinrichtung 31, dem zweiten Strömungsbereich 23 eine zweite Verwirbelungseinrichtung 33 und dem dritten Strömungsbereich 25 eine dritte Verwirbelungseinrichtung 35. Jede der Verwirbelungseinrichtungen 31, 33, 35 weist einen definierten Drehsinn auf. Die Verwirbelungseinrichtungen 31, 33, 35 sind eingerichtet, um der den jeweiligen Strömungsbereich 21, 23, 25 durchströmenden Abgasteilströmung den bestimmten, definierten Drehsinn der jeweiligen Verwirbelungseinrichtung 31, 33, 35 aufzuprägen.
Mittels der Verwirbelungseinrichtungen 31, 33, 35 kann insbesondere eine tangentiale Vergleichmäßigung der Abgasströmung, insbesondere eine tangentiale Homogenisierung einer Reaktionsmittel-Konzentration, erreicht werden. Dabei bedeutet eine tangentiale Homogenisierung insbesondere eine Homogenisierung in Umfangsrichtung um eine Haupt-Einströmrichtung der Abgasströmung in die Mischeinrichtung 17 gesehen. Diese Haupt-Einströmrichtung wird im Folgenden als Axialrichtung oder auch Längsrichtung bezeichnet.
Wenigstens zwei einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereichen 21, 23, 25 der wenigstens zwei Strömungsbereiche 21, 23, 25 sind Verwirbelungseinrichtungen 31, 33, 35 mit einander entgegengesetztem Drehsinn zugeordnet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind allen paarweise einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereichen 21, 23, 25 jeweils Verwirbelungseinrichtungen 31, 33, 35 mit jeweils einander entgegengesetztem Drehsinn zugeordnet. Insbesondere weist die erste Verwirbelungseinrichtung 31 - in Einströmrichtung gesehen - hier einen linksdrehenden Drehsinn auf, die zweite Verwirbelungseinrichtung 33 weist einen rechtsdrehenden Drehsinn auf, und die dritte Verwirbelungseinrichtung 35 weist wiederum einen linksdrehenden Drehsinn auf, was hier auch durch entsprechende Pfeilsymbole deutlich gemacht ist, wobei die in einem Kreis angeordneten Punkte auf den Betrachter zuweisende Pfeilspitzen und damit auf den Betrachter zuströmende Strömungsbereiche darstellen, wobei die in Kreisen angeordneten Kreuze von dem Betrachter wegweisende Pfeile und von dem Betrachter wegführende Strömungsbereiche symbolisieren.
Es ist alternativ auch möglich, dass die Mischeinrichtung 17 genau zwei Strömungsbereiche 21, 23, 25 aufweist.
Indem den verschiedenen Strömungsbereichen 21, 23, 25 verschiedene Drehsinne zugeordnet werden, kann schließlich auch eine radiale Homogenisierung der Abgasströmung, insbesondere eine in radialer Richtung gesehen homogene Verteilung eines Reaktionsmittels in der Abgasströmung erreicht werden.
Diese Homogenisierung der Reaktionsmittelverteilung sowohl in tangentialer als auch in radialer Richtung wird mit der hier vorgeschlagenen Mischeinrichtung 17 sowohl bauraumsparend als auch mit geringem Druckverlust erzeugt.
Die Mischeinrichtung 17 weist stromabwärts der Verwirbelungseinrichtungen 31, 33, 35 diesen zugeordnete Strömungsauslässe auf, hier nämlich einen ersten Strömungsauslass 37, einen zweiten Strömungsauslass 39 und einen dritten Strömungsauslass 41. Durch den ersten Strömungsauslass 37 verlässt die Abgasteilströmung, welche die erste Verwirbelungseinrichtung 31 durchströmt hat, die Mischeinrichtung 17. Der zweite Strömungsauslass 39 ist entsprechend der zweiten Verwirbelungseinrichtung 33 zugeordnet, und der dritte Strömungsauslass 41 ist der dritten Verwirbelungseinrichtung 35 zugeordnet.
Die Strömungsauslässe 37, 39, 41 sind so angeordnet, dass die aus den Verwirbelungseinrichtungen 31, 33, 35 austretenden Abgasteilströme geschichtet in Kontakt miteinander kommen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Strömungsauslässe 37, 39, 41 jeweils entlang von Umfangslinien um die Mischeinrichtung 17 und insbesondere um die Längsrichtung. Die Strömungsauslässe 37, 39, 41 sind also zylinderschalenförmig ausgebildet und - in Längsrichtung gesehen - hintereinander angeordnet. Bevorzugt fluchten sie in radialer Richtung miteinander. Die Abgasteilströmungen treten aus den Strömungsauslässen 37, 39, 41 im Wesentlichen in radialer Richtung entlang des gesamten Umfangs der Mischeinrichtung 17 aus, wobei sie allerdings - wie bereits beschrieben - verwirbelt sind.
Auch die Verwirbelungseinrichtungen 31, 33, 35 sind hier axial hintereinander - entlang der Längsrichtung gesehen - angeordnet.
Zwischen den Abgasteilströmungen, welche aus den Strömungsauslässen 37, 39, 41 ausströmen, entstehen Scherschichten 43, in denen die entgegengesetzt zueinander verwirbelten Abgasteilströmungen in Kontakt miteinander kommen. Im Bereich der Scherschichten 43 entstehen dadurch Turbulenzen und insbesondere hier durch Pfeile P dargestellte Wirbel, die sich um die radiale Richtung winden, und die zu einer Durchmischung der aus den verschiedenen Durchströmungsauslässen 37, 39, 41 austretenden Abgasteilströmungen führen. Bei der Zusammenführung der Abgasteilströmungen werden also Turbulenzen generiert, da die verschiedenen Abgasteilströmungen bei ihrer Zusammenführung zwar praktisch in zueinander parallelen Ebenen ausströmen, die lokalen Geschwindigkeitsvektoren der Abgasteilströmungen in den verschiedenen parallelen Ebenen aber quer zueinander verlaufen und somit zu der Entstehung der Scherschichten 43 beitragen. Dies gewährleistet letztlich eine radiale Durchmischung - bezogen auf die Verteilung des Abgases und/oder des Reaktionsmittels in der Abgasverrohrung 15 stromaufwärts der Mischeinrichtung 17.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder Verwirbelungseinrichtung 31, 33, 35 ein Umlenkboden zugeordnet, nämlich hier der ersten Verwirbelungseinrichtung 31 ein erster Umlenkboden 45, der zweiten Verwirbelungseinrichtung 33 ein zweiter Umlenkboden 47, und der dritten Verwirbelungseinrichtung 35 ein dritter Umlenkboden 49. Die Umlenkböden 45, 57, 49 dienen dazu, die der jeweiligen Verwirbelungseinrichtung 31, 33, 35 jeweils zugeordnete Abgasteilströmung im Bereich der Verwirbelungseinrichtung 31, 33, 35 in Bezug auf eine Hauptströmungsrichtung quer, vorzugsweise senkrecht zu der Einströmrichtung in die Mischeinrichtung 17 umzulenken. Die einströmseitig axialen Abgasteilströmungen werden insbesondere in radialer Richtung umgelenkt, wobei sie dann durch die Verwirbelungseinrichtungen 31, 33, 35 in zueinander parallelen Ebenen, auf denen die Längsrichtung senkrecht steht, ihre Verwirbelung erfahren. Sie treten schließlich radial aus den Strömungsauslässen 37, 39, 41 aus.
Die Strömungsbereiche 21, 23, 25 sind bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet und konzentrisch - um die Längsrichtung gestaffelt - zueinander angeordnet.
Während sie hier jeweils einen kreisförmigen oder kreisringförmigen Querschnitt aufweisen, ist bei anderen Ausführungsbeispielen auch ein rechteckiger, ein quadratischer oder generell ein polygonaler Querschnitt, sowie auch ein abgerundeter, insbesondere ovaler oder elliptischer Querschnitt möglich.
Bevorzugt ist die Mischeinrichtung 17 insgesamt rotationssymmetrisch ausgebildet.
Die Innenwandungen 27, 29 weisen bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel bevorzugt jeweils wenigstens einen Durchbruch 51 auf, welcher die durch die Innenwandungen 27, 29 voneinander getrennten Strömungsbereiche 21, 23, 25 strömungstechnisch miteinander verbindet. Dabei ist es möglich, dass dem wenigstens einen Durchbruch 51 ein Mischleitelement 53, vorzugsweise in Form einer Leitschaufel, zur Führung einer durch den Durchbruch 51 hindurchtretenden Abgasteilströmung zugeordnet ist. Mittels der Durchbrüche 51 und vorzugsweise der Mischleitelemente 53 kann eine Vermischung und Homogenisierung der Abgasströmung weiter verbessert werden.
Die Verwirbelungseinrichtungen 31, 33, 35 weisen bevorzugt jeweils wenigstens ein Umlenkelement 55, vorzugsweise eine Mehrzahl solcher Umlenkelemente 55 auf. Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist hier nur ein Umlenkelement 55 mit einem entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Die Umlenkelemente 55 sind bevorzugt als gebogene Umlenkschaufeln ausgebildet, die eingerichtet sind, um die jeweilige Abgasteilströmung in radialer Richtung umzulenken.
2 zeigt eine schematische Darstellung der Mischeinrichtung 17 in einer Querschnittdarstellung in drei Ebenen, wodurch zugleich die Funktionsweise der Mischeinrichtung 17 deutlich wird. Der Blick des Betrachters erstreckt sich dabei jeweils in Richtung der Einströmrichtung der Abgasströmung in die Mischeinrichtung 17.
Bei a) ist schematisch eine erste Querschnittsebene auf Höhe der ersten Verwirbelungseinrichtung 31 dargestellt. Dabei wird deutlich, dass die radial außen strömende Abgasteilströmung, welche entlang des ersten Strömungsbereichs 21 strömt, in die erste Verwirbelungsstruktur 31 gelangt, während der zweite Strömungsbereich 23 und der dritte Strömungsbereich 25 weiter in axialer Richtung, in die Bildebene von 2 hinein, an der ersten Verwirbelungseinrichtung 31 vorbeiführen.
Bei b) ist schematisch eine zweite Querschnittsebene auf Höhe der zweiten Verwirbelungseinrichtung 33 dargestellt, in welche die Abgasteilströmung entlang des zweiten Strömungsbereichs 23 einströmt. Dabei wird deutlich, dass die Abgasteilströmung entlang des dritten Strömungsbereichs 25 noch weiter in Richtung in die Bildebene hinein an der zweiten Verwirbelungseinrichtung 33 vorbeiströmt.
Schließlich ist bei c) schematisch eine dritte Querschnittsebene auf Höhe der dritten Verwirbelungseinrichtung 35 dargestellt, in welche schließlich die entlang des dritten Strömungsbereichs 25 strömende Abgasteilströmung einströmt.
Anhand von 2 wird auch deutlich, dass die Umlenkelemente 55 die Abgasteilströmungen radial nach außen umlenken, sodass sie aus der Mischeinrichtung 17 entlang einer gesamten Umfangslinie radial nach außen austreten, wobei darüber hinaus die Umlenkelemente 55 den Abgasteilströmungen jeweils einen Drehsinn aufprägen. Dabei wird anhand von 2 weiter deutlich, dass die erste Verwirbelungseinrichtung 31 der ihr zugeordneten Abgasteilströmung einen Linksdrall versetzt, während die zweite Verwirbelungseinrichtung 33 der ihr zugeordneten Abgasteilströmung einen Rechtsdrall vermittelt. Schließlich vermittelt die dritte Verwirbelungseinrichtung 35 der ihr zugeordneten Abgasteilströmung wiederum einen Linksdrall.
Insgesamt zeigt sich, dass mit der hier vorgeschlagenen Mischeinrichtung 17, dem Katalysatorgehäuse 7 sowie der Brennkraftmaschine 1 eine sehr effiziente Lösung zum homogenen Durchmischen von Abgas, insbesondere zur homogenen Verteilung eines Reaktionsmittels in einer Abgasströmung, bereitgestellt werden kann, die bauraumsparend ist und bei sehr guter Homogenisierung einen nur geringen Druckverlust erzeugt.

Claims

Mischeinrichtung (17) zum Vermischen einer Abgasströmung, mit - wenigstens zwei koaxial zueinander angeordneten, durch wenigstens eine Innenwandung (27,29) voneinander strömungstechnisch separierten Strömungsbereichen (21,23,25), wobei - jedem Strömungsbereich (21,23,25) jeweils eine Verwirbelungseinrichtung (31,33,35) mit definiertem Drehsinn zugeordnet ist, die eingerichtet ist, um einer den jeweiligen Strömungsbereich (21,23,25) durchströmenden Abgasteilströmung den definierten Drehsinn der jeweiligen Verwirbelungseinrichtung (31,33,35) aufzuprägen, und wobei - wenigstens zwei einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereichen (21,23,25) der wenigstens zwei Strömungsbereiche (21,23,25) Verwirbelungseinrichtungen (31,33,35) mit einander entgegengesetztem Drehsinn zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass - jeder Verwirbelungseinrichtung (31,33,35) ein Umlenkboden (45,47,49) zugeordnet ist, sodass die der jeweiligen Verwirbelungseinrichtung (31,33,35) zugeordnete Abgasteilströmung im Bereich der Verwirbelungseinrichtung (31,33,35) bezüglich ihrer Hauptströmungsrichtung quer zu einer Einströmrichtung in die Mischeinrichtung (17) umgelenkt wird.
Mischeinrichtung (17) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch a) genau zwei Strömungsbereiche (21,23,25), die einander unmittelbar benachbart sind, oder b) mehr als zwei Strömungsbereiche (21,23,25), insbesondere genau drei Strömungsbereiche (21,23,25), wobei paarweise einander unmittelbar benachbarten Strömungsbereichen (21,23,25) Verwirbelungseinrichtungen (31,33,35) mit jeweils einander entgegengesetztem Drehsinn zugeordnet sind.
Mischeinrichtung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (17) stromabwärts der Verwirbelungseinrichtungen (31,33,35) diesen zugeordnete Strömungsauslässe (37,39,41) aufweist, die so angeordnet sind, dass die aus den Verwirbelungseinrichtungen (31,33,35) durch die Strömungsauslässe (37,39,41) austretenden Abgasteilströmungen geschichtet in Kontakt miteinander kommen.
Mischeinrichtung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Strömungsbereiche (21,23,25) ringförmig ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet sind, und/oder b) die Verwirbelungseinrichtungen (31,33,35) axial hintereinander angeordnet sind, und/oder c) die Strömungsauslässe (37,39,41) axial hintereinander angeordnet sind, wobei sich die Strömungsauslässe (37,39,41) jeweils in Umfangsrichtung erstrecken und radial auswärts weisen.
Mischeinrichtung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Innenwandung (27,29) wenigstens einen die durch die Innenwandung (27,29) voneinander getrennten Strömungsbereiche (21,23,25) strömungstechnisch miteinander verbindenden Durchbruch (51) aufweist, wobei dem wenigstens einen Durchbruch (51) vorzugsweise ein Mischleitelement (53) zur Führung einer durch den Durchbruch (51) hindurchtretenden Abgasteilströmung zugeordnet ist.
Mischeinrichtung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Verwirbelungseinrichtungen (31,33,35) jeweils wenigstens ein Umlenkelement (55) aufweisen.
Katalysatorgehäuse (9) für einen Abgaskatalysator, mit einer Hauptkammer (11) zur Anordnung wenigstens eines Katalysatorkörpers (9) in der Hauptkammer (11), und einer Vorkammer (13) stromaufwärts der Hauptkammer (11), und mit einer in der Vorkammer (13) angeordneten Mischeinrichtung (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Brennkraftmaschine (1), mit einem Abgaspfad (3) zur Ableitung von Abgas aus wenigstens einem Brennraum (5) der Brennkraftmaschine (1), und mit einer in dem Abgaspfad (3) angeordneten Mischeinrichtung (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abgaspfad (3) stromaufwärts der Mischeinrichtung (17) eine Reaktionsmittel-Dosiereinrichtung (19) zur Eindosierung eines Reaktionsmittels in den Abgaspfad (3) angeordnet ist.