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Technisches Gebiet
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Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft einen Mischer und ein Abgasnachbehandlungssystem mit einem derartigen Mischer.
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Stand der Technik
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In den letzten Jahren werden die Verordnungen bezüglich der Emission und des Kraftstoffverbrauchs eines Antriebssystems immer strenger. Wegen der strengen Verordnungen bezüglich des Kraftstoffverbrauchs ist eine ausreichende Verbrennung in dem Motor erforderlich. Jedoch kommt die ausreichende Verbrennung auf Kosten des ansteigenden Gehalt an Stickstoffoxide in dem Abgas, welcher wiederum durch die strenge Verordnungen bezüglich der Emission begrenzt wird. In den europäischen Norm Euro VI für die Emission des Dieselmotors wird vorgeschrieben, dass die Partikelemission des Dieselmotors niedriger als 10 mg/kwh und die Stickstoffoxide-Emission niedriger als 460 mg/kwh sein soll. Bei solchen immer strenger werdenden Normen für Emission und Kraftstoffverbrauch und bei der Anforderungen an die Verkleinerung und Gewichtsreduzierung des Motors sollen daher die Abgasnachbehandlungssysteme auch entsprechend verbessert werden, wie z. B. durch das Hinzufügen eines Abgasrückführungssystems zu dem Motor. Dies führt allerdings zu die Absenkung in der Temperatur des Motors, so dass ein Teil des Kraftstoffs nicht ausreichend verbrennt wird und damit die Emissionen der nicht gebrannten Kohlenwasserstoffe und Partikel ansteigen. Bei solchen immer strenger werdenden Normen für Emission und Kraftstoffverbrauch und bei der Anforderungen an die Verkleinerung und Gewichtsreduzierung des Motors müssen daher die Abgasbehandlungssysteme auch entsprechend verbessert werden, wie z. B. durch das Hinzufügen eines Mischers, um die Stickstoffoxide zu behandeln und die Stickstoffoxid-Emission zu reduzieren.
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In der Regel ist ein Mischer stromaufwärts eines selektiven katalytischen Reduktions-Katalysators (SCR) angeordnet, und eine Spritzdüse des Mischers spritzt eine Flüssigkeit, die beispielsweise den Harnstoff enthält. Der Mischer befindet sich stromaufwärts eines SCR-Katalysators und mischt ein von dem Motor abgeführtes Abgas mit Produkten, zu denen der Harnstoff umgewandelt worden ist. Dabei findet eine Reduktionsreaktion an dem SCR-Katalysator statt, womit die Stickstoffoxide zu harmlosem Stickstoff und Wasserdampf umgewandelt wird, die dann abgeführt werden, um den Gehalt an Stickstoffoxiden im Abgas zu verringern und somit gesetzliche Emissionsnormen zu erfüllen.
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Bei dem Mischer spritzt die Spritzdüse in der Regel den Harnstoff in den Abgasstrom ein. Mit dem Mischer kann die Bildung der Harnstoffablagerung verringert und die Umwandlungseffizienz der Stickstoffoxid-Behandlung erhöht werden. Bei den Mischern im Stand der Technik herrscht jedoch die Ausgestaltung vor, eine Strömungsführungsplatte mit einer spiralförmigen Fläche vorzusehen, um den Mischungsweg des Abgases in dem Mischer zu verlängern und somit die Mischgleichmäßigkeit des Abgases und der Flüssigkeit zu erhöhen. Jedoch ist eine derartige Strömungsführungs-Trennplatte kompliziert ausgebildet, wodurch eine höhere Anforderung an die Technik gestellt wird. Zudem führt die Absenkung der Temperatur im Mischsystem vom Abgas und Harnstoff, welche durch den ihren langen Bewegungsweg verursacht wird, zu einem höheren Verhältnis der Ablagerung des Harnstoffs.
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Daher wird auf diesem Gebiet ein einfach ausgestalteter Mischer mit einer guten Mischgleichmäßigkeit und einem niedrigen Verhältnis der Ablagerung des Harnstoffs benötigt.
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Offenbarung des Gebrauchsmusters
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Dem vorliegenden Gebrauchsmuster liegt eine Aufgabe zugrunde, einen Mischer bereitzustellen.
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Dem vorliegenden Gebrauchsmuster liegt eine Aufgabe zugrunde, ein Abgasnachbehandlungssystem bereitzustellen.
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Gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster wird die Aufgabe gelöst durch einen Mischer für ein Abgasnachbehandlungssystem, der ein Außengehäuse, eine Spritzöffnung, eine erste Trennplatte, eine zweite Trennplatte, eine Strömungsführungsplatte und eine Prallplatte umfasst, wobei die erste Trennplatte mit einem Gaseintritt und die zweite Trennplatte mit einem Gasaustritt versehen ist, wobei die erste Trennplatte und die zweite Trennplatte einander gegenüberliegend angeordnet sind, und wobei die erste Trennplatte, die zweite Trennplatte und das Außengehäuse einen Strömungsraum bereitstellen, um die Strömung eines Abgases innerhalb des Mischers zu ermöglichen; wobei innerhalb des Strömungsraums die erste Trennplatte, das Außengehäuse, die Strömungsführungsplatte und die Prallplatte einen Mischraum bereitstellen, wobei die Führungsplatte eine der ersten Trennplatte gegenüberliegende erste Strömungsführungsfläche umfasst, wobei die Prallplatte benachbart zu der Strömungsführungsplatte angeordnet ist, und wobei die Prallplatte der Spritzöffnung gegenüberliegend angeordnet ist, um von einer aus der Spritzöffnung in den Mischraum eingespritzten Flüssigkeit aufgeprallt zu werden.
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In einem Ausführungsbeispiel für den Mischer ist vorgesehen, dass die Prallplatte bogenförmig ausgebildet ist.
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In einem Ausführungsbeispiel für den Mischer ist vorgesehen, dass die Strömungsführungsplatte ferner eine zweite Strömungsführungsfläche und eine dritte Strömungsführungsfläche umfasst, die sich ausgehend von zwei seitlichen Enden der ersten Strömungsführungsfläche in Richtung der ersten Trennplatte erstrecken.
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In einem Ausführungsbeispiel für den Mischer ist vorgesehen, dass die erste Strömungsführungsfläche als Bogenfläche ausgebildet ist, und dass die zweite Strömungsführungsfläche und die dritte Strömungsführungsfläche als parallel zueinander verlaufende ebene Flächen ausgebildet sind.
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In einem Ausführungsbeispiel für den Mischer ist vorgesehen, dass der Gaseintritt und die Spritzöffnung auf derselben Seite in Bezug auf eine Achse des Strömungsraums angeordnet sind.
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In einem Ausführungsbeispiel für den Mischer ist vorgesehen, dass zwischen der Prallplatte und der Innenwand des Außengehäuses ein radialer Zwischenraum vorhanden ist, der zusammen mit der ersten Trennplatte einen Heizraum bereitstellt, wobei die erste Trennplatte mit einem Gaseinlassloch versehen ist, um die Einströmung des Abgases in den Heizraum zu ermöglichen.
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In einem Ausführungsbeispiel für den Mischer ist vorgesehen, dass die erste Trennplatte und/oder die zweite Trennplatte mehrere Lochschweißnähte aufweist, über die die Prallplatte und/oder die Strömungsführungsplatte mit der ersten Trennplatte und/oder der zweiten Trennplatte verbunden sind.
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In einem Ausführungsbeispiel für den Mischer ist vorgesehen, dass es sich bei der in den Mischraum eingespritzten Flüssigkeit um eine Harnstofflösung handelt.
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Ein Abgasnachbehandlungssystem nach einem anderen Gesichtspunkt des vorliegenden Gebrauchsmusters umfasst einen Mischer nach einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele.
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Das vorliegende Gebrauchsmuster zeichnet sich zumindest durch die folgenden positiven Auswirkungen aus:
- 1. Durch Vorsehen einer der ersten Trennplatte gegenüberliegend und benachbart zu der Prallplatte angeordneten ersten Strömungsführungsfläche der Strömungsführungsplatte wird bewirkt, dass ein großer Anteil des Abgases nach Einströmung über den Gaseintritt der ersten Trennplatte auf die erste Strömungsführungsfläche aufprallt und unter Einwirkung der anziehenden Kraft der eingespritzten Flüssigkeit und der Widerstandskraft der ersten Strömungsführungsfläche zwangsweise zu einer benachbart zu der Strömungsführungsplatte angeordneten Prallplatte geführt wird, welche Prallplatte mit der Wärme des Abgases völlig erwärmt wird, so dass die eingespritzte Flüssigkeit erwärmt, nach Aufprallen auf die Prallplatte völlig vernebelt und somit in sehr winzige Flüssigkeitströpfchen zerteilt wird, womit die spezifische Oberfläche vergrößert und eine völlige Durchmischung mit dem Abgas ermöglicht wird.
- 2. Das Durchmischen des Abgases und der Flüssigkeit kann innerhalb einer begrenzten Mischentfernung erfolgen, so dass die axiale Abmessung des Mischers weiter verringert und somit der wertvolle innere Bauraum des Abgasnachbehandlungssystems gespart werden kann.
- 3. Mit einer ausreichend hohen Temperatur der Prallplatte wird die Ablagerung des gelösten Stoffes der eingespritzten Flüssigkeit, beispielsweise der Harnstoffflüssigkeit verringert und die Zuverlässigkeit des Betriebs des Mischers sichergestellt.
- 4. Dank der hohen Mischeffizienz des Abgases und der Flüssigkeit wird die Behandlungseffizienz des Abgasnachbehandlungssystems erhöht, der Abgasgegendruck des Abgasnachbehandlungssystems dementsprechend verringert und die Kraftstoffeinsparung des Antriebssystems verbessert.
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Figurenliste
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Die oben genannten und anderen Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des vorliegenden Gebrauchsmusters werden durch die nachfolgende Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren und Ausführungsbeispielen deutlicher. Es zeigen:
- 1 einen Mischer gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters aus einem Sichtwinkel in einer dreidimensionalen Darstellung,
- 2 den Mischer gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters mit teilweise abgenommenem Außengehäuse,
- 3 den Mischer gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer Explosionsdarstellung,
- 4 die Einströmung des Abgases in den Mischer gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen Darstellung,
- 5 die Strömung des Abgases innerhalb des Mischers gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen Darstellung,
- 6A und 6B die Mischung des Abgases und der Flüssigkeit innerhalb des Mischers gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen Darstellung.
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Ausführliche Ausführungsformen
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Nachfolgend werden Ausführungsformen oder Ausführungsbeispiele zur unterschiedlichen Implementierung der technischen Lösungen der Gegenständen offenbart. Um die Offenbarung zu vereinfachen, werden nachfolgend die konkreten Beispiele einzelner Elemente und ihrer Anordnung beschrieben, die selbstverständlich nur exemplarisch angesehen werden sollen, ohne den Schutzumfang des Gebrauchsmusters zu beschränken. Beispielsweise kann in der nachfolgenden Beschreibung unter der Ausbildung eines ersten Merkmal oberhalb oder auf einem zweiten Merkmal so verstanden werden, dass entweder die erste und zweite Merkmale zueinander unmittelbar zugeordnet ausgeführt werden, oder ohne unmittelbare Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal eine zusätzliches Merkmal dazwischen vorgesehen ist. Zudem können gleiche Bezugszeichen und/oder Buchstaben in unterschiedlichen Beispielen in der Offenbarung wiederverwendet werden. Diese Wiederverwendung dient nur zur Übersichtlichkeit und Klarheit und weist keineswegs auf das Verhältnis zwischen den betreffenden Ausführungsformen und/oder Strukturen hin. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass bei einem ersten Element und einem zweiten Element, die miteinander verbunden oder kombiniert sind, sowohl die Ausführungsform, bei der das erste und das zweite Element unmittelbar miteinander verbunden oder kombiniert sind, als auch die Ausführungsform, bei der ein oder mehrere zusätzliche Elemente zum Verbinden oder Kombinieren des ersten und des zweiten Elements vorgesehen sind, denkbar sind.
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Zudem sollte es verstanden werden, dass die Richtungsbegriffe wie „vor, hinter, ober, unter, links, rechts“, „quer, vertikal, orthogonal, horizontal“ und „oberseitig, unterseitig“ in der Regel für die in den Figuren gezeigten Ausrichtung oder Positionierung stehen, und nur zur Begünstigung der Beschreibung des Gebrauchsmusters sowie zur Vereinfachung der Erläuterung dienen. Wenn nicht anderes angegeben, bedeuten oder implizieren die Richtungsbegriffe nicht, dass die betroffenen Einrichtung oder das betroffenen Element eine bestimmte Positionierung aufweisen oder in einer bestimmten Positionierung aufgebaut und betätigt werden muss. Daher sollen sie nicht als Beschränkung auf den Schutzumfang des Gebrauchsmusters verstanden werden. Die Richtungsbegriffe „innere, äußere“ bedeuten die Innenseite und Außenseite in Bezug auf das Profil eines Teils selbst. Die Verwendung der Wörter „erste“, „zweite“, usw. dient nur zur Unterscheidung zwischen den jeweiligen Teilen, und diese Wörter enthalten keine besondere Bedeutung, wenn nicht anderes angegeben. Daher sollen sie auch nicht als Beschränkung auf den Schutzumfang des Gebrauchsmusters verstanden werden.
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Die vorliegende Anmeldung verwendet auch spezifische Wörter, um die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung zu beschreiben. Die Ausdrücke „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ und/oder „einige Ausführungsbeispiele“ stehen für ein Merkmal, eine Struktur oder eine Besonderheit, das/die mindestens einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung zugeordnet ist. Daher ist darauf hinzuweisen, dass sich der Ausdruck „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ oder „einige Ausführungsbeispiele“, der an unterschiedlichen Stellen der Beschreibung zweimal oder mehrmals erwähnt wird, nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform bzw. dasselbe Ausführungsbeispiel bezieht. Darüber hinaus können einige der Merkmale, Strukturen oder Besonderheiten eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung auf geeignete Weise miteinander kombiniert werden.
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Wie aus 1 bis 5 zu entnehmen ist, umfasst der Mischer für ein Abgasnachbehandlungssystem in einigen Ausführungsbeispielen ein Außengehäuse 1, eine erste Trennplatte 2, eine zweite Trennplatte 3, eine Strömungsführungsplatte 5 und eine Prallplatte 6. Wie sich aus 1 bis 5 ergibt, ist das Außengehäuse 1 zylinderförmig ausgebildet, wobei hier jedoch keine Einschränkung vorliegt. Die Außenwand des Außengehäuses 1 kann mit einer Spritzöffnung 71 versehen sein, an der ein Spritzdüsenträger 7 und eine Spritzdüse 10 angebracht sind. An der Außenwand des Außengehäuses 1 kann ferner ein Sensor 8, 9 angebracht sein, um die Parameter einschließlich der Temperatur und des Drucks des in den Mischer einströmenden Abgases zu überwachen.
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Die erste Trennplatte 2 ist mit einem Gaseintritt 21 versehen, über den das Abgas 101 in den Mischer einströmt. Die in der 2 und 3 dargestellte erste Trennplatte 2 weist ferner eine Aussparung 22, 23 auf, um eine Beschädigung des Sensors infolge einer gegenseitigen Störung mit dem Sensor 8, 9 hinsichtlich der Position zu verhindern. Die zweite Trennplatte 3 ist mit einem Gasaustritt 31 versehen, wobei also das Abgas 101 innerhalb eines durch die erste Trennplatte 2, die zweite Trennplatte 3 und das Außengehäuse 1 bereitgestellten Strömungsraums fließt. Die erste Trennplatte 2 und die zweite Trennplatte 3 können grundsätzlich als ebene Platte ausgebildet sein, um die Bearbeitung zu erleichtern. Für die erste Trennplatte 2 und die zweite Trennplatte 3 wird lediglich eine einzige Stanzanlage benötigt. Dabei erfolgt zunächst eine Stanzvorgang dafür und dann werden u.a. der Gaseintritt 21 und der Gasaustritt 31 bearbeitet.
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Innerhalb des Strömungsraums stellen die erste Trennplatte 2, das Außengehäuse 1, die Strömungsführungsplatte 5 und die Prallplatte 6 einen Mischraum 20 bereit, in dem die Spritzdüse 10 eine Flüssigkeit 102 ausspritzt, die ein Reduktionsmittel enthält und mit den in dem Abgas 101 enthaltenen Stickstoffoxiden in einer Reduktionsreaktion reagieren kann. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Harnstofflösung, die breite Anwendung findet, wobei jedoch hierbei keine Einschränkung vorliegt. Die Strömungsführungsplatte 5 umfasst eine der ersten Trennplatte 2 gegenüberliegende erste Strömungsführungsfläche 51 und benachbart zu der Strömungsführungsplatte 5 ist eine Prallplatte 6 vorgesehen, die der Spritzöffnung 71 gegenüberliegend angeordnet ist, wobei also sich die Prallplatte 6 auf dem Spritzweg der Spritzdüse 10 befindet. Die von der Spritzdüse 10 herausgespritzte Flüssigkeit 102 strömt in den Mischraum ein und prallt auf die Prallplatte 6 auf, womit sie in kleine Flüssigkeitströpfchen zerteilt wird.
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Mit einem derartig gestalteten Mischer kann die Mischgleichmäßigkeit des Abgases verbessert, die Behandlungseffizienz des Abgases erhöht und die Ablagerung des gelösten Stoffes (beispielsweise Harnstoff) verringert werden, da nach Einströmen des Abgases 101 über den Gaseintritt 21 in den Mischer, wie auf 4 bis 6B zu entnehmen ist, aufgrund der der ersten Trennplatte 2 gegenüberliegend und benachbart zu der Prallplatte 6 angeordneten ersten Strömungsführungsfläche 51 der Strömungsführungsplatte 5 ein großer Anteil des Abgases 101 nach Einströmen in den Strömungsraum des Mischers auf die ausgespritzte Flüssigkeit 102 prallt und unter Mitnahme durch die Flüssigkeit 102 zu der benachbart zu der Strömungsführungsplatte 5 angeordneten Prallplatte 6 befördert wird, während das Abgas 101, das nicht auf die Flüssigkeit 102 prallt oder durch die Flüssigkeit 102 mitgenommen wird, zu der ersten Strömungsführungsfläche 51 fließt und unter Mitnahme infolge der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit 102 in der Nähe (gemäß dem Bernoulli-Prinzip) ebenfalls entlang der ersten Strömungsführungsfläche 51 zu der benachbart zu der Strömungsführungsplatte 5 angeordneten Prallplatte 6 geführt wird. Somit wird das Abgas 101 durch die Flüssigkeit 102 und die erste Strömungsführungsplatte 51 geführt und sammelt sich in dem Bereich in der Nähe der Prallplatte 6 an. Mit der Wärme des Abgases 101 wird die Prallplatte 6 völlig erwärmt, so dass die eingespritzte Flüssigkeit 102 völlig erwärmt, nach Aufprallen auf die Prallplatte 6 völlig vernebelt und somit in sehr winzige Flüssigkeitströpfchen zerteilt wird, womit die spezifische Oberfläche vergrößert und eine völlige Durchmischung mit dem Abgas 101 ermöglicht wird. Aufgrund der Mitnahme durch die Flüssigkeit 102 strömt das Abgas 101 nach völliger Durchmischung mit den Harnstoff-Flüssigkeitströpfchen oder dem Ammoniak, das sich aus der Zersetzung der Harnstoff-Flüssigkeitströpfchen ergibt, in der Nähe der Prallplatte 6 dann entlang der Prallplatte 6 schnell aus dem Mischraum 20 aus, wird über den Gasaustritt 31 aus dem Mischer abgeführt und gelangt in einen stromabwärts angeordneten selektiven katalytischen Reduktions-Katalysators (SCR), wo eine Oxidations- und eine Reduktionsreaktion stattfindet, womit die in dem Abgas enthaltenen Schadstoffe in Form von Stickstoffoxiden zu unschädliches Stickstoffgas und Wasser reduziert werden. Es versteht sich, dass die Strömungsführungsplatte 5 nicht lediglich zur Führung des Abgases 101 dient und es kann ebenfalls der Fall sein, dass ein geringer Anteil der von der Spritzdüse 10 ausgespritzten Flüssigkeit 102 auf die Strömungsführungsplatte 5 aufprallt. Analog dazu dient die Prallplatte 6 auch nicht lediglich dazu, von der Flüssigkeit 102 aufgeprallt zu werden und sie kann zusätzlich einen Teil des Abgases 101 führen.
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Vorzugsweise kann die Prallplatte 6 bogenförmig ausgebildet sein, wobei jedoch hier keine Einschränkung vorliegt. Somit wird vorteilhaft ermöglicht, dass die Prallplatte 6 leicht zu bearbeiten ist und die Wärme des Abgases 101 besser angesammelt werden kann.
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Auf die Ausgestaltung, bei der im Stand der Technik zum Verbessern der Mischwirkung für das Abgas 101 und die Flüssigkeit 102 eine komplizierte spiralförmige Strömungsführungsplatte verwendet und die Länge des Mischers verlängert wird, kann verzichtet werden, womit der Aufbau der Strömungsführungsplatte vereinfacht wird und die Bearbeitungskosten des Mischers verringert werden. Des Weiteren wird die Länge des Mischers weiter verkürzt, was für eine flexible Anordnung in dem ganzen Abgasnachbehandlungssystem und das Einsparen des wertvollen inneren Bauraums des Abgasnachbehandlungssystems sorgt und ferner zur Verkleinerung des Abgasnachbehandlungssystems beiträgt. Zudem wird das Abgas mit einer großen Wärmemenge durch Aufprallen und durch Mitnahme durch die gespritzte Flüssigkeit an der Prallplatte 6 angesammelt, so dass die Temperatur die Anforderung für die Zersetzung von Harnstoff erfüllen und somit die Ablagerung der Harnstoffflüssigkeit effektiv verringert werden kann, um einen langfristigen stabilen und zuverlässigen Betrieb des Mischers sicherzustellen.
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Es wird weiter auf 2 und 3 hingewiesen, dass in einigen Ausführungsbeispielen die Strömungsführungsplatte 5 auch konkret derart ausgebildet sein kann, dass die Strömungsführungsplatte 5 ferner eine zweite Strömungsführungsfläche 52 und eine dritte Strömungsführungsfläche 53 umfasst, die sich ausgehend von zwei seitlichen Enden der ersten Strömungsführungsfläche 51 in Richtung der ersten Trennplatte 2 erstrecken. Eine derartig ausgestaltete Strömungsführungsplatte 5 kann es bewirken, dass das Abgas 101 mehrmals auf mehrere Strömungsführungsflächen aufprallt und somit in einer größeren Menge zu dem Bereich in der Nähe der Prallplatte 6 befördert wird. Analog dazu kann mehr Flüssigkeit 102 auf die erste Strömungsführungsfläche 51, die zweite Strömungsführungsfläche 52 und die dritte Strömungsführungsfläche 53 an der Strömungsführungsplatte 5 mehrmals aufprallen, so dass die Flüssigkeit 102 innerhalb des Mischraums 20 vernebelt und in winzigere Flüssigkeitströpfchen zerteilt, was für eine bessere Mischwirkung des Abgases 101 und der Flüssigkeit 102 sorgt. Wie sich aus 2 und 3 ergibt, kann die Strömungsführungsplatte mit drei Strömungsführungsflächen konkret derart ausgebildet sein, dass die erste Strömungsführungsfläche 51 als Bogenfläche ausgebildet ist, während die zweite Strömungsführungsfläche 52 und die dritte Strömungsführungsfläche 53 als parallel zueinander verlaufende ebene Flächen ausgebildet sind. Jedoch sind auch andere konkrete Strukturen denkbar, wobei die erste Strömungsführungsfläche 51, die zweite Strömungsführungsfläche 52 und die dritte Strömungsführungsfläche 53 beispielsweise bogenförmig oder als eine andere Struktur ausgebildet sind. Mit der Ausgestaltung, bei der die erste Strömungsführungsfläche 51 als Bogenfläche ausgebildet ist und die zweite Strömungsführungsfläche 52 und die dritte Strömungsführungsfläche 53 als parallel zueinander verlaufende ebene Flächen ausgebildet sind, wird eine einfach ausgebildete und leicht zu bearbeitende Strömungsführungsplatte verwirklicht. Zudem prall das Abgas 101 mehrmals auf die Flüssigkeit 102, womit eine bessere Mischwirkung erzielt wird.
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Es wird weiter auf 2 und 3 hingewiesen, wobei in einigen Ausführungsbeispielen der Gaseintritt 21 konkret derart angeordnet sein kann, dass der Gaseintritt 21 und die Spritzöffnung 71 auf derselben Seite in Bezug auf eine Achse des Strömungsraums angeordnet sind. Wie sich aus 2 und 3 ergibt, befinden sich der Gaseintritt 21, die Spritzöffnung 71 und die daran angebrachte Spritzdüse 10 oberhalb der Achse des Strömungsraums. Somit wird vorteilhafterweise erzielt, dass das Abgas 101 nach Einströmen in den Gaseintritt 21 auf die von der Spritzdüse 10 ausgespritzte Harnstoffflüssigkeit 102 aufprallt und damit gemischt wird, womit die Mischgleichmäßigkeit des Abgases 101 und der Flüssigkeit 102 erhöht wird.
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Es wird auf 1 bis 5 hingewiesen, wobei in einigen Ausführungsbeispielen ein zwischen der Prallplatte 6 und der Innenwand des Außengehäuses 1 angeordneter radialer Zwischenraum zusammen mit der ersten Trennplatte 2 einen Heizraum 24 bereitstellt, wobei die erste Trennplatte 2 mit einem Gaseinlassloch 25 versehen ist, um die Einströmung des Abgases 101 in den Heizraum 24 zu ermöglichen. Es ist darauf hinzuweisen, dass bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem ein Gaseinlassloch 25 vorgesehen ist, der große Anteil des Abgases 101 immer noch über den Gaseintritt 21 in den Mischer einströmt, während nur ein geringer Anteil des Abgases 104 über das Gaseinlassloch 25 einströmt. Somit wird vorteilhafterweise erzielt, dass ein geringer Anteil des Abgases 104 mittels seiner eigenen Temperatur die Prallplatte 6 weiter erwärmen kann, wodurch die Wirkung des Aufpralls der Flüssigkeit 102 auf die Prallplatte 6 verbessert wird, wie aus 6A und 6B zu entnehmen ist. Der konkrete Anzahl des Gaseinlassloches 25, die Größe des Heizraums 24 und andere Parameter lassen sich flexibel je nach tatsächlichen Anforderungen einstellen, um die positive Auswirkung der Wärme des Abgases 104 völlig auszunutzen und gleichzeitig das Einströmen eines zu hohen Anteils des Abgases in den Heizraum 24 sowie eine dadurch beeinträchtigte Mischwirkung des Abgases und der Flüssigkeit zu vermeiden.
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Es wird weiter auf 1 bis 5 hingewiesen, wobei in einigen Ausführungsbeispielen die erste Trennplatte 2 und/oder die zweite Trennplatte 3 mehrere Lochschweißnähte 26, 36 aufweist, über die die Prallplatte 6 und/oder die Strömungsführungsplatte 5 mit der ersten Trennplatte 2 und/oder der zweiten Trennplatte 3 verbunden sind. Wie aus 1 bis 5 zu entnehmen ist, weisen die erste Trennplatte 2 und die zweite Trennplatte 3 jeweils Lochschweißnähte 26, 36 auf und die Strömungsführungsplatte 5 weist eine Ausbuchtung 56 auf, die auf die Lochschweißnaht 26 abgestimmt und damit verbunden ist, um eine Verbindung der Strömungsführungsplatte 5 mit der ersten Trennplatte 2 herzustellen. Analog dazu weist die Prallplatte 6 ebenfalls eine Ausbuchtung 66 auf, die jeweils auf den Lochschweißnähten 26, 36 abgestimmt und damit verbunden ist, so dass die Prallplatte 6 jeweils mit der ersten Trennplatte 2 und der zweiten Trennplatte 3 verbunden sein kann, wobei jedoch hier keine Einschränkung vorliegt. Obwohl andere Verbindungsstrukturen denkbar sind, werden durch Verwendung einer Ausbuchtung zur Zusammenwirkung und Verbindung mit der Lochschweißnaht ein einfacher Aufbau und gute Bearbeitungs- und Montagefreundlichkeit erzielt.
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Zusammenfassend werden durch Verwendung des Mischers und des Abgasnachbehandlungssystems nach den vorstehenden Ausführungsbeispielen mindestens die folgenden vorteilhaften Auswirkungen ermöglicht:
- 1. Durch Vorsehen einer der ersten Trennplatte gegenüberliegend und benachbart zu der Prallplatte angeordneten ersten Strömungsführungsfläche der Strömungsführungsplatte wird bewirkt, dass ein großer Anteil des Abgases nach Einströmung über den Gaseintritt der ersten Trennplatte auf die erste Strömungsführungsfläche aufprallt und unter Einwirkung der anziehenden Kraft der eingespritzten Flüssigkeit und der Widerstandskraft der ersten Strömungsführungsfläche zwangsweise zu einer benachbart zu der Strömungsführungsplatte angeordneten Prallplatte geführt wird, welche Prallplatte mit der Wärme des Abgases völlig erwärmt wird, so dass die eingespritzte Flüssigkeit erwärmt, nach Aufprallen auf die Prallplatte völlig vernebelt und somit in sehr winzige Flüssigkeitströpfchen zerteilt wird, womit die spezifische Oberfläche vergrößert und eine völlige Durchmischung mit dem Abgas ermöglicht wird.
- 2. Das Durchmischen des Abgases und der Flüssigkeit kann innerhalb einer begrenzten Mischstrecke erfolgen, so dass die axiale Abmessung des Mischers weiter verringert und somit der wertvolle innere Bauraum des Abgasnachbehandlungssystems gespart werden kann.
- 3. Mit einer ausreichend hohen Temperatur der Prallplatte wird die Ablagerung des gelösten Stoffes der eingespritzten Flüssigkeit, beispielsweise der Harnstoffflüssigkeit verringert und die Zuverlässigkeit des Betriebs des Mischers sichergestellt.
- 4. Dank der hohen Mischeffizienz des Abgases und der Flüssigkeit wird die Behandlungseffizienz des Abgasnachbehandlungssystems erhöht. Gleichzeitig kann im Antriebssystem der Abgasgegendruck des Abgasnachbehandlungssystems dementsprechend verringert und die Kraftstoffeinsparung des Antriebssystems verbessert werden.
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Trotzt der bisherigen Offenbarung der vorstehenden Ausführungsbeispiele des vorliegenden Gebrauchsmusters dient diese keineswegs zur Einschränkung des vorliegenden Gebrauchsmusters. Ohne Verlassen der Grundideen und des Umfangs des Gebrauchsmusters können Fachleute auf diesem Gebiet mögliche Abänderungen und Modifikationen vornehmen. Neben Anwendung bei einem Fahrzeug kann das Abgasnachbehandlungssystem beispielsweise ferner bei der Abgasnachbehandlung für einen Dieselmotor eines Schiffs, eines U-Boots und eines anderen Verkehrsmittels sowie für eine andere Antriebsmaschine, bei der die Stickstoffoxide-Emission verringert werden soll, eingesetzt werden. Beispielsweise der Mischer eignet sich für verschiedene Anwendungsfälle beispielsweise mit endseitigem Eingang und endseitigem Ausgang, seitlichem Eingang und seitlichem Ausgang, seitlichem Eingang und endseitigem Ausgang sowie endseitigem Eingang und seitlichem Ausgang und dabei ist unterschiedliche Dimensionierung denkbar, wie z.B. 5 bis 13 Zoll. Beispielsweise hinsichtlich u.a. der konkreten Position der Spritzdüse 10 und der Anzahl der Prallplatte 6 sind auch verschiedene Einstellungen denkbar. Daher fallen jegliche Überarbeitungen, gleichwertige Abänderungen und Modifikationen an den vorstehenden Ausführungsbeispielen anhand der technischen Grundideen des Gebrauchsmusters ohne Verlassen der Inhalte der Ausgestaltung des Gebrauchsmusters unter den Schutzumfang, die durch die Ansprüche des vorliegenden Gebrauchsmusters definiert wird.
