DE102020126800B3 - Abgasbrenner für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Montageverfahren für einen Abgasbrenner mit integriertem Kühlkreislauf - Google Patents

Abgasbrenner für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Montageverfahren für einen Abgasbrenner mit integriertem Kühlkreislauf Download PDF

Info

Publication number
DE102020126800B3
DE102020126800B3 DE102020126800.9A DE102020126800A DE102020126800B3 DE 102020126800 B3 DE102020126800 B3 DE 102020126800B3 DE 102020126800 A DE102020126800 A DE 102020126800A DE 102020126800 B3 DE102020126800 B3 DE 102020126800B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
gas burner
cooling circuit
ignition unit
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102020126800.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Uli Sofan
Marcel Noé
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DE102020126800.9A priority Critical patent/DE102020126800B3/de
Priority to US17/465,957 priority patent/US11555427B2/en
Priority to CN202111187709.3A priority patent/CN114352390A/zh
Application granted granted Critical
Publication of DE102020126800B3 publication Critical patent/DE102020126800B3/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2033—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using a fuel burner or introducing fuel into exhaust duct
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/36—Arrangements for supply of additional fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/38—Arrangements for igniting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/78—Cooling burner parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/08—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/14—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/02—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/11—Adding substances to exhaust gases the substance or part of the dosing system being cooled
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasbrenner (1) für eine Abgasanlage (2) eines Kraftfahrzeugs (3), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:- einen von einer Außenwandung (4) umgebenen Brennraum (5) für einen Kanalabschnitt (6) in einer Abgasanlage (2);- eine Dosiereinheit (7) zum geregelten Zugeben eines Brennstoffs in den Brennraum (5); und- eine Zündeinheit (8) zum Entzünden eines brennbaren Gemischs in dem Brennraum (5). Der Abgasbrenner (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Kühlkreislauf (9) zum Wärmetausch mit der Dosiereinheit (7) und mit der Zündeinheit (8) innerhalb der Außenwandung (4) des Abgasbrenners (1) angeordnet ist.Mit dem hier vorgeschlagenen Abgasbrenner ist eine gute Kühlung und dessen kostengünstige Herstellung und einfache Montierbarkeit erzielbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Abgasbrenner für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Montageverfahren für einen Abgasbrenner mit integriertem Kühlkreislauf.
  • Abgasbrenner für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise zum Anheben der Temperatur in der Abgasanlage, wobei bevorzugt das Abgas mittels einer dem Abgasbrenner (stromabwärts) nachgeschalteten Katalysatoreinheit katalytisch behandelt werden soll und zu diesem Zweck eine minimale Betriebstemperatur herbeigeführt werden soll. Dies ist beispielsweise beim (Kalt-) Start der Abgas erzeugenden Verbrennungskraftmaschine notwendig, sodass eine erwünschte Abgasbehandlung zur Vermeidung von Schadstoffen, wie beispielsweise Stickoxiden und/oder Kohlenmonoxid, möglichst frühzeitig beginnen kann. Es ist bekannt, dafür einen Brennstoff, beispielsweise den Kraftstoff der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine, in den Brennraum des Abgasbrenners mittels einer Dosiereinheit einzuspritzen und mittels einer Zündeinheit in dem Brennraum zu zünden. Diese Komponenten sind in dem oder nahe bei dem Abgasstrom in dem Brennraum angeordnet und den hohen Abgastemperaturen dauerhaft ausgesetzt. In vielen Anwendungen ist der Abgasbrenner möglichst nah bei dem Auslass der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise unmittelbar im Anschluss an den zumindest einen Abgaskrümmer, angeordnet und somit besonders hohen Temperaturen ausgesetzt. Es ist daher notwendig, diese Komponenten robust gegen die hohen Abgastemperaturen auszulegen. Gleichwohl sollen die Kosten für eine Kühlung beziehungsweise die Montage einer entsprechenden Vorrichtung gering sein.
  • Aus der DE 100 05 490 A1 ist eine Heizanlage für ein Kraftfahrzeug bekannt, das von einer Brennkraftmaschine (10) angetrieben wird, wobei ein Heizgerät (30) eine Brennkammer (32) mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (34) und einer Zündeinrichtung (35) und ein Luftgebläse (40) umfasst und in Abhängigkeit von Betriebsparametern und/oder Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs und/oder der Brennkraftmaschine (10) oder von Betätigungssignalen angesteuert wird. Es wird vorgeschlagen, dass die Brennkammer (32) im Bereich eines Abgaskrümmers (62) der Brennkraftmaschine (10) zwischen Auslassventilen (24) und einem Abgaskatalysator (56) über eine Abgasleitung (42) an den Abgasstrang (62) der Brennkraftmaschine (10) angeschlossen ist.
  • Aus der DE 199 17 544 A1 ist eine Ausgangssteuereinrichtung für einen Verbrennungsheizer bekannt, wobei mittels der Ausgangssteuereinrichtung ein Verbrennungsgas des Verbrennungsheizers in ein Lufteinlaßsystem einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, um das Warmlaufen der Brennkraftmaschine zu beschleunigen. Die Ausgangssteuereinrichtung für den Verbrennungsheizer (17) umfasst hat eine Maschinendreherfassungseinrichtung sowie eine Heizeraktivierungsbeginn-Freigabeeinrichtung zur Freigabe des Aktivierungsbeginns des Verbrennungsheizers (17).
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
  • Die Erfindung betrifft einen Abgasbrenner für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
    • - einen von einer Außenwandung umgebenen Brennraum für einen Kanalabschnitt in einer Abgasanlage;
    • - eine Dosiereinheit zum geregelten Zugeben eines Brennstoffs in den Brennraum; und
    • - eine Zündeinheit zum Entzünden eines brennbaren Gemischs in dem Brennraum.
  • Der Abgasbrenner ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Kühlkreislauf zum Wärmetausch mit der Dosiereinheit und mit der Zündeinheit innerhalb der Außenwandung des Abgasbrenners angeordnet ist.
  • In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
  • Der Abgasbrenner ist für die oben genannte Aufgabe, beispielsweise besonders für eine Anordnung unmittelbar anschließend an zumindest einen Abgaskrümmer der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine, eingerichtet und dazu als Kanalabschnitt in einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs einbindbar. In einer Ausführungsform ist der Abgasbrenner in einer Abgasanlage nachrüstbar. In einer Ausführungsform ist der Abgasbrenner als Kanalabschnitt in eine baueinheitliche Abgasanlage, beispielsweise umfassend zumindest einen Abgaskrümmer und/oder zumindest eine weitere Abgasbehandlungseinheit, integriert. In einer Ausführungsform ist der Brennraum von einer Innenwandung umgeben und innerhalb der Außenwandung des Abgasbrenners gebildet, wobei bevorzugt die Innenwandung von der Außenwandung beabstandet ist. Dem Brennraum ist bevorzugt zumindest eine Katalysatoreinheit zum Behandeln von die Abgasanlage durchströmendem Abgas nachgeschaltet, also stromabwärts angeordnet.
  • Die Dosiereinheit ist zum Eingeben von einem Brennstoff eingerichtet, beispielsweise dem jeweiligen Kraftstoff einer entsprechenden Verbrennungskraftmaschine. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dosiereinheit ein Einspritzventil, besonders bevorzugt für eine Direkteinspritzung von Kraftstoff direkt in die Brennkammer einer Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise ausgeführt mit einem sogenannten Solenoid-Magnetventil oder einem Piezoaktor.
  • Die Zündeinheit ist zum Initiieren einer Verbrennung des Gemischs in dem Brennraum eingerichtet. Das Gemisch besteht aus dem mittels der Dosiereinheit (oder einer weiteren Quelle) eingebrachten Brennstoff und einem Sauerstoff enthaltenden Gas, beispielsweise Luft aus der Umgebung (Prozessluft). Die Zündeinheit ist bevorzugt eine Zündkerze, wie sie in der Brennkammer einer Benzin-Verbrennungskraftmaschine eingesetzt ist, und/oder ist bevorzugt von der gleichen elektrischen Spannungsquelle, wie die zumindest eine Zündkerze der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine, versorgt.
  • Der hier vorgeschlagene Kühlkreislauf ist in einem möglichst engen Kontakt mit dem die abgasseitige Öffnung der Dosiereinheit beziehungsweise das Entzündungsmittel, beispielsweise die Elektrodenpaarung oder eine Laserdiode, und diese jeweils umgebendes Material angeordnet, sodass ein möglichst unmittelbarer Wärmetausch ermöglicht ist. In dem Kühlkreislauf ist ein Kühlmittel geschlossen geführt, wobei das Kühlmittel bevorzugt mittels einer externen Kühlmittelquelle, bevorzugt extern geregelt, bereitgestellt ist. Das Kühlmittel ist bevorzugt Wasser, und besonders bevorzugt ist die Kühlmittelquelle die gleiche wie diejenige zum Kühlen der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine. Indem der Kühlkreislauf vorgesehen ist, ist der Abgasbrenner und damit die nachgeschaltete Katalysatoreinheit im Abgasstrom besonders nah bei der Verbrennungskraftmaschine anordenbar.
  • Hier ist vorgeschlagen, dass der Kühlkreislauf vollständig, also mit den unmittelbaren Baugruppen bei der Zündeinheit und der Dosiereinheit sowie mit der Verbindungsleitung, innerhalb der Außenwandung des Abgasbrenners angeordnet ist und gemeinsam für die Dosiereinheit und die Zündeinheit eingerichtet ist. Damit ist in vielen Anwendungen vorhandener Bauraum innerhalb der Außenwandung des Abgasbrenners genutzt. Gleichzeitig ist der Kühlkreislauf mittels der Außenwandung vor Beschädigungen geschützt.
  • Des Weiteren werden die brennerinternen Kühlleitungen von der für den Betrieb des Abgasbrenners notwendigen Prozessluft angeströmt. Dadurch erfolgt eine Wärmeabgabe von dem Kühlmittel an die Prozessluft für den Brennraum, wodurch sich die Prozessluft erwärmt. Nach Eintritt dieser erwärmten Prozessluft in den Brennraum des Abgasbrenners führt dies im Bereich der Gemischbildung (Kontaktbereich von eindosiertem Kraftstoff und Prozessluft) zu einer besseren und schnelleren Gemischhomogenisierung (Kraftstoffverdunstung).
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Abgasbrenners vorgeschlagen, dass in dem Kühlkreislauf die Zündeinheit und die Dosiereinheit zueinander in Reihe geschaltet angeordnet sind, wobei bevorzugt die Zündeinheit in Strömungsrichtung der Dosiereinheit vorgeschaltet ist.
  • Hier ist vorgeschlagen, dass die Kühlung für die Zündeinheit und die Dosiereinheit in dem Kühlkreislauf miteinander in Reihe geschaltet sind. Alternativ sind die Zündeinheit und die Dosiereinheit in dem Kühlkreislauf zueinander parallel gebildet, beispielsweise voneinander separat mit jeweils eigenen externen Anschlüssen zu einer Kühlmittelquelle oder mittels denselben externen Anschlüssen und einer internen Aufteilung der Kühlmittelleitung in Strömungsrichtung in zwei Leitungen, wobei diese zwei Leitungen in einer Ausführungsform denselben Leitungsquerschnitt und in einer anderen Ausführungsform unterschiedliche Leitungsquerschnitte aufweisen.
  • Oftmals ist die Dosiereinheit von dem Kern der von der Zündeinheit ausgelösten Verbrennung weiter beabstandet und/oder mittels der Verdunstungskälte des Brennstoffs beim (bevorzugt zerstäubenden) Einbringen in den Brennraum gekühlt. Gleichwohl ist die Dosiereinheit bevorzugt für geringere maximale thermische Belastung ausgeführt als die Zündeinheit. Dann ist es vorteilhaft, wenn als erstes die Dosiereinheit mit dem (frischen, also kälteren) Kühlmittel in Wärmetausch steht und erst später die Zündeinheit mit dem (bereits erwärmten) Kühlmittel in Wärmetausch gebracht wird. Dann ist in beiden Fällen die Temperaturdifferenz groß und eine Kühlleistung mit einfachen Mitteln ausreichend. Zugleich ist der Aufbau des Kühlkreislaufs mit einer Reihenschaltung im Vergleich zu einer Parallelschaltung oder separaten Kühlung einfach.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Abgasbrenners vorgeschlagen, dass der Kühlkreislauf eine Entlüftungsvorrichtung umfasst.
  • Bei dieser Ausführungsform ist vorgeschlagen, dass der Kühlkreislauf selbsttätig entlüftend eingerichtet ist, also ein Gaseinschluss in deren Kühlleitung(en) herausgefördert wird. Ein selbsttätiges Entlüften geschieht unabhängig von der Einbaulage des Abgasbrenners. Damit ist die Kühlleistung stets (gleichbleibend) hoch. In einer Ausführungsform ist die Entlüftungsvorrichtung passiv eingerichtet, wobei ein Gasaustritt möglich und befördert ist und ein Flüssigkeitsaustritt vollständig unterbunden ist. Eine solche Entlüftungsvorrichtung ist derart eingerichtet, dass eventuell vorhandene Gaseinschlüsse von der Kühlmittelströmung mitgerissen und ausgefördert werden. Zum Innenraum des Abgasbrenners ist der Kühlkreislauf vollständig dicht, also fluiddicht, ausgeführt. Das selbsttätige Entlüften ermöglicht ein sicheres und kostengünstiges Entlüften bei Montagearbeiten und/oder Wartungsarbeiten.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Abgasbrenners vorgeschlagen, dass der Kühlkreislauf genau zwei externe Anschlüsse aufweist, an welche eine externe Kühlmittelquelle außerhalb des Brennraums anschließbar ist.
  • Bei dieser Ausführungsform ist die Anzahl der Anschlüsse gering und somit der Aufwand zum Anbinden des Kühlkreislaufs an eine externe Kühlmittelquelle gering. Bevorzugt sind dabei zugleich die beiden Baugruppen zum Wärmetausch mit der Zündeinheit und mit der Dosiereinheit miteinander in Reihe geschaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet der eine externe Anschluss stets den Einlass für das von extern zugeführte Kühlmittel und der andere externe Anschluss stets den Auslass zum Rückführen des Kühlmittels zu der externen Kühlmittelquelle. Die Kühlmittelquelle ist beispielsweise ein Tank für ein Kühlmittel, wobei das Kühlmittel unter einem vorbestimmten oder einem geregelten Druck mittels einer Pumpe bereitgestellt ist.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Abgasbrenners vorgeschlagen, dass der Kühlkreislauf zumindest einen Abschnitt umfasst, welcher Halbschalen und/oder ein geschlossen-lumiges Leitungselement umfasst, welche bevorzugt stoffschlüssig, besonders bevorzugt mittels Löten miteinander verbunden sind.
  • Der Kühlkreislauf umfasst jeweils eine (Dosiereinheit-) Baugruppe zum Wärmetausch mit der Dosiereinheit und eine (Zündeinheit-) Baugruppe zum Wärmetausch mit der Zündeinheit. Weiterhin ist eine Versorgung der Baugruppen mittels einer Kühlmittelquelle eingerichtet. Zumindest bei einer Verschaltung der Baugruppen in Reihe sind die Baugruppen miteinander verbunden. Diese Komponenten des Kühlkreislaufs sind zumindest zu einem Teil von Kühlleitungen abgebildet. In einer Ausführungsform ist zumindest eine der Baugruppen als Kühlmantel ausgeführt. Ein Kühlmantel weist beispielsweise eine kühlseitige Kanalwand auf, welche für eine möglichst gute Wärmeleitung eingerichtet ist, beispielsweise dünnwandig, mit korrespondierender (anschmiegender) Form, zur Aufnahme einer enganliegenden Gegenkontur, einer Wärmeleitpaste oder anderes.
  • In einer Ausführungsform umfassen die Kühlleitungen ausschließlich die brennerinternen Verbindungsleitungen ohne den zumindest einen Kühlmantel. Die Kühlleitungen, bevorzugt umfassend auch den zumindest einen Kühlmantel, sind hier vorschlagsgemäß als Halbschalen und/oder geschlossen-lumiges Leitungselement bereitgestellt. Ein geschlossen-lumiges Leitungselement ist beispielsweise ein Rohr. Die geschlossen-lumigen Leitungselemente weisen einen umlaufend geschlossenen Querschnitt beziehungsweise ein Reihe von solchen Querschnitten auf, welche als Extrusionsform eine (ohne weiteres) fluiddichte Leitung bilden. Die geschlossen-lumigen Leitungselemente sind jeweils endseitig mit anderen Komponenten des Kühlkreislaufs zu verbinden, und bevorzugt nicht für einen Wärmetausch optimiert. Die genannten Halbschalen sind miteinander zu einem geschlossen-lumigen Leitungskörper zu fügen, bevorzugt erst beim Einbau in dem Abgasbrenner, sodass fluiddichte Kühlleitungen beziehungsweise ein insgesamt fluiddichter Kühlkreislauf gebildet ist. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass der Kühlkreislauf nicht zwangsläufig in separate Module zerlegbar ist. Bevorzugt ist beispielsweise eine erste Halbschale gebildet, welche alle oder zumindest eine der Baugruppen und die Kühlleitungen zumindest zu einem Teil umfasst, und eine zweite Halbschale, welche korrespondierend oder abweichend separiert alle oder zumindest eine der Baugruppen und die Kühlleitungen zumindest zu einem Teil umfasst. Beispielsweise ist eine (erste) vollständig einstückige Halbschale, zum Beispiel elastisch oder plastisch, in einem Teil der Außenwandung des Abgasbrenners montierbar und eine zweite, bevorzugt dann ebenfalls vollständig einstückige, Halbschale ist dann mit der ersten Halbschale innerhalb des Abgasbrenners fügbar. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Halbschale einstückig mit einer Mehrzahl der Komponenten oder allen Komponenten des Kühlkreislaufs ausgeführt ist und die andere Halbschale aus separaten Komponenten des Kühlkreislaufs besteht, wobei bevorzugt die einstückige Halbschale die zuerst in dem Abgasbrenner zu montierende Halbschale ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Halbschalen stoffschlüssig miteinander verbunden. Beispielsweise sind die Halbschalen mittels Laserschweißen miteinander verbunden, besonders bevorzugt mittels Löten, wobei eine Werkstofffestigkeit beziehungsweise eine zuverlässige Dichtheit der Fügestellen erreicht ist, welche für übliche Temperaturen in diesem Kanalabschnitt der Abgasanlage ausreichend ist. Gleichzeitig ist eine mittels Löten gebildete Fügestelle einfach nacharbeitbar, wenn bei einer Dichtheitsprüfung eine Leckage festgestellt wird.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Abgasbrenners vorgeschlagen, dass der Kühlkreislauf modular aufgebaut ist und, bevorzugt ausschließlich, die folgenden Module umfasst:
    1. i. eine Zündeinheit-Baugruppe mit einem ersten Kühlmantel für die Zündeinheit;
    2. ii. eine Dosiereinheit-Baugruppe mit einem zweiten Kühlmantel für die Dosiereinheit, und bevorzugt mit einer Halterung für die Dosiereinheit; und
    3. iii. eine die Zündeinheit-Baugruppe und die Dosiereinheit-Baugruppe strömungsverbindende, brennerinterne Verbindungsleitung,
    wobei bevorzugt die brennerinterne Verbindungsleitung von der Zündeinheit-Baugruppe baueinheitlich umfasst ist.
  • Hier ist ein modularer Aufbau des Kühlkreislaufs vorgeschlagen, wobei jedes Modul separat fertigbar und/oder bereitstellbar ist. Die Module sind im Vorfeld der Montage in dem Abgasbrenner miteinander verbindbar oder werden erst bei der Montage in dem Abgasbrenner miteinander gefügt.
  • Die Zündeinheit-Baugruppe ist zum Wärmetausch mit der Zündeinheit eingerichtet und es ist dazu ein entsprechender (erster) Kühlmantel gebildet. Der erste Kühlmantel ist bevorzugt mit einer korrespondierenden möglichst umschließenden und/oder enganliegenden Form zu der Zündeinheit gebildet.
  • Die Dosiereinheit-Baugruppe ist zum Wärmetausch mit der Dosiereinheit eingerichtet und es ist dazu ein entsprechender (zweiter) Kühlmantel gebildet. Der zweite Kühlmantel ist bevorzugt mit einer korrespondierenden möglichst umschließenden und/oder enganliegenden Form zu der Dosiereinheit gebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist von dem zweiten Kühlmantel zugleich eine Halterung für die Dosiereinheit gebildet, mittels welcher also die montierte Dosiereinheit in dem Abgasbrenner fixiert ist.
  • Ein weiteres Modul beziehungsweise eine Mehrzahl von Modulen ist die zumindest eine brennerinterne Verbindungsleitung der Dosiereinheit-Baugruppe und der Zündeinheit-Baugruppe, wobei bevorzugt zudem eine (gegebenenfalls als separates Modul gebildete) brennerinterne Verbindungsleitung zu den externen Anschlüssen gebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zündeinheit-Baugruppe und die brennerinterne Verbindungsleitung (hin zu der Dosiereinheit-Baugruppe) baueinheitlich gebildet, also im Vorfeld der Montage in dem Abgasbrenner miteinander gefügt oder einstückig gebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist jedes oder zumindest eines der Module, bevorzugt welches erst bei der Montage in dem Abgasbrenner mit den anderen Modulen gefügt wird, mit zwei noch miteinander zu fügenden Halbschalen bereitgestellt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Montageverfahren für einen Abgasbrenner mit integriertem Kühlkreislauf nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung vorgeschlagen, wobei das Montageverfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
    1. a. Aufsetzen der Zündeinheit-Baugruppe auf die Zündeinheit und/oder auf eine Zündeinheit-Aufnahme in der Innenwandung des Brennraums, bevorzugt mitsamt der baueinheitlichen brennerinternen Verbindungsleitungen;
    2. b. Ausrichten interner Anschlüsse der in Schritt a. aufgesetzten Zündeinheit-Baugruppe für die brennerinternen Verbindungsleitungen und Verbringen der mit der Zündeinheit-Baugruppe verbundenen brennerinternen Verbindungsleitungen in eine im Endzustand des Abgasbrenners exponierte Position;
    3. c. Aufsetzen der Dosiereinheit-Baugruppe auf die Dosiereinheit und/oder auf eine Dosiereinheit-Aufnahme in der Außenwandung des Abgasbrenners;
    4. d. Bilden des brennerinternen Kühlkreislaufs mittels fluiddichtem Verbinden der Verbindungsleitung mit der Dosiereinheit-Baugruppe; und
    5. e. nach Schritt d., Verschließen des Abgasbrenners.
  • Das hier vorgeschlagene Montageverfahren ist zum Montieren des Abgasbrenners als in eine Abgasanlage zu integrierende vormontierte Baueinheit oder zum Montieren des (nicht oder nur teilweise vormontierten) Abgasbrenners in der jeweiligen Abgasanlage einsetzbar. Zunächst ist eine Außenwandung, bevorzugt bereitgestellt als eine Halbschale, bereitgestellt, wobei von dieser Außenwandung des Abgasbrenners bereits eine Aufnahme beziehungsweise ein Durchlass für eine Dosiereinheit und eine Zündeinheit bereitgestellt ist. Vor Schritt a. ist bereits die Zündeinheit in der Außenwandung montiert und/oder in der Außenwandung eine (separate) Zündeinheit-Aufnahme vorgesehen. Die Zündeinheit-Baugruppe wird in Schritt a. unmittelbar auf die (bereits montierte) Zündeinheit oder auf die Zündeinheit-Aufnahme (beispielsweise ohne bereits montierte Zündeinheit) montiert. In einer Ausführungsform bildet die Zündeinheit-Baugruppe die Zündeinheit-Aufnahme für die Zündeinheit, wobei bevorzugt dann die Zündeinheit-Aufnahme zum unmittelbaren Aufnehmen der Zündeinheit-Baugruppe eingerichtet ist.
  • In Schritt b. werden die internen Anschlüsse für die brennerinterne Verbindungsleitung ausgerichtet, wobei in einer Ausführungsform dieser Schritt b. zugleich mit dem Aufsetzen der Zündeinheit-Baugruppe in Schritt a. ausgeführt wird. Anschließend wird die brennerinterne Verbindungsleitung mit der Zündeinheit-Baugruppe verbunden, beispielsweise bereits fluiddicht. In einer Ausführungsform ist die brennerinterne Verbindungsleitung bereits mit der Zündeinheit-Baugruppe verbunden, wenn Schritt a. ausgeführt wird. In beiden Fällen wird oder ist anschließend die brennerinterne Verbindungsleitung derart ausgerichtet (bevorzugt vor einem fluiddichten Verbinden), dass die brennerinterne Verbindungsleitung beziehungsweise deren Ende zum (bevorzugt unmittelbaren) Verbinden mit der Dosiereinheit-Baugruppe exponierten, also innerhalb des bereitgestellten Teils der Außenwandung des Abgasbrenners leicht zugänglich ist. Somit ist die weitere Montage, aber auch eine spätere Nachbesserung oder Wartung einfach durchführbar. Beispielsweise ist eine exponierte Position eine solche Position, in welcher die internen Anschlüsse benachbart zu und/oder etwa in einer Montageebene mit den externen Anschlüssen angeordnet sind. Die externen Anschlüsse sind bevorzugt zwischen zwei Halbschalen der Außenwandung des Abgasbrenners angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform ist zumindest einer der externen Anschlüsse in die Dosiereinheit-Baugruppe integriert.
  • Die Dosiereinheit-Baugruppe wird in Schritt c. unmittelbar auf die (bereits montierte) Dosiereinheit oder auf die Dosiereinheit-Aufnahme (beispielsweise ohne bereits montierte Dosiereinheit) montiert. In einer Ausführungsform bildet die Dosiereinheit-Baugruppe die Dosiereinheit-Aufnahme für die Dosiereinheit, wobei bevorzugt dann die Dosiereinheit-Aufnahme zum unmittelbaren Aufnehmen der Dosiereinheit-Baugruppe eingerichtet ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Reihenfolge bevorzugt wie dargestellt ist, aber auch Schritt c. vor Schritt a. ausführbar ist, sowie entweder Schritt a. oder Schritt c. gleichzeitig mit Schritt b., sowie Schritte a. bis c. gleichzeitig ausführbar sind.
  • Schließlich wird in Schritt c. der brennerinterne Kühlkreislauf gebildet, indem die Baugruppen (und gegebenenfalls die brennerinterne Verbindungsleitung) fluiddicht miteinander verbunden werden. In einer alternativen Ausführungsform ist Schritt d. bereits im Vorfeld der (dann gemeinsam auszuführenden) Schritte a. bis c. ausgeführt. Es sind dann also diese Komponenten des Kühlkreislaufs bereits im Vorfeld miteinander verbunden.
  • In einem abschließenden Schritt e. wird dann der Abgasbrenner verschlossen, beispielsweise indem eine zweite Halbschale mit der bereits vor Schritt a. bereitgestellten ersten Halbschale (gasdicht) verschlossen wird. In einer Ausführungsform wird, bevorzugt nach Abschluss der Schritte a. bis d. ein separat gebildeter mit einer Innenwandung umgebener Brennraum in dem Abgasbrenner eingesetzt, wobei der Brennraum bevorzugt formschlüssig und/oder mittels stoffschlüssiger Verbindung, besonders bevorzugt mittels Löten, mit der Außenwandung mittelbar oder unmittelbar verbunden wird. Sofern der Abgasbrenner damit noch nicht als Kanalabschnitt in eine Abgasanlage integriert ist, ist nun ein vormontierter Abgasbrenner geschaffen, welcher nun in einer Abgasanlage montierbar ist.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Montageverfahrens vorgeschlagen, dass in einem Zwischenschritt d1. nach Schritt d., und bevorzugt vor Schritt e., der gebildete Kühlkreislauf auf Dichtheit geprüft wird.
  • Mit der Prüfung auf Dichtheit ist sichergestellt, dass der Wärmetausch wie gewünscht funktionieren kann. Bevorzugt ist diese Prüfung dem Verschließen des Abgasbrenners zeitlich vorangestellt, sodass der Aufwand bei einer Nachbesserung geringer ist. In einer Ausführungsform ist das Herstellen der Dichtheit derart zuverlässig sichergestellt, dass einzig in Stichproben und nach dem Verschließen des Abgasbrenners auf Dichtheit geprüft werden muss.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Montageverfahrens vorgeschlagen, dass die Module mittels Schweißen und/oder Löten verbunden werden.
  • Hier ist vorgeschlagen, dass die Komponenten des Kühlkreislaufs zumindest teilweise (bevorzugt wie oben beschrieben zumindest teilweise als Halbschalen bereitgestellt) stoffschlüssig, beispielsweise mittels (Laser-) Schweißen, miteinander verbunden sind. Bevorzugt sind die Komponenten mittels Löten miteinander verbunden, wobei eine Werkstofffestigkeit beziehungsweise eine zuverlässige Dichtheit der Fügestellen erreicht ist, welche für übliche Temperaturen in diesem Kanalabschnitt der Abgasanlage ausreichend ist. Gleichzeitig ist eine mittels Löten gebildete Fügestelle einfach nacharbeitbar, wenn bei einer Dichtheitsprüfung eine Leckage festgestellt wird.
  • Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
    • 1: ein Abgasbrenner in einer Seitenansicht;
    • 2: der Abgasbrenner gemäß 1 in einer anschlussseitigen Hinteransicht;
    • 3: der Abgasbrenner gemäß 1 und 2 in einer Draufsicht;
    • 4: ein Kraftfahrzeug mit einem Abgasbrenner; und
    • 5: ein Flussdiagramm eines Montageverfahrens für einen Abgasbrenner mit integriertem Kühlkreislauf.
  • In 1 ist ein Abgasbrenner 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Der hier gezeigte Abgasbrenner 1 mit einer Außenwandung 4, von welcher ein Kanalabschnitt 6 einer Abgasanlage 2 und ein von einer Innenwandung 21 umgebener Brennraum 5 umschlossen ist, weist eine Zündeinheit 8, eine Dosiereinheit 7, sowie ein Kühlkreislauf 9 auf. Die Dosiereinheit 7 ist zum Eingeben von Brennstoff in den Brennraum 5 eingerichtet, wobei der Brennstoff beispielsweise der jeweilige Kraftstoff der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine 25 ist. In dieser (optionalen) Ausführungsform ist die Dosiereinheit 7 von einem Einspritzventil gebildet. In dem Brennraum 5 wird der Brennstoff mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas, beispielsweise (Prozess-) Luft aus der Umgebung 26, gemischt. Die Zündeinheit 8 ist (optional) eine Zündkerze und initiiert eine Verbrennung des Gas-Brennstoff-Gemischs in dem Brennraum 5. Der Kühlkreislauf 9 umfasst Kühlleitungen (innerhalb der Außenwandung 4), welche die Dosiereinheit 7 und die Zündeinheit 8 in einem möglichst engen Kontakt umschließen, sodass ein möglichst unmittelbarer Wärmetausch ermöglicht ist. Der Aufbau des Kühlkreislaufs 9 wird nachfolgend genauer beschrieben. In dem Kühlkreislauf 9 ist ein Kühlmittel geschlossen geführt, wobei das Kühlmittel mittels einer externen Kühlmittelquelle bereitgestellt ist. Das Kühlmittel ist beispielsweise Wasser oder eine bei Verbrennungskraftmaschinen übliche Mischung aus Wasser und Kühlwasser-Additiv. Bevorzugt ist die Kühlmittelquelle die gleiche wie diejenige zum Kühlen der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine 25, beispielsweise eingebunden in einem Temperatur Management Modul [TMM].
  • In 2 ist der Abgasbrenner 1 gemäß 1 in einer anschlussseitigen Hinteransicht gezeigt. In dieser Ansicht sind zwei externe Anschlüsse 10,11 der brennerinternen Kühlleitungen an eine externe Kühlmittelquelle (nicht dargestellt) erkennbar. In einer Ausführungsform ist der darstellungsgemäß linke (erste) externer Anschluss 10 ein Einlass und der darstellungsgemäß rechte (zweite) externer Anschluss 11 ein Auslass, sodass zunächst über die erste Verbindungsleitung 17 die Zündeinheit 8 und anschließend über die zweite Verbindungsleitung 18 die Dosiereinheit 7 in Wärmeaustausch gebracht ist bevor über die dritte Verbindungsleitung 19 das Kühlmittel aus dem zweiten externen Anschluss 11 wieder austritt. Damit ist bei der Dosiereinheit 7 das Kühlmittel bereits erwärmt, womit die Prozessluft aufgewärmt und eine bessere Homogenisierung des dem Brennraum 5 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemischs bewirkt ist.
  • Die Dosiereinheit 7 ist innerhalb einer Dosiereinheit-Baugruppe 14 angeordnet, wobei die Dosiereinheit-Baugruppe 14 einen (zweiten) Kühlmantel 15 und eine Halterung 16 umfasst. Von der Halterung 16 ist eine Dosiereinheit-Aufnahme 24 gleichzeitig zum Wärmetausch und zum Halten der Dosiereinheit 7 gebildet. Der zweite Kühlmantel 15 weist beispielsweise eine kühlseitige, also hin zu der Dosiereinheit 7 gerichtete, Kanalwand auf, welche für eine möglichst gute Wärmeleitung eingerichtet ist. Diese Kanalwand ist beispielsweise dünnwandig, mit korrespondierender (anschmiegender) Form und/oder zur Aufnahme einer Wärmeleitpaste eingerichtet. Der zumindest eine Kühlmantel 15 ist hier vorschlagsgemäß als geschlossen-lumiges Leitungselement ausgeführt. Die übrigen Bestandteile der Kühlleitungen sind fluidicht mit dem zweiten Kühlmantel 15 gefügt und der zweite Kühlmantel 15 ist die Dosiereinheit 7 umschließend angeordnet.
  • In 3 ist ein Abgasbrenner 1 gemäß 1 und 2 in einer Draufsicht gezeigt. Der erste externe Anschluss 10 ist in dieser Darstellung rechts unterhalb der Dosiereinheit 7 angeordnet und über eine brennerinterne, also innerhalb der Außenwandung 4 des Abgasbrenners 1 angeordnete, erste Verbindungsleitung 17 mit einem ersten Kühlmantel 13, von welcher die Zündeinheit 8 (möglichst eng) umschlossen ist, verbunden. Der zweite externe Anschluss 11 ist in dieser Darstellung ebenfalls rechts und angeordnet und oberhalb der Dosiereinheit 7 über eine brennerinterne, also innerhalb der Außenwandung 4 des Abgasbrenners 1 angeordnete, dritte Verbindungsleitung 19 mit dem zweiten Kühlmantel 15 verbunden. Der erste Kühlmantel 13 ist mittels einer zweiten Verbindungsleitung 18 mit dem zweiten Kühlmantel 15 verbunden. In einer Ausführungsform sind die brennerinternen erste Verbindungsleitung 17 und zweite Verbindungsleitung 18 vormontiert oder einstückig mit dem ersten Kühlmantel 13 verbunden.
  • Der erste Kühlmantel 13 ist hier (optional) Teil einer Zündeinheit-Baugruppe 12. Die Zündeinheit-Aufnahme 20 ist hier von der Innenwandung 21 des Brennraums 5 gebildet, beispielsweise als angeschweißter gasdichter und druckdichter Stutzen zum Einschrauben der Zündeinheit 8. Die Zündeinheit-Baugruppe 12 umfasst den ersten Kühlmantel 13, welcher beispielsweise mit der Zündeinheit-Aufnahme 20 (beispielsweise dem genannten Stutzen) zum mittelbaren Wärmetausch mit der Zündeinheit 8 eingerichtet ist.
  • In 4 ist ein Kraftfahrzeug 3 mit einem Abgasbrenner 1 in einem Kanalabschnitt 6 nach 3 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 3 umfasst eine (mittels zweier Vortriebsrädern 27,28 zum Vortrieb eingerichtete) Verbrennungskraftmaschine 25 mit einer Abgasanlage 2. In der Abgasanlage 2 wird das bei der Verbrennung des Kraftstoffs auftretende Abgas nachbehandelt und über (hier optional zwei) Endrohre 29 an die Umgebung 26 abgegeben.
  • In 5 ist ein Flussdiagramm eines Montageverfahrens für einen Abgasbrenner 1, wie beispielsweise in 1 bis 3 dargestellt, mit integriertem Kühlkreislauf 9 gezeigt. In Schritt a. wird die Zündeinheit-Baugruppe 12 auf die Zündeinheit 8 und/oder auf eine Zündeinheit-Aufnahme 20 in der Innenwandung 21 des Brennraums 5, bevorzugt mitsamt der baueinheitlichen brennerinternen Verbindungsleitungen 17,18, aufgesetzt. In diesem Ausführungsbeispiel werden zur gleichen Zeit in Schritt b. die internen Anschlüsse 10,11 der in Schritt a. aufgesetzten Zündeinheit-Baugruppe 12 für die brennerinterne Verbindungsleitung 17,18 ausgerichtet und die mit der Zündeinheit-Baugruppe 12 verbundenen brennerinternen Verbindungsleitungen 17,18 in eine im Endzustand des Abgasbrenners 1 exponierte Position verbracht. In diesem Ausführungsbeispiel wird anschließend in Schritt c. die Dosiereinheit-Baugruppe 14 auf die Dosiereinheit 7 und/oder auf eine Dosiereinheit-Aufnahme 24 in der Außenwandung 4 des Abgasbrenners 1, bevorzugt mitsamt der baueinheitlichen brennerinternen dritten Verbindungsleitung 19 und/oder zweiten Verbindungsleitung 18, aufgesetzt. Im Weiteren wird in Schritt d. der brennerinterne Kühlkreislauf 9 mittels zumindest fluiddichtem Verbinden der zweiten Verbindungsleitung 18 mit der Dosiereinheit-Baugruppe 14 gebildet. Abschließend wird in Schritt e. der Abgasbrenner 1 verschlossen. Bevorzugt ist bereits vor dem Einbau baueinheitlich, beispielsweise einstückig, der erste externe Anschluss 10 mit der ersten Verbindungsleitung 17 und/oder der zweite externe Anschluss 11 mit der dritten Verbindungsleitung 19 gebildet.
  • Mit dem hier vorgeschlagenen Abgasbrenner ist eine gute Kühlung und dessen kostengünstige Herstellung und einfache Montierbarkeit erzielbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Abgasbrenner
    2
    Abgasanlage
    3
    Kraftfahrzeug
    4
    Außenwandung
    5
    Brennraum
    6
    Kanalabschnitt
    7
    Dosiereinheit
    8
    Zündeinheit
    9
    Kühlkreislauf
    10
    erster externer Anschluss
    11
    zweiter externer Anschluss
    12
    Zündeinheit-Baugruppe
    13
    erster Kühlmantel
    14
    Dosiereinheit-Baugruppe
    15
    zweiter Kühlmantel
    16
    Halterung
    17
    erste Verbindungsleitung
    18
    zweite Verbindungsleitung
    19
    dritte Verbindungsleitung
    20
    Zündeinheit-Aufnahme
    21
    Innenwandung
    22
    erster interner Anschluss
    23
    zweiter interner Anschluss
    24
    Dosiereinheit-Aufnahme
    25
    Verbrennungskraftmaschine
    26
    Umgebung
    27
    linkes Vortriebsrad
    28
    rechtes Vortriebsrad
    29
    Endrohr

Claims (9)

  1. Abgasbrenner (1) für eine Abgasanlage (2) eines Kraftfahrzeugs (3), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten: - einen von einer Außenwandung (4) umgebenen Brennraum (5) für einen Kanalabschnitt (6) in einer Abgasanlage (2); - eine Dosiereinheit (7) zum geregelten Zugeben eines Brennstoffs in den Brennraum (5); und - eine Zündeinheit (8) zum Entzünden eines brennbaren Gemischs in dem Brennraum (5), dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Kühlkreislauf (9) zum Wärmetausch mit der Dosiereinheit (7) und mit der Zündeinheit (8) innerhalb der Außenwandung (4) des Abgasbrenners (1) angeordnet ist.
  2. Abgasbrenner (1) nach Anspruch 1, wobei in dem Kühlkreislauf (9) die Zündeinheit (8) und die Dosiereinheit (7) zueinander in Reihe geschaltet angeordnet sind.
  3. Abgasbrenner (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kühlkreislauf (9) eine Entlüftungsvorrichtung umfasst.
  4. Abgasbrenner (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkreislauf (9) genau zwei externe Anschlüsse (10,11) aufweist, an welche eine externe Kühlmittelquelle außerhalb des Brennraums (5) anschließbar ist.
  5. Abgasbrenner (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkreislauf (9) zumindest einen Abschnitt umfasst, welcher Halbschalen und/oder ein fluiddichtes Leitungselement umfasst.
  6. Abgasbrenner (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkreislauf (9) modular aufgebaut ist und die folgenden Module umfasst: i. eine Zündeinheit-Baugruppe (12) mit einem ersten Kühlmantel (13) für die Zündeinheit (8); ii. eine Dosiereinheit-Baugruppe (14) mit einem zweiten Kühlmantel (15) für die Dosiereinheit (7); und iii. eine die Zündeinheit-Baugruppe (12) und die Dosiereinheit-Baugruppe (14) strömungsverbindende, brennerinterne Verbindungsleitung (18).
  7. Montageverfahren für einen Abgasbrenner (1) mit integriertem Kühlkreislauf (9) nach Anspruch 6, wobei das Montageverfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: a. Aufsetzen der Zündeinheit-Baugruppe (12) auf die Zündeinheit (8) und/oder auf eine Zündeinheit-Aufnahme (20) in der Innenwandung (21) des Brennraums (5); b. Ausrichten interner Anschlüsse (22,23) der in Schritt a. aufgesetzten Zündeinheit-Baugruppe (12) für die brennerinternen Verbindungsleitungen (17,18) und Verbringen der mit der Zündeinheit-Baugruppe (12) verbundenen brennerinternen Verbindungsleitungen (17,18) in eine im Endzustand des Abgasbrenners (1) exponierte Position; c. Aufsetzen der Dosiereinheit-Baugruppe (14) auf die Dosiereinheit (7) und/oder auf eine Dosiereinheit-Aufnahme (24) in der Außenwandung (4) des Abgasbrenners (1); d. Bilden des brennerinternen Kühlkreislaufs (9) mittels fluiddichtem Verbinden der Verbindungsleitung (18) mit der Dosiereinheit-Baugruppe (14); und e. nach Schritt d., Verschließen des Abgasbrenners (1).
  8. Montageverfahren nach Anspruch 7, wobei in einem Zwischenschritt d1. nach Schritt d. der gebildete Kühlkreislauf (9) auf Dichtheit geprüft wird.
  9. Montageverfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Module mittels Schweißen und/oder Löten verbunden werden.
DE102020126800.9A 2020-10-13 2020-10-13 Abgasbrenner für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Montageverfahren für einen Abgasbrenner mit integriertem Kühlkreislauf Active DE102020126800B3 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020126800.9A DE102020126800B3 (de) 2020-10-13 2020-10-13 Abgasbrenner für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Montageverfahren für einen Abgasbrenner mit integriertem Kühlkreislauf
US17/465,957 US11555427B2 (en) 2020-10-13 2021-09-03 Exhaust-gas burner for an exhaust-gas system of a motor vehicle, and an assembly method for an exhaust-gas burner with integrated cooling circuit
CN202111187709.3A CN114352390A (zh) 2020-10-13 2021-10-12 机动车辆的排气系统的排气燃烧器、以及具有整合的冷却回路的排气燃烧器的装配方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020126800.9A DE102020126800B3 (de) 2020-10-13 2020-10-13 Abgasbrenner für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Montageverfahren für einen Abgasbrenner mit integriertem Kühlkreislauf

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020126800B3 true DE102020126800B3 (de) 2022-03-03

Family

ID=80221865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020126800.9A Active DE102020126800B3 (de) 2020-10-13 2020-10-13 Abgasbrenner für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Montageverfahren für einen Abgasbrenner mit integriertem Kühlkreislauf

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11555427B2 (de)
CN (1) CN114352390A (de)
DE (1) DE102020126800B3 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19917544A1 (de) 1998-04-20 1999-11-04 Toyota Motor Co Ltd Ausgangssteuereinrichtung für einen Verbrennungsheizer
DE10005490A1 (de) 2000-02-08 2001-08-16 Bosch Gmbh Robert Heizanlage

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5381762A (en) * 1992-09-18 1995-01-17 Evans; John W. Engine cooling system and radiator therefor
US5571484A (en) * 1995-04-25 1996-11-05 General Motors Corporation Catalytic converter heater
US6082625A (en) * 1996-07-29 2000-07-04 Teleflex (Canada) Ltd. Transit vehicle heater
JP2955273B1 (ja) * 1998-05-20 1999-10-04 三菱重工業株式会社 黒煙除去装置
JP3539260B2 (ja) * 1999-02-16 2004-07-07 トヨタ自動車株式会社 燃焼式ヒータを有する内燃機関
JP2001173434A (ja) * 1999-12-20 2001-06-26 Toyota Motor Corp 燃焼式ヒータを有する内燃機関
JP4835446B2 (ja) * 2007-01-25 2011-12-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP5991576B2 (ja) * 2012-06-12 2016-09-14 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の運転制御装置
US20150068198A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-12 International Engine Intellectual Property Company Cooling def doser
JP2017014902A (ja) * 2015-06-26 2017-01-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19917544A1 (de) 1998-04-20 1999-11-04 Toyota Motor Co Ltd Ausgangssteuereinrichtung für einen Verbrennungsheizer
DE10005490A1 (de) 2000-02-08 2001-08-16 Bosch Gmbh Robert Heizanlage

Also Published As

Publication number Publication date
CN114352390A (zh) 2022-04-15
US11555427B2 (en) 2023-01-17
US20220112823A1 (en) 2022-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014001011B4 (de) Brenner für ein Abgasnachbehandlungssystem und Abgasnachbehandlungssystem
DE69525716T2 (de) Abgasbrenner
DE112013004205T5 (de) Reduktionsmittelzufuhreinheit für eine Aktivkühlung für selektive katalytische Reduktionsmittelsysteme für Fahrzeuge
DE102014215084C5 (de) Injektionseinrichtung und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE112014001029B4 (de) Abgasbehandlungssystem
DE69812270T2 (de) Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät
DE102004015805A1 (de) Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in einen Abgasstrang
EP0837985A1 (de) Heizeinrichtung
DE10139424A1 (de) Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs
DE102012201203A1 (de) Wassergekühltes Dosiermodul
DE102014217259A1 (de) Fluidgekühlte Reduktionsmittelzufuhreinheit für selektive katalytische Fahrzeug-Reduktionssysteme
DE102011086201A1 (de) Kraftstoffeinspritzanlage und Vorheizeinrichtung
DE112019003691T5 (de) Injektor mit Einfrierschutz
EP1996802B1 (de) Verdampfungsvorrichtung für eine kfz-abgasanlage, abgasanlage für ein kraftfahrzeug sowie verfahren zum herstellen einer verdampfungsvorrichtung
DE112019003700T5 (de) Reagensinjektor
EP3580801B1 (de) Startbrenner für ein brennstoffzellensystem
EP1643092A1 (de) Kraftfahrzeug mit einem Diesel-Antriebsmotor mit mittels Kraftstoffdampfeindüsung diskontinuierlich regenerierbarem Abgasreinigungssystem
DE102020126800B3 (de) Abgasbrenner für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Montageverfahren für einen Abgasbrenner mit integriertem Kühlkreislauf
EP3027998B1 (de) Verdampferwärmeübertrager
EP2411634B1 (de) System zum einleiten von kraftstoffen in den abgasstrang eines kraftfahrzeugs
DE10235601A1 (de) Wärmetauscheranordnung für ein Heizgerät, insbesondere Standheizung oder Zusatzheizer für ein Fahrzeug
DE112020000978B4 (de) Reagensinjektor
DE102020126714A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem sowie Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
EP1182344B1 (de) Vorrichtung zur Rückführung von Gas an einem Verbrennungsmotor
EP1927489B1 (de) Fahrzeugheizgerät

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final