DE102022102037A1

DE102022102037A1 - HEATER

Info

Publication number: DE102022102037A1
Application number: DE102022102037.1A
Authority: DE
Inventors: Bernd Burkhardt; Matthias Oesterle
Original assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Current assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Priority date: 2022-01-28
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2023-08-03
Also published as: US20230258114A1; CN116517667A

Abstract

Eine Heizvorrichtung für einen Abgasstrang umfasst eine Strömungsleiteinrichtung zum Führen eines Abgasstroms entlang eines Strömungspfads, einen Brenner, der außerhalb der Strömungsleiteinrichtung angeordnet ist und der zum Erzeugen von Heizgasen unter Verbrennung eines Brennstoffs ausgebildet ist, und eine Zuführeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die von dem Brenner erzeugten Heizgase dem durch die Strömungsleiteinrichtung geführten Abgasstrom über einen Heizgaseinlass zuzuführen, welcher in einer Wand der Strömungsleiteinrichtung ausgebildet ist. Die Zuführeinrichtung weist einen Kanal auf, welcher den Heizgaseinlass überdeckend und zu diesem hin geöffnet an einer Außenseite der Strömungsleiteinrichtung befestigt ist, wobei sich der Kanal entlang einer um den Strömungspfad verlaufenden Umfangsrichtung erstreckt und dabei die Strömungsleiteinrichtung unter Ausbildung einer Unterbrechung umgreift.

A heating device for an exhaust system comprises a flow guide device for guiding a flow of exhaust gas along a flow path, a burner which is arranged outside of the flow guide device and which is designed to generate heating gases by burning a fuel, and a feed device which is designed for this purpose To supply burner generated heating gases to the guided through the flow guide exhaust gas flow via a heating gas inlet, which is formed in a wall of the flow guide. The feed device has a channel which covers the heating gas inlet and is open towards the latter and is attached to an outside of the flow guide device, the channel extending along a circumferential direction running around the flow path and thereby encompassing the flow guide device, forming an interruption.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für einen Abgasstrang, mit einer Strömungsleiteinrichtung zum Führen eines Abgasstroms entlang eines Strömungspfads, einem Brenner, der außerhalb der Strömungsleiteinrichtung angeordnet ist und der zum Erzeugen von Heizgasen unter Verbrennung eines Brennstoffs ausgebildet ist, und mit einer Zuführeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die von dem Brenner erzeugten Heizgase dem durch die Strömungsleiteinrichtung geführten Abgasstrom über einen Heizgaseinlass zuzuführen, welcher in einer Wand der Strömungsleiteinrichtung ausgebildet ist.The present invention relates to a heating device for an exhaust line, with a flow guide device for guiding a flow of exhaust gas along a flow path, a burner which is arranged outside of the flow guide device and which is designed to generate heating gases by burning a fuel, and with a feed device which is is designed to supply the heating gases generated by the burner to the exhaust gas flow guided through the flow guide device via a heating gas inlet, which is formed in a wall of the flow guide device.

Solche Heizvorrichtungen werden beispielsweise dafür verwendet, Abgaskatalysatoren aufzuheizen und dadurch deren Wirkungsgrad zu steigern. Ein schnelles Aufheizen des Abgaskatalysators ist insbesondere beim Kaltstart einer Brennkraftmaschine von Bedeutung. Bei der Strömungsleiteinrichtung kann es sich um ein gerades oder abgewinkeltes Rohr, einen Trichter oder dergleichen handeln, das stromaufwärts eines Abgaskatalysators in einen Abgasstrang integriert ist.Such heating devices are used, for example, to heat exhaust gas catalytic converters and thereby increase their efficiency. Rapid heating of the exhaust gas catalytic converter is particularly important when starting an internal combustion engine from cold. The flow guide device can be a straight or angled tube, a funnel or the like, which is integrated into an exhaust line upstream of an exhaust gas catalytic converter.

Eine ungleichmäßige Aufheizung des Katalysators ist einem optimalen Wirkungsgrad abträglich und kann sogar zu Beschädigungen führen. In der Praxis ist es jedoch schwierig, eine gleichmäßige Vermischung der Heizgase mit dem Abgasstrom sowie eine gleichmäßige Aufheizung der gesamten Katalysatoroberfläche zu erzielen.Uneven heating of the catalytic converter is detrimental to optimum efficiency and can even lead to damage. In practice, however, it is difficult to achieve uniform mixing of the heating gases with the exhaust gas flow and uniform heating of the entire catalytic converter surface.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Heizvorrichtung der vorstehend genannten Art bereitzustellen, die bei geringen Druckverlusten eine besonders gleichmäßige Aufheizung eines Abgaskatalysators ermöglicht.It is an object of the invention to provide a heating device of the type mentioned above, which enables a particularly uniform heating of an exhaust gas catalytic converter with low pressure losses.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt zum einen durch eine Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass die Zuführeinrichtung einen Kanal aufweist, welcher den Heizgaseinlass überdeckend und zu diesem hin geöffnet an einer Außenseite der Strömungsleiteinrichtung befestigt ist, wobei sich der Kanal entlang einer um den Strömungspfad verlaufenden Umfangsrichtung erstreckt und dabei die Strömungsleiteinrichtung unter Ausbildung einer Unterbrechung umgreift.The object is achieved on the one hand by a heating device with the features of claim 1 and in particular in that the feed device has a channel which covers the heating gas inlet and is open towards it and is attached to an outside of the flow guide device, with the channel extending along a extends around the flow path running circumferential direction and thereby surrounds the flow guide to form an interruption.

Der Kanal umgreift bei einer gemäß Anspruch 1 gestalteten Heizvorrichtung also die Strömungsleiteinrichtung lediglich teilweise. Beispielsweise kann der Kanal spangenartig, klammerartig oder klauenartig gestaltet sein. Dies erleichtert die Fertigung, weil ein derart geformter Kanal einfacher herstellbar und leichter an der Strömungsleiteinrichtung anzubringen ist als zum Beispiel ein als geschlossener Ring geformter Kanal. Trotz der Unterbrechung ist der umgreifende Kanal in der Lage, die Heizgase entlang des Umfangs der Strömungsleiteinrichtung zu verteilen und so für eine gleichmäßige Durchmischung der Heizgase mit den Abgasen zu sorgen. Die umgreifende Gestaltung ermöglicht zudem einen besonders stabilen Halt des Kanals am Abgasstrang.In the case of a heating device designed according to claim 1, the channel therefore only partially encompasses the flow guide device. For example, the channel can be designed like a clip, clip or claw. This simplifies production because a channel shaped in this way is easier to produce and easier to attach to the flow guide device than, for example, a channel shaped as a closed ring. Despite the interruption, the enclosing channel is able to distribute the heating gases along the circumference of the flow guide device and thus ensure that the heating gases are evenly mixed with the exhaust gases. The wrap-around design also enables the duct to be held particularly securely on the exhaust system.

Die Strömungsleiteinrichtung definiert aufgrund ihrer Form den Strömungspfad. Dieser muss nicht notwendigerweise geradlinig sein, sondern kann auch gekrümmt verlaufen.The flow guide device defines the flow path due to its shape. This does not necessarily have to be straight, but can also be curved.

Der Kanal und/oder die Strömungsleiteinrichtung sind vorzugsweise Blechteile und/oder aus einem hitzebeständigen Metall wie Stahl gefertigt.The channel and/or the flow guide device are preferably made from sheet metal and/or from a heat-resistant metal such as steel.

Bevorzugt ist der Kanal zur Strömungsleiteinrichtung hin vollständig geöffnet, sodass er mit unterschiedlichen Heizgaseinlässen verwendet werden kann. Vorzugsweise ist der Kanal um den Heizgaseinlass abgedichtet. Beispielsweise kann der Kanal entlang der Umrandung der Öffnung an der Strömungsleiteinrichtung angeschweißt sein.The channel is preferably completely open towards the flow guide device, so that it can be used with different heating gas inlets. The channel is preferably sealed around the heating gas inlet. For example, the channel can be welded to the flow guide device along the border of the opening.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kanal halbschalenartig und/oder einstückig ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion.According to one embodiment of the invention, the duct is designed in the manner of a half-shell and/or in one piece. This enables a particularly simple construction.

Insbesondere kann der Kanal ein Tiefziehteil sein. Ein tiefgezogenes Bauteil ist wesentlich einfacher und kostengünstiger zu fertigen als zum Beispiel ein Gussteil.In particular, the channel can be a deep-drawn part. A deep-drawn component is much easier and cheaper to produce than a cast part, for example.

Eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich die Unterbrechung über einen Umfangsbereich von 1 % bis 50 %, insbesondere von 5 % bis 30 %, des Gesamtumfangs der Strömungsleiteinrichtung erstreckt. Diese Gestaltung hat sich in der Praxis als besonders günstig erwiesen, weil das Umgreifen trotz der möglichen Fertigung als Halbschalenbauteil relativ weitreichend ist und somit eine gute Verteilung der Heizgase im Abgasstrang möglich ist.A special embodiment of the invention provides that the interruption extends over a peripheral area of 1% to 50%, in particular 5% to 30%, of the total circumference of the flow guide device. This design has proven to be particularly favorable in practice, because despite the possible production as a half-shell component, the gripping is relatively far-reaching and thus a good distribution of the heating gases in the exhaust line is possible.

Der Kanal kann eine mit dem Brenner verbundene Zufuhröffnung aufweisen, die bezüglich der Erstreckung des Kanals in der Umfangsrichtung zentral an diesem angeordnet ist. Insbesondere kann die Zufuhröffnung der Unterbrechung gegenüberliegend angeordnet sein. Die Heizgase gelangen hierbei über die Zufuhröffnung in zwei gleich lange Arme des Kanals, woraus eine besonders gleichmäßige Verteilung resultiert.The duct may have a supply port connected to the burner and centrally located on the duct with respect to the circumferential extent of the duct. In particular, the supply opening can be arranged opposite the interruption. The heating gases reach two equally long arms of the duct via the supply opening, resulting in a particularly even distribution.

Alternativ kann der Kanal eine mit dem Brenner verbundene Zufuhröffnung aufweisen, die bezüglich der Erstreckung des Kanals in der Umfangsrichtung an einem Endbereich desselben angeordnet ist. Diese Gestaltung kann beispielsweise aufgrund von Bauraumbeschränkungen bei bestimmten Anwendungen vorteilhaft sein. Grundsätzlich kann die Zufuhröffnung auch so angeordnet sein, dass sich zwei verschieden lange Arme des Kanals ergeben.Alternatively, the channel may have a supply port connected to the burner is located at an end portion thereof with respect to the extension of the channel in the circumferential direction. This design can be advantageous for certain applications, for example due to space restrictions. In principle, the feed opening can also be arranged in such a way that two arms of the channel of different lengths result.

Der Heizgaseinlass kann einen in der Umfangsrichtung verlaufenden Spalt umfassen. Durch den Spalt werden die Heizgase relativ weitläufig im strömenden Abgas verteilt, woraus eine gute Vermischung der Gasströme resultiert.The heating gas inlet can comprise a gap running in the circumferential direction. The heating gases are distributed relatively widely in the flowing exhaust gas through the gap, resulting in good mixing of the gas flows.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich der Spalt zumindest im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Kanals. Dadurch wird eine besonders gleichmäßige Aufheizung der Abgase erzielt.According to a special embodiment of the invention, the gap extends at least essentially along the entire length of the channel. This achieves a particularly even heating of the exhaust gases.

Die Lösung der eingangs beschriebenen Aufgabe erfolgt auch dadurch, dass die Zuführeinrichtung einen Kanal aufweist, welcher den Heizgaseinlass überdeckend und zu diesem hin geöffnet an einer Außenseite der Strömungsleiteinrichtung befestigt ist, wobei sich der Kanal entlang einer um den Strömungspfad verlaufenden Umfangsrichtung erstreckt und wobei der Heizgaseinlass mehrere voneinander beabstandete Einzelöffnungen umfasst, wie es der Anspruch 10 definiert.The object described at the outset is also achieved in that the feed device has a channel which covers the heating gas inlet and is open towards it and is attached to an outside of the flow guide device, with the channel extending along a circumferential direction running around the flow path and with the heating gas inlet comprises a plurality of spaced individual apertures as defined in claim 10.

Die mit Abstand angeordneten Einzelöffnungen haben den Vorteil, dass sie eine entlang des Umfangs der Strömungsleiteinrichtung verteilte Heizgaszufuhr ermöglichen, die Stabilität der Strömungsleiteinrichtung jedoch nur unwesentlich reduzieren. Insbesondere wird ein unerwünschter Verzug der Strömungsleiteinrichtung im Bereich des Heizgaseinlasses vermieden.The individual openings which are arranged at a distance have the advantage that they enable a heating gas supply which is distributed along the circumference of the flow guide device, but only insignificantly reduce the stability of the flow guide device. In particular, an undesired distortion of the flow guide device in the area of the heating gas inlet is avoided.

Der Heizgaseinlass kann eine regelmäßige Lochreihe umfassen, die sich in der Umfangsrichtung entlang des gesamten Kanals erstreckt. Eine regelmäßige Lochreihe erfordert nur einen geringen Herstellungsaufwand und unterstützt eine gleichmäßige Vermischung der Heizgase mit den Abgasen. Im Prinzip kann der Heizgaseinlass jedoch auch eine unregelmäßige Lochreihe umfassen, beispielsweise um ganz bestimmte Einströmcharakteristiken zu erzeugen und/oder Druckunterschieden in dem Kanal Rechnung zu tragen. Z. B. können die Einzelöffnungen entfernt von einer mit dem Brenner verbundenen Zufuhröffnung größer sein als benachbart zu ihr. Mit anderen Worten kann es von Vorteil sein, dass die Grö-ße der Löcher mit der Entfernung von der Zufuhröffnung zunimmt. Dadurch kann der entlang des Kanals auftretende Druckverlust kompensiert werden. Das heißt am Ende des Kanals oder gegenüber der Zufuhröffnung gelangt bei geeigneter Dimensionierung der Öffnungen im Wesentlichen ebenso viel Heizgas in den Abgasstrom wie am Anfang des Kanals, so dass die Vermischung besonders gleichmäßig ist.The heating gas inlet can comprise a regular row of holes extending in the circumferential direction along the entire channel. A regular row of holes requires only little manufacturing effort and supports an even mixing of the heating gases with the exhaust gases. In principle, however, the heating gas inlet can also include an irregular row of holes, for example in order to generate very specific inflow characteristics and/or to take pressure differences in the channel into account. For example, the individual openings may be larger remote from a supply opening connected to the burner than adjacent to it. In other words, it can be advantageous that the size of the holes increases with the distance from the feed opening. As a result, the pressure loss occurring along the duct can be compensated. This means that at the end of the duct or opposite the feed opening, if the openings are suitably dimensioned, essentially the same amount of heating gas enters the exhaust gas flow as at the beginning of the duct, so that the mixing is particularly uniform.

Es kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Einzelöffnung als Langloch ausgeführt ist oder dass alle Einzelöffnungen als Langlöcher ausgeführt sind. Untersuchungen haben ergeben, dass hierdurch eine gleichmäßige Vermischung der Heizgase mit den Abgasen weiter gefördert wird.Provision can be made for at least one individual opening to be in the form of a slot or for all of the individual openings to be in the form of slots. Studies have shown that this further promotes an even mixing of the heating gases with the exhaust gases.

Es kann vorgesehen sein, dass die Langlöcher quer zum Strömungspfad verlaufen oder dass die Langlöcher sich abwechselnd längs und quer zum Strömungspfad erstrecken. Die Form, die Länge und die Ausrichtung der Langlöcher kann hierbei an eine spezielle Anwendung angepasst sein.Provision can be made for the elongated holes to run transversely to the flow path or for the elongated holes to extend alternately longitudinally and transversely to the flow path. The shape, the length and the alignment of the elongated holes can be adapted to a specific application.

Die Langlöcher können wenigstens zwei verschiedene Größen aufweisen. Beispielsweise können große und kleine Langlöcher abwechselnd angeordnet sein. Dies eröffnet weitere Anpassungsmöglichkeiten.The elongated holes can have at least two different sizes. For example, large and small elongated holes can be arranged alternately. This opens up further customization options.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bildet der Kanal einen geschlossenen Ring. Hierdurch wird eine Verteilung der Heizgase entlang des gesamten Umfangs der Strömungsleiteinrichtung erreicht.According to a further embodiment of the invention, the channel forms a closed ring. This achieves a distribution of the heating gases along the entire circumference of the flow guide device.

Weiterbildungen der Erfindung sind auch den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.Further developments of the invention can also be found in the dependent claims, the description and the accompanying drawings.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

1 ist eine vereinfachte Darstellung eines Abgasstrangabschnitts, der mit einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung versehen ist.
2 ist eine perspektivische Teildarstellung einer Heizvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
3 zeigt eine Heizvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
4 zeigt eine Heizvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
5 zeigt eine Heizvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

The invention is described below by way of example with reference to the drawings.

1 FIG. 12 is a simplified illustration of an exhaust line section that is provided with a heating device according to the invention.
2 12 is a partial perspective view of a heater according to a first embodiment of the invention.
3 Fig. 12 shows a heating device according to a second embodiment of the invention.
4 Fig. 12 shows a heating device according to a third embodiment of the invention.
5 Fig. 12 shows a heating device according to a fourth embodiment of the invention.

Der in 1 gezeigte Abgasstrangabschnitt 11 empfängt Abgase von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine und führt diese einem Abgaskatalysator 13 zu. Eine stromaufwärts des Abgaskatalysators 13 angeordnete Strömungsleiteinrichtung 15 dient zum Führen eines Abgasstroms 16 entlang eines hier geradlinigen Strömungspfads 18. Die Strömungsleiteinrichtung 15 ist Teil einer Heizvorrichtung 17, welche zum Aufheizen des Abgaskatalysators 13, insbesondere bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine, dient.the inside 1 Exhaust line section 11 shown receives exhaust gases from an internal combustion engine, not shown, and supplies them to an exhaust gas catalytic converter 13 . A flow guide device 15 arranged upstream of the exhaust gas catalytic converter 13 serves to guide an exhaust gas flow 16 along a flow path 18 which is straight here Flow control device 15 is part of a heating device 17, which is used to heat up the exhaust gas catalytic converter 13, in particular during a cold start of the internal combustion engine.

Die Heizvorrichtung 17 umfasst einen Brenner 19, der wie gezeigt außerhalb der Strömungsleiteinrichtung 15 angeordnet ist und der während des Betriebs durch Verbrennung eines Brennstoffs Heizgase erzeugt und ausstößt. Ein Kanal 20 empfängt die Heizgase von dem Brenner 19 über eine Zufuhrleitung 21 und führt die Heizgase über einen Heizgaseinlass 23 dem durch die Strömungsleiteinrichtung 15 geführten Abgasstrom 16 zu. Die Zufuhrleitung 21 und der Kanal 20 bilden demgemäß eine Zuführeinrichtung 26 für Brennergase. Vorzugsweise ist der Brenner 19 derart nahe am Abgaskatalysator 13 angeordnet, dass Wärmeverluste über die Transportstrecke vernachlässigbar sind.The heating device 17 comprises a burner 19 which, as shown, is arranged outside the flow guide device 15 and which, during operation, generates and emits heating gases by burning a fuel. A duct 20 receives the heating gases from the burner 19 via a supply line 21 and supplies the heating gases via a heating gas inlet 23 to the exhaust gas flow 16 guided through the flow guide device 15 . The supply line 21 and the channel 20 accordingly form a supply device 26 for burner gases. The burner 19 is preferably arranged so close to the exhaust gas catalytic converter 13 that heat losses over the transport route are negligible.

2 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 17 ohne Brenner und Zufuhrleitung. Wie gezeigt erstreckt sich der Kanal 20 entlang einer um den Strömungspfad 18 verlaufenden Umfangsrichtung 22 und umgreift dabei die Strömungsleiteinrichtung 15 unter Ausbildung einer Unterbrechung 30. Der Kanal 20 ist zur Strömungsleiteinrichtung 15 hin in Umfangsrichtung im Wesentlichen vollständig oder durchgehend geöffnet und entlang einer Umrandung 33 der Öffnung an der Außenseite 35 der Strömungsleiteinrichtung 15 befestigt, beispielsweise angeschweißt. Vorzugsweise ist der Kanal 20 als einstückiges Halbschalenbauteil ausgeführt. 2 shows a first embodiment of a heating device 17 according to the invention without a burner and supply line. As shown, the channel 20 extends along a circumferential direction 22 running around the flow path 18 and thereby encompasses the flow guide device 15, forming an interruption 30. The channel 20 is essentially completely or continuously open towards the flow guide device 15 in the circumferential direction and along a border 33 of the Opening attached to the outside 35 of the flow guide 15, for example welded. The channel 20 is preferably designed as a one-piece half-shell component.

Der Heizgaseinlass 23 ist bei der in 2 gezeigten Ausführungsform durch einen in der Wand 25 der Strömungsleiteinrichtung 15 ausgebildeten Spalt 27 gebildet. Der Spalt 27 erstreckt sich zumindest im Wesentlichen entlang der gesamten Umfangslänge des Kanals 20. Aus Stabilitätsgründen ist der Spalt 27 durch mehrere Stege 28 unterbrochen, von denen in 2 nur einer sichtbar ist. Diese Stege 28 behindern jedoch nicht in relevanter Weise das Einströmen des Heizgases über den von dem Kanal 20 abgedeckten Umfangsbereich. Das Vorsehen von Stegen 28 ist nicht zwingend.The heating gas inlet 23 is at the in 2 shown embodiment is formed by a gap 27 formed in the wall 25 of the flow guide device 15 . The gap 27 extends at least essentially along the entire circumferential length of the channel 20. For reasons of stability, the gap 27 is interrupted by a plurality of webs 28, of which 2 only one is visible. However, these webs 28 do not impede the inflow of the hot gas over the peripheral area covered by the channel 20 in a relevant manner. The provision of webs 28 is not mandatory.

Die strömungsmäßige Verbindung des Brenners 19 mit dem Kanal 20 erfolgt über eine Zufuhröffnung 37, die bei der in 2 dargestellten Ausführungsform bezüglich der Erstreckung des Kanals 20 zentral an diesem angeordnet ist. Das heißt der Kanal 20 weist ausgehend von der Zufuhröffnung 37 zwei gleich lange Kanalarme 38, 39 auf und ist spangenartig geformt.The flow connection of the burner 19 to the channel 20 takes place via a supply opening 37, which is at the in 2 illustrated embodiment with respect to the extension of the channel 20 is arranged centrally on this. This means that the channel 20 has, starting from the supply opening 37, two channel arms 38, 39 of equal length and is shaped like a clasp.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist der Strömungspfad 18 gekrümmt. Weiterhin ist die Strömungsleiteinrichtung 15 trichterartig erweitert, das heißt ein Abgaseinlass 40 ist kleiner als ein Abgasauslass 41 der Strömungsleiteinrichtung 15.In the embodiment of 2 the flow path 18 is curved. Furthermore, the flow guide device 15 is enlarged like a funnel, i.e. an exhaust gas inlet 40 is smaller than an exhaust gas outlet 41 of the flow guide device 15.

Die in 3 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 47 ist ähnlich gestaltet wie die in 2 gezeigte Heizvorrichtung 17, wobei der Heizgaseinlass 53 jedoch nicht als Spalt ausgebildet ist, sondern als regelmäßige Lochreihe 55. Wie gezeigt erstreckt sich die Lochreihe 55 in der Umfangsrichtung 22 entlang des gesamten Kanals 20, der im vorliegenden Beispiel in Umfangsrichtung 22 geschlossen ist. Er kann aber auch bei Bedarf eine Unterbrechung aufweisen. Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 umfasst die Lochreihe 55 Langlöcher 57, die jeweils quer oder schräg zum Strömungspfad 18 verlaufen.In the 3 The embodiment shown of a heating device 47 according to the invention is designed similarly to that in 2 shown heating device 17, with the heating gas inlet 53 not being formed as a gap but as a regular row of holes 55. As shown, the row of holes 55 extends in the circumferential direction 22 along the entire channel 20, which in the present example is closed in the circumferential direction 22. However, it can also have an interruption if necessary. In the embodiment of 3 the row of holes 55 includes elongated holes 57 which each run transversely or at an angle to the flow path 18 .

4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 67, welche sich von den Heizvorrichtungen 17, 47 der 2 und 3 insbesondere dadurch unterscheidet, dass sich die Zufuhröffnung 37 an einem Endbereich 69 des Kanals 80 befindet. Das heißt die Zufuhröffnung 37 ist der Unterbrechung 30 benachbart angeordnet. Zum entgegengesetzten Endbereich 70 hin verjüngt sich zudem der Kanal 80. Dadurch kann der Druckverlust entlang des Kanals 80 kompensiert werden. 4 shows a further embodiment of a heating device 67 according to the invention, which differs from the heating devices 17, 47 of 2 and 3 differs in particular in that the supply opening 37 is located at an end region 69 of the channel 80 . That is, the supply opening 37 is arranged adjacent to the interruption 30 . The channel 80 also tapers towards the opposite end region 70. The pressure loss along the channel 80 can thereby be compensated.

Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich in der Unterbrechung 30 eine Aufnahme 75 für einen Sensor. Dadurch kann die Baulänge der Strömungsleiteinrichtung 15 in axialer Richtung kurz gehalten werden. Als Heizgaseinlass 23 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 4 wie bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ein Spalt 27 vorgesehen. At the in 4 shown embodiment is in the interruption 30 a receptacle 75 for a sensor. As a result, the overall length of the flow guide device 15 can be kept short in the axial direction. As the heating gas inlet 23 is in the embodiment of 4 as in the embodiment of 2 a gap 27 is provided.

5 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 77, bei welcher der Kanal 90 keine Unterbrechung aufweist, sondern als geschlossener Ring ausgeführt ist. Als Heizgaseinlass 53 ist wie bei der Ausführungsform der 3 eine Lochreihe 55 vorgesehen. Diese umfasst Langlöcher 57, die sich hier abwechselnd längs und quer zum Strömungspfad 18 erstrecken und zudem abwechselnd groß und klein ausgeführt sind. 5 shows an embodiment of a heating device 77 according to the invention, in which the channel 90 has no interruption, but is designed as a closed ring. As the heating gas inlet 53 is as in the embodiment of 3 a row of holes 55 is provided. This includes elongated holes 57, which here alternately extend longitudinally and transversely to the flow path 18 and are also designed to be alternately large and small.

Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform, bei der ein Heizgaseinlass mit mehreren Spalten oder mehreren Lochreihen vorgesehen ist. Außerdem könnte auch ein Heizgaseinlass vorgesehen sein, der sowohl wenigstens einen Spalt 27 als auch wenigstens eine Lochreihe 55 aufweist.Not shown is an embodiment in which a heating gas inlet is provided with multiple gaps or multiple rows of holes. In addition, a heating gas inlet could also be provided, which has both at least one gap 27 and at least one row of holes 55 .

Dadurch, dass die von dem Brenner 19 erzeugten Heizgase entlang des Umfangs der Strömungsleiteinrichtung 15 verteilt in den Abgasstrom 16 gelangen, erfolgt eine schnelle Vermischung der Heizgase mit den strömenden Abgasen und somit eine gleichmäßige Aufheizung des Abgaskatalysators 13. Dieser kann somit in unterschiedlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine mit hohem Wirkungsgrad betrieben werden und ist vor Beschädigungen durch lokale Überhitzung geschützt. Da keine Komponenten der Heizvorrichtung 17 in das Innere der Strömungsleiteinrichtung ragen, ist der Druckverlust gering. Somit ermöglicht die Erfindung mit einfachen Mitteln eine verbesserte Reinigung von Abgasen.Due to the fact that the heating gases generated by the burner 19 reach the exhaust gas flow 16 distributed along the circumference of the flow guide device 15, the heating gases are quickly mixed with the flowing exhaust gases and thus a uniform heating of the exhaust gas catalytic converter 13. This can thus be operated with high efficiency in different operating states of the internal combustion engine and is protected from damage due to local overheating. Since no components of the heating device 17 protrude into the interior of the flow guide device, the pressure loss is low. Thus, the invention enables improved cleaning of exhaust gases with simple means.

Grundsätzlich können Kanäle mit oder ohne Unterbrechung mit beliebig gestalteten Öffnungen kombiniert werden, um den jeweils vorliegenden Anforderungen gerecht zu werden.In principle, ducts with or without interruption can be combined with openings of any design in order to meet the requirements at hand.

BezugszeichenlisteReference List

1111: Abgasstrangabschnittexhaust line section
1313: Abgaskatalysatorcatalytic converter
1515: Strömungsleiteinrichtungflow directing device
1616: Abgasstromexhaust flow
1717: Heizvorrichtungheating device
1818: Strömungspfadflow path
1919: Brennerburner
2020: Kanalchannel
2121: Zufuhrleitungsupply line
2222: Umfangsrichtungcircumferential direction
2323: Heizgaseinlassfuel gas inlet
2525: WandWall
2626: Zuführeinrichtungfeeding device
2727: Spaltgap
3030: Unterbrechunginterruption
3333: Umrandungborder
3535: Außenseiteoutside
3737: Zufuhröffnungfeed opening
3838: Kanalarmcanal arm
3939: Kanalarmcanal arm
4040: Abgaseinlassexhaust inlet
4141: Abgasauslassexhaust outlet
4747: Heizvorrichtungheating device
5353: Heizgaseinlassfuel gas inlet
5555: Lochreiherow of holes
5757: LanglochLong hole
6767: Heizvorrichtungheating device
6969: Endbereichend area
7070: Endbereichend area
7575: AufnahmeRecording
7777: Heizvorrichtungheating device
8080: Kanalchannel
9090: Kanalchannel

Claims

Heating device (17, 47, 67) for an exhaust system (11), with a flow guide device (15) for guiding a flow of exhaust gas (16) along a flow path (18), a burner (19) which is arranged outside the flow guide device (15). and which is designed to generate heating gases with the combustion of a fuel, and with a feed device (26) which is designed to supply the heating gases generated by the burner (19) to the exhaust gas flow guided by the flow guide device (15) via a heating gas inlet (23, 53), which is formed in a wall (25) of the flow guide device (15), the feed device (26) having a channel (20, 80) which covers the heating gas inlet (23, 53) and opens towards it at a outside (35) of the flow guide device (15), the channel (20, 80) extending along a circumferential direction (22) running around the flow path (18) and thereby encompassing the flow guide device (15) to form an interruption (30). .

heating device after claim 1 , characterized in that the channel (20, 80) to the flow guide (15) is completely open.

heating device after claim 1 or 2 , characterized in that the channel (20, 80) is designed in the manner of a half-shell and/or in one piece.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the interruption (30) extends over a peripheral area of 1% to 50%, in particular 5% to 30%, of the total circumference of the flow guide device (15).

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the channel (20) has a supply opening (37) which is connected to the burner (19) and which is arranged centrally on the channel (20) in the circumferential direction (22) with respect to the extension of the channel (20). .

Heating device according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the duct (80) has a supply opening (37) connected to the burner (19) which, with respect to the extension of the channel (80) in the circumferential direction (22) is arranged at an end region (69) thereof.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating gas inlet (23) comprises a gap (27) running in the circumferential direction (22).

heating device after claim 7 , characterized in that the gap (27) extends at least substantially along the entire length of the channel (20, 80).

Heating device (17, 47, 67, 77) for an exhaust system (11), in particular according to one of the preceding claims, with a flow guide device (15) for guiding an exhaust gas flow (16) along a flow path (18), a burner (19), which is arranged outside the flow guide device (15) and which is designed to generate heating gases by burning a fuel, and with a feed device (26) which is designed to supply the heating gases generated by the burner (19) to the flow guide device (15 ) guided exhaust gas flow (16) via a heating gas inlet (53), which is formed in a wall (25) of the flow guide device (15), wherein the feed device (26) has a channel (20, 80, 90) which the heating gas inlet ( 53) is fixed to an outer side (35) of the flow guide device (15) so that it covers and is open towards it, with the channel (20, 80, 90) extending along a circumferential direction (22) running around the flow path (18) and with the Heating gas inlet (53) comprises a plurality of spaced-apart individual openings (57).

heating device after claim 9 , characterized in that the heating gas inlet (53) comprises a regular row of holes (55) which extends in the circumferential direction (22) along the entire channel (20, 80, 90).

heating device after claim 9 or 10 , characterized in that at least one individual opening (57) is designed as a slot or all individual openings (57) are designed as slots.

heating device after claim 11 , characterized in that the elongated holes (57) run transversely to the flow path (18) or that the elongated holes (57) alternately extend longitudinally and transversely to the flow path (18).

heating device after claim 11 or 12 , characterized in that the elongated holes (57) have at least two different sizes.

Heating device according to one of claims 9 until 13 , characterized in that the channel (90) forms a closed ring.