DE102023000389B3 - Brenner für eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Brenner für eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Torsten Hirth
Jochen Haefner
Thomas Stolk
Uwe Eisemann
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Herbert Zoeller
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner (18) für eine Abgasanlage (10) einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer durch ein Kammerelement (20) des Brenners (18) gebildeten Brennkammer (22), in welcher ein Gemisch, welches Luft als erstes Fluid und einen Brennstoff als zweites Fluid umfasst, zu zünden und dadurch zu verbrennen ist, wodurch eine Komponente der Abgasanlage (10), insbesondere ein Abgasnachbehandlungselement, und/oder die Abgasanlage (10) durchströmendes Abgas der Verbrennungskraftmaschine erwärmbar ist, mit einem von wenigstens einem der Fluide durchströmbaren und in die Brennkammer (22) mündenden Kanal (42), über welchen das wenigstens eine Fluid in die Brennkammer (22) einleitbar ist, und mit einem Verschlusselement (52), welches relativ zu dem Kammerelement (20) zwischen einer den Kanal (42) von der Brennkammer (22) fluidisch trennenden Schließstellung (S) und wenigstens einer den Kanal (42) mit der Brennkammer (22) fluidisch verbindenden Freigabestellung (F) bewegbar ist, wobei das Kammerelement (20) eine Ausnehmung (54) aufweist, in welcher das Verschlusselement (52) in der Freigabestellung (F) zumindest teilweise aufgenommen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brenner für eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem solchen Brenner.
  • Der DE 10 2021 001 580 A1 ist ein Brenner für einen von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs durchströmbaren Abgastrakt als bekannt zu entnehmen, mit einer Brennkammer, in welcher ein Luft und einen flüssigen Brennstoff umfassendes Gemisch zu zünden und dadurch zu verbrennen ist.
  • Die KR 10 1 177 681 B1 offenbart einen Brenner für einen von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs durchströmbaren Abgastrakt. Der Brenner umfasst eine Zündeinheit und eine bewegbare Düse. Die Zündeinheit besteht aus einem Gehäuse mit einer Brennkammer und einer Zündvorrichtung. Die bewegbare Düse ist an einer Seite des Gehäuses befestigt. Die bewegbare Düse umfasst ein weiteres Gehäuse, eine Düsenbewegungseinheit, eine Antriebseinheit und eine Düse. Die Düsenbewegungseinheit ist bewegbar im Gehäuse der bewegbaren Düse verbaut. Die Düse ist in der Düsenbewegungseinheit vorgesehen und sprüht Kraftstoff durch eine Öffnung in den Brennraum. Die Düse kann mittels der Düsenbewegungseinheit von der Öffnung wegbewegt werden, so dass die Düse keinen Kraftstoff durch die Öffnung in den Brennraum sprühen kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Brenner für eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine sowie eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem solchen Brenner zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb des Brenners realisiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Brenner mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Brenner für eine auch als Abgastrakt bezeichnete Abgasanlage einer auch als Verbrennungsmotor, Motor oder Brennkraftmaschine bezeichneten und beispielsweise als Hubkolbenmotor, mithin als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass das einfach auch als Fahrzeug bezeichnete und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Nutzfahrzeug, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden kann. Insbesondere ist die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als ein Dieselmotor ausgebildet. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine laufen in der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in wenigstens einem oder mehreren Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine, Verbrennungsvorgänge ab, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Das aus den Verbrennungsvorgängen resultierende Abgas der Verbrennungskraftmaschine wird auch als Motorabgas bezeichnet. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Abgas ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das Motorabgas zu verstehen. Das Abgas kann aus dem jeweiligen Brennraum ausströmen und in die Abgasanlage einströmen und in der Folge die Abgasanlage durchströmen. In der Abgasanlage kann wenigstens eine Komponente wie beispielsweise ein Abgasnachbehandlungselement zum Nachbehandeln des Abgases angeordnet sein. Das Abgasnachbehandlungselement ist oder umfasst beispielsweise einen Katalysator, insbesondere einen SCR-Katalysator, wobei beispielsweise mittels des SCR-Katalysators eine selektive katalytische Reduktion (SCR) katalytisch unterstützbar und/oder bewirkbar ist, sodass beispielsweise der SCR-Katalysator für die SCR katalytisch aktiv ist. Bei der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) werden im Abgas etwaig enthaltende Stickoxide (NOx) zumindest teilweise aus dem Abgas entfernt, indem bei der selektiven katalytischen Reduktion die Stickoxide mit Ammoniak zu Stickstoff und Wasser reagieren. Das Ammoniak wird beispielsweise von einem insbesondere flüssigen Reduktionsmittel bereitgestellt. Bei dem flüssigen Reduktionsmittel handelt es sich insbesondere um eine wässrige Harnstofflösung. Ferner kann das Abgasnachbehandlungselement ein Partikelfilter, insbesondere ein Dieselpartikelfilter, sein oder umfassen, wobei mittels des Partikelfilters im Abgas etwaig enthaltene Partikel, insbesondere Rußpartikel, aus dem Abgas herausgefiltert werden können.
  • Der Brenner weist ein vorzugsweise als Festkörper ausgebildetes Kammerelement und eine Brennkammer auf, welche durch das Kammerelement gebildet, insbesondere begrenzt, sind. Insbesondere ist die Brennkammer beispielsweise durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Kammerelements, insbesondere direkt, begrenzt. In der Brennkammer kann ein auch als Brennergemisch bezeichnetes Gemisch, welches auch als Brennerluft bezeichnete Luft und einen vorzugsweise flüssigen Brennstoff umfasst, gezündet und dadurch verbrannt werden. Durch das insbesondere in der Brennkammer stattfindende Verbrennen des Brennergemisches wird, insbesondere in der Brennkammer, beispielsweise ein auch als Brennerabgas bezeichnetes Abgas des Brenners erzeugt. Das Brennerabgas kann beispielsweise aus der Brennkammer ausströmen und in die Abgasanlage, das heißt beispielsweise in einen von dem Motorabgas durchströmbaren Abgaskanal der Abgasanlage, einströmen, insbesondere an einer Einleitstelle, die beispielsweise in Strömungsrichtung des den Abgaskanal durchströmenden Motorabgases stromauf der zuvor genannten Komponente angeordnet ist. Beispielsweise kann sich das Brennerabgas mit dem Motorabgas vermischen, insbesondere in dem Abgaskanal. In der Folge kann das Brennerabgas, insbesondere das mit dem Motorabgas vermischte Brennerabgas, beispielsweise die Komponente durchströmen, wodurch die Komponente aufgeheizt, das heißt erwärmt und/oder warmgehalten werden kann. Die Luft, die mit dem vorzugsweise flüssigen Brennstoff das Brennergemisch bildet, wird auch als Brennerluft bezeichnet. Die Verbrennungskraftmaschine wird in ihrem befeuerten Betrieb beispielsweise mittels eines insbesondere flüssigen Kraftstoffs betrieben. Insbesondere dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine als ein Dieselmotor ausgebildet ist, kann es sich bei dem Kraftstoff um einen Dieselkraftstoff handeln. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn als der Brennstoff der Kraftstoff verwendet wird.
  • Die Brennerluft ist ein erstes Fluid oder wird auch als erstes Fluid bezeichnet. Der Brennstoff ist ein zweites Fluid oder wird auch als zweites Fluid bezeichnet. Dadurch, dass das Brennergemisch gezündet und verbrannt wird, kann eine Komponente der Abgasanlage, insbesondere ein Abgasnachbehandlungselement, und/oder das die Abgasanlage durchströmende Motorabgas erwärmt werden. Über das erwärmte Motorabgas kann die Komponente indirekt erwärmt beziehungsweise warmgehalten werden.
  • Beispielsweise weist der Brenner ein, insbesondere elektrisch betreibbares, Zündelement auf, welches beispielsweise eine Durchgangsöffnung des Kammerelements durchdringt und dadurch beispielsweise in die Brennkammer hineinragt. Somit ist es insbesondere denkbar, dass das Zündelement zumindest teilweise in der Brennkammer angeordnet ist, insbesondere derart, dass ein, insbesondere freies, Ende des Zündelements in der Brennkammer angeordnet ist, mithin in die Brennkammer hineinragt. Mittels des Zündelements kann das Brennergemisch, insbesondere in der Brennkammer, gezündet werden. Beispielsweise kann mittels des Zündelements, insbesondere in der Brennkammer und/oder unter Nutzung von elektrischer Energie, wenigstens ein Zündfunke zum Zünden des Brennergemisches bereitgestellt, das heißt erzeugt, werden, sodass insbesondere mittels des Zündfunkens das Brennergemisch in der Brennkammer gezündet werden kann. Das Zündelement kann beispielsweise als eine Glühkerze oder aber als eine Zündkerze ausgebildet sein.
  • Der Brenner weist außerdem wenigstens einen von wenigstens einem der Fluide durchströmbaren Kanal auf, welcher an sich, das heißt für sich alleine betrachtet in die Brennkammer mündet. Hierfür weist der Kanal beispielsweise wenigstens oder genau eine Austrittsöffnung auf, über welche der Kanal an sich, das heißt für sich alleine betrachtet in die Brennkammer mündet. Somit kann insbesondere während eines Betriebs des Brenners das wenigstens eine Fluid den Kanal und insbesondere die Austrittsöffnung des Kanals durchströmen und somit über die Austrittsöffnung aus dem Kanal ausströmen und, insbesondere direkt, in die Brennkammer einströmen. Es ist denkbar, dass das Leitungselement und somit die Austrittsöffnung bezüglich der Fluide von genau einem der Fluide durchströmbar ist, sodass beispielsweise dem einen Fluid das andere Fluid zugeführt beziehungsweise mit dem anderen Fluid vermischt wird, nachdem das eine Fluid aus dem Kanal ausgeströmt ist. Ferner ist es denkbar, dass der Kanal und somit die Austrittsöffnung von beiden Fluiden durchströmbar sind. Somit können beispielsweise mittels des Kanals beide Fluide in die Brennkammer eingeleitet werden. Der Kanal wird auch als Leitungselement bezeichnet, oder der Kanal ist beispielsweise durch ein insbesondere als Festkörper ausgebildetes Leitungselement, insbesondere direkt, begrenzt. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass der Kanal durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Leitungselements, insbesondere direkt, begrenzt ist.
  • Der Brenner weist außerdem ein Verschlusselement auf, welches relativ zu dem vorzugsweise als Festkörper ausgebildeten Kammerelement zwischen einer den Kanal von der Brennkammer fluidisch trennenden Schließstellung und wenigstens einer den Kanal mit der Brennkammer fluidisch verbindenden Freigabestellung bewegbar ist. Dies bedeutet, dass in der Schließstellung mittels des Verschlusselements der Kanal fluidisch von der Brennkammer getrennt ist, sodass in der Schließstellung kein oder nur wenig Fluid, das heißt insbesondere keines der Fluide aus dem Leitungselement ausströmen und in die Brennkammer einströmen kann. Die Schließstellung ist insbesondere dadurch vorteilhaft, dass in der Schließstellung kein Gas wie beispielsweise das Motorabgas aus der Brennkammer in den Kanal eindringen kann. Wenigstens behindert die Schließstellung den Eintritt von im Motorabgas eventuell enthaltenen Partikeln in den Kanal. Beispielsweise ist die Brennkammer fluidisch mit dem Abgaskanal verbunden. Ist beispielsweise der Brenner deaktiviert, sodass der Brenner kein Brennerabgas bereitstellt, so kann beispielsweise zumindest ein Teil des den Abgaskanal durchströmenden Motorabgases in die Brennkammer einströmen, mithin in die Brennkammer eindringen oder vordringen. Da nun insbesondere dann, wenn der Brenner deaktiviert ist, sich das Verschlusselement in der Schließstellung befindet, wodurch der Kanal fluidisch von der Brennkammer getrennt ist, kann das in die Brennkammer eingeströmte Motorabgas nicht von der Brennkammer in den Kanal eindringen, sodass das Motorabgas oder eventuell darin enthaltene Partikel aus dem Abgaskanal beispielsweise nicht in unerwünschte Bereiche des Brenners vordringen kann beziehungsweise können. Der Brenner weist beispielsweise ein Einbringelement auf, mittels welchem der insbesondere flüssige Brennstoff in die Brennerluft einbringbar, insbesondere einspritzbar, ist, insbesondere an einer Einbringstelle, die in Strömungsrichtung der den Brennraum durchströmenden Brennerluft stromauf der Brennkammer und insbesondere stromauf der Austrittsöffnung angeordnet sein kann. Ferner weist der Brenner beispielsweise einen von der Brennerluft durchströmbaren Luftkanal auf, welcher beispielsweise stromauf der Austrittsöffnung verläuft. Da nun insbesondere dann, wenn oder während der Brenner deaktiviert ist, sich das Verschlusselement sich in der Schließstellung befindet, wodurch der Kanal fluidisch von der Brennkammer getrennt ist, kann beispielsweise kein Motorabgas aus der Brennkammer in den Luftkanal eindringen und/oder zu dem Einbringelement vordringen, sodass der Luftkanal und/oder das Einbringelement vor dem Motorabgas geschützt werden kann oder aber insbesondere, wenn oder während der Brenner deaktiviert ist.
  • Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb des Brenners realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Kammerelement insbesondere an oder auf seiner der Brennkammer zugewandten Innenseite eine auch als Tasche bezeichnete Ausnehmung aufweist, in welcher das Verschlusselement in der Freigabestellung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, aufgenommen ist. Dadurch kann in der Freigabestellung des Verschlusselements eine besonders strömungsgünstige Kontur, insbesondere Innenkontur, der Brennkammer gewährleistet werden, sodass ein besonders effizienter Betrieb des Brenners realisiert werden kann. Insbesondere kann durch die Erfindung eine übermäßige Beeinträchtigung einer in der Brennkammer stattfindenden Strömung, insbesondere der Brennerluft und/oder des Brennergemisches, durch das Verschlusselement vermieden werden, sodass ein besonders effizienter Betrieb des Brenners darstellbar ist. Des Weiteren kann beispielsweise das Verschlusselement in der Freigabestellung vor einer übermäßigen An- oder Umströmung durch das Brennerabgas geschützt werden.
  • Somit ist es vorgesehen, dass in der Freigabestellung zumindest ein auch als Anordnungsbereich bezeichneter Teilbereich, insbesondere zumindest ein überwiegender, auch als Anordnungsbereich bezeichneter Teilbereich und somit zumindest mehr als die Hälfte, des Verschlusselements in der Ausnehmung angeordnet ist, wobei beispielsweise in der Schließstellung der Anordnungsbereich außerhalb der Ausnehmung und insbesondere in der Brennkammer angeordnet ist. Ferner ist es denkbar, dass beispielsweise bezogen auf den gesamten, in der Freigabestellung in der Ausnehmung angeordneten, auch als Verstaubereich bezeichneten Bereich des Verschlusselements zumindest ein Teil, insbesondere zumindest ein überwiegender Teil und somit zumindest mehr als die Hälfte, des Verstaubereiches in der Schließstellung außerhalb der Ausnehmung und insbesondere in der Brennkammer angeordnet ist. Der Verstaubereich kann das gesamte Verschlusselement sein.
  • Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Üblicherweise sind Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer jeweiligen Abgasnachbehandlungseinrichtung ausgestattet. Mittels der jeweiligen Abgasnachbehandlungseinrichtung kann eine Abgasnachbehandlung durchgeführt werden, durch die oder bei der das jeweilige Abgas der jeweiligen Brennkraftmaschine nachbehandelt wird. Ziel der Abgasnachbehandlung kann insbesondere eine Reduktion oder Beseitigung von im Abgas etwaig enthaltenen Schadstoffen wie beispielsweise Stickoxiden sein. Um eine vorteilhafte Funktion der Abgasnachbehandlungseinrichtung, mithin des zuvor genannten Abgasnachbehandlungselements, realisieren zu können, ist üblicherweise eine Mindestbetriebstemperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung erforderlich. Die Brennkraftmaschine kann Betriebsbereiche aufweisen, in welchen eine Erwärmung der Abgasnachbehandlungseinrichtung allein durch das Motorabgas nicht ausreicht, um die Abgasnachbehandlungseinrichtung zumindest auf die Betriebstemperatur zu erwärmen, oder die Abgasnachbehandlungseinrichtung kann nicht hinreichend schnell auf die Betriebstemperatur erwärmt werden, beispielsweise bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine. Mittels des Brenners ist es möglich, die Abgasnachbehandlungseinrichtung zusätzlich zu erwärmen. In solchen Betriebsbereichen, in welchen der Brenner nicht benötigt wird und somit deaktiviert ist, wird vorzugsweise sichergestellt, dass Teile des Brenners zum Beispiel vor Verschmutzung geschützt werden. Die Teile des Brenners können insbesondere derart geschützt werden, dass, wie zuvor beschrieben, mittels des sich in der Schließstellung befindenden Verschlusselements der Kanal fluidisch von der Brennkammer getrennt wird oder ist. Vor eine Inbetriebnahme, das heißt vor einer Aktivierung des zunächst deaktivierten Brenners wird beispielsweise das Verschlusselement relativ zu dem Kammerelement aus der Schließstellung in die Freigabestellung bewegt, insbesondere verschwenkt, insbesondere derart, dass das Verschlusselement von dem Kanal, insbesondere von der Austrittsöffnung, wegbewegt, insbesondere weggeschwenkt, wird.
  • Ist beispielsweise in der Freigabestellung ein übermäßig großer Teil des Verschlusselements in der Brennkammer angeordnet, derart, dass ein übermäßig großer Teil des Verschlusselements in der Freigabestellung frei in der Brennkammer steht, so kann es zu einer starken Erhitzung des Verschlusselements kommen, insbesondere so weit, bis das Verschlusselement eine Temperatur aufweist, die einer Temperatur von das Verschlusselement umgebenden Brenngasen entspricht. Insbesondere handelt es sich bei den Brenngasen um das Brennerabgas. In der Folge kann es erforderlich sein, das Verschlusselement aus kostenintensiven, hitzebeständigen und wahrscheinlich hochnickelhaltigen Stählen zu fertigen. Außerdem könnte dann, wenn in der Freigabestellung ein übermäßig großer Teil des Verschlusselements frei in der Brennkammer steht, eine Gasströmung beispielsweise des Gemisches und/oder des Brennerabgases behindert werden. Dies betrifft sowohl eine sich aus einer Expansion der Brenngase bildende Radialströmung aus einem Zentrum der auch als Brennraum bezeichneten Brennkammer hinaus in Richtung der stromab angeordneten Komponente als auch ein freies Einströmen der auch als Verbrennungsluft bezeichneten Brennerluft aus dem auch als Zuführleitung bezeichneten Kanal in die Brennkammer. Dadurch kann beim Betrieb des Brenners eine übermäßig große Menge an Ruß entstehen, was zu einer unerwünschten Emission führen kann, falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind.
  • Die zuvor genannten Nachteile können nun vermieden werden, da das Verschlusselement in der Freigabestellung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in der Ausnehmung aufgenommen ist.
  • Beispielsweise ist die Brennkammer, insbesondere innenumfangsseitig, zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei beispielsweise das Kammerelement und somit die Brennkammer die beispielsweise zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrische Ausnehmung aufweist. Insbesondere ist denkbar, dass die Ausnehmung als zumindest rotationssymmetrische Tasche an das Kammerelement und die Brennkammer angeformt ist. Wird das Verschlusselement aus der Schließstellung in die Freigabestellung relativ zu dem Kammerelement bewegt, so taucht das Verschlusselement zumindest teilweise in die Ausnehmung ein. Bevorzugterweise ist das Verschlusselement in der Freigabestellung so umfangreich oder gar vollständig in der Ausnehmung angeordnet, dass ein von dem Verschlusselement zumindest nahezu vollständig freier, rotationssymmetrischer Innenraum der Brennkammer frei bleibt, wobei der genannte Innenraum als Brennvolumen ausgebildet ist oder nutzbar ist. Besonders bevorzugterweise taucht das Verschlusselement so oder so weit in die Ausnehmung ein, dass eine von der Brennkammer abgewandte Seite in unmittelbarer Nähe zu einer Außenwand der Ausnehmung steht. Insbesondere können durch die Erfindung zumindest die folgenden Vorteile realisiert werden: Da das Verschlusselement in der Freigabestellung nicht übermäßig frei in der Brennkammer steht, nimmt das Verschlusselement nur eine geringe Menge an Verbrennungswärme auf. Beispielsweise kann das Verschlusselement zumindest einen Teil der aufgenommenen Verbrennungswärme über die genannte Außenwand wieder an eine Umgebung abgeben. Dadurch können übermäßige Temperaturen des Verschlusselements vermieden werden, sodass das Verschlusselement beispielsweise kostengünstig hergestellt werden kann. Dadurch, dass das Verschlusselement in die Ausnehmung eintaucht, mithin in der Freigabestellung in der Ausnehmung aufgenommen ist, kann in der Freigabestellung ein zumindest nahezu rotationssymmetrischer Bereich ohne Störkonturen geschaffen werden, wobei der genannte Bereich frei von dem Verschlusselement ist und zumindest ein Teil der Brennkammer ist. In diesem zumindest nahezu rotationssymmetrischen Bereich kann sich dann eine besonders vorteilhafte, für eine rußarme und effiziente Verbrennung förderliche Drallströmung, insbesondere des Brennergemisches und/oder der Brennerluft, ausbilden. Somit ist ein besonders effizienter Betrieb des Brenners realisierbar.
  • Um einen besonders effizienten und somit einen besonders vorteilhaften Betrieb des Brenners realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass in der Freigabestellung zumindest ein in der Freigabestellung der Brennkammer, insbesondere dem Innenraum beziehungsweise dem Bereich, zugewandter, erster Teilbereich einer außenumfangsseitigen Mantelfläche des Verschlusselements und zumindest ein in der Freigabestellung dem ersten Teilbereich gegenüberliegender, in der Freigabestellung der Brennkammer und dem ersten Teilbereich zugewandter, zweiter Teilbereich einer innenumfangsseitigen Mantelfläche des Kammerelements einen rotationssymmetrischen, auch als Brennkammerbereich bezeichneten Bereich der Brennkammer bilden. Der Brennkammerbereich ist, insbesondere vollständig, frei von dem Verschlusselement, sodass sich in dem Brennkammerbereich eine besonders vorteilhafte, insbesondere drallförmige, Strömung, insbesondere des Brennergemisches und/oder der Brennerluft, ausbilden kann.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in der Freigabestellung zumindest ein in der Freigabestellung der Brennkammer zugewandter, erster Teil der außenumfangsseitigen Mantelfläche des Schließelements und zumindest ein in der Freigabestellung dem ersten Teil gegenüberliegender, in der Freigabestellung der Brennkammer und dem ersten Teil zugewandter, zweiter Teil der innenumfangsseitigen Mantelfläche des Kammerelements einen bezüglich wenigstens einer Symmetrieebene spiegelsymmetrischen, auch als Kammerbereich bezeichneten Bereich der Brennkammer bilden. Beispielsweise kann der erste Teil der außenumfangsseitigen Mantelfläche der erste Teilbereich der außenumfangsseitigen Mantelfläche sein. Ferner ist denkbar, dass der zweite Teil der innenumfangsseitigen Mantelfläche der zweite Teilbereich der innenumfangsseitigen Mantelfläche ist. Ferner ist es denkbar, dass der Kammerbereich der zuvor genannte Brennkammerbereich ist. Dabei ist es ferner vorgesehen, dass in der Symmetrieebene eine Gerade verläuft, welche durch die Austrittsöffnung des Kanals, welcher über seine Austrittsöffnung in die Brennkammer mündet, hindurchverläuft, insbesondere derart, dass die Gerade durch die Mitte der Austrittsöffnung hindurch verläuft. Beispielsweise ist die Austrittsöffnung kreisrund und somit in Form eines Kreises ausgebildet, dessen Mittelpunkt beispielsweise mit der genannten Mitte der Austrittsöffnung zusammenfällt und auf der genannten Geraden liegt. Hierdurch kann sich eine besonders vorteilhafte, insbesondere drallförmige, Strömung, insbesondere des Brennergemisches und/oder der Brennerluft, in dem Kammerbereich ausbilden, sodass ein besonders effizienter Betrieb des Brenners realisiert werden kann.
  • Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verschlusselement in der Freigabestellung zumindest überwiegend, das heißt zumindest zu mehr als zur Hälfte, oder aber vollständig in der Ausnehmung angeordnet ist. Dadurch kann eine übermäßige Erhitzung des Verschlusselements vermieden werden, und es können in der Brennkammer besonders strömungsgünstige Bedingungen geschaffen werden. Somit kann ein besonders effizienter Betrieb des Brenners gewährleistet werden.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Verschlusselement um eine Schwenkachse relativ zu dem Kammerelement zwischen der Freigabestellung und der Schließstellung verschwenkbar ist. Dabei weist das Verschlusselement beispielsweise einen um die Schwenkachse relativ zu dem Kammerelement zwischen der auch als Offenstellung bezeichneten Freigabestellung und der Schließstellung verschwenkbaren Hebel und ein Verschlussteil auf, welches auch als Kappe oder Klappe, Verschlussklappe oder Verschlusskappe bezeichnet wird. Das Verschlussteil ist separat von dem Hebel ausgebildet und an dem Hebel gehalten, wodurch das Verschlussteil mit dem Hebel relativ zu dem Kammerelement um die Schwenkachse zwischen der Freigabestellung und der Schließstellung mitverschwenkbar ist.
  • In der Schließstellung überdeckt das Verschlussteil die Austrittsöffnung des Kanals, wodurch der Kanal von der Brennkammer fluidisch getrennt, oder zumindest abgedeckt ist. In der Freigabestellung gibt das Verschlussteil die Austrittsöffnung frei, wodurch der Kanal über die Austrittsöffnung fluidisch mit der Brennkammer verbunden ist. Insbesondere ist das Verschlussteil in der Freigabestellung nicht in Überlappung mit der Austrittsöffnung angeordnet. Hierdurch kann eine besonders sichere, mithin robuste Bewegung des Verschlusselements zwischen der Freigabestellung und der Schließstellung realisiert werden, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb des Brenners realisiert werden kann.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Schwenkachse durch die Ausnehmung hindurch verläuft. Dadurch kann das Verschlusselement sehr umfangreich, das heißt zu einem sehr großen Teil oder gar vollständig in der Ausnehmung aufgenommen werden, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb des Brenners gewährleistet werden kann.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Verschlussteil mit einem Spiel und dadurch relativ zu dem Hebel begrenzt bewegbar an dem Hebel gehalten ist. Mit anderen Worten sind der Hebel und das Verschlussteil mehrteilig, das heißt separat voneinander ausgebildet und mit einem gewissen Spiel zwischen sich ausgeführt, das heißt aneinander gehalten. Hierdurch kann sich das Verschlussteil beispielsweise dann, wenn das Verschlusselement in die Schließstellung bewegt wird, bündig und/oder dicht an oder auf das Leitungselement, insbesondere an oder auf eine der Brennkammer zugewandte Stirnseite des Leitungselements, anlegen, um dadurch die beispielsweise als Bohrung ausgebildete Austrittsöffnung sicher zu verschließen und somit abzudichten oder zumindest abzudecken.
  • Der Hebel und das daran gehaltene Verschlussteil bilden beispielsweise einen Hebelmechanismus, der in der Freigabestellung strömungsgünstig in der als Vertiefung bezeichneten Ausnehmung aufgenommen ist. Insbesondere kann der Hebelmechanismus ohne Hinterschnitte, scharfe Kanten oder abrupte Übergänge in der Freigabestellung in der Ausnehmung aufgenommen sein. Das Verschlusselement, insbesondere der Hebelmechanismus, ist insbesondere so ausgelegt, dass ein guter Wärmeübergang zwischen dem Verschlusselement und dem auch als Gehäuse bezeichneten Kammerelement gewährleistet ist. Hierfür ist beispielsweise eine großvolumige Auslegung des Verschlusselements vorgesehen, um einen vorteilhaften Wärmetransport sicherstellen zu können. Vorzugsweise ist die auch als Tasche bezeichnete Ausnehmung des Kammerelements so gestaltet, dass zwischen dem Verschlusselement und der Ausnehmung, insbesondere einer Kontur und ganz insbesondere einer Innenkontur der Ausnehmung, nur ein kleiner Spalt entsteht. Beispielsweise hat die Ausnehmung die gleiche Kontur, insbesondere Innenkontur, wie eine Kontur, insbesondere Außenkontur, des Verschlusselements, wobei beispielsweise die Innenkontur der Ausnehmung nur um ein Spiel zur Wärmeausdehnung des Verschlusselements gegenüber der Außenkontur des Verschlusselements vergrößert ist. Alternativ oder zusätzlich hat beispielsweise das Verschlusselement, insbesondere der Hebel, auf seiner Brennkammerseite in der Freigabestellung den gleichen oder zumindest einen ähnlichen Radius wie die Brennkammer, sodass eine strömungsgünstige Anordnung darstellbar ist.
  • Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine in der Freigabestellung dem Verschlusselement zugewandte Innenkontur der Ausnehmung an eine in der Freigabestellung der Innenkontur zugewandte Außenkontur des Verschlusselements angepasst ist. Dadurch kann das Verschlusselement besonders umfangreich oder gar vollständig in der Ausnehmung aufgenommen werden, wodurch eine strömungsgünstige Form, insbesondere Innenkontur, der Brennkammer gewährleistet werden kann.
  • Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn sich zumindest ein an die Ausnehmung anschließender Wandungsbereich des Kammerelements in der Freigabestellung bündig an das Verschlusselement anschließt. Dadurch können strömungsgünstige Bedingungen in der Brennkammer realisiert werden, sodass ein effizienter Betrieb des Brenners darstellbar ist.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, welche wenigstens einen Brenner gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Brenners sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine anzusehen und umgekehrt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • 1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Brenner, wobei sich ein Verschlusselement des Brenners in einer Freigabestellung befindet;
    • 2 eine schematische Schnittansicht der Verbrennungskraftmaschine entlang einer in 1 gezeigten Schnittlinie A-A; und
    • 3 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht der Verbrennungskraftmaschine, wobei sich das Verschlusselement in einer Schließstellung befindet.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere ist in 1 ausschnittsweise eine auch als Abgastrakt bezeichnete Abgasanlage 10 der Verbrennungskraftmaschine dargestellt. Die Abgasanlage weist ein Abgasleitungselement 12 auf, welches einen Abgaskanal 14 aufweist, insbesondere begrenzt und ganz insbesondere direkt begrenzt. Die Verbrennungskraftmaschine ist in einem befeuerten Betrieb betreibbar. In ihrem befeuerten Betrieb stellt die Verbrennungskraftmaschine auch als Motorabgas bezeichnetes Abgas bereit, welches den Abgaskanal 14 durchströmen kann. In 1 ist durch einen Pfeil 16 das den Abgaskanal 14 durchströmende Motorabgas veranschaulicht. Die Verbrennungskraftmaschine weist einen in der Abgasanlage 10 angeordneten Brenner 18 auf, mittels welchem das Motorabgas und/oder Komponenten der Abgasanlage 10 erwärmt werden kann beziehungsweise können. Hierfür weist der Brenner 18 ein insbesondere als Festkörper ausgebildetes Kammerelement 20 und eine Brennkammer 22 auf, welche durch das Kammerelement 20 gebildet, insbesondere begrenzt ist.
  • Insbesondere ist die Brennkammer 22 durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche 24 des Kammerelements 20, insbesondere direkt, begrenzt. In der Brennkammer 22 kann ein auch als Brennergemisch bezeichnetes Gemisch gezündet und dadurch verbrannt werden. Das Brennergemisch umfasst Luft, welche auch als Brennerluft bezeichnet wird. Außerdem wird die Brennerluft auch als erstes Fluid bezeichnet. Außerdem umfasst das Brennergemisch einen insbesondere flüssigen Brennstoff, welcher auch als zweites Fluid bezeichnet wird. Durch das Zünden und Verbrennen des Brennergemisches entstehet ein auch als Brennerabgas bezeichnetes Abgas des Brenners 18, wobei das Brennerabgas in 1 durch Pfeile 26 veranschaulicht ist. Es ist erkennbar, dass das Kammerelement 20 Durchströmöffnungen 28 aufweist, über welche die Brennkammer 22 fluidisch mit dem Abgaskanal 14 verbunden ist. Das Brennerabgas kann die Durchströmöffnungen 28 durchströmen und dadurch an einer Einleitstelle E aus der Brennkammer 22 ausströmen und in den Abgaskanal 14 einströmen, wodurch das Brennerabgas in das Motorabgas eingeleitet wird. Hierdurch wird das Motorabgas erwärmt beziehungsweise es wird ein das Motorabgas und das Brennerabgas umfassendes Gesamtabgas gebildet, welches ab der Einleitstelle E die Abgasanlage 10, insbesondere den Abgaskanal 14, durchströmen kann. Dies ist durch Pfeile 30 veranschaulicht. Beispielsweise ist in der Abgasanlage 10 stromab der Einleitstelle E wenigstens ein Abgasnachbehandlungselement angeordnet, mittels welchem das Motorabgas und auch das Brennerabgas nachbehandelt werden können. Durch das beschriebene Erwärmen des Motorabgases beziehungsweise durch das heiße Gesamtabgas oder durch das Brennerabgas kann das Abgasnachbehandlungselement aufgewärmt und/oder warmgehalten werden, wodurch beispielsweise das Abgasnachbehandlungselement besonders schnell auf seine auch als Light-Off-Temperatur bezeichnete Betriebs- oder Anspringtemperatur gebracht werden kann.
  • Vorgesehen ist eine Luftzufuhr 32, mittels welcher der Brenner 18, insbesondere die Brennkammer 22, mit der Brennerluft versorgbar ist. Hierfür weist die Luftzufuhr 32 einen von der Brennerluft durchströmbaren Luftkanal 34 auf. Ein Pfeil 36 veranschaulicht eine Strömung der Brennerluft durch den Luftkanal 34. Der Luftkanal 34 ist beispielsweise durch ein insbesondere als Festkörper ausgebildetes Bauelement 38 des Brenners 18 gebildet. Die Luftzufuhr 32 kann eine in den Figuren nicht dargestellte Luftleitung aufweisen, welche von der Brennerluft durchströmbar ist. Beispielsweise ist die Luftleitung separat von dem Bauelement 38 ausgebildet und mechanisch mit dem Bauelement 38 verbunden, wobei die Luftleitung fluidisch mit dem Luftkanal 34 verbunden ist. Dadurch kann die die Luftleitung durchströmende Brennerluft aus der Luftleitung ausströmen und in den Luftkanal 34 einströmen und in der Folge den Luftkanal 34 durchströmen, sodass beispielsweise die Brennerluft insbesondere mittels des Luftkanals 34 der Brennkammer 22 zugeführt, das heißt in die Brennkammer 22 eingeleitet werden kann. Insbesondere ist es denkbar, dass die Luftleitung mittels einer V-Bandschelle mechanisch mit dem Bauelement 38 verbunden ist, wodurch eine besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Montage darstellbar ist.
  • Der Brenner 18 weist auch ein Einbringelement 40 auf, mittels welchem der Brennstoff insbesondere an einer Einbringstelle in die Brennerluft einbringbar, insbesondere einspritzbar, ist. Insbesondere ist die Einbringstelle in Strömungsrichtung der den Brenner 18 durchströmenden Brennerluft stromauf der Brennkammer 22 und somit außerhalb der Brennkammer 22 angeordnet. Die Brennerluft wird auch als erstes Fluid bezeichnet. Der Brennstoff wird auch als zweites Fluid bezeichnet.
  • Der Brenner 18, insbesondere das Bauelement 38, weist einen Kanal 42 auf, welcher beispielsweise von wenigstens einem der Fluide durchströmbar ist. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kanal 42 von beiden Fluiden, das heißt sowohl von dem Brennstoff als auch von der Brennerluft durchströmbar, insbesondere derart, dass der Kanal 42 von dem die Fluide umfassenden Brennergemisch durchströmbar ist.
  • Vorliegend ist die Brennerluft aus dem Luftkanal 34 in den Kanal 42 einleitbar, sodass der Kanal 42 mittels des Luftkanals 34 mit der den Luftkanal 34 durchströmenden Brennerluft versorgbar ist. Dies bedeutet insbesondere, dass der Luftkanal 34 in Strömungsrichtung der den Luftkanal 34 und den Kanal 42 durchströmenden Brennerluft stromauf des Kanals 42 angeordnet ist oder verläuft. Außerdem ist mittels des Einbringelements 40 der Brennstoff, insbesondere direkt, in den Kanal 42 einleitbar, insbesondere einspritzbar, sodass der Kanal 42 mittels des Einbringelements 40 mit dem Brennstoff versorgbar ist. Die Einbringstelle ist somit beispielsweise in dem Kanal 42 angeordnet, wobei die Einbringstelle stromauf der Brennkammer 22 angeordnet ist. Außerdem ist aus 1 erkennbar, dass der Luftkanal 34 stromauf der Brennkammer 22 angeordnet ist oder verläuft. Die Brennerluft und der Brennstoff können, insbesondere in miteinander vermischtem Zustand, den Kanal 42 durchströmen und über den Kanal 42 in die Brennkammer 22 einströmen, mithin eingeleitet werden. Hierfür weist der Kanal 42 eine Austrittsöffnung 44 auf, über welche der Kanal 42 in die Brennkammer 22 mündet.
  • Beispielsweise ist die Austrittsöffnung 44 bezogen auf eine Gerade 46 rotationssymmetrisch ausgebildet. Hierbei ist beispielsweise die Austrittsöffnung 44 kreisrund und somit in Form eines Kreises ausgebildet, dessen Mittelpunkt auf der Geraden 46 liegt. Der Mittelpunkt wird auch als Mitte der Austrittsöffnung 44 bezeichnet oder ist die Mitte der Austrittsöffnung 44. Durch einen Pfeil 48 ist veranschaulicht, dass das Einbringelement 40 mit dem Brennstoff versorgt wird.
  • In 1 ist durch Pfeile 50 veranschaulicht, dass mittels des Brenners 18, insbesondere mittels eines nicht näher dargestellten Drallerzeugers des Brenners 18, eine drallförmige Strömung der Brennerluft und somit des Brennergemisches in der Brennkammer 22 bewirkt wird. Dies bedeutet, dass die Brennerluft und somit das Brennergemisch zumindest in der Brennkammer 22 drallförmig strömen. Dadurch können die Brennerluft und der Brennstoff vorteilhaft miteinander vermischt werden.
  • Der Brenner 18 weist auch ein Verschlusselement 52 auf, welches bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel als ein Hebelmechanismus ausgebildet ist. Das Verschlusselement 52 ist relativ zu dem Kammerelement 20 zwischen wenigstens einer in 1 gezeigten Freigabestellung F und einer in 3 gezeigten Schließstellung S bewegbar. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verschlusselement 52 um eine Schwenkachse SA relativ zu dem Kammerelement 20 zwischen der Schließstellung S und der Freigabestellung F verschwenkbar. In der Schließstellung S ist mittels des Verschlusselements 52 der Kanal 42 fluidisch von der Brennkammer 22 getrennt (3). In der Freigabestellung F gibt das Verschlusselement 52 die Austrittsöffnung 44 und somit den Kanal 42 frei, sodass in der Freigabestellung F der Kanal 42 über seine Austrittsöffnung 44 fluidisch mit der Brennkammer 22 verbunden ist (1).
  • Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb des Brenners 18 realisieren zu können, weist das Kammerelement 20, insbesondere die innenumfangsseitige Mantelfläche 24 des Kammerelements 20, eine auch als Tasche bezeichnete Ausnehmung 54 auf, in welcher das Verschlusselement 52 in der Freigabestellung F zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, aufgenommen ist. Dies ist besonders gut aus 2 erkennbar, in welcher der Brenner 18 in einer schematischen Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittlinie A-A gezeigt ist. Es ist erkennbar, dass dadurch, dass das Verschlusselement 52 in der Freigabestellung F zumindest teilweise in der Tasche aufgenommen ist, ein besonders strömungsgünstiger, auch als Innenraum bezeichneter Bereich B der Brennkammer 22 realisiert werden kann, wobei sich in dem Bereich B die drallförmige Strömung besonders vorteilhaft ausbilden kann. Insbesondere ist der Bereich B ein zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrischer Bereich der Brennkammer 22. Alternativ oder zusätzlich ist beispielsweise der Bereich B ein zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrischer Bereich der Brennkammer 22, wobei der spiegelsymmetrische Bereich bezüglich einer Symmetrieebene spiegelsymmetrisch, das heißt achsensymmetrisch ist, und wobei in der Symmetrieebene die Gerade 46 verläuft. Die Symmetrieebene ist in 2 mit EB1 bezeichnet, wobei beispielsweise auch eine zweite Symmetrieebene EB2 gezeigt ist, in welcher die Gerade 46 verläuft, wobei beispielsweise der Bereich B auch bezüglich der Symmetrieebene EB2 spiegelsymmetrisch, das heißt achsensymmetrisch sein kann. Beispielsweise aus 1 ist erkennbar, dass der Bereich B in der Freigabestellung F beispielsweise durch einen ersten Teilbereich TB1 des Verschlusselements 52 und durch einen zweiten Teilbereich TB2 der innenumfangsseitigen Mantelfläche 24 gebildet ist. Der erste Teilbereich TB1 ist ein erster Teilbereich einer außenumfangsseitigen Mantelfläche 56 des Verschlusselements 52, und der zweite Teilbereich TB2 ist ein zweiter Teilbereich der innenumfangsseitigen Mantelfläche 24 des Kammerelements 20. In der Freigabestellung F ist der erste Teilbereich TB1 der außenumfangsseitigen Mantelfläche 56 des Verschlusselements 52 der Brennkammer 22 zugewandt, insbesondere derart, dass in der Freigabestellung F ein Teil der Brennkammer 22 direkt durch den Teilbereich TB1 begrenzt ist. In der Freigabestellung F liegt der Teilbereich TB2 dem Teilbereich TB1 gegenüber, wobei in der Freigabestellung F der zweite Teilbereich TB2 der Brennkammer 22 dem ersten Teilbereich TB1 zugewandt ist. Insbesondere ist beispielsweise ein zweiter Teil der Brennkammer 22 in der Freigabestellung F direkt durch den Teilbereich TB2 begrenzt. Beispielsweise ist der erste Teilbereich TB1 ein erster Teil der außenumfangsseitigen Mantelfläche 56, und beispielsweise ist der Teilbereich TB2 ein zweiter Teil der außenumfangsseitigen Mantelfläche 24.
  • Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Verschlusselement 52 einen um die Schwenkachse SA relativ zu dem Kammerelement 20 zwischen der Schließstellung S und der Freigabestellung F verschwenkbaren Hebel 58 und ein Verschlussteil 60 auf, welches auch als Klappe oder Verschlussklappe bezeichnet wird. Das Verschlussteil 60 ist separat von dem Hebel 58 ausgebildet und an dem Hebel 58 gehalten, sodass das Verschlussteil 60 mit dem Hebel 58 um die Schwenkachse SA relativ zu dem Kammerelement 20 zwischen der Freigabestellung F und der Schließstellung S mitverschwenkbar ist. In der Schließstellung S ist durch das Verschlussteil 60 die Austrittsöffnung 44 überdeckt, wodurch der Kanal 42 von der Brennkammer 22 fluidisch getrennt ist. In der Freigabestellung F gibt das Verschlussteil 60 die Austrittsöffnung 44 frei, derart, dass in der Freigabestellung F das Verschlussteil 60 nicht in Überdeckung mit der Austrittsöffnung 44 angeordnet ist. Dadurch ist der Kanal 42 über die Austrittsöffnung 44 fluidisch mit der Brennkammer 22 verbunden. Beispielsweise ist das Verschlussteil 60 begrenzt bewegbar an dem Hebel 58 gehalten. Dadurch kann sich in der Schließstellung S (3) das Verschlussteil 60 vorteilhaft an ein Leitungselement 62, insbesondere an eine der Brennkammer 22 zugewandte Stirnseite 64 des Leitungselements 62, anlegen, wodurch die Austrittsöffnung 44 vorteilhaft abgedichtet, mithin fluidisch versperrt werden kann. Das Leitungselement 62 ist ein Festkörper, wobei der Kanal 42 durch das Leitungselement 62, insbesondere durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche 66 des Leitungselements 62, begrenzt, insbesondere direkt begrenzt, ist. Beispielsweise ist das Leitungselement 62 das Bauelement 38 oder einstückig mit dem Bauelement 38 ausgebildet. Mit anderen Worten sind beispielsweise das Bauelement 38 und das Leitungselement 62 aus einem einzigen Stück gebildet. Ferner ist denkbar, dass das Bauelement 38 und das Leitungselement 62 separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden sind.
  • Außerdem ist aus 1 und 3 erkennbar, dass sich an die Ausnehmung 54 beidseitig anschließende Wandungsbereiche W des Kammerelements 20 in der Freigabestellung F bündig an das Verschlusselement 52, insbesondere an dessen außenumfangsseitige Mantelfläche 56 und ganz insbesondere an den Teilbereich TB1, anschließen, sodass der Bereich B besonders strömungsgünstig ausgebildet werden kann.
  • Außerdem ist es vorgesehen, dass eine in der Freigabestellung F dem Verschlusselement 52 zugewandte Innenkontur der Ausnehmung 54 an eine in der Freigabestellung F der Innenkontur zugewandte Außenkontur des Verschlusselements 52 angepasst ist, sodass die Innenkontur und die Außenkontur die gleiche Form aufweisen. Mit anderen Worten weist die Außenkontur eine Positivform auf, wobei die Innenkontur eine an die Positivform angepasste beziehungsweise mit der Positivform korrespondierende Negativform aufweist. Dabei ist beispielsweise die der Innenkontur zugewandte Außenkontur vom dem Teilbereich TB1 abgewandt. Ferner ist aus 1 bis 3 erkennbar, dass in der Freigabestellung F zumindest ein auch als Anordnungsbereich oder Verstaubereich bezeichneter Teilbereich des Verschlusselements 52 in der Ausnehmung 54 angeordnet ist. Bezogen auf den gesamten, in der Freigabestellung F in der Ausnehmung 54 angeordneten Anordnungsbereich des Verschlusselements 52 ist in der Schließstellung S zumindest ein Teil, vorliegend ein überwiegender Teil und somit mehr als die Hälfte, des in der Freigabestellung F in der Ausnehmung 54 angeordneten Anordnungsbereiches, außerhalb der Ausnehmung 54 und dabei insbesondere in der Brennkammer 22 angeordnet.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Abgasanlage
    12
    Abgasleitungselement
    14
    Abgaskanal
    16
    Pfeil
    18
    Brenner
    20
    Kammerelement
    22
    Brennkammer
    24
    innenumfangsseitige Mantelfläche
    26
    Pfeile
    28
    Durchströmöffnung
    30
    Pfeile
    32
    Luftzuführung
    34
    Luftkanal
    36
    Pfeil
    38
    Bauelement
    40
    Einbringelement
    42
    Kanal
    44
    Austrittsöffnung
    46
    Gerade
    48
    Pfeil
    50
    Pfeile
    52
    Verschlusselement
    54
    Ausnehmung
    56
    außenumfangsseitige Mantelfläche
    58
    Hebel
    60
    Verschlussteil
    62
    Leitungselement
    64
    Stirnseite
    66
    innenumfangsseitige Mantelfläche
    E
    Einleitstelle
    B
    Bereich
    TB1
    erster Teilbereich
    TB2
    zweiter Teilbereich
    EB1
    Symmetrieebene
    EB2
    Symmetrieebene
    F
    Freigabestellung
    S
    Schließstellung

Claims (10)

  1. Brenner (18) für eine Abgasanlage (10) einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer durch ein Kammerelement (20) des Brenners (18) gebildeten Brennkammer (22), in welcher ein Gemisch, welches Luft als ein erstes Fluid und einen Brennstoff als ein zweites Fluid umfasst, zu zünden und dadurch zu verbrennen ist, wodurch eine Komponente der Abgasanlage (10), insbesondere ein Abgasnachbehandlungselement, und/oder die Abgasanlage (10) durchströmendes Abgas der Verbrennungskraftmaschine erwärmbar ist, mit einem von wenigstens einem der Fluide durchströmbaren und in die Brennkammer (22) mündenden Kanal (42), über welchen das wenigstens eine Fluid in die Brennkammer (22) einleitbar ist, und mit einem Verschlusselement (52), welches relativ zu dem Kammerelement (20) zwischen einer den Kanal (42) von der Brennkammer (22) fluidisch trennenden Schließstellung (S) und wenigstens einer den Kanal (42) mit der Brennkammer (22) fluidisch verbindenden Freigabestellung (F) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammerelement (20) eine Ausnehmung (54) aufweist, in welcher das Verschlusselement (52) in der Freigabestellung (F) zumindest teilweise aufgenommen ist.
  2. Brenner (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Freigabestellung (F) zumindest ein in der Freigabestellung (F) der Brennkammer (22) zugewandter, erster Teilbereich (TB1) einer außenumfangsseitigen Mantelfläche (56) des Verschlusselements (52) und zumindest ein in der Freigabestellung (F) dem ersten Teilbereich (TB1) gegenüberliegender, in der Freigabestellung (F) der Brennkammer (22) und dem ersten Teilbereich (TB1) zugewandter, zweiter Teilbereich (TB2) einer innenumfangsseitigen Mantelfläche (24) des Kammerelements (20) einen rotationssymmetrischen Bereich (B) der Brennkammer (22) bilden.
  3. Brenner (18) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Freigabestellung (F) zumindest ein in der Freigabestellung (F) der Brennkammer (22) zugewandter, erster Teil (TB1) einer außenumfangsseitigen Mantelfläche (56) des Verschlusselements (52) und zumindest ein in der Freigabestellung (F) dem ersten Teil (TB1) gegenüberliegender, in der Freigabestellung (F) der Brennkammer (22) und dem ersten Teil (TB1) zugewandter, zweiter Teil (TB2) einer innenumfangsseitigen Mantelfläche (24) des Kammerelements (20) einen bezüglich wenigstens einer Symmetrieebene (EB1) spiegelsymmetrischen Bereich (B) der Brennkammer (22) bilden, wobei in der Symmetrieebene (EB1) eine Gerade (46) verläuft, welche durch eine Austrittsöffnung (44) des Kanals (42), welcher über seine Austrittsöffnung (44) in die Brennkammer (22) mündet, insbesondere durch die Mitte der Austrittsöffnung (44), hindurchverläuft.
  4. Brenner (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (52) in der Freigabestellung (F) zumindest überwiegend oder vollständig in der Ausnehmung (54) angeordnet ist.
  5. Brenner (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (52) einen um eine Schwenkachse (SA) relativ zu dem Kammerelement (20) zwischen der Freigabestellung (F) und der Schließstellung (S) verschwenkbaren Hebel (58) und ein separat von dem Hebel (58) ausgebildetes und mit dem Hebel (58) relativ zu dem Kammerelement (20) um die Schwenkachse (SA) zwischen der Freigabestellung (F) und der Schließstellung (S) mitverschwenkbar an dem Hebel (58) gehaltenes Verschlussteil (60) aufweist, welches in der Schließstellung (S) eine Austrittsöffnung (44) des Kanals (42), welcher über seine Austrittsöffnung (44) in die Brennkammer (22) mündet, überdeckt und dadurch fluidisch versperrt und in der Freigabestellung (F) die Austrittsöffnung (44) freigibt.
  6. Brenner (18) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (SA) durch die Ausnehmung (54) hindurchverläuft.
  7. Brenner (18) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil (60) mit einem Spiel und dadurch relativ zu dem Hebel (58) begrenzt bewegbar an dem Hebel (58) gehalten ist.
  8. Brenner (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Freigabestellung (F) dem Verschlusselement (52) zugewandte Innenkontur der Ausnehmung (54) an eine in der Freigabestellung (F) der Innenkontur zugewandte Außenkontur des Verschlusselements (52) angepasst ist.
  9. Brenner (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein an die Ausnehmung (52) anschließender Wandungsbereich (W) des Kammerelements (20) in der Freigabestellung (F) bündig an das Verschlusselement (52) anschließt.
  10. Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einem Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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