DE112013007793B4 - DEVICE FOR MIXING AN EXHAUST GAS STREAM - Google Patents

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Abstract

Mischer (600, 600a, 700) zum Mischen eines Abgasstroms in einem Abgasrohr, wobei der Mischer (600, 600a, 700) umfasst: ein rohrförmiges Gehäuse (612, 612a, 720) mit in Umfangsrichtung beabstandeten Schlitzen (616, 618, 646, 648, 654, 656, 688, 690, 726a-i), die sich durch das Gehäuse (612, 612a, 720) für eine vorbestimmte axiale Länge erstrecken, wobei das rohrförmige Gehäuse (612, 612a) radial nach innen verlaufende Vertiefungen (650, 652, 724a-i) aufweist, die angrenzend an die Schlitze (654, 656) angeordnet sind, ein erstes Mischelement (602, 604a) mit einem Mittelabschnitt, der einen ersten Umfangsabschnitt (624) mit einem beabstandeten zweiten Umfangsabschnitt (626) verbindet, wobei der erste Umfangsabschnitt (624) an einer der Vertiefungen (650, 652, 724a-i) befestigt ist, die einem der Schlitze (654, 656) zugeordnet sind, wobei der zweite Umfangsabschnitt (626) an einer anderen der Vertiefungen (650, 652, 724a-b) befestigt ist, die einem anderen der Schlitze (654, 656) zugeordnet sind, und ein zweites Mischelement (604) mit einem Mittelabschnitt, der dritte und vierte beabstandete Umfangsabschnitte (642, 644) miteinander verbindet, wobei die dritten und vierten Umfangsabschnitte (642, 644) an anderen Vertiefungen befestigt sind, die anderen der Schlitze (616, 618, 646, 648, 688, 690, 726a-i) zugeordnet sind, wobei das zweite Mischelement (604) vom ersten Mischelement (602, 604a) beabstandet ist.Mixer (600, 600a, 700) for mixing an exhaust gas stream in an exhaust pipe, the mixer (600, 600a, 700) comprising: a tubular housing (612, 612a, 720) with circumferentially spaced slots (616, 618, 646, 648, 654, 656, 688, 690, 726a-i) extending through the housing (612, 612a, 720) for a predetermined axial length, the tubular housing (612, 612a) having radially inwardly extending depressions (650 , 652, 724a-i), which are arranged adjacent to the slots (654, 656), a first mixing element (602, 604a) having a central portion that connects a first peripheral portion (624) to a spaced-apart second peripheral portion (626). , wherein the first peripheral portion (624) is attached to one of the recesses (650, 652, 724a-i) associated with one of the slots (654, 656), wherein the second peripheral portion (626) is attached to another of the recesses (650 , 652, 724a-b) associated with another one of the slots (654, 656), and a second mixing element (604) having a central portion interconnecting third and fourth spaced peripheral portions (642, 644), the third and fourth peripheral sections (642, 644) are attached to other recesses associated with other of the slots (616, 618, 646, 648, 688, 690, 726a-i), the second mixing element (604) being separated from the first mixing element ( 602, 604a) is spaced apart.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Erfindungsgebiet1. Field of invention

Die Erfindung betrifft einen Mischer.The invention relates to a mixer.

2. Stand der Technik2. State of the art

Gemäß dem am engsten verwandten Stand der Technik sind mehrere einstufige Mischer bekannt.According to the most closely related art, several single-stage mixers are known.

In der DE 10 2006 024 778 B3 ist ein Mischer beschrieben, bei dem eine Wandstruktur für Strömungsleitflächen vorgesehen ist, die das Profil eines Gehäuses im Wesentlichen ausfüllt und dadurch einen relativ hohen dynamischen Druckverlust verursacht. Die Wandstruktur besteht aus mehreren Lagen eines gewellten Bandmaterials, die parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet sind. Die einzelnen Lagen erstrecken sich jeweils quer zur Strömungsrichtung und sind quer zur Strömungsrichtung ausgerichtet aufeinander gestapelt angeordnet. Hierbei ist das Bandmaterial in den einzelnen Lagen derart stapelförmig aufeinander angeordnet, dass zwischen dem Bandmaterial benachbarter Lagen mehrere Zellen gebildet werden, die jeweils in der Strömungsrichtung durchströmt werden können.In the DE 10 2006 024 778 B3 A mixer is described in which a wall structure is provided for flow guide surfaces, which essentially fills the profile of a housing and thereby causes a relatively high dynamic pressure loss. The wall structure consists of several layers of corrugated strip material that are aligned parallel to the direction of flow. The individual layers each extend transversely to the direction of flow and are stacked on top of each other aligned transversely to the direction of flow. Here, the strip material in the individual layers is stacked on top of one another in such a way that several cells are formed between the strip material of adjacent layers, each of which can be flowed through in the direction of flow.

Neben einer runden Wellung können die Wellungen des Bandmaterials auch in einer rechteckig oder trapezförmig ausgebildet sein, so dass rechteckige, sechseckige oder wabenförmige Profile für die einzelnen Zellen erhalten werden können. Das Bandmaterial bildet einen Träger, auf dem Strömungsleitflächen paarweise als Mischlamellen ausgebildet sind. Zu diesem Zweck weist der Träger abwechselnd einen Bereich mit einer Mischlamelle und einen Bereich auf, der damit verbunden ist und keine Mischlamellen aufweist, so dass sich eine Mischlamelle in jede Zelle erstreckt.In addition to a round corrugation, the corrugations of the strip material can also be rectangular or trapezoidal, so that rectangular, hexagonal or honeycomb profiles can be obtained for the individual cells. The strip material forms a support on which flow guide surfaces are formed in pairs as mixing lamellae. For this purpose, the carrier alternately has a region with a mixing lamella and a region connected thereto and having no mixing lamellas, so that a mixing lamella extends into each cell.

In der DE 20 2006 017 848 U1 ist eine Vorrichtung zum Mischen von Abgasen beschrieben, wobei eine Lamelleneinheit, die aus direkt aufeinanderfolgend angeordneten Lamellen besteht, eine Vermischung des Abgases bewirkt. Die Lamelleneinheiten sind quer zur Strömungsrichtung nebeneinander und in der Strömungsrichtung hintereinander angeordnet. Die Lamellen sind ohne einen Träger direkt miteinander verbunden und bezüglich einer Mittelebene spiegelsymmetrisch angeordnet.In the DE 20 2006 017 848 U1 a device for mixing exhaust gases is described, wherein a fin unit, which consists of fins arranged directly one after the other, causes the exhaust gas to be mixed. The lamella units are arranged next to each other transversely to the direction of flow and one behind the other in the direction of flow. The slats are directly connected to one another without a support and are arranged mirror-symmetrically with respect to a central plane.

In der 10 2005 059 971 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Vermischen eines Fluids mit einem in einem Gaskanal strömenden großen Gasmengenstrom (Grundströmung), insbesondere zum Einbringen eines Reduktionsmittels in ein Stickoxide enthaltendes Rauchgas, mit mindestens einer Düsenlanze mit mindestens einer Düse für die Zuführung des Fluids, deren Achse mit der Strömungsrichtung des Gasmengenstroms einen Winkel bildet, und mindestens einem der Düse mit Abstand zugeordneten flächigen Mischerelement, das mit der Strömungsrichtung des Gasmengenstroms einen Winkel bildet, wobei sich an dem Mischerelement Strömungswirbel ausbilden und zumindest ein Teil des Fluids in diese Strömungswirbel gelangt.10 2005 059 971 A1 discloses a device for mixing a fluid with a large gas flow (basic flow) flowing in a gas channel, in particular for introducing a reducing agent into a flue gas containing nitrogen oxides, with at least one nozzle lance with at least one nozzle for supplying the fluid , the axis of which forms an angle with the flow direction of the gas flow, and at least one flat mixer element assigned at a distance to the nozzle, which forms an angle with the flow direction of the gas flow, flow vortices forming on the mixer element and at least part of the fluid getting into these flow vortices .

In der DE 10 2006 043 225 A1 ist eine Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor mit einer das Abgas führenden Abgasleitung und einer Einspritzvorrichtung zum Einspritzen einer Flüssigkeit in die Abgasleitung beschrieben. Stromabwärts von der Einspritzvorrichtung wird eine Verdampfungseinheit in der Abgasleitung bereitgestellt, die mindestens einen sich in einer Längsrichtung der Abgasleitung erstreckenden rohrförmigen Plattenkörper aufweist und eine verbesserte Verdampfung der eingespritzten Flüssigkeit bewirkt. Ferner ist eine Klemmvorrichtung des Federtyps vorgesehen, die die Verdampfungsvorrichtung in der Abgasleitung fixiert oder gegen die Abgasleitung festklemmt.In the DE 10 2006 043 225 A1 describes an exhaust system for an internal combustion engine with an exhaust pipe carrying the exhaust gas and an injection device for injecting a liquid into the exhaust pipe. Downstream of the injection device, an evaporation unit is provided in the exhaust line, which has at least one tubular plate body extending in a longitudinal direction of the exhaust line and effects improved evaporation of the injected liquid. Furthermore, a spring-type clamping device is provided, which fixes the evaporation device in the exhaust pipe or clamps it against the exhaust pipe.

Als die mit dem Stand der Technik am engsten verwandte Technik ist in der DE 10 2005 052 064 A1 eine Abgasanlage mit einer Einspritzvorrichtung für ein Reduktionsmittel beschrieben, bei der stromabwärts von der Einspritzvorrichtung ein Plattenkörper angeordnet ist, der mindestens eine Wand aufweist, die sich in der Längsrichtung der Abgasleitung erstreckt und auf beiden Seiten dem Abgasstrom ausgesetzt ist. Das Reduktionsmittel wird mindestens teilweise auf die Wand gesprüht, was zu einer Umwandlung des flüssigen Reduktionsmittels in einen dampfförmigen oder gasförmigen Zustand führt.As the technology most closely related to the prior art is in the DE 10 2005 052 064 A1 an exhaust system with an injection device for a reducing agent is described, in which a plate body is arranged downstream of the injection device, which has at least one wall which extends in the longitudinal direction of the exhaust line and is exposed to the exhaust gas flow on both sides. The reducing agent is at least partially sprayed onto the wall, resulting in a conversion of the liquid reducing agent into a vapor or gaseous state.

DE 10 2008 028 627 A1 offenbart einen statischen Mischer für ein, in einer Strömungsrichtung Abgas führendes Abgasrohr einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine. Der Mischer weist mehrere quer zur Strömungsrichtung nebeneinander angeordnete Mischelemente für das Abgas auf. An jedem Mischelement sind mehrere Mischflügel angeordnet und jeder Mischflügel weist in Bezug zur Strömungsrichtung einen vorderen Randbereich, einen hinteren Randbereich und zwei seitliche Randbereiche auf. Jedes Mischelement weist einen ausgerichteten Träger auf, an dem die Mischflügel, über ihren hinteren Randbereich Rh angeordnet und relativ zum Träger angestellt sind. Jeder Träger ist über seine zwei Endbereiche am Abgasrohr befestigt, sodass zumindest drei Mischelemente quer zur Strömungsrichtung jeweils nebeneinander mit einem Abstand von mindestens 5 mm zueinander angeordnet werden können und alle Mischflügel mit allen seitlichen Randbereichen und mit dem vorderen Randbereich beabstandet zum Abgasrohr 40 angeordnet sind. DE 10 2008 028 627 A1 discloses a static mixer for an exhaust pipe of an exhaust system of an internal combustion engine that carries exhaust gas in a flow direction. The mixer has several mixing elements for the exhaust gas arranged next to one another transversely to the flow direction. Several mixing blades are arranged on each mixing element and each mixing blade has a front edge area, a rear edge area and two side edge areas in relation to the flow direction. Each mixing element has an aligned support on which the mixing blades are arranged over their rear edge region Rh and are positioned relative to the support. Each carrier is attached to the exhaust pipe via its two end regions, so that at least three mixing elements can be arranged next to each other transversely to the direction of flow with a distance of at least 5 mm from one another and all mixing blades with all lateral ones Edge areas and with the front edge area spaced from the exhaust pipe 40 are arranged.

US 2011 / 0 258 983 A offenbart einen Mischer für ein Abgasnachbehandlungssystem, wie z.B. ein Dieselmotor-Abgasnachbehandlungssystem, wird offenbart. Der Mischer umfasst einen Körperabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er in einer Abgasleitung stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet werden kann, und einen Schaufelabschnitt, der auf dem Körperabschnitt angeordnet und reversibel zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position beweglich ist, wobei der Schaufelabschnitt in der ausgefahrenen Position einen ausgefahrenen Widerstand für einen Abgasstrom bereitstellt und in der eingefahrenen Position einen eingefahrenen Widerstand bereitstellt und der ausgefahrene Widerstand größer als der eingefahrene Widerstand ist. Der Mischer umfasst vorzugsweise eine Zweiwege-Formgedächtnislegierung, insbesondere eine hochtemperatur- und oxidationsbeständige Formgedächtnislegierung. Ein Abgasnachbehandlungssystem, das den Mischer verwendet, sowie ein Verfahren zu seiner Verwendung werden ebenfalls offenbart. US 2011 / 0 258 983 A discloses a mixer for an exhaust aftertreatment system, such as a diesel engine exhaust aftertreatment system, is disclosed. The mixer includes a body portion configured to be disposed in an exhaust conduit upstream of an exhaust aftertreatment device, and a blade portion disposed on the body portion and reversibly movable between an extended position and a retracted position, the blade portion in the in the extended position provides an extended resistance to an exhaust gas flow and in the retracted position provides a retracted resistance and the extended resistance is greater than the retracted resistance. The mixer preferably comprises a two-way shape memory alloy, in particular a high-temperature and oxidation-resistant shape memory alloy. An exhaust aftertreatment system using the mixer and a method of using it are also disclosed.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem der Vermischungsgrad zwischen dem Abgas und dem Fluid in Abhängigkeit von der Form der Abgasleitung erhöht wird.It is the object of the invention to provide a device with which the degree of mixing between the exhaust gas and the fluid is increased depending on the shape of the exhaust pipe.

Diese Aufgabe wird durch einen Mischer gemäß Anspruch 1 gelöst.
Es wird auch ein Verfahren zum Mischen eines Abgasstroms mit einem Fluid in einer Abgasleitung eines Abgassystems beschrieben, in dem das Fluid durch eine Einspritzvorrichtung in die Abgasleitung eingespritzt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

  1. a) der Abgasstrom wird im Bereich der Einspritzvorrichtung in einer sich parallel zur Abgasleitung erstreckenden Strömungsrichtung in der Abgasleitung geführt,
  2. b) das Fluid wird bezüglich einer mittigen Einspritzrichtung, die sich unter einem Winkel se zur Strömungsrichtung erstreckt, direkt auf ein in der Abgasleitung angeordnetes Ablenkelement gespritzt,
  3. c) mit Hilfe mindestens eines Blechteils, das auf dem Ablenkelement angeordnet und bezüglich der Strömungsrichtung mindestens teilweise unter einem Winkel sv angestellt ist, wird der Abgasstrom von seiner Strömungsrichtung teilweise in eine mittige Verteilrichtung abgelenkt,
  4. d) das Fluid wird vor und nach dem Auftreffen auf das Ablenkelement durch den abgelenkten Teil des Abgasstroms mindestens teilweise in die Verteilrichtung transportiert und durch das angestellte Blechteil in die Verteilrichtung abgelenkt. Hierbei ist es wesentlich, dass der Abgasstrom durch das Blechteil vor dem Mischer in die Verteilrichtung abgelenkt wird, die wesentlich von der Strömungsrichtung abweicht. Der Winkel se der Richtung, in die das Fluid eingespritzt werden kann, kann hierbei zwischen 270° und 360° variieren.
This task is solved by a mixer according to claim 1.
A method for mixing an exhaust gas stream with a fluid in an exhaust pipe of an exhaust system is also described, in which the fluid is injected into the exhaust pipe by an injection device, characterized by the following method steps:
  1. a) the exhaust gas flow is guided in the area of the injection device in a flow direction that extends parallel to the exhaust line in the exhaust line,
  2. b) the fluid is sprayed directly onto a deflection element arranged in the exhaust pipe with respect to a central injection direction which extends at an angle se to the flow direction,
  3. c) with the help of at least one sheet metal part, which is arranged on the deflection element and is at least partially set at an angle sv with respect to the flow direction, the exhaust gas stream is partially deflected from its flow direction into a central distribution direction,
  4. d) the fluid is at least partially transported in the distribution direction by the deflected part of the exhaust gas flow before and after hitting the deflection element and deflected in the distribution direction by the sheet metal part. It is essential here that the exhaust gas flow is deflected through the sheet metal part in front of the mixer in the distribution direction, which deviates significantly from the flow direction. The angle se of the direction in which the fluid can be injected can vary between 270° and 360°.

Dadurch wird das auf einer Seite eingespritzte Fluid in Richtung der Mitte und über das gesamte Profil der Abgasleitung transportiert, und trifft daher über das gesamte Profil des Mischers auf den Mischer auf und kann dann mit dem Abgasstrom gemischt werden. Auch wenn aus Gründen des Einbauraums die Abgasleitung nicht gerade, sondern gekrümmt ist, ist es vorteilhaft, wenn die Bewegungsrichtung des Fluids durch das Ablenkelement bezüglich des Verlaufs der Abgasleitung beeinflusst werden kann.As a result, the fluid injected on one side is transported towards the center and over the entire profile of the exhaust pipe, and therefore hits the mixer over the entire profile of the mixer and can then be mixed with the exhaust gas stream. Even if, for reasons of installation space, the exhaust pipe is not straight but curved, it is advantageous if the direction of movement of the fluid can be influenced by the deflection element with respect to the course of the exhaust pipe.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass das Fluid mindestens teilweise auf eine Korrekturplatte auftrifft, die bezüglich der Einspritzrichtung vor dem Blechteil angeordnet ist, und mindestens teilweise eine Ablenkung in die Strömungsrichtung erfährt und dann durch einen statischen Mischer mit mindestens einem Mischelement in mehrere Mischrichtungen abgelenkt und somit weiter gemischt wird. Die Korrekturplatten sind oberhalb des Blechteils im Wesentlichen parallel zum Blechteil angeordnet und auf der Seite des Blechteils verteilt, von der das Fluid eingespritzt wird. Die Verteilung des Fluids vor dem Mischer kann verbessert werden, wenn weitere Anteile des Fluidstroms bereits durch die Korrekturplatte von der Einspritzrichtung in die Strömungsrichtung abgelenkt werden, bevor sie das Blechteil erreichen.In addition, it is provided that the fluid at least partially impinges on a correction plate, which is arranged in front of the sheet metal part with respect to the injection direction, and at least partially undergoes a deflection in the flow direction and is then deflected in several mixing directions by a static mixer with at least one mixing element and thus is further mixed. The correction plates are arranged above the sheet metal part essentially parallel to the sheet metal part and distributed on the side of the sheet metal part from which the fluid is injected. The distribution of the fluid in front of the mixer can be improved if further portions of the fluid flow are deflected from the injection direction into the flow direction by the correction plate before they reach the sheet metal part.

Vorteilhaft wird das Anstellen des Blechteils mittels mehrerer Lamellen erzielt, die auf dem Blechteil vorgesehen sind und sich unter gleichen oder unterschiedlichen Winkeln sv erstrecken, wobei der Winkel sv zwischen 0° und 85° beträgt. Dadurch, dass die Lamellen angestellt sind, kann das Blechteil selbst parallel zur Strömungsrichtung angeordnet sein, so dass nur die Lamellen für die erforderliche Ablenkung des Abgasstromes und damit des Fluids sorgen.The sheet metal part is advantageously adjusted by means of several slats which are provided on the sheet metal part and extend at the same or different angles sv, the angle sv being between 0° and 85°. Because the slats are turned on, the sheet metal part itself can be arranged parallel to the direction of flow, so that only the slats provide the necessary deflection of the exhaust gas flow and thus the fluid.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Korrekturplatte mehrere Bohrlöcher aufweist, die sich in einer Bohrrichtung erstrecken, wobei die Bohrrichtung sich bezüglich der Strömungsrichtung unter einem Winkel bs zwischen 45° und 135° erstreckt. Infolgedessen kann ein Teil des Fluids durch eine oder mehrere Korrekturplatten über das Profil des Mischers weiter verteilt werden. Das Fluid kann daher teilweise weiter in die Einspritzvorrichtung strömen und wird durch die Korrekturplatten teilweise abgelenkt. Der akkumulierte Teil des Stroms wird weiter abgelenkt und entlang der Strömungsrichtung transportiert, während der nicht-akkumulierte Teil des Stroms, der die Bohrlöcher durchströmt, die nächste Korrekturplatte in der Einspritzrichtung oder das Blechteil erreicht.In addition, it is advantageous if the correction plate has a plurality of drill holes which extend in a drilling direction, the drilling direction extending at an angle bs between 45° and 135° with respect to the flow direction. As a result, some of the fluid may be further distributed across the profile of the mixer by one or more correction plates. The fluid can therefore partially continues to flow into the injection device and is partially deflected by the correction plates. The accumulated part of the flow is further deflected and transported along the flow direction, while the non-accumulated part of the flow passing through the wells reaches the next correction plate in the injection direction or the sheet metal part.

Die Korrekturplatte ist parallel zur Strömungsrichtung angeordnet und weist mehrere Korrekturlamellen auf, die bezüglich der Strömungsrichtung unter einem Winkel sk angestellt sind, wobei der Winkel sk zwischen 95° und 265° beträgt. Die Korrekturlamellen sind aus der Korrekturplatte ausgestanzt, so dass das Fluid, das nicht akkumuliert wird, die Korrekturplatte durch die durch das Ausstanzen gebildeten Öffnungen durchströmen kann. Gleichzeitig wird das Fluid durch die Korrekturlamellen stabilisiert, so dass das Fluid im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Strömungsbedingungen durch den Abgasstrom in der Strömungsrichtung langsamer abgelenkt wird.The correction plate is arranged parallel to the flow direction and has a plurality of correction slats which are set at an angle sk with respect to the flow direction, the angle sk being between 95° and 265°. The correction lamellae are punched out of the correction plate so that the fluid that is not accumulated can flow through the correction plate through the openings formed by the punching. At the same time, the fluid is stabilized by the correction slats, so that, in contrast to the flow conditions described above, the fluid is deflected more slowly in the flow direction by the exhaust gas flow.

Auf dem Mischelement sind mehrere Mischlamellen ausgebildet, die bezüglich der Strömungsrichtung unter einem Winkel ms und bezüglich der Verteilrichtung unter einem Winkel mv angestellt sind, wobei der Winkel ms maximal 70° beträgt und der Winkel mv größer ist als 1°. Für den Mischvorgang ist es vorteilhaft, wenn das Fluid durch die Mischlamellen weiter abgelenkt und nicht weiter in die gleiche Richtung geführt wird, die durch die Lamelle oder die Korrekturlamelle bestimmt ist.A plurality of mixing lamellae are formed on the mixing element, which are set at an angle ms with respect to the flow direction and at an angle mv with respect to the distribution direction, the angle ms being a maximum of 70° and the angle mv being greater than 1°. For the mixing process, it is advantageous if the fluid is further deflected by the mixing lamellae and is no longer guided in the same direction, which is determined by the lamella or the correction lamella.

Für dieses Verfahren ist ein Ablenkelement vorteilhaft, das dafür vorgesehen ist, in einer Abgasleitung eines Abgassystems angeordnet zu werden, das einen Abgasstrom führt, und ein Fluid abzulenken, das durch eine Einspritzvorrichtung in das Abgassystem eingespritzt wird, wobei das Ablenkelement in der Strömungsrichtung vor einem statischen Mischer mit mindestens einem Mischelement angeordnet sein kann und mindestens ein Blechteil aufweist, das im Abgasstrom angeordnet sein kann, wobei das Blechteil bezüglich der Strömungsrichtung mindestens teilweise unter einem Winkel sv in einer Verteilrichtung angestellt ist, wodurch der Abgasstrom mit dem Fluid mindestens teilweise von der Strömungsrichtung in die Verteilrichtung abgelenkt wird. Eine unter einem Winkel sv angestellte Lamelle ist auf dem Blechteil ausgebildet. Das Blechteil ist in der Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Mischer angeordnet, um eine symmetrische Verteilung des Fluids, das teilweise bereits in einen gasförmigen Zustand übergegangen ist, über das Profil der Abgasleitung und somit über das gesamte Mischerprofil zu erhalten. Je kleiner der gasförmige Anteil ist, desto größer ist die Wirkung des Ablenkelements auf den Mischvorgang durch den Mischer. Auf mindestens einem Teil des Blechteils ist eine Lamelle bezüglich der Strömungsrichtung unter einem Winkel sv in eine Verteilrichtung angestellt, so dass der Abgasstrom mit dem Fluid mindestens teilweise von der Strömungsrichtung in die Verteilrichtung abgelenkt wird. Der Einfluss des parallel zur Strömungsrichtung angeordneten Blechteils selbst auf die Ablenkung kann vernachlässigt werden.For this method, a deflection element is advantageous, which is intended to be arranged in an exhaust pipe of an exhaust system that carries an exhaust gas stream and to deflect a fluid that is injected into the exhaust system by an injector, the deflection element being in front of one in the direction of flow static mixer can be arranged with at least one mixing element and has at least one sheet metal part which can be arranged in the exhaust gas flow, the sheet metal part being at least partially positioned at an angle sv in a distribution direction with respect to the flow direction, whereby the exhaust gas flow with the fluid is at least partially separated from the Flow direction is deflected into the distribution direction. A slat positioned at an angle sv is formed on the sheet metal part. The sheet metal part is arranged directly in front of the mixer in the flow direction in order to obtain a symmetrical distribution of the fluid, which has already partially converted into a gaseous state, over the profile of the exhaust pipe and thus over the entire mixer profile. The smaller the gaseous portion, the greater the effect of the deflection element on the mixing process by the mixer. On at least one part of the sheet metal part, a lamella is positioned at an angle sv in a distribution direction with respect to the flow direction, so that the exhaust gas flow with the fluid is at least partially deflected from the flow direction into the distribution direction. The influence of the sheet metal part arranged parallel to the flow direction itself on the deflection can be neglected.

Auf dem Blechteil sind mehrere sich unter dem Winkel sv erstreckende Lamellen ausgebildet. Mit mehreren Lamellen wird eine Ablenkung des Fluids derart erreicht, dass es über das Profil der Abgasleitung verteilt wird. Mit mehreren in der Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Lamellen ist die Ablenkung eines Strömungselements größer, weil die durch die Lamellen realisierte Ablenkung in der Strömungsrichtung teilweise akkumulativ ist.Several slats extending at the angle sv are formed on the sheet metal part. With several slats, the fluid is deflected in such a way that it is distributed over the profile of the exhaust pipe. With several slats arranged one behind the other in the flow direction, the deflection of a flow element is greater because the deflection in the flow direction realized by the slats is partially accumulative.

Das Ablenkelement kann in einer Abgasleitung derart angeordnet sein, dass das Fluid in einem hohem Maße auf das Ablenkelement auftrifft. Infolgedessen wird die Geschwindigkeit des Fluids zunächst durch das Ablenkelement reduziert, so dass die Strömungsrichtung leichter verändert werden kann.The deflection element can be arranged in an exhaust pipe in such a way that the fluid impinges on the deflection element to a large extent. As a result, the speed of the fluid is initially reduced by the deflection element, so that the direction of flow can be changed more easily.

In Abhängigkeit vom Abgasmassenstrom und von der Abgastemperatur ändern sich die Eindringtiefe des Fluids in die Abgasleitung und die Aufprallfläche des Fluids auf dem Ablenkelement.Depending on the exhaust gas mass flow and the exhaust gas temperature, the penetration depth of the fluid into the exhaust pipe and the impact area of the fluid on the deflection element change.

Das Ablenkelement weist eine oder mehrere Korrekturplatten auf, die parallel zur Strömungsrichtung oder parallel zum Blechteil angeordnet sind. Die Korrekturplatten bremsen das Fluid ab und ermöglichen eine frühzeitige Ablenkung des Fluids durch den Abgasstrom. Die Korrekturplatten können unterschiedliche Längen haben oder können mit gleichen Längen konstruiert sein.The deflection element has one or more correction plates which are arranged parallel to the flow direction or parallel to the sheet metal part. The correction plates slow down the fluid and enable early deflection of the fluid through the exhaust gas flow. The correction plates can have different lengths or can be constructed with equal lengths.

Die Korrekturplatte weist eine oder mehrere Korrekturlamellen auf, die unter einem Winkel sk zwischen 95° und 265° angestellt sind, und mehrere Öffnungen, die quer zur Strömungsrichtung durch die Korrekturlamellen ausgebildet sind, und/oder mehrere Bohrlöcher, die sich in eine Bohrrichtung erstrecken, wobei die Bohrrichtung sich unter einem Winkel bs zwischen 45° und 135° bezüglich der Strömungsrichtung erstreckt. Alternativ sind mehrere Bohrlöcher vorgesehen, die sich in einer Bohrrichtung erstrecken, wobei die Bohrrichtung sich unter einem Winkel bs zwischen 45° und 135° bezüglich der Strömungsrichtung erstreckt. Infolgedessen kann ein Teil des Fluids durch eine Öffnung oder ein Bohrloch direkt in die Fluideinspritzrichtung strömen, ohne abgebremst zu werden. Durch die Korrekturplatten wird eine Strömungskorrektur und -stabilisierung erreicht.The correction plate has one or more correction lamellae which are set at an angle sk between 95° and 265°, and several openings which are formed transversely to the flow direction through the correction lamellae, and/or several drill holes which extend in a drilling direction, wherein the drilling direction extends at an angle bs between 45° and 135° with respect to the flow direction. Alternatively, a plurality of boreholes are provided which extend in a drilling direction, the drilling direction extending at an angle bs between 45° and 135° with respect to the flow direction. As a result, some of the fluid can flow through an opening or borehole directly in the fluid injection direction without being slowed down. The correction plates achieve flow correction and stabilization.

Das Blechteil steht in der der Strömungsrichtung entgegengesetzten Richtung über alle Korrekturplatten hervor, und das Blechteil ist bezüglich der mittigen Einspritzrichtung hinter der letzten Korrekturplatte angeordnet. Aufgrund der Tatsache, dass das Blechteil dadurch unmittelbar benachbart zu der der Einspritzstelle gegenüberliegenden Wand der Abgasleitung angeordnet ist, kann das Blechteil die Gesamtmenge des eingespritzten Fluids beeinflussen.The sheet metal part protrudes above all correction plates in the direction opposite to the flow direction, and the sheet metal part is arranged behind the last correction plate with respect to the central injection direction. Due to the fact that the sheet metal part is arranged immediately adjacent to the wall of the exhaust pipe opposite the injection point, the sheet metal part can influence the total amount of injected fluid.

Das Ablenkelement ist bezüglich einer Mittelebene, die unter rechten Winkeln zur Strömungsrichtung angeordnet ist, spiegelsymmetrisch ausgebildet, oder die Lamellen und/oder die Korrekturlamellen sind bezüglich der Mittelebene spiegelsymmetrisch angeordnet. Als Ergebnis dieser Symmetrie kann der Mittelströmungsbereich in der Abgasleitung, in den das Fluid auch eingespritzt wird, in einem wesentlich größeren Maß beeinflusst werden, da die mittigen Mischelemente oder Strömungselemente die gleiche Ausrichtung haben.The deflection element is designed to be mirror-symmetrical with respect to a central plane which is arranged at right angles to the direction of flow, or the slats and/or the correction slats are arranged to be mirror-symmetrical with respect to the central plane. As a result of this symmetry, the central flow area in the exhaust pipe, into which the fluid is also injected, can be influenced to a much greater extent since the central mixing elements or flow elements have the same orientation.

Vorteilhaft ist auch ein mehrstufiger Verteiler, der aus einem Ablenklenkelement wie es vorstehend beschrieben wurde und einem statischen Mischer besteht, der am Ablenkelement befestigt oder indirekt hinter dem Ablenkelement angeordnet ist und mindestens ein Mischelement aufweist, wobei das Mischelement mindestens einen Träger für Mischlamellen oder ein Strömungselement aufweist. Durch die Kombination aus dem Ablenkelement und dem Mischer ist ein hochgradig effektives Mischverfahren möglich.A multi-stage distributor is also advantageous, which consists of a deflection deflection element as described above and a static mixer which is attached to the deflection element or arranged indirectly behind the deflection element and has at least one mixing element, the mixing element having at least one carrier for mixing lamellae or a flow element having. The combination of the deflection element and the mixer enables a highly effective mixing process.

Das Blechteil oder die Korrekturplatte ist auf dem Träger oder auf dem Strömungselement parallel oder diagonal zur Strömungsrichtung angeordnet. Infolgedessen sind der Mischer und das Ablenkelement mindestens teilweise oder auch vollständig als ein einzelnes Teil und aus dem gleichen Material ausgebildet.The sheet metal part or the correction plate is arranged on the carrier or on the flow element parallel or diagonal to the flow direction. As a result, the mixer and the deflection element are at least partially or completely formed as a single part and from the same material.

Die Mischlamellen oder die Strömungselemente sind bezüglich der Strömungsrichtung unter einem Winkel ms von bis zu 70° und bezüglich der Verteilrichtung unter einem Winkel mv von mehr als 1° angestellt.The mixing fins or the flow elements are positioned at an angle ms of up to 70° with respect to the flow direction and at an angle mv of more than 1° with respect to the distribution direction.

Das Mischelement ist bezüglich der Mittelebene, die unter rechten Winkeln zur Strömungsrichtung angeordnet ist, spiegelsymmetrisch ausgebildet, oder die Mischlamellen und/oder die Träger sind bezüglich der Mittelebene spiegelsymmetrisch angeordnet.The mixing element is designed to be mirror-symmetrical with respect to the central plane, which is arranged at right angles to the flow direction, or the mixing lamellas and/or the supports are arranged to be mirror-symmetrical with respect to the central plane.

In Abhängigkeit von der Anwendung könnte es vorteilhaft sein, wenn das Mischelement bezüglich der Strömungsrichtung punktsymmetrisch ausgebildet ist, oder wenn die Mischlamellen und/oder die Träger bezüglich der Strömungsrichtung punktsymmetrisch angeordnet sind. Aufgrund dieser Anordnung werden hinter dem Mischer in der Abgasleitung gegenläufig drehende Wirbel erzeugt.Depending on the application, it could be advantageous if the mixing element is designed point-symmetrically with respect to the flow direction, or if the mixing lamellas and/or the supports are arranged point-symmetrically with respect to the flow direction. Due to this arrangement, counter-rotating vortices are generated behind the mixer in the exhaust pipe.

Für die Montage oder Nachrüstung könnte es vorteilhaft sein, wenn zusätzlich ein sich parallel zur Abgasleitung und parallel zur Strömungsrichtung des Abgases erstreckendes Gehäuse bereitgestellt wird, auf dem der Träger oder die Strömungselemente angeordnet sind, wobei das Gehäuse auf oder in der Abgasleitung angeordnet sein kann. Infolgedessen können die Mischelemente oder Strömungselemente des Mischers im Gehäuse vormontiert werden, bevor sie in die Abgasleitung eingesetzt werden.For assembly or retrofitting, it could be advantageous if a housing is additionally provided which extends parallel to the exhaust pipe and parallel to the flow direction of the exhaust gas, on which the carrier or the flow elements are arranged, wherein the housing can be arranged on or in the exhaust pipe. As a result, the mixing elements or flow elements of the mixer can be pre-assembled in the housing before being inserted into the exhaust pipe.

Vorteilhaft weist der statische Mischer mehrere Mischelemente für das Abgas auf, die quer zur Strömungsrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei jedes Mischelement mehrere Mischlamellen aufweist und jede Mischlamelle bezüglich der Strömungsrichtung eine hintere Grenzfläche und zwei Seitengrenzflächen aufweist. Jedes Mischelement weist einen parallel zu der Strömungsrichtung ausgerichteten Träger auf, auf dem die Mischlamellen über ihre hinteren Grenzflächen angeordnet und relativ zum Träger angestellt sind. Jeder Träger weist zwei Endflächen auf, über die der jeweilige Träger an der Abgasleitung befestigt ist. Es sind mindestens drei Mischelemente vorgesehen, deren Träger im Bereich zwischen den Endflächen quer zur Strömungsrichtung jeweils in einem Abstand von mindestens 5 mm benachbart zueinander angeordnet sind. Alle Mischlamellen sind mit allen Seitengrenzflächen und mit der vorderen Grenzfläche in einem Abstand von der Abgasleitung angeordnet. Vorzugsweise haben die benachbarten Träger einen Abstand zwischen 5 mm und 100 mm, vorzugsweise zwischen 12 mm und 15,5 mm. Dadurch können die Mischelemente über die Träger am Abgasrohr oder an einem separaten Gehäuse angeschweißt werden, und die Stabilität des Mischelements wird mittels des Trägers und der darauf angeordneten Mischlamellen auch während eines erhöhten Abgasdurchsatzes und einer erhöhten Wärmeeinbringung aufrechterhalten. Aufgrund der getrennten Montage jedes Mischelements und aufgrund der Mischlamellen, die auf dem entsprechenden Träger in einem Abstand voneinander und der Abgasleitungswand zugewandt angeordnet sind, wird eine verbesserte Umströmung der Lamellen und damit eine verbesserte Durchmischung erzielt.The static mixer advantageously has a plurality of mixing elements for the exhaust gas, which are arranged next to one another transversely to the flow direction, each mixing element having a plurality of mixing fins and each mixing fin having a rear boundary surface and two side boundary surfaces with respect to the flow direction. Each mixing element has a support aligned parallel to the flow direction, on which the mixing lamellae are arranged across their rear interfaces and positioned relative to the support. Each carrier has two end surfaces via which the respective carrier is attached to the exhaust pipe. At least three mixing elements are provided, the supports of which are arranged adjacent to each other at a distance of at least 5 mm in the area between the end surfaces transverse to the direction of flow. All mixing fins are arranged with all side interfaces and the front interface at a distance from the exhaust pipe. Preferably, the adjacent supports have a distance between 5 mm and 100 mm, preferably between 12 mm and 15.5 mm. As a result, the mixing elements can be welded via the supports to the exhaust pipe or to a separate housing, and the stability of the mixing element is maintained by means of the support and the mixing fins arranged thereon, even during increased exhaust gas throughput and increased heat input. Due to the separate assembly of each mixing element and due to the mixing lamellae, which are arranged on the corresponding support at a distance from one another and facing the exhaust pipe wall, an improved flow around the lamellae and thus improved mixing is achieved.

Ein statischer Mischer oder ein Verteiler könnte auch vorteilhaft sein, wenn der statische Mischer mehrere Mischelemente aufweist, die quer zur Strömungsrichtung nebeneinander angeordnet sind, und wenn das jeweilige Mischelement einen parallel zur Strömungsrichtung ausgerichteten Träger und mehrere Mischlamellen aufweist, die auf dem Träger angeordnet und bezüglich des Trägers angestellt sind. Jeder Träger weist zwei Endflächen und zwei Verbindungsflächen auf, die zwischen den beiden Endflächen angeordnet und in der Richtung des Trägers einander zugewandt und in einem Abstand von den Endflächen angeordnet sind. Die Endfläche und die erste Verbindungsfläche des jeweiligen Trägers sind miteinander verbunden, so dass ein Teilbereich des Trägers eine geschlossene Zelle bildet, wobei auf dem Teilbereich des Trägers, der die Zelle umschließt, mindestens zwei Mischlamellen auf dem Träger angeordnet sind. Dadurch ist die entsprechende Zelle nicht durch einen Teilbereich eines Trägers geschlossen, auf dem keine Mischlamelle angeordnet ist, und vor der Mischlamelle angeordnet, die sich in die Zelle erstreckt.A static mixer or a distributor could also be advantageous if the static mixer has a plurality of mixing elements that are arranged next to one another transversely to the flow direction, and if the respective mixing element has a liquid oriented parallel to the flow direction ger and a plurality of mixing lamellae which are arranged on the carrier and are positioned relative to the carrier. Each carrier has two end surfaces and two connecting surfaces disposed between the two end surfaces and facing each other in the direction of the carrier and spaced from the end surfaces. The end surface and the first connecting surface of the respective carrier are connected to one another so that a portion of the carrier forms a closed cell, with at least two mixing lamellae being arranged on the carrier on the portion of the carrier that encloses the cell. As a result, the corresponding cell is not closed by a portion of a support on which no mixing lamella is arranged, and is arranged in front of the mixing lamella, which extends into the cell.

Für einen statischen Mischer oder einen Verteiler könnte es auch vorteilhaft sein, wenn der Mischer mehrere Strömungselemente für das Abgas aufweist, die quer zur Strömungsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Das jeweilige Strömungselement ist aus einem Metallblech mit einem wellenförmigen Querschnittsprofil ausgebildet, das mehrere Kanäle aufweist, die sich in Richtung paralleler Profilachsen benachbart zueinander erstrecken. Die Profilachse des jeweiligen Strömungselements ist bezüglich der Strömungsrichtung unter einem Winkel ms von bis zu 70° oder unter einem Winkel ms von bis zu -70° ausgerichtet. Die Profilachsen mindestens zweier benachbart zueinander angeordneter Strömungselemente sind unter einem Winkel ms ausgerichtet, die in der Richtung und Größe gleich sind. Infolgedessen wird ein Fluidstrom, der die Mitte des Mischers erreicht und quer zur Strömungsrichtung strömt, im Wesentlichen durch die beiden mittigen Strömungselemente aufgefangen, die die gleiche Ausrichtung haben, und kann in eine andere Richtung abgelenkt werden. Das Querschnittsprofil ist vorzugsweise regelmäßig wellenförmig, und die Profilachsen sind alle parallel zueinander angeordnet.For a static mixer or a distributor, it could also be advantageous if the mixer has several flow elements for the exhaust gas, which are arranged next to one another transversely to the flow direction. The respective flow element is formed from a metal sheet with a wave-shaped cross-sectional profile which has a plurality of channels which extend adjacent to one another in the direction of parallel profile axes. The profile axis of the respective flow element is aligned with respect to the flow direction at an angle ms of up to 70° or at an angle ms of up to -70°. The profile axes of at least two flow elements arranged adjacent to one another are aligned at an angle ms, which are the same in direction and size. As a result, a fluid stream that reaches the center of the mixer and flows transversely to the flow direction is substantially caught by the two central flow elements having the same orientation and can be deflected in a different direction. The cross-sectional profile is preferably regularly wave-shaped, and the profile axes are all arranged parallel to one another.

Ein Mischer zum Mischen eines Abgasstroms mit einem in eine Abgasleitung eingespritzten Fluid weist ein erstes Mischerelement mit einer Basis auf, die eine erste Seitenwand mit einer davon beabstandeten zweiten Seitenwand verbindet. Die erste und die zweite Seitenwand sind derart dimensioniert und geformt, dass sie einer Innenfläche der Abgasleitung angepasst sind, so dass die Seitenwände dazu geeignet sind, an der Abgasleitung befestigt zu werden. Das erste Mischelement weist ein Ablenkelement, das derart angeordnet ist, dass das eingespritzte Fluid darauf auftrifft, und eine stromabwärts vom Ablenkelement angeordnete Mischlamelle zum Mischen des Abgases mit dem eingespritzten Fluid auf. Ein zweites Mischelement weist eine Basis auf, die einen ersten und einen davon beabstandeten zweiten Montageflansch miteinander verbindet. Der erste und der zweite Montageflansch sind an den Innenflächen der ersten und der zweiten Seitenwand befestigt. Das zweite Mischelement weist eine Mischlamelle zum Ändern einer Strömungsrichtung des Abgasstroms auf.A mixer for mixing an exhaust stream with a fluid injected into an exhaust line includes a first mixer element having a base connecting a first sidewall to a second sidewall spaced therefrom. The first and second sidewalls are sized and shaped to conform to an interior surface of the exhaust pipe so that the sidewalls are adapted to be attached to the exhaust pipe. The first mixing element includes a baffle arranged such that the injected fluid impinges thereon and a mixing fin arranged downstream of the baffle for mixing the exhaust gas with the injected fluid. A second mixing element has a base that connects a first and a second mounting flange spaced therefrom. The first and second mounting flanges are secured to the interior surfaces of the first and second sidewalls. The second mixing element has a mixing lamella for changing a flow direction of the exhaust gas stream.

Ein anderer Mischer zum Mischen eines Abgasstroms mit einem in eine Abgasleitung eingespritzten Fluid weist ein rohrförmiges Gehäuse mit am Umfang ausgebildeten, voneinander beabstandeten Schlitzen auf, die sich von einem offenen Ende des Gehäuses ausgehend erstrecken. Ein erstes Mischelement weist einen Mittenabschnitt auf, der einen ersten Umfangsbereich mit einem davon beabstandeten zweiten Umfangsbereich verbindet. Der erste Umfangsbereich ist innerhalb eines der Schlitze angeordnet. Der zweite Umfangsbereich ist innerhalb eines anderen der Schlitze angeordnet. Die Flansche sind am Gehäuse befestigt. Ein zweites Mischelement weist einen Mittenabschnitt auf, der einen dritten und einen davon beabstandeten vierten Umfangsabschnitt miteinander verbindet. Der dritte und der vierte Umfangsabschnitt sind in anderen der Schlitze angeordnet und am Gehäuse befestigt. Das zweite Mischelement ist vom ersten Mischelement beabstandet.Another mixer for mixing an exhaust gas stream with a fluid injected into an exhaust pipe has a tubular housing with circumferentially spaced slots extending from an open end of the housing. A first mixing element has a middle section that connects a first peripheral region with a second peripheral region spaced therefrom. The first peripheral region is arranged within one of the slots. The second peripheral region is disposed within another one of the slots. The flanges are attached to the housing. A second mixing element has a central section which connects a third and a fourth peripheral section spaced apart therefrom. The third and fourth peripheral portions are disposed in other of the slots and secured to the housing. The second mixing element is spaced apart from the first mixing element.

Weitere Vorteile und Details der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.Further advantages and details of the invention are explained in the patent claims and in the description and shown in the figures.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

  • 1 zeigt eine Ansicht eines Teils eines Abgassystems mit einer Abgasleitung und einer Einspritzeinrichtung, in dem ein Mischer mit einem Ablenkelement angeordnet ist, das bezüglich der Strömungsrichtung angestellt ist und welches nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist; 1 shows a view of a part of an exhaust system with an exhaust pipe and an injector, in which a mixer with a deflection element is arranged, which is adjusted with respect to the flow direction and which is not the subject of the claimed invention;
  • 2 zeigt eine 1 entsprechende Ansicht mit einem Mischer und einem Ablenkelement mit Korrekturplatten; 2 shows one 1 corresponding view with a mixer and a deflection element with correction plates;
  • 3 zeigt eine 1 entsprechende Ansicht mit einem Mischer und einem Ablenkelement, das auf ähnliche Weise wie ein Mischer konstruiert ist; 3 shows one 1 corresponding view showing a mixer and a baffle constructed in a similar manner to a mixer;
  • 4 zeigt einen spiegelsymmetrischen Mischer welcher nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist; 4 shows a mirror-symmetrical mixer which is not the subject of the claimed invention;
  • 5 zeigt einen punktsymmetrischen Mischer mit einem Mischelement mit einer Zelle welcher nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist; 5 shows a point-symmetrical mixer with a mixing element with a cell which is not the subject of the claimed invention;
  • 6 zeigt einen in einer Abgasleitung angeordneten Mischer gemäß 4; 6 shows a mixer arranged in an exhaust pipe according to 4 ;
  • 7 zeigt einen punktsymmetrischen Mischer, welcher nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, mit Trägern, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind; 7 shows a point-symmetrical mixer, which is not the subject of the claimed invention, with supports which are arranged at a distance from one another;
  • 8 zeigt eine Seitenansicht eines Trägers, welcher nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, mit Mischlamellen, die alternierend angestellt sind; 8th shows a side view of a carrier, which is not the subject of the claimed invention, with mixing slats that are positioned alternately;
  • 9 zeigt eine Seitenansicht eines Mischers gemäß 7 mit einem Ablenkelement mit Korrekturlamellen; 9 shows a side view of a mixer according to 7 with a deflection element with correction slats;
  • 9a zeigt eine Seitenansicht eines Mischers gemäß 7 mit einem Ablenkelement mit Bohrlöchern; 9a shows a side view of a mixer according to 7 with a deflection element with drilled holes;
  • 10 zeigt eine Ansicht eines Mischers, welcher nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, mit Strömungselementen, die miteinander in Kontakt stehen; 10 shows a view of a mixer, which is not the subject of the claimed invention, with flow elements which are in contact with one another;
  • 11 zeigt drei Strömungselemente für einen Mischer gemäß 10, die bezüglich ihrer jeweiligen Profilachse unterschiedlich angeordnet sind; 11 shows three flow elements for a mixer according to 10 , which are arranged differently with respect to their respective profile axis;
  • 12 zeigt eine Seitenansicht eines Mischers gemäß 10 in einer Abgasleitung mit einem voraktivierten Ablenkelement; 12 shows a side view of a mixer according to 10 in an exhaust pipe with a pre-activated deflection element;
  • 13 zeigt ein Winkeldiagramm für das Ablenkelement und die Einspritzvorrichtung; 13 shows an angle diagram for the deflector and the injector;
  • 14 zeigt ein Winkeldiagramm für die Mischlamelle bezüglich des Ablenkelements; 14 shows an angle diagram for the mixing lamella with respect to the deflection element;
  • 15 zeigt eine perspektivische Ansicht eines alternativen Mischers, welcher nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist; 15 shows a perspective view of an alternative mixer, which is not the subject of the claimed invention;
  • 16 zeigt eine andere perspektivische Ansicht des alternativen Mischers; 16 shows another perspective view of the alternative mixer;
  • 17 zeigt eine Endansicht des alternativen Mischers; 17 shows an end view of the alternative mixer;
  • 18 zeigt eine Querschnittansicht des Mischers durch die Linie 18-18 in 17; 18 shows a cross-sectional view of the mixer through line 18-18 in 17 ;
  • 19 zeigt eine Teil-Querschnittansicht durch die Linie 19-19 in 18; 19 shows a partial cross-sectional view through line 19-19 in 18 ;
  • 20 zeigt eine Seitenansicht des Mischers; 20 shows a side view of the mixer;
  • 21 zeigt eine perspektivische Ansicht eines anderen alternativen Mischers, welcher nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist; 21 shows a perspective view of another alternative mixer which is not the subject of the claimed invention;
  • 22 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Mischers; 22 shows a perspective view of a mixer according to the invention;
  • 23 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines alternativen erfindungsgemäßen Mischers; 23 shows a partial perspective view of an alternative mixer according to the invention;
  • 24 zeigt eine Teil-Endansicht des in 23 dargestellten Mischers; 24 shows a partial end view of the in 23 mixer shown;
  • 25 zeigt eine perspektivische Ansicht eines alternativen erfindungsgemäßen Mischers; 25 shows a perspective view of an alternative mixer according to the invention;
  • 26 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 25 dargestellten Mischers betrachtet unter einem anderen Winkel; 26 shows a perspective view of the in 25 shown mixer viewed from a different angle;
  • 27 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des in den 25 und 26 dargestellten Mischers; und 27 shows an exploded perspective view of the in the 25 and 26 mixer shown; and
  • 28 zeigt eine Teil-Querschnittansicht eines Abschnitts eines Abgasbehandlungssystems mit einem alternativen erfindungsgemäßen Mischer. 28 shows a partial cross-sectional view of a portion of an exhaust treatment system with an alternative mixer according to the invention.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

1 zeigt eine Abgasleitung 40 als Teil eines Abgassystems 4, welches nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, in dem ein Fluid als Reduktionsmittel über einen auf der Abgasleitung 40 angeordneten Flansch 50 in eine Einspritzrichtung E eingespritzt wird, und eine auf dem Flansch 50 angeordnete Einspritzvorrichtung 5. Aus Gründen der Übersichtlichkeit zeigen die Figuren die mittige Einspritzrichtung E und nicht die realen, konischen Strömungsbedingungen, die in 3 durch die zwei gestrichelten Linien dargestellt sind, die eine V-Form bilden. 1 shows an exhaust pipe 40 as part of an exhaust system 4, which is not the subject of the claimed invention, in which a fluid is injected as a reducing agent via a flange 50 arranged on the exhaust pipe 40 in an injection direction E, and an injection device 5 arranged on the flange 50. For reasons of clarity, the figures show the central injection direction E and not the real, conical flow conditions shown in 3 are represented by the two dashed lines forming a V shape.

In der Abgasleitung 40 strömt ein Abgas im Wesentlichen parallel zur Abgasleitung 40 in einer Strömungsrichtung S. Für die Beschreibung der Erfindung wird der Einfachheit halber angenommen, dass die Strömungsrichtung S sich vor einem Ablenkelement 6 über den gesamten Leitungsquerschnitt der Abgasleitung 40 parallel erstreckt.In the exhaust line 40, an exhaust gas flows essentially parallel to the exhaust line 40 in a flow direction S. For the sake of the description of the invention, it is assumed that the flow direction S extends in parallel in front of a deflection element 6 over the entire line cross section of the exhaust line 40.

In Abhängigkeit vom Massenstrom des Reduktionsmittels strömt das Reduktionsmittel in der Einspritzrichtung E in die Abgasleitung 40, mehr oder weniger abgelenkt durch den Abgasstrom. Stromabwärts von der Einspritzvorrichtung 5 in der Strömungsrichtung S befindet sich ein Verteiler, der aus einem Mischer 1 mit einem Ablenkelement 6 besteht. Der Verteiler ist über den Mischer 1 und eine Flanschverbindung 41 in der Abgasleitung 40 angeordnet.Depending on the mass flow of the reducing agent, the reducing agent flows in the injection direction E into the exhaust line 40, more or less deflected by the exhaust gas flow. Downstream of the injection device 5 in the flow direction S there is a distributor which consists of a mixer 1 with a deflection element 6. The distributor is arranged in the exhaust pipe 40 via the mixer 1 and a flange connection 41.

Das Reduktionsmittel trifft zu einem großen Teil auf das Ablenkelement 6 auf, so dass der Strömungsimpuls des Reduktionsmittels reduziert wird. Das Ablenkelement 6 ist unter einem Winkel sv bezüglich der Strömungsrichtung S angestellt, so dass der Abgasstrom durch das Ablenkelement 6 von der Strömungsrichtung S in eine Verteilrichtung V abgelenkt wird. Aufgrund dieses abgelenkten Abgasstroms wird das Reduktionsmittel entlang der Verteilrichtung V mitgerissen, teilweise bevor, vor allem aber nachdem es auf das Ablenkelement 6 auftrifft, und wird in die Mitte der Abgasleitung 40 geführt.The reducing agent largely hits the deflection element 6, so that the flow impulse of the reducing agent is reduced. The deflection element 6 is positioned at an angle sv with respect to the flow direction S, so that the exhaust gas flow is deflected by the deflection element 6 from the flow direction S into a distribution direction V. Due to this deflected exhaust gas flow, the reducing agent is entrained along the distribution direction V, partly before, but especially after, it hits the deflection element 6 hits, and is guided into the middle of the exhaust pipe 40.

2 zeigt einen Teil eines Abgassystems 4, welches nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, wie es unter Bezug auf 1 beschrieben wurde, wobei hier ein Mischer 1 mit Mischlamellen 31 integriert ist, wie allgemein in den 4 bis 7 detaillierter dargestellt ist. Das Ablenkelement 6 für derartige Mischer 1 mit Mischlamellen 31 ist in 9 ausführlicher dargestellt und weist als Teil des Ablenkelements 6 ein parallel zur Strömungsrichtung angeordnetes Blechteil 60 mit einer Lamelle 61, die unter dem Winkel sv angestellt ist, und außerdem Korrekturplatten 62 mit Korrekturlamellen 64 auf. 2 shows a part of an exhaust system 4, which is not the subject of the claimed invention, as described with reference to 1 was described, with a mixer 1 with mixing fins 31 being integrated here, as generally in the 4 until 7 is presented in more detail. The deflection element 6 for such mixers 1 with mixing fins 31 is in 9 shown in more detail and has, as part of the deflection element 6, a sheet metal part 60 arranged parallel to the flow direction with a slat 61 which is set at the angle sv, and also correction plates 62 with correction slats 64.

Die Mischer 1 gemäß den 4, 6 und 7 weisen drei Mischelemente 3, welche nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung sind, die quer zur Strömungsrichtung S und jeweils benachbart zueinander angeordnet sind, und ein bis zwei zusätzliche Mischelemente 3a auf. Das Mischelement 3, 3a besteht grundsätzlich aus einem Träger 30, 30a und aus einem oder mehreren darauf angeordneten Mischlamellen 31, 31a. Die jeweilige Mischlamelle 31, 31a ist an ihrer Grenzfläche hR bezüglich der Strömungsrichtung S am Träger 30, 30a befestigt. Seitengrenzflächen sR und eine vordere Grenzfläche vR bezüglich der Strömungsrichtung S bilden freie Strömungsränder und sind weder mit einer anderen Mischlamelle 31, 31 a, noch mit einem Gehäuse 2 oder einer Abgasleitung 40 verbunden.The mixers 1 according to 4 , 6 and 7 have three mixing elements 3, which are not the subject of the claimed invention, which are arranged transversely to the flow direction S and each adjacent to one another, and one to two additional mixing elements 3a. The mixing element 3, 3a basically consists of a carrier 30, 30a and one or more mixing lamellae 31, 31a arranged thereon. The respective mixing lamella 31, 31a is attached to the carrier 30, 30a at its interface hR with respect to the flow direction S. Side boundary surfaces sR and a front boundary surface vR with respect to the flow direction S form free flow edges and are neither connected to another mixing lamella 31, 31a, nor to a housing 2 or an exhaust pipe 40.

Der Träger 30 weist an seinen beiden Enden jeweils eine Endfläche 34 auf, in der keine Mischlamelle 31 angeordnet ist, und die gemäß 7 abgewinkelt ist. Der Träger 30 ist, wie in 7 beispielhaft dargestellt ist, über die beiden Endflächen 34 an einem Gehäuse 2 oder, wie in 6 dargestellt ist, an einer Abgasleitung 40 befestigt. Zwischen den beiden Endflächen 34 hängt der Träger 30 frei im Gehäuse 2 oder in der Abgasleitung 40, d.h., er wird weder durch ein anderes Konstruktionselement gestützt oder gehalten, noch stützt oder hält er ein anderes Konstruktionselement. Außerdem erstrecken sich die Träger 30 in den Bereichen zwischen den Endflächen 34 im Wesentlichen parallel zueinander und in einem Abstand 35 von etwa 13,5 mm voneinander.The carrier 30 has an end surface 34 at both ends, in which no mixing lamella 31 is arranged, and which according to 7 is angled. The carrier 30 is, as in 7 is shown by way of example, via the two end surfaces 34 on a housing 2 or, as in 6 is shown, attached to an exhaust pipe 40. Between the two end surfaces 34, the carrier 30 hangs freely in the housing 2 or in the exhaust pipe 40, that is, it is neither supported or held by another structural element, nor does it support or hold another structural element. In addition, the supports 30 extend essentially parallel to one another in the areas between the end surfaces 34 and at a distance 35 of approximately 13.5 mm from one another.

Das Gehäuse 2 ist ein zylinderförmiges Rohrteil, an dessen Innenwandfläche 20 Mischelemente 3 und, in Abhängigkeit von der exemplarischen Ausführungsform, die zusätzlichen Mischelemente 3a befestigt sind. Ein Mischer 1 dieses Typs wird mit dem Gehäuse 2 in eine Abgasleitung 40 eines Abgassystems 4 eingesetzt, wie in 2 dargestellt ist, und das Abgas durchströmt ihn in einer Strömungsrichtung S, die sich parallel zur Mittelachse 23 des Gehäuses 2 erstreckt.The housing 2 is a cylindrical tube part, on the inner wall surface 20 of which mixing elements 3 and, depending on the exemplary embodiment, the additional mixing elements 3a are attached. A mixer 1 of this type is inserted with the housing 2 into an exhaust pipe 40 of an exhaust system 4, as in 2 is shown, and the exhaust gas flows through it in a flow direction S, which extends parallel to the central axis 23 of the housing 2.

Der Träger 30 besteht aus einem bandförmigen Blechmaterial mit einer in 8 definierten Breite 32 und ist parallel zur Strömungsrichtung S ausgerichtet. Die Strömungsrichtung S bezeichnet die Hauptströmungsrichtung des Abgases innerhalb des Mischers 1 und erstreckt sich parallel zur Mittelachse 12 des Mischers und zur Mittelachse 23 des Gehäuses 2. Aufgrund der Tatsache, dass der Träger 30 sich parallel zur Strömungsrichtung S und damit parallel zur Wand der Abgasleitung 40 erstreckt, kann der Mischer 1 einfach quer zur Strömungsrichtung in der Abgasleitung 40 montiert werden.The carrier 30 consists of a band-shaped sheet metal material with an in 8th defined width 32 and is aligned parallel to the flow direction S. The flow direction S denotes the main flow direction of the exhaust gas within the mixer 1 and extends parallel to the central axis 12 of the mixer and to the central axis 23 of the housing 2. Due to the fact that the carrier 30 is parallel to the flow direction S and thus parallel to the wall of the exhaust pipe 40 extends, the mixer 1 can simply be mounted transversely to the flow direction in the exhaust pipe 40.

In den exemplarischen Ausführungsformen gemäß 7 mit drei Mischelementen, die im Wesentlichen parallel und benachbart zueinander und punktsymmetrisch angeordnet sind, wird jedes der Mischelemente 3 durch einen Träger 30 und vier Mischlamellen 31 gebildet. Daher besteht das gesamte Mischelement 3 aus einem Träger 30 und vier Mischlamellen 31.In the exemplary embodiments according to 7 with three mixing elements, which are arranged essentially parallel and adjacent to one another and point-symmetrically, each of the mixing elements 3 is formed by a carrier 30 and four mixing lamellae 31. Therefore, the entire mixing element 3 consists of a carrier 30 and four mixing lamellas 31.

Der Träger 30 kann zwischen den Endflächen 34 in drei Teilbereiche 36 bis 38 geteilt sein. Äußere Teilbereiche 37, 38 grenzen jeweils auf gegenüberliegenden Seiten an einen mittleren Teilbereich 36 an. Jeder der äußeren Teilbereiche 37, 38 erstreckt sich unter einem Winkel bezüglich des mittleren Teilbereichs 36, d.h., der mittlere Teilbereich 36 bildet einen Winkel α mit jedem der beiden äußeren Teilbereiche 37, 38. Bezüglich einer ersten Achse 11, die sich parallel zur Strömungsrichtung S erstreckt, schneiden die beiden äußeren Teilbereiche 37, 38 daher den mittleren Teilbereich 36 unter einem Winkel α von etwa 12°. Die äußeren Teilbereiche 37, 38 sind bezüglich der Mittelachse entgegengesetzt abgewinkelt, so dass der Träger 30 bezüglich einer Mittelachse 12, die sich parallel zur Strömungsrichtung S erstreckt, punktsymmetrisch ist, d.h., der Träger 30 und die Mischlamellen 31 sind zueinander punktsymmetrisch ausgebildet und angeordnet.The carrier 30 can be divided into three portions 36 to 38 between the end surfaces 34. Outer portions 37, 38 each border a central portion 36 on opposite sides. Each of the outer subregions 37, 38 extends at an angle with respect to the middle subregion 36, i.e., the middle subregion 36 forms an angle α with each of the two outer subregions 37, 38. With respect to a first axis 11, which is parallel to the flow direction S extends, the two outer portions 37, 38 therefore intersect the middle portion 36 at an angle α of approximately 12°. The outer subregions 37, 38 are angled in opposite directions with respect to the central axis, so that the carrier 30 is point-symmetrical with respect to a central axis 12, which extends parallel to the flow direction S, i.e., the carrier 30 and the mixing lamellae 31 are designed and arranged point-symmetrically with respect to one another.

Wie die drei Mischelemente 3 sind auch die drei zusätzlichen Mischelemente 3a in den Bereichen in der Nähe der Mischelemente 3 angeordnet. Das zusätzliche Mischelement 3a wird durch einen Träger 30a und eine Mischlamelle 31a gebildet. Das zusätzliche Mischelement 3a ist über seine beiden Endflächen 34a an einer Innenwandfläche 30 des Gehäuses 2 und auf eine frei tragende Weise zwischen den beiden Endflächen 34a befestigt.Like the three mixing elements 3, the three additional mixing elements 3a are also arranged in the areas near the mixing elements 3. The additional mixing element 3a is formed by a carrier 30a and a mixing lamella 31a. The additional mixing element 3a is fixed via its two end surfaces 34a to an inner wall surface 30 of the housing 2 and in a cantilever manner between the two end surfaces 34a.

Mit der exemplarischen Ausführungsform von 4 kann der Träger 30 gemäß der exemplarischen Ausführungsform von 7 in drei Teilbereiche 36 bis 38 geteilt sein. Die äußeren Teilbereiche 37, 38 grenzen jeweils auf gegenüberliegenden Seiten an einen mittleren Teilbereich 36 an. Jeder der äußeren Teilbereiche 37, 38 erstreckt sich unter einem Winkel bezüglich des mittleren Teilbereichs 36, d.h., der mittlere Teilbereich 36 bildet einen Winkel α mit jedem der beiden äußeren Teilbereiche 37, 38. Bezüglich einer ersten Achse 11, die sich parallel zur Strömungsrichtung S erstreckt, schneiden die beiden äußeren Teilbereiche 37, 38 daher den mittleren Teilbereich 36 unter einem Winkel γ von etwa 9°. Die äußeren Teilbereiche 37, 38 sind bezüglich der Mittelachse 36 in die gleiche Richtung abgewinkelt, so dass der Träger 30 bezüglich einer sich parallel zur Strömungsrichtung S erstreckenden Mittelebene 10 spiegelsymmetrisch ist.With the exemplary embodiment of 4 the carrier 30 may according to the exemplary embodiment of 7 be divided into three subareas 36 to 38. The outer portions 37, 38 each border on opposite sides th to a central section 36. Each of the outer portions 37, 38 extends at an angle with respect to the middle portion 36, that is, the middle portion 36 forms an angle α with each of the two outer portions 37, 38. With respect to a first axis 11, which is parallel to the flow direction S extends, the two outer portions 37, 38 therefore intersect the middle portion 36 at an angle γ of approximately 9°. The outer partial regions 37, 38 are angled in the same direction with respect to the central axis 36, so that the carrier 30 is mirror-symmetrical with respect to a central plane 10 extending parallel to the flow direction S.

Aufgrund der Punktsymmetrie wird die Strömung auf einer Seite der Mittelebene 10 in einer Richtung quer zur Strömungsrichtung S nach oben und nach außen abgelenkt, umgekehrt wie die Strömung auf der anderen Seite der Mittelebene 10. Die Strömung ist in 7 durch Pfeile dargestellt.Due to the point symmetry, the flow on one side of the central plane 10 is deflected upwards and outwards in a direction transverse to the flow direction S, the opposite of the flow on the other side of the central plane 10. The flow is in 7 shown by arrows.

In den in den 4 bis 9a dargestellten exemplarischen Ausführungsformen bilden die Mischlamellen 31 einen Winkel β bezüglich der Richtung des Trägers 30 und einen Winkel ms bezüglich der Strömungsrichtung S. Die Mischlamellen 31 sind alternierend dargestellt. Wie in den 8 und 9 ausführlicher dargestellt ist, beträgt der Winkel β +135° oder -135°, und der Winkel ms beträgt +45° oder -45°. Außerdem haben Mischlamellen 31, die teilweise direkt einander benachbart sind, wie insbesondere in 7 dargestellt ist, einen regelmäßigen Abstand 33 von mindestens 1 mm voneinander.In the in the 4 until 9a In the exemplary embodiments shown, the mixing lamellae 31 form an angle β with respect to the direction of the carrier 30 and an angle ms with respect to the flow direction S. The mixing lamellae 31 are shown alternating. Like in the 8th and 9 As shown in more detail, the angle β is +135° or -135° and the angle ms is +45° or -45°. In addition, mixing lamellae 31, some of which are directly adjacent to one another, as in particular in 7 is shown, a regular distance 33 of at least 1 mm from each other.

In einer nicht dargestellten exemplarischen Ausführungsform sind die benachbarten Endflächen 34 durch zwei einander benachbarte Träger 30 miteinander verbunden. Außerdem ist jeweils eine Endfläche 34a der zusätzlichen Mischelemente 3a mit jeweils einer Endfläche 34 des benachbarten Mischelements 3 verbunden. Dies wird dadurch erreicht, dass die drei Mischelemente 3 und die beiden zusätzlichen Mischelemente 3a aus einem einzelnen Blechstreifen hergestellt werden.In an exemplary embodiment, not shown, the adjacent end surfaces 34 are connected to one another by two adjacent supports 30. In addition, one end surface 34a of each of the additional mixing elements 3a is connected to one end surface 34 of the adjacent mixing element 3. This is achieved in that the three mixing elements 3 and the two additional mixing elements 3a are made from a single sheet metal strip.

Auf einer Außenseite 21 des Gehäuses 2 ist ein Sicherungselement 24 angeordnet, wie in den 7 und 9 dargestellt ist. Das Sicherungselement 24 ist als eine Noppe ausgebildet und steht gegenüber der Außenseite 21 hervor. Mit Hilfe des Sicherungselements 24 kann der Mischer 1 in der Abgasleitung 40 gegen eine Drehbewegung um die Mittelachse 23 fixiert werden. Außerdem dient das Sicherungselement 24 gleichzeitig auch dazu, im fixierten Zustand die Drehposition des Mischers 1 bezüglich der Mittelachse 23 im Abgassystem 4 festzulegen. Zu diesem Zweck wird eine nicht näher dargestellte Halterung an einer bestimmten Position bereitgestellt, in die das Sicherungselement 24 in Richtung der Mittelachse 23 gedrückt wird.A securing element 24 is arranged on an outside 21 of the housing 2, as shown in FIG 7 and 9 is shown. The securing element 24 is designed as a knob and protrudes from the outside 21. With the help of the securing element 24, the mixer 1 can be fixed in the exhaust pipe 40 against rotational movement about the central axis 23. In addition, the securing element 24 also serves to determine the rotational position of the mixer 1 with respect to the central axis 23 in the exhaust system 4 in the fixed state. For this purpose, a holder (not shown) is provided at a specific position into which the securing element 24 is pressed in the direction of the central axis 23.

Gemäß 9 ist der Mischer 1 mit dem Gehäuse 2 zwischen zwei Abgasleitungen 40, 40' montiert. Zu diesem Zweck werden die beiden Abgasleitungen 40, 40' an beiden Seiten am Gehäuse 2 befestigt. Zum Verschweißen der beiden Abgasleitungen 40, 40' miteinander und für die Schweißverbindung der Abgasleitungen 40, 40' mit dem Mischer 1 ist ein Zwischenraum 42 zwischen den Abgasleitungen 40, 40' vorgesehen. Der Zwischenraum 42 wird als Ergebnis der Tatsache erzeugt, dass die Abgasleitungen 40, 40' in Richtung der Mittelachse 12 durch am Umfang verteilte Einstellelemente 22 voneinander beabstandet sind, auf denen die jeweilige Abgasleitung 40, 40' auf jeweils einer Seite in Richtung der Mittelachse 12 aneinander angrenzen.According to 9 the mixer 1 is mounted with the housing 2 between two exhaust pipes 40, 40 '. For this purpose, the two exhaust pipes 40, 40 'are attached to the housing 2 on both sides. A space 42 is provided between the exhaust pipes 40, 40' for welding the two exhaust pipes 40, 40' to one another and for the weld connection of the exhaust pipes 40, 40' to the mixer 1. The gap 42 is created as a result of the fact that the exhaust pipes 40, 40' are spaced apart from one another in the direction of the central axis 12 by adjusting elements 22 distributed around the circumference, on which the respective exhaust pipe 40, 40' is positioned on one side in the direction of the central axis 12 adjoin each other.

Der Mischer 1 gemäß den 4 und 6 ist bezüglich einer parallel zur Strömungsrichtung S ausgerichteten Mittelebene 10 spiegelsymmetrisch ausgebildet, d.h., der Träger 30 und die Mischlamellen 31 sind spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und angeordnet. Diese Mischer 1 weisen drei Mischelemente 3 auf, die parallel und benachbart zueinander angeordnet sind, wobei jedes der Mischelemente 3 durch einen Träger 30 und einen oder drei auf dem Träger 30 angeordneten Mischlamellen 31 gebildet wird.The mixer 1 according to 4 and 6 is designed to be mirror-symmetrical with respect to a central plane 10 aligned parallel to the flow direction S, that is, the carrier 30 and the mixing lamellae 31 are designed and arranged to be mirror-symmetrical to one another. These mixers 1 have three mixing elements 3 which are arranged parallel and adjacent to one another, each of the mixing elements 3 being formed by a carrier 30 and one or three mixing lamellae 31 arranged on the carrier 30.

Der Träger 30 kann zwischen den Endflächen 34 in drei Teilbereiche 36 bis 38 geteilt sein. Äußere Teilbereiche 37, 38 grenzen jeweils auf gegenüberliegenden Seiten an einen mittleren Teilbereich 36 an. Jeder der äußeren Teilbereiche 37, 38 erstreckt sich unter einem Winkel bezüglich des mittleren Teilbereichs 36, d.h., der mittlere Teilbereich 36 bildet einen Winkel γ mit jedem der beiden äußeren Teilbereiche 37, 38. Bezüglich einer ersten Achse 11, die sich parallel zur Strömungsrichtung S erstreckt, schneiden die beiden äußeren Teilbereiche 37, 38 daher den mittleren Teilbereich 36 unter einem Winkel γ von etwa 9°. Die äußeren Teilbereiche 37, 38 sind bezüglich des mittleren Teilbereichs 36 in die gleiche Richtung abgewinkelt, so dass der Träger 30 bezüglich einer sich parallel zur Strömungsrichtung S erstreckenden Mittelachse 12 spiegelsymmetrisch ausgebildet ist.The carrier 30 can be divided into three portions 36 to 38 between the end surfaces 34. Outer portions 37, 38 each border a central portion 36 on opposite sides. Each of the outer portions 37, 38 extends at an angle with respect to the middle portion 36, i.e., the middle portion 36 forms an angle γ with each of the two outer portions 37, 38. With respect to a first axis 11, which is parallel to the flow direction S extends, the two outer portions 37, 38 therefore intersect the middle portion 36 at an angle γ of approximately 9°. The outer subregions 37, 38 are angled in the same direction with respect to the central subregion 36, so that the carrier 30 is designed to be mirror-symmetrical with respect to a central axis 12 extending parallel to the flow direction S.

Die mittige Mischlamelle 31 weist einen Schlitz 39 in ihrer Mitte auf, dessen Länge LS zwischen 50% und 80% der Länge LM der Mischlamelle 31 beträgt. Aufgrund des Schlitzes 39 wird Wirbelbildung vermindert, weil die Strömung im Mittelbereich in geringerem Maße abgelenkt wird. Außerdem ist genau im Mittelbereich des Mischers 1, in dem der Massenstrom am größten ist, der Strömungswiderstand des Mischers 1 vermindert.The central mixing lamella 31 has a slot 39 in its middle, the length LS of which is between 50% and 80% of the length LM of the mixing lamella 31. Due to the slot 39, vortex formation is reduced because the flow is deflected to a lesser extent in the central region. In addition, the flow resistance of the mixer 1 is reduced precisely in the central region of the mixer 1, in which the mass flow is greatest.

Außer den drei Mischelementen 3 ist auch ein zusätzliches Mischelement 3a unter den drei Mischelementen 3 angeordnet. Das zusätzliche Mischelement 3a wird durch einen Träger 30a und eine Mischlamelle 31a gebildet, die ebenfalls einen Schlitz 39 aufweist. Das zusätzliche Mischelement 3a ist über seine beiden Endflächen 34a an der Innenwandfläche 20 des Gehäuses 2 und auf eine frei tragende Weise zwischen den beiden Endflächen 34a befestigt.In addition to the three mixing elements 3, an additional mixing element 3a is also arranged under the three mixing elements 3. The additional mixing element 3a is formed by a carrier 30a and a mixing lamella 31a, which also has a slot 39. The additional mixing element 3a is fixed via its two end surfaces 34a to the inner wall surface 20 of the housing 2 and in a cantilever manner between the two end surfaces 34a.

5 zeigt einen punktsymmetrischen Mischer 1, welcher nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, mit zwei gleichen Mischelementen 3, 3'. Die Mischelemente 3, 3' weisen jeweils zwei Endflächen 34, 340 und zwei zwischen den Endflächen 34, 340 angeordnete Verbindungsbereiche 370, 380 auf. Die Endfläche 34 und der erste Verbindungsbereich 370 des jeweiligen Trägers 30 sind miteinander verbunden, so dass ein Teilbereich 301 des Trägers 30 eine geschlossene Zelle 300 bildet. Im Teilbereich 301 des Trägers 30, der die Zelle 300 umschließt, sind zwei Mischlamellen 31 auf dem Träger 30 angeordnet. Das Mischelement 3 ist über die Endfläche 340 und den zweiten Verbindungsbereich 380 an der Abgasleitung 40 befestigt. 5 shows a point-symmetrical mixer 1, which is not the subject of the claimed invention, with two identical mixing elements 3, 3 '. The mixing elements 3, 3' each have two end surfaces 34, 340 and two connecting regions 370, 380 arranged between the end surfaces 34, 340. The end surface 34 and the first connection area 370 of the respective carrier 30 are connected to one another, so that a partial area 301 of the carrier 30 forms a closed cell 300. In the portion 301 of the carrier 30, which encloses the cell 300, two mixing lamellae 31 are arranged on the carrier 30. The mixing element 3 is attached to the exhaust pipe 40 via the end surface 340 and the second connection region 380.

Der punktsymmetrische Mischer 1 gemäß den exemplarischen Ausführungsformen in den 5 und 7 kann auch mit einem Ablenkelement 6 kombiniert werden, das gleiche gilt auch für den spiegelsymmetrischen Mischer 1 gemäß den exemplarischen Ausführungsformen in den 4 und 6. Das Ablenkelement 6 weist, wie in den 9 und 9a dargestellt ist, ein Blechteil 60 mit einer oder mehreren Lamellen 61 auf, die unter einem Winkel sv von etwa 20° angestellt sind. Durch die Lamellen 61 wird der Abgasstrom nach oben in eine Verteilrichtung V abgelenkt, so dass auch das Reduktionsmittel nach oben mitgerissen wird. Das Blechteil 60 ist direkt auf dem Träger 30, 30a angeordnet und bildet gemäß den dargestellten exemplarischen Ausführungsformen mit dem Mischelement 3, 3a ein Konstruktionselement, das ein aus dem gleichen Material hergestelltes einstückiges Teil ist.The point-symmetrical mixer 1 according to the exemplary embodiments in the 5 and 7 can also be combined with a deflection element 6, the same also applies to the mirror-symmetrical mixer 1 according to the exemplary embodiments in the 4 and 6 . The deflection element 6 points, as in the 9 and 9a is shown, a sheet metal part 60 with one or more slats 61, which are set at an angle sv of approximately 20 °. The slats 61 deflect the exhaust gas flow upwards into a distribution direction V, so that the reducing agent is also carried upwards. The sheet metal part 60 is arranged directly on the carrier 30, 30a and, according to the exemplary embodiments shown, forms a construction element with the mixing element 3, 3a, which is a one-piece part made of the same material.

Das Ablenkelement 6 weist mehrere Korrekturplatten 62, 62', 62" auf, die parallel zur Strömungsrichtung S und parallel zum Blechteil 60 angeordnet sind und veranlassen, dass das Reduktionsmittel unmittelbar vor dem Mischer 1 verteilt wird. Die Korrekturplatte 62 ist direkt auf dem Träger 30, 30a angeordnet und bildet gemäß den dargestellten exemplarischen Ausführungsformen mit dem Mischelement 3, 3a ein Konstruktionselement, das ein aus dem gleichen Material hergestelltes einstückiges Teil ist.The deflection element 6 has a plurality of correction plates 62, 62 ', 62", which are arranged parallel to the flow direction S and parallel to the sheet metal part 60 and cause the reducing agent to be distributed directly in front of the mixer 1. The correction plate 62 is directly on the carrier 30 , 30a and, according to the illustrated exemplary embodiments, forms a structural element with the mixing element 3, 3a, which is a one-piece part made of the same material.

Die Korrekturplatten 62, 62', 62" weisen gemäß 9 mehrere Korrekturlamellen 64 auf, die bezüglich der Strömungsrichtung S unter einem Winkel sk von 155° angestellt sind. Die Korrekturlamellen 64 sind, wie in 14 detailliert dargestellt ist, teilweise aus der Korrekturplatte 62 ausgestanzt und stehen von der Korrekturplatte 62 in Richtung der benachbarten Korrekturplatte 62 und/oder in Richtung des Blechteils 60 hervor. Infolgedessen wird unter der Korrekturlamelle 64 eine Öffnung 63 in der jeweiligen Korrekturplatte 62 gebildet, die dem Bereich der Korrekturlamelle 64 entspricht, die von der Korrekturplatte 62 hervorsteht. Die Korrekturlamelle 64 kann auf einer oder auf beiden Seiten von der Korrekturplatte 62 hervorstehen.The correction plates 62, 62', 62" point according to 9 several correction slats 64, which are set at an angle sk of 155 ° with respect to the flow direction S. The correction blades 64 are, as in 14 is shown in detail, partially punched out of the correction plate 62 and protrude from the correction plate 62 in the direction of the adjacent correction plate 62 and / or in the direction of the sheet metal part 60. As a result, under the correction blade 64, an opening 63 is formed in the respective correction plate 62, which corresponds to the area of the correction blade 64 that protrudes from the correction plate 62. The correction lamella 64 can protrude from the correction plate 62 on one or both sides.

Gleichermaßen ist die Lamelle 61 auf dem Blechteil 60 derart ausgestanzt, dass das Blechteil 60 eine Öffnung 63 unter der jeweiligen Lamelle 61 aufweist, die dem Bereich der vom Blechteil 60 hervorvorstehenden Lamelle 61 entspricht. Wie in 14 dargestellt ist, steht die Korrekturlamelle 64 von der Korrekturplatte 62 auf beiden Seiten hervor und steht die Lamelle 61 an einer Seite vom Blechteil 60 hervor.Likewise, the lamella 61 is punched out on the sheet metal part 60 in such a way that the sheet metal part 60 has an opening 63 under the respective lamella 61, which corresponds to the area of the lamella 61 protruding from the sheet metal part 60. As in 14 is shown, the correction lamella 64 protrudes from the correction plate 62 on both sides and the lamella 61 protrudes from the sheet metal part 60 on one side.

Die Korrekturplatten 62, 62', 62" gemäß 9a weisen an Stelle von Korrekturlamellen mehrere Bohrlöcher 65 auf, die in einer Bohrrichtung B ausgerichtet sind, die sich unter einem Winkel bs von 90° zur Strömungsrichtung S erstreckt, und durch die der Abgasstrom mit dem Reduktionsmittel mindestens teilweise durch das Ablenkelement 6 in Richtung der Mittelachse 12 strömen kann.The correction plates 62, 62', 62" according to 9a Instead of correction lamellae, have several drill holes 65, which are aligned in a drilling direction B, which extends at an angle bs of 90 ° to the flow direction S, and through which the exhaust gas flow with the reducing agent at least partially passes through the deflection element 6 in the direction of the central axis 12 can stream.

3 zeigt auch einen Teil eines Abgassystems 4, welches nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, wie es unter Bezug auf die 1 und 2 beschrieben wurde, in dieser exemplarischen Ausführungsform ist jedoch ein Mischer 1 mit einem Ablenkelement 6 kombiniert, das auf eine ähnliche Weise wie der Mischer 1 selbst konstruiert ist. Ein Mischer 1 dieses Typs ist gemäß 10 aus mehreren einander benachbarten Strömungselementen 7, 7' ausgebildet. 3 also shows part of an exhaust system 4, which is not the subject of the claimed invention, as described with reference to 1 and 2 has been described, however, in this exemplary embodiment a mixer 1 is combined with a deflection element 6 constructed in a similar manner to the mixer 1 itself. A mixer 1 of this type is according to 10 formed from several adjacent flow elements 7, 7'.

11 zeigt im Detail, dass der Mischer 1 aus mehreren Strömungselementen 7, 7', 7" konstruiert ist, die aneinander angrenzen. Das jeweilige Strömungselement 7, 7', 7" ist aus einem Metallblech 70 mit einem wellenförmigen Querschnittsprofil 71 ausgebildet, das eine Vorderseite 73 und mehrere Kanäle 72 aufweist, die sich benachbart zueinander in Richtung paralleler Profilachsen 74 erstrecken. Die Profilachsen 74, 74' der beiden benachbarten Strömungselemente 7, 7' erstrecken sich bezüglich der Strömungsrichtung S alternierend unter einem Winkel ps von +40° und -40°. Infolgedessen wird die Strömung in den durch die zwei Strömungselemente 7, 7' ausgebildeten Kanälen gleichzeitig nach oben und nach unten abgelenkt. 11 shows in detail that the mixer 1 is constructed from a plurality of flow elements 7, 7', 7" which adjoin one another. The respective flow element 7, 7', 7" is formed from a metal sheet 70 with a wave-shaped cross-sectional profile 71, which has a front side 73 and a plurality of channels 72 which extend adjacent to one another in the direction of parallel profile axes 74. The profile axes 74, 74' of the two adjacent flow elements 7, 7' extend alternately at an angle ps of +40° and -40° with respect to the flow direction S. As a result, the flow in the channels formed by the two flow elements 7, 7' is simultaneously deflected upwards and downwards.

Erfindungsgemäß erstrecken sich die Profilachsen 74', 74" der beiden mittigen Strömungselemente 7', 7", die bezüglich der Mittelebene 10 benachbart sind, jedoch parallel, d.h. unter einem Winkel ps von -40°, der hinsichtlich der Richtung und der Größe gleich ist, so dass sie nicht aneinander angrenzen. Infolgedessen wird, wie durch die Pfeile in 10 verdeutlicht ist, die Strömung innerhalb der Kanäle, die durch die beiden Strömungselemente 7', 7" gebildet werden, nur nach oben, d.h. in die gleiche Richtung abgelenkt. Der Winkel ps entspricht dem Winkel ms in den vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen.According to the invention, the profile axes 74', 74" of the two central flow elements 7', 7", which are adjacent with respect to the central plane 10, extend parallel, ie at an angle ps of -40°, which is the same in terms of direction and size , so that they are not adjacent to each other. As a result, as indicated by the arrows in 10 As is clear, the flow within the channels formed by the two flow elements 7', 7" is only deflected upwards, ie in the same direction. The angle ps corresponds to the angle ms in the exemplary embodiments described above.

Aufgrund der gleichen Ausrichtung der Profilachsen 74', 74" der beiden Strömungselemente 7', 7", die bezüglich der Mittelebene 10 entgegengesetzt und gleichzeitig benachbart zueinander angeordnet sind, wird eine spiegelsymmetrische Geometrie des Mischers 1 bezüglich der Mittelebene 10 erhalten. Der Anteil des Abgasstroms und des Reduktionsmittel, der in der Mitte des Mischers 1 strömt, wird somit innerhalb dieser beiden Strömungselemente 7', 7" in eine Richtung abgelenkt.Due to the same alignment of the profile axes 74', 74" of the two flow elements 7', 7", which are arranged opposite to one another with respect to the central plane 10 and at the same time adjacent to one another, a mirror-symmetrical geometry of the mixer 1 is obtained with respect to the central plane 10. The portion of the exhaust gas stream and the reducing agent that flows in the middle of the mixer 1 is thus deflected in one direction within these two flow elements 7 ', 7".

12 zeigt einen Querschnitt eines Mischers 1, welcher nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, in dem die Profilachsen 74, 74' unter einem Winkel von ±30° angestellt sind. Vor dem Mischer 1 ist ein Ablenkelement 6 angeordnet, das auf eine ähnliche Weise konstruiert ist wie der Mischer 1. Mit dem Ablenkelement 6 sind auch mehrere Blechteile 60 mit einem Querschnittsprofil 66 direkt benachbart zueinander angeordnet. Profilachsen 67, 67' des Ablenkelements 6 benachbarter Blechteile 60 sind nicht bezüglich der Strömungsrichtung S angestellt, d.h. sie erstrecken sich parallel zur Strömungsrichtung S. Das Ablenkelement 6 bildet daher einzelne Kanäle zwischen den einzelnen Blechteilen 60 in Übereinstimmung mit den beiden mittigen Strömungselementen 7', 7" des Mischers 1, in denen der Abgasstrom und das Reduktionsmittel in nur eine Richtung geführt werden, die sich parallel zur Strömungsrichtung S erstreckt. 12 shows a cross section of a mixer 1, which is not the subject of the claimed invention, in which the profile axes 74, 74 'are set at an angle of ±30 °. A deflection element 6 is arranged in front of the mixer 1, which is constructed in a similar way to the mixer 1. With the deflection element 6, several sheet metal parts 60 with a cross-sectional profile 66 are also arranged directly adjacent to one another. Profile axes 67, 67' of the deflection element 6 of adjacent sheet metal parts 60 are not positioned with respect to the flow direction S, that is, they extend parallel to the flow direction S. The deflection element 6 therefore forms individual channels between the individual sheet metal parts 60 in accordance with the two central flow elements 7', 7" of the mixer 1, in which the exhaust gas flow and the reducing agent are guided in only one direction, which extends parallel to the flow direction S.

13 zeigt ein Winkeldiagramm, das die vorstehend beschriebenen Winkel und Winkelverhältnisse für die Korrekturlamelle 64 und die Einspritzrichtung E zusammen mit der Verteilrichtung V und der Strömungsrichtung S darstellt. 14 zeigt einen solchen Überblick bezüglich der Mischlamellen 31 und der Metallbleche 70 und der Verteilrichtung V und der Strömungsrichtung S. 13 shows an angle diagram that represents the angles and angular relationships described above for the correction lamella 64 and the injection direction E together with the distribution direction V and the flow direction S. 14 shows such an overview with regard to the mixing fins 31 and the metal sheets 70 and the distribution direction V and the flow direction S.

Die 15 - 20 zeigen einen durch ein Bezugszeichen 400 bezeichneten alternativen Mischer, welche nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung sind. Der Mischer 400 weist ein erstes Mischelement 402, ein zweites Mischelement 404, ein drittes Mischelement 406 und ein viertes Mischelement 408 auf. Die Mischelemente 402, 404, 406, 408 sind aneinander befestigt, um einen Mischer 400 als eine einstückige Einheit bereitzustellen. Das erste Mischelement 402 funktioniert als ein Halter oder als ein Gehäuse sowie als ein Mischelement. Um diese Funktion zu erzielen, weist das erste Mischelement 402 eine erste bogenförmige Seitenwand 412 auf, die von einer zweiten bogenförmigen Seitenwand 414 beabstandet ist. Eine im Wesentlichen ebene Basis 416 verbindet die erste Seitenwand 412 mit der zweiten Seitenwand 414, um eine „U“ -Form zu definieren. Die Basis 416 kann gekrümmt sein oder kleine Biegungen aufweisen, um Biegungsstellen 415, 417 bereitzustellen, wie in den Figuren dargestellt ist. Die erste Seitenwand 412 weist ein distales Ende 418 auf, das von einem distalen Ende 419 der zweiten Seitenwand 414 beabstandet ist. Der Mischer 400 ist innerhalb der Abgasleitung 40 derart angeordnet, dass der Spalt zwischen den Enden 418, 419 mit der Einspritzvorrichtung 5 ausgerichtet ist. Ein Reagenz, das entlang einer oberen Innenfläche der Abgasleitung 40 strömen kann, wird durch das Vorhandensein einer Mischerwand nicht behindert, sondern wird zwischen den Enden 418, 419 stromabwärts strömen.The 15 - 20 show an alternative mixer designated by reference number 400, which is not the subject of the claimed invention. The mixer 400 has a first mixing element 402, a second mixing element 404, a third mixing element 406 and a fourth mixing element 408. The mixing elements 402, 404, 406, 408 are secured together to provide a mixer 400 as a one-piece unit. The first mixing element 402 functions as a holder or a housing as well as a mixing element. To achieve this function, the first mixing element 402 has a first arcuate sidewall 412 spaced from a second arcuate sidewall 414. A substantially flat base 416 connects the first sidewall 412 to the second sidewall 414 to define a “U” shape. The base 416 may be curved or have small bends to provide bend points 415, 417, as shown in the figures. The first sidewall 412 has a distal end 418 that is spaced from a distal end 419 of the second sidewall 414. The mixer 400 is arranged within the exhaust pipe 40 such that the gap between the ends 418, 419 is aligned with the injection device 5. A reagent that can flow along an upper interior surface of the exhaust conduit 40 is not hindered by the presence of a mixer wall, but will flow downstream between the ends 418, 419.

Ein integral ausgebildetes Ablenkelement 420 erstreckt sich axial von der Basis 416 im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung S. Das Ablenkelement 420 weist mehrere Korrekturlamellen 422 auf, die bezüglich der Strömungsrichtung unter einem Winkel A von 30° angestellt sind. Eine Mischlamelle 426 erstreckt sich unter einem Winkel B von 45° bezüglich der Strömungsrichtung S. Ein Schlitz 428 erstreckt sich in die Mischlamelle 426, so dass die Lamelle teilweise gabelförmig ausgebildet ist.An integrally formed deflection element 420 extends axially from the base 416 substantially parallel to the flow direction S. The deflection element 420 has a plurality of correction blades 422 which are set at an angle A of 30° with respect to the flow direction. A mixing lamella 426 extends at an angle B of 45° with respect to the flow direction S. A slot 428 extends into the mixing lamella 426, so that the lamella is partially forked.

Das zweite Mischelement 404 weist einen ersten Flansch 430 auf, der von einem zweiten Flansch 432 beabstandet ist. Eine Basis 434 verbindet den ersten Flansch 430 und den zweiten Flansch 432. Die Basis 434 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu und versetzt von der Basis 416. Der erste Flansch 430 weist eine Außenfläche 438 auf, die in Eingriff mit einer Innenfläche 440 der ersten Seitenwand 412 angeordnet ist. Der erste Flansch 430 ist unter Verwendung eines Prozesses, wie beispielsweise durch Schweißen, Nieten oder eine andere mechanische Befestigungstechnik, an der ersten Seitenwand 412 befestigt. Ähnlicherweise weist der zweite Flansch 432 eine Außenfläche 442 auf, die in Eingriff mit einer Innenfläche 444 der zweiten Seitenwand 414 angeordnet ist.The second mixing element 404 has a first flange 430 that is spaced apart from a second flange 432. A base 434 connects the first flange 430 and the second flange 432. The base 434 extends substantially parallel to and offset from the base 416. The first flange 430 has an outer surface 438 that engages an inner surface 440 of the first sidewall 412 is arranged. The first flange 430 is attached to the first sidewall 412 using a process such as welding, riveting, or other mechanical fastening technique. Similarly, the second flange 432 has an outer surface 442 disposed in engagement with an inner surface 444 of the second sidewall 414.

Der zweite Flansch 432 ist an der zweiten Seitenwand 414 befestigt. Das zweite Mischelement 404 weist auch eine oder mehrere Korrekturlamellen 450 auf, die sich unter einem Winkel C von 40° bezüglich der Strömungsrichtung S erstrecken. Eine Mischlamelle 452 erstreckt sich unter einem Winkel D von 40° in eine bezüglich der Korrekturlamelle 450 entgegengesetzte Richtung. In der in den 15 bis 20 dargestellten Ausführungsform ist ein einzelne Korrekturlamelle 450 stromaufwärts von zwei seitlich voneinander beabstandeten Mischlamellen 452 angeordnet. Eine andere teilweise gegabelte Mischlamelle 454 erstreckt sich parallel zur Lamelle 426. Äußere Mischlamellen 456 und 458 erstrecken sich unter einem Winkel E von 45° bezüglich der Strömungsrichtung S. Es wird darauf hingewiesen, dass der Winkel E dem Winkel B nicht gleichen muss, und dass es oft vorteilhaft ist, wenn sich die Mischlamelle 454 auf eine nicht parallele Weise zur Lamelle 426 erstreckt. Diese Winkel können geändert werden, um den Mischer 400 innerhalb eines bestimmten Systems derart „anzupassen“, dass eine möglichst gleichmäßige Reduktionsmittelverteilung erhalten wird.The second flange 432 is attached to the second side wall 414. The second mixing element 404 also has one or more correction lamellas 450 which extend at an angle C of 40° with respect to the flow direction S. A mixing lamella 452 extends at an angle D of 40° in a direction opposite to the correction lamella 450. In the in the 15 until 20 In the embodiment shown, a single correction lamella 450 is arranged upstream of two laterally spaced mixing lamellas 452. Another partially bifurcated mixing fin 454 extends parallel to fin 426. Outer mixing fins 456 and 458 extend at an angle E of 45° with respect to the flow direction S. It is noted that the angle E does not have to be equal to the angle B, and that It is often advantageous for the mixing lamella 454 to extend in a non-parallel manner to the lamella 426. These angles can be changed to “adjust” the mixer 400 within a particular system to obtain the most even distribution of reducing agent possible.

Das dritte Mischelement 406 ist dem zweiten Mischelement 404 im Wesentlichen ähnlich. Das dritte Mischelement 406 weist einen ersten und einen zweiten Flansch 464, 468 auf. Eine Basis 470 verbindet den ersten Flansch 464 mit dem zweiten Flansch 468. Die Base 470 ist derart angeordnet, dass sie sich im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung S und zur Basis 434 erstreckt. Der erste Flansch 464 und der zweite Flansch 468 sind derart geformt und angeordnet, dass sie an den Innenflächen 440, 444 des ersten Mischelements 402 befestigt werden können. Auf ähnliche Weise wie das zweite Mischelement 404 weist das dritte Mischelement 406 eine Korrekturlamelle 474, ein Paar seitlich voneinander beabstandete Mischlamellen 476, eine gegabelte Mischlamelle 478 und äußere Mischlamellen 480, 482 auf. Die Lamellen dieses Mischelements 406 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu den ähnlichen Lamellen des zweiten Mischelements 404. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Beziehung lediglich beispielhaft ist und andere Winkel definiert werden können.The third mixing element 406 is substantially similar to the second mixing element 404. The third mixing element 406 has first and second flanges 464, 468. A base 470 connects the first flange 464 to the second flange 468. The base 470 is arranged such that it extends substantially parallel to the flow direction S and to the base 434. The first flange 464 and the second flange 468 are shaped and arranged such that they can be attached to the interior surfaces 440, 444 of the first mixing element 402. In a similar manner to the second mixing element 404, the third mixing element 406 includes a correction blade 474, a pair of laterally spaced mixing blades 476, a bifurcated mixing blade 478, and outer mixing blades 480, 482. The fins of this mixing element 406 extend substantially parallel to the similar fins of the second mixing element 404. It is noted that this relationship is merely exemplary and other angles may be defined.

Das vierte Mischelement 408 ist dem zweiten Mischelement 404 und dem dritten Mischelement 406 im Wesentlichen ähnlich. Das vierte Mischelement 408 weist einen ersten und einen zweiten Flansch 486, 488 auf. Eine Basis 490 verbindet den ersten Flansch 486 mit dem zweiten Flansch 488. Die Basis 490 ist derart angeordnet, dass sie sich im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung S und zur Basis 470 erstreckt. Der erste Flansch 486 und der zweite Flansch 488 sind derart geformt und angeordnet, dass sie an den Innenflächen 440, 444 des ersten Mischelements 402 befestigt werden können. Auf eine ähnliche Weise wie das zweite Mischelement 404 weist das vierte Mischelement 408 eine Korrekturlamelle 494, ein Paar seitlich voneinander beabstandete Mischlamellen 496, eine gegabelte Mischlamelle 498 und äußere Mischlamellen 500, 502 auf.The fourth mixing element 408 is substantially similar to the second mixing element 404 and the third mixing element 406. The fourth mixing element 408 has first and second flanges 486, 488. A base 490 connects the first flange 486 to the second flange 488. The base 490 is arranged such that it extends substantially parallel to the flow direction S and to the base 470. The first flange 486 and the second flange 488 are shaped and arranged such that they can be attached to the interior surfaces 440, 444 of the first mixing element 402. In a similar manner to the second mixing element 404, the fourth mixing element 408 includes a correction blade 494, a pair of laterally spaced mixing blades 496, a bifurcated mixing blade 498, and outer mixing blades 500, 502.

Das fünfte Mischelement 610 weist einen neunten und einen zehnten Flansch 684, 686 auf, die in den Schlitzen 688, 690 angeordnet und an einer siebenten und einer achten Lippe 692, 694 befestigt sind.The fifth mixing element 610 has ninth and tenth flanges 684, 686 disposed in slots 688, 690 and attached to seventh and eighth lips 692, 694.

Nachdem jede Komponente unter dem zweiten Mischelement 404, dem dritten Mischelement 406 und dem vierten Mischelement 408 am ersten Mischelement 402 befestigt wurde, kann die Mischeranordnung 400 innerhalb einer Abgasleitung, wie beispielsweise in der vorstehend beschrieben Abgasleitung 40, angeordnet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die erste Seitenwand 412 und die zweite Seitenwand 414 derart dimensioniert und geformt ist, dass sie mit einer Innenfläche der Abgasleitung 40 in Kontakt kommen oder in unmittelbarer Nähe dazu angeordnet sind. Der Mischer 400 wird innerhalb der Abgasleitung 40 an einer gewünschten axialen Position und unter einer gewünschten Winkelausrichtung angeordnet und dann durch einen beliebigen Prozess daran befestigt, wie beispielsweise durch Schweißen, mechanisches Befestigen, Klemmen oder dergleichen.After each component among the second mixing element 404, the third mixing element 406 and the fourth mixing element 408 has been attached to the first mixing element 402, the mixer assembly 400 can be arranged within an exhaust conduit, such as in the exhaust conduit 40 described above. It is noted that the first sidewall 412 and the second sidewall 414 are sized and shaped such that they come into contact with or are arranged in close proximity to an interior surface of the exhaust pipe 40. The mixer 400 is disposed within the exhaust conduit 40 at a desired axial position and angular orientation and then secured thereto by any process such as welding, mechanical fastening, clamping, or the like.

21 zeigt einen durch das Bezugszeichen 400a bezeichneten erfindungsgemäßen Mixer. Der Mischer 400a ist dem vorstehend beschriebenen Mischer 400 im Wesentlichen ähnlich mit der Ausnahme, dass eine erste Seitenwand 412a einen im Wesentlichen ebenen Abschnitt 413 aufweist, der zwischen den bogenförmigen Abschnitten 415 und 417 angeordnet ist. Der im Wesentlichen ebene Abschnitt 413 ist von einer Innenfläche der Abgasleitung 40 beabstandet, während die Abschnitte 415 und 417 der Innenfläche angepasst sind und durch einen Prozess, wie beispielsweise Schweißen, daran befestigt sind. Ähnlicherweise weist eine zweite Seitenwand 414a einen im Wesentlichen ebenen Mittelabschnitt 419 auf, der zwischen einem gekrümmten Abschnitt 421 und einen anderen gekrümmten Abschnitt 423 angeordnet ist. Der im Wesentlichen ebene Mittelabschnitt 419 ist von einer Innenfläche der Abgasleitung 40 beabstandet. 21 shows a mixer according to the invention, designated by reference number 400a. The mixer 400a is substantially similar to the mixer 400 described above except that a first sidewall 412a has a substantially planar portion 413 disposed between the arcuate portions 415 and 417. The substantially flat portion 413 is spaced from an inner surface of the exhaust pipe 40, while the portions 415 and 417 are conformed to the inner surface and secured thereto by a process such as welding. Similarly, a second sidewall 414a has a substantially flat central portion 419 disposed between a curved portion 421 and another curved portion 423. The substantially flat middle section 419 is spaced from an inner surface of the exhaust pipe 40.

In den 22 bis 24 bezeichnet Bezugszeichen 600 einen anderen alternativen erfindungsgemäßen Mischer. Der Mischer 600 weist mehrere in Querrichtung voneinander beabstandete Mischelemente 602, 604, 606, 608 und 610 auf. Der Mischer 600 weist ein Gehäuse 612 auf, das jedes der Mischelemente 602 bis 610 aufnimmt. Das Gehäuse 612 kann ein separates Element und innerhalb einer Abgasleitung angeordnet sein, oder das Element 612 kann alternativ die Abgasleitung selbst darstellen.In the 22 until 24 Reference numeral 600 denotes another alternative mixer according to the invention. The mixer 600 has a plurality of transversely spaced mixing elements 602, 604, 606, 608 and 610. The mixer 600 includes a housing 612 that houses each of the mixing elements 602 to 610. The housing 612 may be a separate element and disposed within an exhaust pipe, or alternatively the element 612 may represent the exhaust pipe itself.

Das Gehäuse 612 weist ein offenes Ende 614 auf, von dem ausgehend sich mehrere Schlitzpaare axial erstrecken. Ein erstes Schlitzpaar 616, 618 erstrecken sich axial parallel zueinander vom offenen Ende 614 über eine vorgegebene Strecke und enden an Anschlagflächen 617, 619. Die Schlitze 616, 618 können als Teil eines Stanzprozesses ausgebildet werden, in dem sich durch das Gehäuse 612 erstreckende Schnitte ausgebildet werden, woraufhin die nach innen hervorstehenden Lippen, wie beispielsweise eine erste Lippe 620 und eine zweite Lippe 622, durch ein Werkzeug ausgebildet werden. Die erste Lippe 620 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur zweiten Lippe 622.The housing 612 has an open end 614, from which several pairs of slots extend axially. A first pair of slots 616, 618 extend axially parallel to one another from the open end 614 over a predetermined distance and terminate at stop surfaces 617, 619. The slots 616, 618 can be formed as part of a stamping process in which cuts extending through the housing 612 are formed, whereupon the after internally protruding lips, such as a first lip 620 and a second lip 622, are formed by a tool. The first lip 620 extends substantially parallel to the second lip 622.

Das erste Mischelement 602 weist einen ersten Umfangsabschnitt oder Flansch 624 und einen davon beabstandeten und im Wesentlichen parallelen zweiten Umfangsabschnitt oder Flansch 626 auf. Eine Basis 628 verbindet den ersten und zweiten Flansch 624, 626 miteinander. Der erste Flansch 624 erstreckt sich benachbart zur ersten Lippe 620 in einen Schlitz 618. Ähnlicherweise erstreckt sich der zweite Flansch 626 benachbart zur zweiten Lippe 622 in einen Schlitz 616. Der erste und der zweite Flansch 624, 626 sind durch Schweißen oder Hartlöten an der ersten und der zweiten Lippe 620, 622 befestigt. Die äußeren Enden der Flansche 624, 626 sind unter einer durch den größten Teil des Gehäuses 612 definierten Zylinderfläche 632 abgesenkt. Auf diese Weise kann der Mischer 600 leicht in eine Abgasleitung mit einem kreisförmigen Querschnitt eingesetzt werden. Die Basis 628 ist als im Wesentlichen eben und mit einem Paar sich axial erstreckenden Rippen 636, 638 dargestellt. Die Rippen 636, 638 stellen Biegungsstellen bereit, um die das erste Mischelement 602 sich biegen kann, um eine durch Wärmeausdehnung verursachte Zunahme einer Elementgröße auszugleichen. Es wird darauf hingewiesen, dass eine beliebige Anzahl geometrischer Merkmale vorgesehen sein kann, um die gewünschten Strömungs- und Mischeigenschaften zu erzielen. Beispielsweise kommt in Betracht, dass irgendeines der Mischelemente 602, 604, 606, 608, 610 eine oder mehrere Biegungen oder vorspringende Nasen aufweisen kann, ähnlich wie die Korrekturlamelle 450 und/oder die Mischlamellen 476, 478 bzw. 480.The first mixing element 602 has a first peripheral portion or flange 624 and a second peripheral portion or flange 626 spaced therefrom and substantially parallel. A base 628 connects the first and second flanges 624, 626 together. The first flange 624 extends into a slot 618 adjacent the first lip 620. Similarly, the second flange 626 extends into a slot 616 adjacent the second lip 622. The first and second flanges 624, 626 are welded or brazed to the first and the second lip 620, 622 attached. The outer ends of the flanges 624, 626 are sunk below a cylindrical surface 632 defined by the majority of the housing 612. In this way, the mixer 600 can be easily inserted into an exhaust pipe with a circular cross section. The base 628 is shown as being substantially planar and having a pair of axially extending ribs 636, 638. The ribs 636, 638 provide flexure points about which the first mixing element 602 can flex to compensate for an increase in element size caused by thermal expansion. It should be noted that any number of geometric features may be incorporated to achieve the desired flow and mixing characteristics. For example, it is contemplated that any of the mixing elements 602, 604, 606, 608, 610 may have one or more bends or protruding lugs, similar to the correction blade 450 and/or the mixing blades 476, 478 and 480, respectively.

Das zweite Mischelement 604 ist dem ersten Mischelement 602 im Wesentlichen ähnlich und weist einen dritten und einen vierten Flansch 642, 644 auf, die sich axial erstrecken. Ein zweites Paar Schlitze 646, 648 erstrecken sich durch das Gehäuse 612 und nehmen den dritten bzw. den vierten Flansch 642, 644 auf. Das zweite Mischelement 604 ist an einer dritten und an einer vierten Lippe 647, 649 des Gehäuses 612 befestigt.The second mixing element 604 is substantially similar to the first mixing element 602 and includes third and fourth flanges 642, 644 that extend axially. A second pair of slots 646, 648 extend through housing 612 and receive third and fourth flanges 642, 644, respectively. The second mixing element 604 is attached to a third and a fourth lip 647, 649 of the housing 612.

Ein Paar gegenüberliegende Vertiefungen 650, 652 sind im Gehäuse 612 ausgebildet. Schlitze 654, 656 erstrecken sich durch das Gehäuse 612 in den Vertiefungen 650, 652. Sich innen erstreckende Lippen, wie beispielsweise die Lippen 620, 622, sind nicht vom Gehäuse 612 benachbart zu den Schlitzen 654, 656 ausgebildet. Vielmehr ist der Schlitz 654 zwischen Endflächen 657, 659 des Gehäuses 612 angeordnet, die voneinander beabstandet und einander zugewandt sind. Das dritte Mischelement 606 weist einen fünften und einen sechsten Flansch 660 und 662 auf, die sich im Wesentlichen radial in die Schlitze 654, 656 erstrecken.A pair of opposing recesses 650, 652 are formed in housing 612. Slots 654, 656 extend through the housing 612 in the recesses 650, 652. Internally extending lips, such as lips 620, 622, are not formed from the housing 612 adjacent the slots 654, 656. Rather, the slot 654 is arranged between end surfaces 657, 659 of the housing 612, which are spaced apart from one another and face one another. The third mixing element 606 has fifth and sixth flanges 660 and 662 that extend substantially radially into the slots 654, 656.

Das dritte Mischelement 606 weist einen Basisabschnitt 664 auf, der von sich radial erstreckenden Umfangsabschnitten oder Flanschen 660, 662 versetzt ist. Der Basisabschnitt 664 ist mit den sich radial erstreckenden Flanschen 660, 662 durch abgewinkelte Wände 668, 670 verbunden, um zu gewährleisten, dass der Mischer 600 wiederholten Erwärmungs- und Abkühlungsereignissen widersteht und durch die Wärmeausdehnung der Mischelemente nicht beeinträchtigt wird. Jedes Mischelement weist eine Biegung oder eine geometrische Form auf, die radial außerhalb des mittigen ebenen Basisabschnitts angeordnet ist, um eine Biegungsstelle bereitzustellen. Während einer Erwärmung wird, weil die Breite der mittigen, im Wesentlichen ebenen Basisabschnitte zunimmt, eine Biegung jedes Mischelements auftreten, falls erforderlich, um Spannungen abzubauen und die auf das Gehäuse 612 ausgeübte Belastung zu minimieren. Es kommt auch in Betracht, dass eines oder mehrere der Mischelemente einen mittigen Basisabschnitt und Umfangsabschnitte aufweisen können, die koplanar sind. Das Gehäuse wird ein Federelement aufweisen, um der Wärmeausdehnung Rechnung zu tragen, wie beispielsweise einen Abschnitt einer Vertiefung 650. In dieser Konfiguration sind keine Biegungsstellen auf den Mischelementen vorgesehen.The third mixing element 606 has a base portion 664 offset from radially extending peripheral portions or flanges 660, 662. The base portion 664 is connected to the radially extending flanges 660, 662 by angled walls 668, 670 to ensure that the mixer 600 withstands repeated heating and cooling events and is not affected by thermal expansion of the mixing elements. Each mixing element has a bend or geometric shape located radially outside the central planar base portion to provide a bend location. During heating, because the width of the central, substantially planar base portions increases, bending of each mixing element will occur as necessary to relieve stresses and minimize the load placed on the housing 612. It is also contemplated that one or more of the mixing elements may have a central base portion and peripheral portions that are coplanar. The housing will include a spring element to accommodate thermal expansion, such as a portion of a recess 650. In this configuration, no flex points are provided on the mixing elements.

Hinsichtlich der Ausführungsform der 22 - 24 wird darauf hingewiesen, dass die Umfangsabschnitte oder Flansche 660, 662 nicht nach oben gerichtet sind, sondern sich im Wesentlichen parallel zum Basisabschnitt 664 erstrecken. Daher ist eine Oberfläche des Flanschs 660 benachbart zur Endfläche 657 angeordnet, während die gegenüberliegende Oberfläche des Flansches 660 benachbart zur Endfläche 659 angeordnet ist. Eine ähnliche Anordnung existiert für den Flansch 662 und die den Schlitz 656 begrenzenden Endflächen.Regarding the embodiment of the 22 - 24 Note that the peripheral portions or flanges 660, 662 are not directed upward, but rather extend substantially parallel to the base portion 664. Therefore, one surface of the flange 660 is disposed adjacent to the end surface 657, while the opposite surface of the flange 660 is disposed adjacent to the end surface 659. A similar arrangement exists for the flange 662 and the end surfaces defining the slot 656.

Das vierte Mischelement 608 ist dem zweiten Mischelement 604 im Wesentlichen ähnlich mit der Ausnahme, dass sein siebenter und sein achter Flansch 674, 676, die voneinander beabstandet sind, sich in eine entgegengesetzte Richtung wie der dritte und der vierte Flansche 642, 644 nach außen erstrecken. Für diese Anordnung erstrecken sich eine fünfte und eine sechste Lippen 678, 680 nach innen zur dritten und zur vierten Lippe 647, 649 hin.The fourth mixing element 608 is substantially similar to the second mixing element 604 except that its seventh and eighth flanges 674, 676, which are spaced apart, extend outwardly in an opposite direction as the third and fourth flanges 642, 644 . For this arrangement, fifth and sixth lips 678, 680 extend inwardly toward the third and fourth lips 647, 649.

Jedes der Mischelemente kann unter Verwendung eines Stanz- oder Formungsprozesses aus einem Metallblech hergestellt werden. Die Größe und die Form der Mischelemente kann genormt oder individuell auf eine bestimmte Anwendung angepasst sein. Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass, obwohl die Figuren einen Mischer mit fünf Mischelementen zeigen, andere Mischer in Betracht kommen, die weniger oder mehr Mischelemente als die dargestellten Mischer haben. Beispielsweise zeigen die 23 und 24 einen Mischer 600a. Der Mischer 600a ist dem Mischer 600 im Wesentlichen ähnlich. Daher werden ähnliche Elemente durch ähnliche Bezugszahlen mit einem angehängten Suffix „a“ bezeichnet. Der Mischer 600a weist ein erstes Mischelement 604a, ein zweites Mischelement 606a und ein drittes Mischelement 608a auf. Das Gehäuse 612a weist nur die erforderliche Anzahl von Schlitzen zum Aufnehmen dieser Mischelemente auf.Each of the mixing elements can be manufactured from a metal sheet using a stamping or forming process. The size and shape of the mixing elements can be standardized or individually adapted to a specific application. In addition, it should be noted that although the figures show a mixer with five mixing elements, other mixers are contemplated that have fewer or more mixing elements than the mixers shown. For example, they show 23 and 24 a mixer 600a. The mixer 600a is substantially similar to the mixer 600. Therefore, similar elements are denoted by similar reference numerals with an appended suffix “a”. The mixer 600a has a first mixing element 604a, a second mixing element 606a and a third mixing element 608a. The housing 612a has only the required number of slots to accommodate these mixing elements.

Die 25 - 27 zeigen einen alternativen erfindungsgemäßen Mischer 700 mit ersten bis sechsten Mischelementen 702, 704, 706, 708, 710 und 712. Die Mischelemente des Mischers 700 sind den Mischelementen des Mischers 400 und dem Mischelement 606 des Mischers 600 im Wesentlichen ähnlich, mit der Ausnahme, dass ein Körperteil jedes der Mischelemente als eine im Wesentlichen ebene flache Platte mit Lamellen ausgebildet ist, die sich unter einem Winkel dazu erstrecken. Jedes der Mischelemente 702 - 710 weist nach oben gerichtete Mischlamellen auf, die durch ein Suffix „a“ bezeichnet sind. Das Mischelement 712 weist ein sich nach außen erstreckendes Ablenkelement 716 mit Korrekturlamellen 712a auf, die in die entgegengesetzte Richtung zeigen wie die Mischlamellen 702a - 71 0a. Die Mischelemente 704 bis 712 weisen außerdem mehrere hintere Mischlamellen auf, die in einem Mittenabschnitt des Mischelements angeordnet und durch ein Suffix „b“ bezeichnet sind. Die Elemente 704 bis 710 weisen außerdem hintere, seitlich beabstandete äußere Mischlamellen auf, die durch ein Suffix „c“ bezeichnet sind. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl jedes Mischlamellentyps und der Winkel, unter dem sie sich von dem im Wesentlichen ebenen Basisabschnitt erstrecken, spezifisch angepasst sein können, um das eingespritzte Reagenz innerhalb eines bestimmten Abgasbehandlungssystems optimal zu verteilen.The 25 - 27 show an alternative mixer 700 according to the invention with first to sixth mixing elements 702, 704, 706, 708, 710 and 712. The mixing elements of the mixer 700 are substantially similar to the mixing elements of the mixer 400 and the mixing element 606 of the mixer 600, except that a body portion of each of the mixing elements is formed as a substantially planar flat plate with fins extending at an angle thereto. Each of the mixing elements 702-710 includes upwardly directed mixing fins designated by a suffix “a”. The mixing element 712 has an outwardly extending deflection element 716 with correction blades 712a which point in the opposite direction as the mixing blades 702a-710a. The mixing elements 704 to 712 also include a plurality of rear mixing blades disposed in a central portion of the mixing element and designated by a suffix “b”. Elements 704 through 710 also include rear, laterally spaced outer mixing fins designated by a suffix “c”. It is noted that the number of each type of mixing fins and the angle at which they extend from the substantially planar base portion may be specifically adjusted to optimally distribute the injected reagent within a particular exhaust treatment system.

Jedes Mischelement weist einen Zungenabschnitt mit einer reduzierten Breite auf, der durch das Bezugszeichen des Mischelements mit einem angehängten Suffix „d“ bezeichnet ist und sich mit einem Körperabschnitt koplanar erstreckt, der eine volle Breite hat und durch ein Suffix „e“ bezeichnet ist. Die Breite der Zunge ist reduziert, um eine innere, im Wesentlichen zylinderförmige Fläche 718 eines Rings 720 auszusparen.Each mixing element includes a tongue portion having a reduced width, designated by the mixing element reference numeral with a suffix "d" appended, and extending coplanar with a body portion having a full width and designated by a suffix "e." The width of the tongue is reduced to leave out an inner, substantially cylindrical surface 718 of a ring 720.

Der Ring 720 weist mehrere sich radial nach innen erstreckende Vertiefungen 724 auf. Jede Vertiefung weist einen sich durch die Vertiefung erstreckenden Schlitz 726 auf. Die Vertiefungen und die Schlitze werden paarweise bereitgestellt und sind durch Suffixe „a“ bis „I“ bezeichnet. Die Schlitze sind gemäß der gepaarten Position mit dem entsprechenden Suffix bezeichnet. Die Zungenabschnitte mit verminderter Breite mit dem Suffix „d“ werden zuerst in den Ring 720 eingeführt. Die Umfangsabschnitte des breiteren Körperabschnitts mit einem Suffix „e“ erstrecken sich durch ein entsprechendes Schlitzpaar. Beispielsweise erstrecken sich die Umfangsabschnitte des Körperabschnitts 702e seitlich in Schlitze 726a und 726b. Wie vorstehend bezüglich des dritten Mischelements 606 beschrieben wurde, ist die axiale Position jedes der Mischelemente 702 bis 712 durch die Länge der entsprechenden Schlitze und eine axiale Position des Übergangs zwischen den Zungenabschnitten mit dem Suffix „d“ und den durch das Suffix „e“ bezeichneten Körperabschnitten definiert.The ring 720 has a plurality of depressions 724 extending radially inwards. Each recess has a slot 726 extending through the recess. The depressions and the slots are provided in pairs and are designated by suffixes “a” to “I”. The slots are labeled with the appropriate suffix according to the paired position. The reduced width tongue sections with the “d” suffix are inserted into the ring 720 first. The peripheral portions of the wider body portion with an “e” suffix extend through a corresponding pair of slots. For example, the peripheral portions of body portion 702e extend laterally into slots 726a and 726b. As described above with respect to the third mixing element 606, the axial position of each of the mixing elements 702 to 712 is determined by the length of the corresponding slots and an axial position of the transition between the tongue portions denoted by the suffix "d" and those denoted by the suffix "e". Body sections defined.

Auf einer Seite jedes Schlitzes 726 ist ein Federelement 730 angeordnet, und ein weiteres Federelement 732 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Schlitzes 726 angeordnet. Der Übersichtlichkeit halber sind in den 26 und 27 nur Federelemente 730b und 732b dargestellt. Die Federelemente 730, 732 biegen sich bei einem thermischen Ereignis, bei dem die Temperatur des Mischelement 702 ansteigt und seine Breite aufgrund der linearen Wärmeausdehnung entsprechend zunimmt, radial nach außen. Die übrigen Federelemente funktionieren ähnlich, wenn die Abmessung ihres zugeordneten Mischelements sich bei einer Temperaturänderung ändert.A spring element 730 is arranged on one side of each slot 726 and another spring element 732 is arranged on the opposite side of the slot 726. For the sake of clarity, in the 26 and 27 only spring elements 730b and 732b are shown. The spring elements 730, 732 bend radially outwards during a thermal event in which the temperature of the mixing element 702 increases and its width increases accordingly due to the linear thermal expansion. The remaining spring elements function similarly if the dimensions of their associated mixing element change with a change in temperature.

28 zeigt einen alternativen erfindungsgemäßen Mischer 800. Der Mischer 800 weist einen Mischer 802 auf, der einem der vorstehend beschriebenen Mischer im Wesentlichen ähnlich ist, wie beispielsweise dem Mischer 1, dem Mischer 400, dem Mischer 600 oder dem Mischer 700. Im Mischer 800 ist der Mischer 802 mit einem sekundären Mischer 804 kombiniert, um die Reagenzverteilung in der Abgasleitung 40 zu verbessern. 28 shows an alternative mixer 800 according to the invention. The mixer 800 has a mixer 802 which is essentially similar to one of the mixers described above, such as the mixer 1, the mixer 400, the mixer 600 or the mixer 700. In the mixer 800 the Mixer 802 combined with a secondary mixer 804 to improve reagent distribution in the exhaust line 40.

Der Mischer 802 weist eine oberste hintere Mischlamelle 806 auf, die der in 18 dargestellten Mischlamelle 500 oder der in 9a dargestellten Mischlamelle 31 im Wesentlichen ähnlich ist. Im Mischer 800 sind die Mischmerkmale des Mischers 802 mit einem sekundären Mischer 804 kombiniert, um das Problem zu lösen, dass das eingespritzte Reagenz auf oder in der Nähe einer oberen Fläche 810 der Abgasleitung strömt 40. Die obere Fläche 810 ist als ein Abschnitt der Innenfläche der Abgasleitung 40 definiert, der sich ungefähr an der Position stromabwärts erstreckt, an der die Einspritzvorrichtung 5 von der Abgasleitung abgewinkelt ist. Der sekundäre Mischer 804 modifiziert die Strömungseigenschaften des Abgasstroms, um die Reagenzverteilung stromabwärts zu verbessern.The mixer 802 has an uppermost rear mixing lamella 806, which is the in 18 Mixing lamella 500 shown or the one in 9a shown mixing lamella 31 is essentially similar. In the mixer 800, the mixing features of the mixer 802 are combined with a secondary mixer 804 to solve the problem that the injected reagent flows on or near an upper surface 810 of the exhaust conduit 40. The upper surface 810 is as a portion of the interior surface the exhaust pipe 40, which extends approximately downstream at the position where the injector 5 is angled away from the exhaust pipe. The secondary mixer 804 modifies the flow characteristics of the exhaust stream to improve reagent distribution downstream.

Der sekundäre Mischer 804 ist als ein im Wesentlichen kugelförmiger Vorsprung 814 dargestellt, der von der oberen Fläche 810 radial nach innen hervorsteht. Der Vorsprung 814 weist eine Stelle 816 einer maximalen radial inneren Position auf, die bezüglich des Durchmessers der Abgasleitung 40 etwa 10 Prozent vertieft ist. Der sekundäre Mischer 804 ist derart angeordnet, dass er mit dem Ausgangsstrom des Mischers 802 wechselwirkt. Insbesondere ist eine sich von der Mischlamelle 806 stromabwärts erstreckende Konstruktionslinie 820 dargestellt. Die Konstruktionslinie 820 schneidet den sekundären Mischer 804 an einer Position, wo der Vorsprung 814 sich weiter radial nach innen erstreckt. D.h., die Konstruktionslinie 820 schneidet den Vorsprung 814 an einer Stelle stromabwärts von der Stelle 816. In dem in der Figur dargestellten spezifischen Beispiel schneidet die Konstruktionslinie 820 den Vorsprung 814 an einer Stelle, wo 25 Prozent des Vorsprungs 814 stromaufwärts vom Schnittpunkt liegen, während 75 Prozent des Vorsprungs 814 stromabwärts vom Schnittpunkt zwischen der Konstruktionslinie 820 und dem Vorsprung 814 liegen.The secondary mixer 804 is shown as a substantially spherical projection 814 protruding radially inwardly from the top surface 810. The projection 814 has a location 816 of a maximum radially inner position that is recessed by approximately 10 percent with respect to the diameter of the exhaust pipe 40. The secondary mixer 804 is arranged to interact with the output stream of the mixer 802. In particular, a construction line 820 extending downstream from the mixing lamella 806 is shown. Construction line 820 intersects secondary mixer 804 at a position where projection 814 extends further radially inward. That is, the construction line 820 intersects the projection 814 at a location downstream of the location 816. In the specific example shown in the figure, the construction line 820 intersects the projection 814 at a location where 25 percent of the projection 814 lies upstream of the intersection, while 75 Percent of the projection 814 lies downstream of the intersection between the construction line 820 and the projection 814.

Vorteilhaft liefert der sekundäre Mischer 804 mit seinem minimal nach innen gerichteten Vorsprung wenig bis gar keinen Gegendruckbeitrag. Die Abgasgeschwindigkeitsverteilung bleibt im Wesentlichen gleich, während die Gleichmäßigkeit des Reagenz eine Verbesserung von 7 bis 12% gegenüber einer Anordnung zeigt, die einfach nur den Mischer 802 verwendet. Eine berechnete Fluiddynamikmodellierung zeigt auf, dass die Reagenzkonzentration sowie der Gradient der Reagenzverteilung durch die Verwendung des Mischers 802 in Kombination mit dem sekundären Mischer 804 diffundiert sind. Es kommt in Betracht, dass der Vorsprung 814 derart axial angeordnet ist, dass die Konstruktionslinie 820 den sekundären Mischer 804 an einer Stelle im Bereich von 10 Prozent bis 50 Prozent der axialen Länge des Vorsprungs schneidet. Auf diese Weise werden Abgas und Reagens, die entlang der oberen Fläche 810 strömen, radial nach innen abgelenkt, während Abgas und Reagens, die entlang den Mischlamellen 806 strömen, radial nach außen abgelenkt werden.Advantageously, the secondary mixer 804, with its minimally inwardly directed projection, provides little to no back pressure contribution. The exhaust velocity distribution remains essentially the same while the reagent uniformity shows a 7 to 12% improvement over an arrangement that simply uses the mixer 802. Calculated fluid dynamics modeling indicates that the reagent concentration as well as the reagent distribution gradient are diffused through the use of the mixer 802 in combination with the secondary mixer 804. It is contemplated that the projection 814 is axially disposed such that the construction line 820 intersects the secondary mixer 804 at a location in the range of 10 percent to 50 percent of the axial length of the projection. In this manner, exhaust gas and reagent flowing along top surface 810 are deflected radially inwardly, while exhaust gas and reagent flowing along mixing fins 806 are deflected radially outward.

In der vorstehenden Diskussion sind lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben worden. Für Fachleute ist anhand dieser Diskussion und anhand der beigefügten Zeichnungen und Ansprüche ersichtlich, dass innerhalb des durch die beigefügten Ansprüche definierten Schutzumfangs der Erfindung verschiedenartige Änderungen, Modifikationen und Abwandlungen möglich sind.In the foregoing discussion, only exemplary embodiments of the present invention have been illustrated and described. It will be apparent to those skilled in the art from this discussion and from the accompanying drawings and claims that various changes, modifications and variations are possible within the scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (8)

Mischer (600, 600a, 700) zum Mischen eines Abgasstroms in einem Abgasrohr, wobei der Mischer (600, 600a, 700) umfasst: ein rohrförmiges Gehäuse (612, 612a, 720) mit in Umfangsrichtung beabstandeten Schlitzen (616, 618, 646, 648, 654, 656, 688, 690, 726a-i), die sich durch das Gehäuse (612, 612a, 720) für eine vorbestimmte axiale Länge erstrecken, wobei das rohrförmige Gehäuse (612, 612a) radial nach innen verlaufende Vertiefungen (650, 652, 724a-i) aufweist, die angrenzend an die Schlitze (654, 656) angeordnet sind, ein erstes Mischelement (602, 604a) mit einem Mittelabschnitt, der einen ersten Umfangsabschnitt (624) mit einem beabstandeten zweiten Umfangsabschnitt (626) verbindet, wobei der erste Umfangsabschnitt (624) an einer der Vertiefungen (650, 652, 724a-i) befestigt ist, die einem der Schlitze (654, 656) zugeordnet sind, wobei der zweite Umfangsabschnitt (626) an einer anderen der Vertiefungen (650, 652, 724a-b) befestigt ist, die einem anderen der Schlitze (654, 656) zugeordnet sind, und ein zweites Mischelement (604) mit einem Mittelabschnitt, der dritte und vierte beabstandete Umfangsabschnitte (642, 644) miteinander verbindet, wobei die dritten und vierten Umfangsabschnitte (642, 644) an anderen Vertiefungen befestigt sind, die anderen der Schlitze (616, 618, 646, 648, 688, 690, 726a-i) zugeordnet sind, wobei das zweite Mischelement (604) vom ersten Mischelement (602, 604a) beabstandet ist.Mixer (600, 600a, 700) for mixing an exhaust gas stream in an exhaust pipe, the mixer (600, 600a, 700) comprising: a tubular housing (612, 612a, 720) with circumferentially spaced slots (616, 618, 646, 648, 654, 656, 688, 690, 726a-i) extending through the housing (612, 612a, 720) for a predetermined axial length, the tubular housing (612, 612a) having radially inwardly extending depressions (650 , 652, 724a-i), which are arranged adjacent to the slots (654, 656), a first mixing element (602, 604a) having a central portion that connects a first peripheral portion (624) to a spaced-apart second peripheral portion (626). , wherein the first peripheral portion (624) is attached to one of the recesses (650, 652, 724a-i) associated with one of the slots (654, 656), wherein the second peripheral portion (626) is attached to another of the recesses (650 , 652, 724a-b) associated with another one of the slots (654, 656), and a second mixing element (604) having a central portion interconnecting third and fourth spaced peripheral portions (642, 644), the third and fourth peripheral sections (642, 644) are attached to other recesses associated with other of the slots (616, 618, 646, 648, 688, 690, 726a-i), the second mixing element (604) being separated from the first mixing element ( 602, 604a) is spaced apart. Mischer (600, 600a, 700) nach Anspruch 1, worin die Vertiefung (650, 652, 724a-i) eine Lasche beinhaltet, die als im Wesentlichen planare Platte ausgebildet ist.Mixer (600, 600a, 700). Claim 1 , wherein the recess (650, 652, 724a-i) includes a tab formed as a substantially planar plate. Mischer (600, 600a, 700) nach Anspruch 2, wobei der erste Umfangsabschnitt (624) des ersten Mischelements (650,724b) die Lasche überlappt.Mixer (600, 600a, 700). Claim 2 , wherein the first peripheral portion (624) of the first mixing element (650,724b) overlaps the tab. Mischer (600, 600a, 700) nach Anspruch 3, ferner mit einer Schweißnaht, die die Lasche am ersten Umfangsabschnitt (624) befestigt, wobei die Lasche radial nach innen von einer Außenfläche eines Gehäuses (612, 612a) positioniert ist.Mixer (600, 600a, 700). Claim 3 , further comprising a weld attaching the tab to the first peripheral portion (624), the tab being positioned radially inwardly from an outer surface of a housing (612, 612a). Mischer (600, 600a, 700) nach Anspruch 1, wobei sich die Vertiefung (650, 652, 724a-i) auf gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes (654, 656) erstreckt.Mixer (600, 600a, 700). Claim 1 , wherein the recess (650, 652, 724a-i) extends on opposite sides of the slot (654, 656). Mischer (600, 600a, 700) nach Anspruch 1, wobei sich eine Stirnfläche des ersten Umfangsabschnitts (624) radial nach außen über eine Außenfläche des Rohrgehäuses (612, 612a) hinaus erstreckt.Mixer (600, 600a, 700). Claim 1 , wherein an end face of the first peripheral portion (624) extends radially outwardly beyond an outer surface of the tubular housing (612, 612a). Mischer (600, 600a, 700) nach Anspruch 6, ferner mit einer Schweißnaht, die den ersten Umfangsabschnitt (624) und die Vertiefung (650, 724b) entlang einer Außenfläche des Rohrgehäuses verbindet.Mixer (600, 600a, 700). Claim 6 , further comprising a weld connecting the first peripheral portion (624) and the recess (650, 724b) along an outer surface of the tube housing. Mischer (600, 600a, 700) nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (612, 612a, 720) eine Vorderkante und eine Außenfläche aufweist, wobei die Außenfläche des Gehäuses (612, 612a, 720) in der Nähe der Vorderkante einen Kragenabschnitt definiert, der so bemessen und geformt ist, dass er eng mit einer Innenfläche des Abgasrohres zusammenpasst, wobei die Vertiefungen (650, 652, 724a-i) axial stromabwärts vom Kragenabschnitt positioniert sind.Mixer (600, 600a, 700). Claim 1 , wherein the housing (612, 612a, 720) has a front edge and an outer surface, the outer surface of the housing (612, 612a, 720) defining, proximate the front edge, a collar portion sized and shaped to closely fit an inner surface of the exhaust pipe, the recesses (650, 652, 724a-i) being positioned axially downstream of the collar portion.
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