GEBIET TERRITORY
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Mischvorrichtung für ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor. The present disclosure relates to a mixing apparatus for an exhaust aftertreatment system for an internal combustion engine.
HINTERGRUND BACKGROUND
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen bereit, die sich auf die vorliegende Offenbarung beziehen und nicht notwendigerweise vom Stand der Technik umfasst sind. This section provides background information related to the present disclosure and is not necessarily included in the prior art.
Selektive katalytische Reduktionstechnologie wird im Zusammenhang mit einem Reduzieren von Stickstoffoxiden angewandt, die im Abgas von Verbrennungsmotoren vorhanden sind. Viele Fahrzeuge, die Verbrennungsmotoren einsetzen, sind mit Abgasnachbehandlungsvorrichtungen zur Reduzierung von Stickstoffoxid-Emissionen ausgestattet. Einige dieser Systeme sind unter Anwendung von Harnstoff-basierter Technologie konstruiert, die einen Behälter zur Speicherung eines Reduktionsmittels (beispielsweise Harnstoff) und ein Zufuhrsystem zur Übertragung des Reduktionsmittels vom Behälter in den Abgasstrom umfassen. Eine Mischvorrichtung ist typischerweise stromabwärts einer Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung zum Mischen des eingespritzten Reduktionsmittels mit dem Abgas bereitgestellt, bevor das Reduktionsmittel einen Katalysator erreicht, auf den das Reaktionsmittel anspricht. Obwohl diese Systeme in der Vergangenheit eine gute Leistung erbracht haben können, kann es wünschenswert sein, eine verbesserte Mischvorrichtung bereitzustellen, um das Reduktionsmittel mit dem Abgasstrom effizienter und effektiver zu vermischen, und eine gleichmäßigere Verteilung des Reduktionsmittels über eine größere Fläche des Katalysators bereitzustellen. Selective catalytic reduction technology is used in the context of reducing nitrogen oxides present in the exhaust of internal combustion engines. Many vehicles employing internal combustion engines are equipped with exhaust aftertreatment devices to reduce nitrogen oxide emissions. Some of these systems are constructed using urea-based technology that includes a reservoir for storing a reductant (eg, urea) and a delivery system for transferring the reductant from the reservoir into the exhaust stream. A mixing device is typically provided downstream of a reductant injector for mixing the injected reductant with the exhaust before the reductant reaches a catalyst to which the reactant is responsive. Although these systems may have performed well in the past, it may be desirable to provide an improved mixing device to more efficiently and effectively mix the reductant with the exhaust stream and to provide a more uniform distribution of the reductant over a larger area of the catalyst.
ZUSAMMENFASSUNG SUMMARY
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale. This section provides a general summary of the disclosure and is not an exhaustive disclosure of its full scope or all features.
In einer Ausgestaltung stellt die vorliegende Offenbarung ein Abgasnachbehandlungssystem bereit, das einen Abgaskanal, eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung und eine Mischvorrichtung umfassen kann. Der Abgaskanal kann Abgas aus einem Motor aufnehmen. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann innerhalb des Abgaskanals angeordnet sein. Die Mischvorrichtung kann im Abgaskanal, stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet sein. Die Mischvorrichtung kann ein Gehäuse und eine erste und zweite Deflektorgruppe umfassen. Die erste Deflektorgruppe kann innerhalb des Gehäuses positioniert sein, und diese können relativ zueinander angeordnet sein, um Fluid, das durch die erste Deflektorgruppe hindurchströmt, in ein erstes Paar von Wirbeln zu leiten, die sich in entgegengesetzte Richtungen relativ zueinander drehen. Die zweite Deflektorgruppe kann innerhalb des Gehäuses positioniert sein, und diese können relativ zueinander angeordnet sein, um Fluid, das durch die zweite Deflektorgruppe hindurchströmt, in ein zweites Paar von Wirbeln zu leiten, die sich in entgegengesetzte Richtungen relativ zueinander drehen. Die erste und zweite Deflektorgruppe können um eine Längsachse des Gehäuses rotationssymmetrisch zueinander sein. In one aspect, the present disclosure provides an exhaust aftertreatment system that may include an exhaust passage, an exhaust aftertreatment device, and a mixing device. The exhaust passage may receive exhaust from an engine. The exhaust aftertreatment device may be disposed within the exhaust passage. The mixing device may be disposed in the exhaust passage, upstream of the exhaust aftertreatment device. The mixing device may comprise a housing and a first and second deflector group. The first group of deflectors may be positioned within the housing and may be disposed relative to each other to direct fluid passing through the first group of deflectors into a first pair of vortices that rotate in opposite directions relative to each other. The second group of deflectors may be positioned within the housing and may be disposed relative to each other to direct fluid passing through the second group of deflectors into a second pair of vortices that rotate in opposite directions relative to each other. The first and second group of deflectors may be rotationally symmetrical about a longitudinal axis of the housing.
In einigen Ausführungsformen kann die Abgasnachbehandlungsvorrichtung einen Katalysator umfassen. In some embodiments, the exhaust aftertreatment device may include a catalyst.
In einigen Ausführungsformen kann die Nachbehandlungsvorrichtung eine Kreisform umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Nachbehandlungsvorrichtung eine Dreiecksform umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Nachbehandlungsvorrichtung eine Quadratform umfassen. In some embodiments, the aftertreatment device may comprise a circular shape. In some embodiments, the aftertreatment device may include a triangular shape. In some embodiments, the aftertreatment device may comprise a square shape.
In einigen Ausführungsformen kann das Abgasnachbehandlungssystem ein Reduktionsmittelzufuhrsystem umfassen, das eine Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung zum Einspritzen eines Reduktionsmittels (beispielsweise Harnstoff oder Ammoniak) in den Abgaskanal, stromaufwärts der ersten und zweiten Deflektorgruppe aufweist. In some embodiments, the exhaust aftertreatment system may include a reductant delivery system having a reductant injector for injecting a reductant (eg, urea or ammonia) into the exhaust passage upstream of the first and second deflector groups.
In einigen Ausführungsformen kann das Abgasnachbehandlungssystem ein Reduktionsmittelzufuhrsystem umfassen, das erste und zweite Reduktionsmitteleinspritzvorrichtungen umfasst, die zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in den Abgaskanal, stromaufwärts der ersten und zweiten Deflektorgruppe angeordnet sind. In some embodiments, the exhaust aftertreatment system may include a reductant delivery system including first and second reductant injectors arranged to inject a reductant into the exhaust passage upstream of the first and second deflector groups.
In einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse eine erste und zweite Durchlassöffnung umfassen, durch die das Reduktionsmittel in das Gehäuse von der ersten beziehungsweise zweiten Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung eingespritzt wird. Die erste und zweite Durchlassöffnung können relativ zu der ersten und der zweiten Deflektorgruppe angeordnet sein, sodass ein Großteil des durch die erste Durchlassöffnung eingespritzten Reduktionsmittels durch die erste Deflektorgruppe hindurchströmt, und ein Großteil des durch die zweite Durchlassöffnung eingespritzten Reduktionsmittels durch die zweite Deflektorgruppe hindurchströmt. In some embodiments, the housing may include first and second ports through which the reductant is injected into the housing from the first and second reductant injectors, respectively. The first and second ports may be disposed relative to the first and second deflector groups such that a majority of the reductant injected through the first port passes through the first group of deflectors and a majority of the reductant injected through the second port extends through the second group of deflectors.
In einigen Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung eine dritte Deflektorgruppe umfassen, die innerhalb des Gehäuses positioniert sind, und relativ zueinander angeordnet sind, um Fluid, das durch die dritte Deflektorgruppe hindurchströmt, in ein drittes Paar von Wirbeln zu leiten, die sich in entgegengesetzte Richtungen relativ zueinander drehen. In some embodiments, the mixing device may include a third group of deflectors positioned within the housing, and disposed relative to each other to direct fluid passing through the third group of deflectors into a third pair of vortices that rotate in opposite directions relative to each other.
In einigen Ausführungsformen können die erste, zweite und dritte Deflektorgruppe um die Längsachse rotationssymmetrisch zueinander sein. In some embodiments, the first, second and third group of deflectors may be rotationally symmetric about the longitudinal axis.
In einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse eine erste, zweite und dritte Durchlassöffnung umfassen, die relativ zur ersten, zweiten und dritten Deflektorgruppe derart angeordnet sind, dass ein Großteil des Reduktionsmittels, das durch die erste Durchlassöffnung eingespritzt wird, durch die erste Deflektorgruppe hindurchströmt, dass ein Großteil des Reduktionsmittels, das durch die zweite Durchlassöffnung eingespritzt wird, durch die zweite Deflektorgruppe hindurchströmt, und dass ein Großteil des Reduktionsmittels, das durch die dritte Durchlassöffnung eingespritzt wird, durch die dritte Deflektorgruppe hindurchströmt. In some embodiments, the housing may include first, second and third ports disposed relative to the first, second and third deflector groups such that a majority of the reductant injected through the first port passes through the first group of deflectors Most of the reducing agent that is injected through the second passage opening flows through the second deflector group, and that a majority of the reducing agent that is injected through the third passage opening flows through the third deflector group.
In einigen Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung eine vierte Deflektorgruppe umfassen, die innerhalb des Gehäuses positioniert sind, und relativ zueinander angeordnet sind, um das durch die vierte Deflektorgruppe hindurchströmende Fluid in ein viertes Paar von Wirbeln zu leiten, die sich in entgegengesetzte Richtungen relativ zueinander drehen. In some embodiments, the mixing device may include a fourth group of deflectors positioned within the housing and disposed relative to each other to direct the fluid flowing through the fourth group of deflectors into a fourth pair of vortices that rotate in opposite directions relative to each other.
In einigen Ausführungsformen können die erste, zweite, dritte und vierte Deflektorgruppe um die Längsachse rotationssymmetrisch zueinander sein. In some embodiments, the first, second, third and fourth group of deflectors may be rotationally symmetric about the longitudinal axis.
In einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse eine erste, zweite, dritte und vierte Durchlassöffnung umfassen, die relativ zur ersten, zweiten, dritten und vierten Deflektorgruppe derart angeordnet sind, dass ein Großteil des Reduktionsmittels, das durch die erste Durchlassöffnung eingespritzt wird, durch die erste Deflektorgruppe hindurchströmt, dass ein Großteil des Reduktionsmittels, das durch die zweite Durchlassöffnung eingespritzt wird, durch die zweite Deflektorgruppe hindurchströmt, dass ein Großteil des Reduktionsmittels, das durch die dritte Durchlassöffnung eingespritzt wird, durch die dritte Deflektorgruppe hindurchströmt und dass ein Großteil des Reduktionsmittels, das durch die vierte Durchlassöffnung eingespritzt wird, durch die vierte Deflektorgruppe hindurchströmt. In some embodiments, the housing may include first, second, third, and fourth ports disposed relative to the first, second, third, and fourth deflector groups such that a majority of the reductant injected through the first port is through the first group of deflectors flows through that a majority of the reducing agent, which is injected through the second passage opening, flows through the second deflector group, that a large part of the reducing agent, which is injected through the third passage opening, flows through the third deflector group and that a large part of the reducing agent by the fourth passage opening is injected through which fourth deflector group flows.
In einigen Ausführungsformen kann jede der ersten und zweiten Deflektorgruppe eine Vielzahl an Platten umfassen, die sich parallel zur Längsachse des Gehäuses erstrecken, wobei jede eine Vielzahl an Nasen umfasst, die relativ zur Platte und zur Längsachse einen Winkel einschließen. In some embodiments, each of the first and second group of deflectors may include a plurality of plates that extend parallel to the longitudinal axis of the housing, each including a plurality of lobes that enclose an angle relative to the plate and the longitudinal axis.
In einigen Ausführungsformen können die Vielzahl an Nasen von jeder der Vielzahl an Platten eine Vielzahl an ersten Nasen, die sich von einer ersten Seite der entsprechenden Platte in eine erste Richtung erstrecken, und eine Vielzahl an zweiten Nasen, die sich von einer zweiten entgegengesetzten Seite der entsprechenden Platte in eine zweite Richtung erstrecken, umfassen. In some embodiments, the plurality of tabs of each of the plurality of plates may have a plurality of first tabs extending from a first side of the corresponding plate in a first direction and a plurality of second tabs extending from a second opposite side of the first tab corresponding plate in a second direction include.
In einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse ein rohrförmiges Element sein. In some embodiments, the housing may be a tubular member.
In einigen Ausführungsformen kann die Nachbehandlungsvorrichtung eine Kreisform umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Nachbehandlungsvorrichtung eine Dreiecksform umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Nachbehandlungsvorrichtung eine Quadratform umfassen. In some embodiments, the aftertreatment device may comprise a circular shape. In some embodiments, the aftertreatment device may include a triangular shape. In some embodiments, the aftertreatment device may comprise a square shape.
In einer weiteren Ausgestaltung stellt die vorliegende Offenbarung eine Mischvorrichtung für ein Abgasnachbehandlungssystem bereit, das ein Gehäuse und eine erste und zweite Deflektorgruppe umfassen kann. Die erste Deflektorgruppe kann innerhalb des Gehäuses positioniert sein, und kann zur Erzeugung eines ersten gegenläufigen Wirbelpaars angeordnet sein. Die zweite Deflektorgruppe kann innerhalb des Gehäuses positioniert sein, und kann zur Erzeugung eines zweiten gegenläufigen Wirbelpaars angeordnet sein. Die erste und zweite Deflektorgruppe können in einer kreisförmigen Anordnung um eine Längsachse des Gehäuses angeordnet sein. In another aspect, the present disclosure provides a mixing apparatus for an exhaust aftertreatment system that may include a housing and a first and second group of deflectors. The first group of deflectors may be positioned within the housing and may be arranged to produce a first opposing vortex pair. The second group of deflectors may be positioned within the housing and may be arranged to produce a second opposing pair of vertebrae. The first and second deflector groups may be arranged in a circular array about a longitudinal axis of the housing.
In einigen Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung eine dritte Deflektorgruppe umfassen, die innerhalb des Gehäuses positioniert ist, und zur Erzeugung eines dritten gegenläufigen Wirbelpaars angeordnet ist. In some embodiments, the mixing device may include a third group of deflectors positioned within the housing and arranged to generate a third opposing vortex pair.
In einigen Ausführungsformen kann die kreisförmige Anordnung eine dritte Deflektorgruppe umfassen. In some embodiments, the circular array may include a third group of deflectors.
In einigen Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung eine vierte Deflektorgruppe umfasen, die innerhalb des Gehäuses positioniert ist, und zur Erzeugung eines vierten gegenläufigen Wirbelpaars angeordnet ist. In some embodiments, the mixing device may include a fourth group of deflectors positioned within the housing and arranged to produce a fourth opposing vortex pair.
In einigen Ausführungsformen kann die kreisförmige Anordnung die vierte Deflektorgruppe umfassen. In some embodiments, the circular array may include the fourth group of deflectors.
In einigen Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung eine fünfte Deflektorgruppe umfassen, die auf der Längsachse zentriert ist, und von der ersten, zweiten, dritten und vierten Deflektorgruppe umgeben ist. In some embodiments, the mixing device may include a fifth group of deflectors centered on the longitudinal axis, and of the surrounded first, second, third and fourth deflector group.
In einigen Ausführungsformen sind einige oder alle der ersten, zweiten, dritten und vierten Deflektorgruppe rotationsmäßig voneinander unterschiedlich ausgerichtet. In some embodiments, some or all of the first, second, third and fourth deflector groups are rotationally different from each other.
In einigen Ausführungsformen können die erste und zweite Deflektorgruppe von ersten beziehungsweise zweiten Manschetten umgeben sein. In some embodiments, the first and second deflector groups may be surrounded by first and second sleeves, respectively.
In einigen Ausführungsformen können die ersten und zweiten Manschetten erste beziehungsweise zweite Längsachsen umfassen, die relativ zueinander und relativ zur Längsachse des Gehäuses einen Winkel einschließen. Eine solche Ausrichtung der ersten und zweiten Deflektorgruppe kann den Fluidstrom in Ecken eines nicht-kreisförmigen SCR(selektive katalytische Reduktion)-Katalysators oder einer anderen Nachbehandlungsvorrichtung treiben. In some embodiments, the first and second collars may include first and second longitudinal axes, respectively, that form an angle relative to each other and relative to the longitudinal axis of the housing. Such alignment of the first and second deflector groups may drive fluid flow into corners of a non-circular SCR (selective catalytic reduction) catalyst or other aftertreatment device.
Weitere Anwendbarkeitsgebiete werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen lediglich Illustrationszwecken, und sind als den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränkend zu deuten. Other areas of applicability will become apparent from the description provided herein. The description and specific examples in this summary are intended for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the present disclosure.
ZEICHNUNGEN DRAWINGS
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung von ausgewählten Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen, und sind als den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränkend zu deuten. The drawings described herein are merely illustrative of selected embodiments and not all possible implementations, and are not to be construed as limiting the scope of the present disclosure.
1 ist eine schematische Darstellung eines Motors und Abgassystems mit einem Nachbehandlungssystem gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung; 1 FIG. 10 is a schematic illustration of an engine and exhaust system with an aftertreatment system according to the principles of the present disclosure; FIG.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Mischvorrichtung des Nachbehandlungssystems von 1 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung; 2 is a perspective view of a mixing device of the aftertreatment system of 1 in accordance with the principles of the present disclosure;
3 ist eine weitere perspektivische Ansicht der Mischvorrichtung von 2; 3 is another perspective view of the mixing device of 2 ;
4 ist eine Querschnittsansicht der Mischvorrichtung; 4 is a cross-sectional view of the mixing device;
5 ist eine Draufsicht der Mischvorrichtung, die Drehrichtungen von Wirbeln veranschaulicht, die durch die Mischvorrichtung erzeugt werden, wenn Fluid hindurchströmt; 5 Fig. 10 is a top view of the mixing device illustrating directions of rotation of vortices generated by the mixing device as fluid passes therethrough;
6 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Mischvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung; 6 FIG. 12 is a perspective view of another mixing device according to the principles of the present disclosure; FIG.
7 ist eine weitere perspektivische Ansicht der Mischvorrichtung von 6; 7 is another perspective view of the mixing device of 6 ;
8 ist eine Querschnittsansicht der Mischvorrichtung von 6; 8th is a cross-sectional view of the mixing device of 6 ;
9 ist eine Draufsicht der Mischvorrichtung von 6, die Drehrichtungen von Wirbeln veranschaulicht, die durch die Mischvorrichtung erzeugt werden, wenn Fluid hindurchströmt; 9 is a plan view of the mixing device of 6 which illustrates directions of rotation of vortices generated by the mixing device as fluid passes therethrough;
10 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren perspektivischen Ansicht gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung; 10 FIG. 12 is a perspective view of another perspective view according to the principles of the present disclosure; FIG.
11 ist eine weitere perspektivische Ansicht der Mischvorrichtung von 10; 11 is another perspective view of the mixing device of 10 ;
12 ist eine Querschnittsansicht der Mischvorrichtung von 10; 12 is a cross-sectional view of the mixing device of 10 ;
13 ist eine Draufsicht der Mischvorrichtung von 10, die Drehrichtungen von Wirbeln veranschaulicht, die durch die Mischvorrichtung erzeugt werden, wenn Fluid hindurchströmt; 13 is a plan view of the mixing device of 10 which illustrates directions of rotation of vortices generated by the mixing device as fluid passes therethrough;
14 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Mischvorrichtung, die eine Vielzahl an Deflektorgruppen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung aufweist; 14 FIG. 15 is a perspective view of another mixing device having a plurality of deflector groups in accordance with the principles of the present disclosure; FIG.
15 ist eine perspektivische Ansicht von einer der Deflektorgruppen der Mischvorrichtung von 14; 15 is a perspective view of one of the deflector groups of the mixing device of 14 ;
16 ist eine weitere perspektivische Ansicht der Deflektorgruppen von 15; und 16 is another perspective view of the deflector groups of 15 ; and
17 ist eine Draufsicht der Deflektorgruppe von 15, die Drehrichtungen von Wirbeln veranschaulicht, die durch die Deflektorgruppe erzeugt werden, wenn Fluid hindurchströmt. 17 is a plan view of the deflector group of 15 which illustrates directions of rotation of vortices generated by the group of deflectors as fluid passes therethrough.
Entsprechende Bezugszahlen zeigen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen auf. Corresponding reference numerals indicate corresponding parts throughout the several views of the drawings.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION
Beispielhafte Ausführungsformen werden nunmehr ausführlicher mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Exemplary embodiments will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
Beispielhafte Ausführungsformen werden bereitgestellt, sodass diese Offenbarung eingehend sein wird, und dem Fachmann der Schutzumfang zur Gänze übermittelt werden wird. Zahlreiche spezifische Details, beispielsweise Beispiele spezifischer Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren werden angeführt, um ein umfassendes Verstehen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Für den Fachmann wird es offenkundig sein, dass spezifische Details nicht eingesetzt werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in unterschiedlichen Formen integriert sein können und dass weder das eine noch das andere als den Schutzumfang der Offenbarung einschränkend zu deuten ist. In einigen Ausführungsformen sind wohlbekannte Verfahren, wohlbekannte Vorrichtungsstrukturen und wohlbekannte Technologien nicht im Detail beschrieben. Exemplary embodiments are provided so that this disclosure will be thorough, and to those skilled in the art, the scope of protection will be transmitted in full. Numerous specific details, such as examples of specific components, devices, and methods, are provided to provide a thorough understanding of embodiments of the present disclosure. It will be apparent to those skilled in the art that specific details need not be employed, that example embodiments may be incorporated in various forms, and that neither the one nor the other than the scope of the disclosure is to be interpreted as limiting. In some embodiments, well-known methods, well-known device structures, and well-known technologies are not described in detail.
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Beschreiben bestimmter beispielhafter Ausführungsformen, und ist als nicht einschränkend zu deuten. Wie hierin verwendet, können die Einzahlformen “ein/eine” und “der/die/das” als auch die Mehrzahlform miteinbeziehend zu deuten sein, wenn aus dem Zusammenhang nichts Gegenteiliges hervorgeht. Die Begriffe „umschließt”, “umschließend”, “umfassend” und “aufweisend” sind offene Begriffe und spezifizieren daher das Vorliegen von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Arbeitsvorgängen, Elementen und/oder anderer Komponenten, schließen das Vorliegen oder das Hinzufügen von einem oder mehrerer Merkmale, Ganzzahlen, Schritten, Arbeitsvorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht aus. Die hierin beschriebenen Verfahrensschritte, Verfahren und Arbeitsvorgänge sind nicht dahingehend zu deuten, dass sie deren Ausführung notwendigerweise in der bestimmten, diskutierten oder veranschaulichten Reihenfolge erfordern, außer wenn dies als eine Ausführungsreihenfolge spezifisch gekennzeichnet ist. Ferner wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche oder alternative Schritte eingesetzt werden können. The terminology used herein is merely for describing particular example embodiments, and is not meant to be limiting. As used herein, the singular forms "a" and "the" and the plural form may be taken to mean implied unless the context dictates otherwise. The terms "enclosing," "enclosing," "comprising," and "having" are open-ended terms and therefore specify the presence of specified features, integers, steps, operations, elements, and / or other components, including the presence or addition of one or multiple features, integers, steps, operations, elements, components, and / or groups thereof. The method steps, methods and operations described herein are not to be interpreted as requiring their execution necessarily in the particular order discussed, discussed or illustrated, unless specifically designated as an execution order. It is also noted that additional or alternative steps may be used.
Wird ein Element als sich in einer Position “auf”, “eingerückt in”, “befestigt an”, “verbunden mit” oder “gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer Schicht befindend bezeichnet, kann es direkt auf, eingerückt, befestigt, verbunden oder gekoppelt mit dem anderen Element oder der Schicht sein, oder es können dazwischenkommende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Im Gegensatz dazu, wenn ein Element als in einer Position „direkt auf“, „direkt eingerückt in“, „direkt befestigt an“, “direkt verbunden mit” oder “direkt gekoppelt mit” einem anderen Element oder Schicht befindend bezeichnet wird, sind vielleicht keine dazwischenkommende Elemente oder Schichten vorhanden. Andere Wörter, die zur Beschreibung des Verhältnisses zwischen Elementen verwendet werden, sollten auf ähnliche Art und Weise interpretiert werden (beispielsweise „zwischen“ gegenüber „direkt zwischen“, „angrenzend“ gegenüber „direkt angrenzend“ etc.). Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ jede beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Gegenstände. When an element is said to be in an "on," "indented in," "attached to," "connected to," or "coupled to" another element or layer, it may be directly attached, engaged, attached, connected or coupled to the other element or layer, or intervening elements or layers may be present. In contrast, when an item is referred to as being "directly on," "directly engaged in," "directly attached to," "directly connected to," or "directly coupled to" another element or layer, perhaps no intervening elements or layers present. Other words used to describe the relationship between elements should be interpreted in a similar fashion (e.g., "between" versus "directly between," "adjacent" versus "directly adjacent," etc.). As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.
Obwohl die Begriffe erster/erste/erstes, zweiter/zweite/zweites etc. hierin zur Beschreibung verschiedener Elemente, Komponenten, Komponentengruppen, Bereichen, Schichten und/oder Abschnitten verwendet werden können, sollen diese Elemente, Komponenten, Komponentengruppen, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte durch diese Begriffe nicht eingeschränkt werden. Diese Begriffe können lediglich dazu verwendet werden, ein Element, Komponente, Komponentengruppe, Bereich, Schicht oder Abschnitt von einem anderen Element, Komponente, Komponentengruppe, Bereich, Schicht oder Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster/erste/erstes“, „zweiter/zweite/zweites“ und andere numerische Begriffe implizieren keine Sequenz oder Reihenfolge, wenn sie hierin verwendet werden, außer wenn dies durch den Zusammenhang eindeutig angezeigt ist. Somit könnte ein erstes, oben diskutiertes Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt als ein zweites Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehrmethoden der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen. Although the terms first / first / first, second / second / second, etc. may be used herein to describe various elements, components, component groups, regions, layers and / or sections, these elements, components, component groups, regions, layers and / or sections are not restricted by these terms. These terms can be used merely to distinguish one element, component, component group, region, layer or section from another element, component, component group, region, layer or section. Terms such as "first / first / first", "second / second / second" and other numerical terms do not imply any sequence or order when used herein unless clearly indicated by the context. Thus, a first element, component, region, layer or portion discussed above could be termed a second element, component, region, layer or section without departing from the teachings of the exemplary embodiments.
Räumlich relative Begriffe wie „Innen-“, „Außen-“, „unterhalb“, „unten“, „Unter-“, „über“, „Ober-“ und ähnliches, als auch richtungsangebende Begriffe, wie aufwärts, abwärts, im Uhrzeigersinn, gegen den Uhrzeigersinn und ähnliches kann hierin zur Erleichterung der Beschreibung verwendet werden, um das Verhältnis eines Elements oder Merkmals mit (einem) anderen Element(en) oder Merkmal(en), wie in den Figuren veranschaulicht, zu beschreiben. Räumlich relative Begriffe können als unterschiedliche Ausrichtungen der in Verwendung oder in Betrieb befindlichen Vorrichtung zusätzlich zu der in den Figuren abgebildeten Ausrichtung umfassend zu deuten sein. Wird die Vorrichtung in den Figuren beispielsweise auf den Kopf gestellt, würden Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben sind, dann als „über” den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein. Somit kann der beispielhafte Begriff „unten“ sowohl eine Ausrichtung von über und unter umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet sein (90 Grad gedreht oder mit einer anderen Ausrichtung) und die hierin verwendeten, räumlich relativen Beschreibungselemente können demgemäß ausgelegt werden. Spatially relative terms such as "inner", "outer", "below", "below", "lower", "above", "upper" and the like, as well as directional terms, such as up, down, clockwise , counterclockwise and the like may be used herein for ease of description to describe the relationship of an element or feature to another element (s) or feature (s) as illustrated in the figures. Spatially relative terms may be interpreted as including different orientations of the device in use or in operation in addition to the orientation depicted in the figures. For example, if the device were turned upside down in the figures, then elements described as "below" or "beneath" other elements or features would then be aligned "above" the other elements or features. Thus, the exemplary term "bottom" may include both an orientation of above and below. The device may be otherwise oriented (rotated 90 degrees or with a different orientation) and the spatially relative descriptors used herein may be construed accordingly.
Mit Bezug auf 1 ist ein Abgasnachbehandlungssystem 10 bereitgestellt, das einen Abgaskanal 12, ein Reduktionsmittelzufuhrsystem 14, eine Nachbehandlungsvorrichtung 16 und eine Mischvorrichtung 18 umfassen kann. Der Abgaskanal 12 kann Abgas aufnehmen, das aus einem Verbrennungsmotor 20 abgegeben wird. Das in den Abgaskanal 12 abgegebene Abgas kann durch die Mischvorrichtung 18 und die Nachbehandlungsvorrichtung 16 hindurchströmen, bevor es an die Betriebssystemumgebung abgegeben wird. Das Reduktionsmittelzufuhrsystem 14 kann das Reduktionsmittel (beispielsweise Harnstoff oder Ammoniak) von einem Reservoir 22 zu einer oder mehreren Reduktionsmitteleinspritzvorrichtungen 24 pumpen, die das Reduktionsmittel in den Abgasstrom bei oder stromaufwärts der Mischvorrichtung 18 einspritzen können. Die Mischvorrichtung 18 kann das Reduktionsmittel mit dem Abgas vermischen, um eine gleichförmigere Mischung von Reduktionsmittel und Abgas bereitzustellen, bevor die Mischung in die Nachbehandlungsvorrichtung 16 eintritt. Regarding 1 is an exhaust aftertreatment system 10 provided, which has an exhaust duct 12 , a reductant delivery system 14 , an aftertreatment device 16 and a mixing device 18 may include. The exhaust duct 12 can absorb exhaust gas that comes from a internal combustion engine 20 is delivered. That in the exhaust duct 12 discharged exhaust gas can through the mixing device 18 and the aftertreatment device 16 through before it is delivered to the operating system environment. The reductant delivery system 14 For example, the reducing agent (eg, urea or ammonia) may be withdrawn from a reservoir 22 to one or more reductant injectors 24 pumps the reducing agent into the exhaust stream at or upstream of the mixing device 18 can inject. The mixing device 18 For example, the reducing agent may be mixed with the exhaust gas to provide a more uniform mixture of reductant and exhaust gas prior to mixing into the aftertreatment device 16 entry.
Die Nachbehandlungsvorrichtung 16 kann beispielsweise ein SCR(selektive katalytische Reduktion)-Katalysator sein. Eine Reaktion zwischen dem Reduktionsmittel und der Nachbehandlungsvorrichtung 16 kann beispielsweise Stickstoffoxide im Abgas in Stickstoff (N2), Wasser und/oder Kohlendioxid umwandeln. Die Nachbehandlungsvorrichtung 16 kann jede beliebige Form aufweisen, beispielsweise eine kreisförmige Form (wie in 5 gezeigt), eine dreieckige Form (wie in 9 gezeigt) oder eine rechteckige oder quadratische Form (wie in 13 gezeigt). The aftertreatment device 16 For example, it may be an SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst. A reaction between the reducing agent and the after-treatment device 16 For example, it may convert nitrogen oxides in the exhaust into nitrogen (N 2 ), water and / or carbon dioxide. The aftertreatment device 16 may be of any shape, such as a circular shape (as in FIG 5 shown), a triangular shape (as in 9 shown) or a rectangular or square shape (as in 13 shown).
Mit nunmehriger Bezugnahme auf 2–5 kann die Mischvorrichtung 18 ein Gehäuse 26, eine erste Deflektorgruppe 27 und eine zweite Deflektorgruppe 28 umfassen. Das Gehäuse 26 kann ein allgemein rohrförmiges Element mit einer Längsachse A und einer ersten und zweiten Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnung 30, 32 sein. Die erste und zweite Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnung 30, 32 kann zwischen einem Stromaufwärts-Ende 33 des Gehäuses 26 und einem Stromabwärts-Ende 35 des Gehäuses 26 positioniert sein. Jede der Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 30, 32 kann eine entsprechende der Reduktionsmitteleinspritzvorrichtungen 24 (wie in 4 schematisch gezeigt) aufnehmen. Die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtungen 24 können ein Reduktionsmittel in die Mischvorrichtung 18 stromaufwärts der ersten und zweiten Deflektorgruppe 27, 28 einspritzen. Während die Einspritzvorrichtungen 24 in den Figuren derart positioniert gezeigt sind, dass sie ein Reduktionsmittel in eine zur Richtung des Abgasstroms senkrechte Richtung einspritzen, könnten in einigen Ausführungsformen die Einspritzvorrichtungen 24 und Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 30, 32 in einem Winkel relativ zur Richtung des Abgasstroms positioniert sein. Es wird darauf hingewiesen, dass die Einspritzvorrichtungen 24 und die Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 30, 32 an jeder beliebigen Stelle und in jeder beliebigen Ausrichtung positioniert sein können. With reference now to 2 - 5 can the mixing device 18 a housing 26 , a first group of deflectors 27 and a second group of deflectors 28 include. The housing 26 may be a generally tubular member having a longitudinal axis A and first and second injector ports 30 . 32 be. The first and second injector ports 30 . 32 can be between an upstream end 33 of the housing 26 and a downstream end 35 of the housing 26 be positioned. Each of the injector ports 30 . 32 may be a corresponding one of the reducing agent injectors 24 (as in 4 shown schematically) record. The reductant injectors 24 may include a reducing agent in the mixing device 18 upstream of the first and second deflector groups 27 . 28 inject. While the injectors 24 As shown in the figures positioned to inject a reductant in a direction perpendicular to the direction of the exhaust flow, in some embodiments, the injectors could 24 and injector ports 30 . 32 be positioned at an angle relative to the direction of the exhaust stream. It should be noted that the injectors 24 and the injector ports 30 . 32 can be positioned anywhere and in any orientation.
Die erste Deflektorgruppe 27 kann erste und zweite Platten 34, 36 und eine erste Hälfte oder einen Abschnitt 37 einer dritten Platte 38 umfassen. Die zweite Deflektorgruppe 28 kann vierte und fünfte Platten 39, 41 und eine zweite Hälfte oder einen Abschnitt 43 der dritten Platte 38 umfassen. Die erste, zweite, vierte und fünfte Platte 34, 36, 39, 41 können allgemein zueinander parallel sein, und können parallel zur Längsachse A des Gehäuses 26 sein. Die dritte Platte 38 kann allgemein parallel zur ersten, zweiten, vierten und fünften Platte 34, 36, 39, 41 sein, und kann sich entlang der Längsachse A erstrecken. Seitliche Enden der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Platte 34, 36, 38, 39, 41 können starr am Gehäuse 26 durch ein beliebiges geeignetes Mittel, beispielweise durch Schweißen, Befestigungsmittel und/oder Presspassung befestigt sein. Beispielsweise können in einigen Ausführungsformen die seitlichen Enden der Platten 34, 36, 38, 39, 41 (nicht gezeigte) Schenkel umfassen, die sich aufwärts oder abwärts davon erstrecken, und in den inneren Durchmesser des Gehäuses 26 eingreifen. Die Schenkel können beispielsweise geschweißt oder sonstwie mit dem inneren Durchmesser des Gehäuses 26 verbunden sein. The first group of deflectors 27 can first and second plates 34 . 36 and a first half or a section 37 a third plate 38 include. The second group of deflectors 28 can fourth and fifth plates 39 . 41 and a second half or section 43 the third plate 38 include. The first, second, fourth and fifth plates 34 . 36 . 39 . 41 may be generally parallel to each other, and may be parallel to the longitudinal axis A of the housing 26 be. The third plate 38 may be generally parallel to the first, second, fourth and fifth plates 34 . 36 . 39 . 41 and may extend along the longitudinal axis A. Lateral ends of the first, second, third, fourth and fifth plates 34 . 36 . 38 . 39 . 41 can be rigid on the case 26 be secured by any suitable means, for example by welding, fastening means and / or interference fit. For example, in some embodiments, the lateral ends of the plates 34 . 36 . 38 . 39 . 41 including legs (not shown) extending up or down therefrom and into the inner diameter of the housing 26 intervention. For example, the legs may be welded or otherwise connected to the inner diameter of the housing 26 be connected.
Die erste Platte 34 kann ein Stromaufwärts-Ende 40, ein Stromabwärts-Ende 42, eine Vielzahl an Ausschnitten 44 (die am besten in 3 dargestellt sind), eine Vielzahl an ersten Deflektoren 46, eine Vielzahl an zweiten Deflektoren 48 und einen oder mehrere dritte Deflektoren 50 umfassen. Die Ausschnitte 44 und erste Deflektoren 46 können zwischen den Stromaufwärts- und Stromabwärts-Enden 40, 42 positioniert sein. Die ersten Deflektoren 46 können aus der ersten Platte 34 zum Teil herausgeschnitten oder herausgestanzt sein (wodurch die Ausschnitte 44 gebildet sind) und nach oben (relativ zum Bezugsrahmen von 2–5) in einem Winkel relativ zur ersten Platte 34 gebogen sein. Auf diese Art und Weise können die ersten Deflektoren 46 Fluid abwärts durch die Ausschnitte 44 hindurch ablenken, wenn Fluid durch das Gehäuse 26 vom Stromaufwärts-Ende 33 an das Stromabwärts-Ende 35 strömt. The first plate 34 can be an upstream end 40 , a downstream end 42 , a variety of excerpts 44 (the best in 3 are shown), a plurality of first deflectors 46 , a variety of second deflectors 48 and one or more third deflectors 50 include. The cutouts 44 and first deflectors 46 can between the upstream and downstream ends 40 . 42 be positioned. The first deflectors 46 can from the first plate 34 partly cut out or punched out (whereby the cutouts 44 are formed) and upwards (relative to the frame of reference of 2 - 5 ) at an angle relative to the first plate 34 be bent. In this way, the first deflectors can 46 Fluid down through the cutouts 44 through when fluid through the housing 26 from the upstream end 33 to the downstream end 35 flows.
Die zweiten Detektoren 48 können am Stromabwärts-Ende 42, oder daran angrenzend, der ersten Platte 34 positioniert sein, und können sich von der ersten Platte 34 abwärts und in Richtung des Stromabwärts-Endes 35 des Gehäuses 26 erstrecken. Der dritte Deflektor 50 kann am Stromabwärts-Ende 42, oder daran angrenzend, der ersten Platte 34 und zwischen den zweiten Deflektoren 48 positioniert sein. Der dritte Deflektor 50 kann sich von der ersten Platte 34 nach oben und in Richtung des Stromabwärts-Endes 35 des Gehäuses 26 erstrecken. Der dritte Deflektor 50 kann einen darin ausgebildeten Schlitz 52 umfassen. Wenn Fluid durch das Gehäuse 26 vom Stromaufwärts-Ende 33 an das Stromabwärts-Ende 35 strömt, können die zweiten Deflektoren 48 Fluid nach unten ablenken, und der dritte Deflektor 50 kann Fluid nach oben ablenken. The second detectors 48 can at the downstream end 42 , or adjacent to it, the first plate 34 be positioned, and can stand out from the first plate 34 down and towards the downstream end 35 of the housing 26 extend. The third deflector 50 can at the downstream end 42 , or adjacent to it, the first plate 34 and between the second deflectors 48 be positioned. The third deflector 50 can be different from the first plate 34 up and towards the downstream end 35 of the housing 26 extend. The third deflector 50 may have a slot formed therein 52 include. When fluid passes through the housing 26 from the upstream end 33 to the downstream end 35 flows, the second deflectors can 48 Deflect fluid down, and the third deflector 50 can deflect fluid upwards.
Die zweite Platte 36 kann im Wesentlichen ähnlich der ersten Platte 34 sein, und kann ein Stromaufwärts-Ende 54, ein Stromabwärts-Ende 56, eine Vielzahl an Ausschnitten 58 (die am besten in 3 dargestellt sind), eine Vielzahl an ersten Deflektoren 60, eine Vielzahl an zweiten Deflektoren 62 und einen oder mehrere dritte Deflektoren 64 umfassen. Die Ausschnitte 58 und die Deflektoren 60, 62, 64 können ähnlich oder ident mit den Ausschnitten 44 und Deflektoren 46, 48, 50 der ersten Platte 34 sein, und werden daher nicht noch einmal im Detail beschrieben werden. The second plate 36 can be essentially similar to the first plate 34 be, and may be an upstream end 54 , a downstream end 56 , a variety of excerpts 58 (the best in 3 are shown), a plurality of first deflectors 60 , a variety of second deflectors 62 and one or more third deflectors 64 include. The cutouts 58 and the deflectors 60 . 62 . 64 may be similar or identical to the cutouts 44 and deflectors 46 . 48 . 50 the first plate 34 and will therefore not be described in detail again.
Die dritte Platte 38 kann ein Stromaufwärts-Ende 66 und ein Stromabwärts-Ende 68 umfassen. Der erste Abschnitt 37 der dritten Platte 38 kann eine Vielzahl an Ausschnitten 70, eine Vielzahl an ersten Deflektoren 72 und einen zweiten Deflektor 74 umfassen. Die Ausschnitte 70 und ersten Deflektoren 72 können zwischen den Stromaufwärts- und Stromabwärts-Enden 66, 68 positioniert sein. Die ersten Deflektoren 72 können aus der dritten Platte 38 zum Teil herausgeschnitten oder herausgestanzt sein (wodurch die Ausschnitte 70 gebildet sind), und nach unten (relativ zum Bezugsrahmen von 2–5) in einem Winkel relativ zur dritten Platte 38 gebogen sein. Auf diese Art und Weise können die ersten Deflektoren 72 Fluid nach oben durch die Ausschnitte 70 hindurch ablenken, wenn Fluid durch das Gehäuse 26 vom Stromaufwärts-Ende 33 an das Stromabwärts-Ende 35 strömt. The third plate 38 can be an upstream end 66 and a downstream end 68 include. The first paragraph 37 the third plate 38 can have a variety of cutouts 70 , a variety of first deflectors 72 and a second deflector 74 include. The cutouts 70 and first deflectors 72 can between the upstream and downstream ends 66 . 68 be positioned. The first deflectors 72 can from the third plate 38 partly cut out or punched out (whereby the cutouts 70 are formed), and down (relative to the frame of reference of 2 - 5 ) at an angle relative to the third plate 38 be bent. In this way, the first deflectors can 72 Fluid up through the cutouts 70 through when fluid through the housing 26 from the upstream end 33 to the downstream end 35 flows.
Der zweite Deflektor 74 kann am Stromabwärts-Ende 42, oder angrenzend daran, der dritten Platte 38 positioniert sein, und kann sich von der dritten Platte 38 nach oben und in Richtung des Stromabwärts-Endes 35 des Gehäuses 26 erstrecken. Wenn Fluid durch das Gehäuse 26 vom Stromaufwärts-Ende 33 an das Stromabwärts-Ende 35 strömt, kann der zweite Deflektor 74 Fluid allgemein nach oben ablenken. The second deflector 74 can at the downstream end 42 , or adjacent to it, the third plate 38 be positioned, and may differ from the third plate 38 up and towards the downstream end 35 of the housing 26 extend. When fluid passes through the housing 26 from the upstream end 33 to the downstream end 35 flows, the second deflector can 74 Generally distract fluid upwards.
Die zweite Deflektorgruppe 28 kann ähnlich oder ident mit der ersten Deflektorgruppe 27 sein, mit der Ausnahme, dass die zweite Deflektorgruppe 28 einhundertachzig Grad von der ersten Deflektorgruppe 28 beabstandet gedreht positioniert sein kann. D.h. die erste und zweite Deflektorgruppe 27, 28 können zueinander rotationssymmetrisch um die Längsachse A sein. Da der zweite Abschnitt 43 der dritten Platte 38 dem ersten Abschnitt 37 im Wesentlichen ähnlich ist, und die vierte und fünfte Platte 39, 41 der zweiten beziehungsweise ersten Platte 36, 34 im Wesentlichen ähnlich sind, werden der zweite Abschnitt 43 und die vierte und fünfte Platte 39, 41 nicht wiederholt im Detail beschrieben. Kurz gesagt, der zweite Abschnitt 43 kann Ausschnitte 76, nach oben sich erstreckende Deflektoren 78 und einen nach unten sich erstreckenden Deflektor 80 umfassen. Die vierte Platte 39 kann Ausschnitte 82, nach unten sich erstreckende erste Deflektoren 84, nach oben sich erstreckende zweite Deflektoren 86 und einen nach unten sich erstreckenden dritten Deflektor 88 umfassen. Die fünfte Platte 41 kann Ausschnitte 90, nach unten sich erstreckende erste Deflektoren 92, nach oben sich erstreckende zweite Deflektoren 94 und einen nach unten sich erstreckenden dritten Deflektor 96 umfassen. The second group of deflectors 28 may be similar or identical to the first deflector group 27 be, except that the second deflector group 28 One hundred and eighty degrees from the first group of deflectors 28 can be positioned spaced apart rotated. That means the first and second group of deflectors 27 . 28 can be rotationally symmetrical about the longitudinal axis A to each other. Because the second section 43 the third plate 38 the first section 37 is essentially similar, and the fourth and fifth plate 39 . 41 the second or first plate 36 . 34 are essentially similar, become the second section 43 and the fourth and fifth plates 39 . 41 not repeatedly described in detail. In short, the second section 43 can cutouts 76 , upwardly extending deflectors 78 and a downwardly extending deflector 80 include. The fourth record 39 can cutouts 82 downwardly extending first deflectors 84 , upwardly extending second deflectors 86 and a downwardly extending third deflector 88 include. The fifth plate 41 can cutouts 90 downwardly extending first deflectors 92 , upwardly extending second deflectors 94 and a downwardly extending third deflector 96 include.
Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 1–5, wird die Betriebsweise des Systems 10 ausführlich beschrieben. Während des Motor 20 – Betriebs wird Abgas aus dem Motor 20 in den Abgaskanal 12 abgegeben, und strömt durch die Mischvorrichtung 18 hindurch. Wenn das Abgas durch die Mischvorrichtung 18 hindurchströmt, kann das Reduktionsmittelzufuhrsystem 14 das Reduktionsmittel in den Abgasstrom stromaufwärts der ersten und zweiten Deflektorgruppe 27, 28 (beispielsweise durch die Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 30, 32) einspritzen. Strömt das Reduktionsmittel durch die erste und zweite Deflektorgruppe 27, 28 hindurch, wird es mit dem Abgas derart vermischt, dass das Reduktionsmittel gleichmäßiger im Abgas verteilt ist, wenn die Mischung in die Nachbehandlungsvorrichtung 16 strömt. With continued reference to 1 - 5 , the operation of the system 10 described in detail. During the engine 20 - Operation will exhaust gas from the engine 20 in the exhaust duct 12 discharged, and flows through the mixing device 18 therethrough. When the exhaust gas through the mixing device 18 flows through, the reducing agent supply system 14 the reducing agent in the exhaust stream upstream of the first and second deflector group 27 . 28 (For example, through the injector ports 30 . 32 ) inject. The reducing agent flows through the first and second deflector group 27 . 28 through, it is mixed with the exhaust gas so that the reducing agent is distributed more evenly in the exhaust gas when the mixture in the aftertreatment device 16 flows.
Wie in 5 gezeigt, veranlassen die erste und zweite Deflektorgruppe 27, 28 das Fluid, durch diese hindurchzuströmen, um ein erstes und zweites Wirbelpaar auszubilden. D.h. die erste Deflektorgruppe 27 kann einen ersten Wirbel V1 erzeugen, der sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, und einen zweiten Wirbel V2, der im Uhrzeigersinn rotiert. Die zweite Deflektorgruppe 28 kann einen dritten Wirbel V3, der sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn dreht, und einen vierten Wirbel V4, der sich in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, erzeugen. Der erste und zweite Wirbel V1, V2 können Seite-an-Seite miteinander angeordnet, und allgemein über der dritten Platte 38 positioniert sein. Die Anordnung des dritten und vierten Wirbels V3, V4 kann rotationssymmetrisch zur Anordnung des ersten und zweiten Wirbels V1, V2 um die Längsachse A sein. As in 5 shown cause the first and second deflector group 27 . 28 the fluid to flow therethrough to form a first and second vortex pair. That means the first group of deflectors 27 may generate a first vortex V1 rotating in a counterclockwise direction and a second vortex V2 rotating in a clockwise direction. The second group of deflectors 28 may generate a third vane V3 rotating in a clockwise direction and a fourth vane V4 rotating in a counterclockwise direction. The first and second vortices V1, V2 may be arranged side by side, and generally over the third plate 38 be positioned. The arrangement of the third and fourth vortexes V3, V4 can be rotationally symmetrical with respect to the arrangement of the first and second vortexes V1, V2 about the longitudinal axis A.
Durch das Herstellen der zwei gegenläufigen Wirbel-Paare V1, V2, V3, V4, kann die Mischvorrichtung 18 die Gesamtgleichmäßigkeit der Fluidströmungsstruktur an der Stromaufwärts-Seite der Nachbehandlungsvorrichtung 16 verbessern (d.h. Strömungsraten an der Stromaufwärts-Seite der Nachbehandlungsvorrichtung 16 können gleichmäßiger sein). Das Bereitstellen von zwei gegenläufigen Wirbel-Paaren (und nicht bloß eines einzelnen gegenläufigen Wirbel-Paars) kann einen Abstand stromabwärts der Mischvorrichtung 18 verringern, über den sich die Wirbel V1, V2, V3, V4 auflösen können, bevor sie durch die Nachbehandlungsvorrichtung 16 hindurchströmen. Die Konfiguration der ersten und zweiten Deflektorgruppe 27, 28 kann insbesondere von Vorteil sein, wenn sie im Zusammenhang mit einer Nachbehandlungsvorrichtung 16 angewandt wird, die einen (wie in 5 dargestellten) kreisförmigen Querschnitt aufweist, kann jedoch auch von Vorteil sein, wenn sie bei einer Nachbehandlungsvorrichtung angewandt wird, die irgendeine andere Form aufweist. By producing the two opposing vortex pairs V1, V2, V3, V4, the mixing device 18 the overall uniformity of the fluid flow structure on the upstream side of the aftertreatment device 16 improve (ie flow rates on the upstream side of the aftertreatment device 16 can be more uniform). The provision of two counter-rotating vortex pairs (and not just a single counter-rotating vortex pair) may be spaced a distance downstream of the mixing device 18 decrease, over which vortices V1, V2, V3, V4 can dissolve before passing through the aftertreatment device 16 flow through. The configuration of the first and second deflector group 27 . 28 may be particularly advantageous when used in conjunction with an aftertreatment device 16 is applied, the one (as in 5 however, may also be advantageous when applied to an aftertreatment device having any other shape.
Wie oben beschrieben, kann die Mischvorrichtung 18 ein Einspritzvorrichtungs 24 – Paar umfassen, das ein Reduktionsmittel durch die Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 30, 32 einspritzt. Auf diese Art und Weise kann jede der Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 30, 32 ermöglichen, dass das Reduktionsmittel in den Gasstrom eines entsprechenden Wirbel-Paars der gegenläufigen Wirbel-Paare V1, V2, V3, V4 eingespritzt wird. In einigen Ausführungsformen kann ein Großteil des Reduktionsmittels, das durch die erste Einspritzvorrichtungdurchlassöffnung 30 eingespritzt wird, durch die erste Deflektorgruppe 27 hindurchströmen, und ein Großteil des Reduktionsmittels, das durch die zweite Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnung 32 eingespritzt wird, kann durch die zweite Deflektorgruppe 28 hindurchströmen. Das Vorhandensein von mehreren Einspritzvorrichtungen 24, die alle jeweils einer bestimmten Deflektorgruppe 27, 28 entsprechen, können insbesondere von Vorteil für Mischvorrichtungen mit großem Durchmesser (beispielsweise Mischvorrichtungen, die beispielsweise einen Durchmesser von zwölf Zoll aufweisen) sein, da eine Einspritzvorrichtung 24 für jede Deflektorgruppe eine gleichmäßigere Verteilung eines Reduktionsmittels im Gasstrom bereitstellen kann. As described above, the mixing device 18 an injector 24 Pair comprising a reducing agent through the injector ports 30 . 32 injects. In this way, each of the injector ports may be opened 30 . 32 allow the reducing agent to be injected into the gas flow of a corresponding vortex pair of the counter-rotating vortex pairs V1, V2, V3, V4. In some embodiments, most of the reductant flowing through the first injector port may be removed 30 injected by the first group of deflectors 27 and much of the reductant flowing through the second injector port 32 can be injected through the second deflector group 28 flow through. The presence of several injectors 24 , each one of a specific group of deflectors 27 . 28 may be particularly advantageous for large diameter mixing devices (eg, mixing devices having, for example, a diameter of twelve inches) as an injector 24 can provide a more uniform distribution of a reductant in the gas stream for each group of deflectors.
Mit Bezugnahme auf 6–9 wird eine weitere Mischvorrichtung 118 bereitgestellt, die in das System 10 anstelle der Mischvorrichtung 18 integriert werden kann. Die Mischvorrichtung 118 kann ein Gehäuse 126, eine erste Deflektorgruppe 127, eine zweite Deflektorgruppe 128, eine dritte Deflektorgruppe 129 und eine zentrale Mischvorrichtung 130 umfassen. Die erste, zweite und dritte Deflektorgruppe 127, 128, 129 können in einer kreisförmigen Anordnung um eine Längsachse A des Gehäuses 126 derart angeordnet sein, dass die angrenzenden Deflektorgruppen hundertzwanzig Grad voneinander beabstandet angeordnet sind. D.h. die erste, zweite und dritte Deflektorgruppe 127, 128, 129 können gleichmäßig um die Längsachse A derart verteilt sein, dass die erste, zweite und dritte Deflektorgruppe 127, 128, 129 eine rotationssymmetrische Struktur um die Längsachse A bilden. With reference to 6 - 9 becomes another mixing device 118 provided in the system 10 instead of the mixing device 18 can be integrated. The mixing device 118 can be a case 126 , a first group of deflectors 127 , a second group of deflectors 128 , a third group of deflectors 129 and a central mixing device 130 include. The first, second and third group of deflectors 127 . 128 . 129 can in a circular arrangement about a longitudinal axis A of the housing 126 be arranged so that the adjacent deflector groups are arranged one hundred and twenty degrees apart. That means the first, second and third group of deflectors 127 . 128 . 129 may be evenly distributed around the longitudinal axis A such that the first, second and third deflector groups 127 . 128 . 129 form a rotationally symmetric structure about the longitudinal axis A.
Das Gehäuse 126 kann ein rohrförmiges Element mit einer ersten, zweiten und dritten Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnung 131, 132, 133 sein. Die erste, zweite und dritte Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnung 131, 132, 133 können mit der ersten, zweiten beziehungsweise dritten Deflektorgruppe 127, 128, 129 ausgerichtet sein. Wie oben beschrieben, können Reduktionsmitteleinspritzvorrichtungen 24 in entsprechende Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 131, 132, 133 aufgenommen werden. Während die Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 131, 132, 133 in den Figuren als für die Einspritzvorrichtungen 24 positioniert dargestellt sind, um Reduktionsmittel in eine zur Richtung des Abgasstroms senkrechte Richtung einzuspritzen, könnten in einigen Ausführungsformen die Einspritzvorrichtungen 24 und Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 131, 132, 133 in einem Winkel relativ zur Richtung des Abgasstroms positioniert sein. Es wird darauf hingewiesen, dass die Einspritzvorrichtungen 24 und Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 131, 132, 133 an einer beliebigen Stelle und in einer beliebigen Ausrichtung positioniert sein könnten. The housing 126 may include a tubular member having first, second, and third injector ports 131 . 132 . 133 be. The first, second and third injector ports 131 . 132 . 133 can with the first, second or third group of deflectors 127 . 128 . 129 be aligned. As described above, reductant injectors may be used 24 in corresponding injector ports 131 . 132 . 133 be recorded. While the injector ports 131 . 132 . 133 in the figures as for the injectors 24 positioned to inject reductant in a direction perpendicular to the direction of exhaust gas flow, in some embodiments, the injectors could 24 and injector ports 131 . 132 . 133 be positioned at an angle relative to the direction of the exhaust stream. It should be noted that the injectors 24 and injector ports 131 . 132 . 133 could be positioned anywhere and in any orientation.
Die erste, zweite und dritte Deflektorgruppe 127, 128, 129 können im Wesentlichen einander ähnlich sein, und können jeweils erste und zweite, allgemein parallele Platten 134, 136 umfassen. Die erste Platte 134 kann ein Stromaufwärts-Ende 138, ein Stromabwärts-Ende 140, eine Vielzahl an Ausschnitten 142, eine Vielzahl an ersten Deflektoren 144, eine Vielzahl an zweiten Deflektoren 146 und einen dritten Deflektor 148 umfassen. Die Ausschnitte 142 und ersten Deflektoren 144 können zwischen den Stromaufwärts- und Stromabwärts-Enden 138, 140 positioniert sein. Die ersten Deflektoren 144 können zum Teil aus der ersten Platte 134 herausgeschnitten oder herausgestanzt (wodurch die Ausschnitte 142 gebildet sind), und derart nach außen gebogen sein, dass sich die ersten Deflektoren 144 in einem Winkel von der ersten Platte 134 in Richtung der Innendurchmesseroberfläche des Gehäuses 126 (d.h. weg von der Längsachse) und in Richtung des Stromaufwärts-Endes 138 erstrecken. Auf diese Art und Weise können, wenn Fluid durch das Gehäuse 126 vom Stromaufwärts-Ende 138 an das Stromabwärts-Ende 140 strömt, die ersten Deflektoren 144 Fluid durch die Ausschnitte 142 in Richtung der zweiten Platte 136 ablenken. The first, second and third group of deflectors 127 . 128 . 129 may be substantially similar to one another, and may each include first and second, generally parallel plates 134 . 136 include. The first plate 134 can be an upstream end 138 , a downstream end 140 , a variety of excerpts 142 , a variety of first deflectors 144 , a variety of second deflectors 146 and a third deflector 148 include. The cutouts 142 and first deflectors 144 can between the upstream and downstream ends 138 . 140 be positioned. The first deflectors 144 can in part from the first plate 134 cut out or punched out (whereby the cutouts 142 are formed), and bent outwards so that the first deflectors 144 at an angle from the first plate 134 in the direction of the inner diameter surface of the housing 126 (ie away from the longitudinal axis) and towards the upstream end 138 extend. In this way, when fluid can through the housing 126 from the upstream end 138 to the downstream end 140 flows, the first deflectors 144 Fluid through the cutouts 142 in the direction of the second plate 136 distracted.
Die zweiten Deflektoren 146 können am, oder angrenzend an das Stromabwärts-Ende 140 der ersten Platte 134 positioniert sein, und können sich von der ersten Platte 134 in Richtung der Längsachse A und in Richtung des Stromabwärts-Endes des Gehäuses 126 erstrecken. Der dritte Deflektor 148 kann am, oder angrenzend an das Stromabwärts-Ende 140 der ersten Platte 134 und zwischen den zweien Deflektoren 146 positioniert sein. Der dritte Deflektor 148 kann sich von der ersten Platte 134 in Richtung der Innendurchmesseroberfläche des Gehäuses 126 (d.h. weg von der Längsachse A) und in Richtung des Stromabwärts-Endes des Gehäuses 126 erstrecken. Der dritte Deflektor 148 kann einen darin ausgebildeten Schlitz 150 umfassen. Wenn Fluid durch das Gehäuse 126 hindurchströmt, können die zweiten Deflektoren 146 Fluid in Richtung der Längsachse A ablenken, und der dritte Deflektor 148 kann Fluid weg von der Längsachse A ablenken. The second deflectors 146 can be on, or adjacent to, the downstream end 140 the first plate 134 be positioned, and can stand out from the first plate 134 in the direction of the longitudinal axis A and in the direction of Downstream of the housing 126 extend. The third deflector 148 may be on, or adjacent to, the downstream end 140 the first plate 134 and between the two deflectors 146 be positioned. The third deflector 148 can be different from the first plate 134 in the direction of the inner diameter surface of the housing 126 (ie away from the longitudinal axis A) and towards the downstream end of the housing 126 extend. The third deflector 148 may have a slot formed therein 150 include. When fluid passes through the housing 126 flows through, the second deflectors 146 Deflecting fluid in the direction of the longitudinal axis A, and the third deflector 148 can deflect fluid away from the longitudinal axis A.
Die zweite Platte 136 kann ein Stromaufwärts-Ende 152, ein Stromabwärts-Ende 154, eine Vielzahl an Ausschnitten 156, eine Vielzahl an ersten Deflektoren 158 und einen zweiten Deflektor 160 umfassen. Die Ausschnitte 156 und erste Deflektoren 158 können zwischen den Stromaufwärts- und Stromabwärts-Enden 152, 154 positioniert sein. Die ersten Deflektoren 158 können zum Teil aus der zweiten Platte 136 herausgeschnitten oder herausgestanzt (wodurch die Ausschnitte 156 gebildet sind), und derart nach außen gebogen sein, dass die ersten Deflektoren 158 sich in einem Winkel von der zweiten Platte 136 in Richtung der Innendurchmesseroberfläche des Gehäuses 126 (d.h. weg von der Längsachse) und in Richtung des Stromaufwärts-Endes 152 erstrecken. Auf diese Art und Weise können, wenn Fluid durch das Gehäuse 126 vom Stromaufwärts-Ende 152 an das Stromabwärts-Ende 154 strömt, die ersten Deflektoren 158 Fluid durch die Ausschnitte 156 in Richtung der zentralen Mischvorrichtung 130 ablenken. Der zweite Deflektor 160 kann am, oder angrenzend an das Stromabwärts-Ende 154 der zweiten Platte 136 positioniert sein, und kann sich von der zweiten Platte 136 weg von der Längsachse A und in Richtung des Stromabwärts-Endes des Gehäuses 126 erstrecken. Der zweite Deflektor 160 kann zwischen den zweiten Deflektoren 146 der ersten Platte 134 positioniert sein. Der zweite Deflektor 160 kann einen darin ausgebildeten Schlitz 162 umfassen. Wenn Fluid durch das Gehäuse 126 hindurchströmt, kann der zweite Deflektor 160 Fluid weg von der Längsachse A ablenken. The second plate 136 can be an upstream end 152 , a downstream end 154 , a variety of excerpts 156 , a variety of first deflectors 158 and a second deflector 160 include. The cutouts 156 and first deflectors 158 can between the upstream and downstream ends 152 . 154 be positioned. The first deflectors 158 can be partly from the second plate 136 cut out or punched out (whereby the cutouts 156 are formed), and bent outwards so that the first deflectors 158 at an angle from the second plate 136 in the direction of the inner diameter surface of the housing 126 (ie away from the longitudinal axis) and towards the upstream end 152 extend. In this way, when fluid can through the housing 126 from the upstream end 152 to the downstream end 154 flows, the first deflectors 158 Fluid through the cutouts 156 in the direction of the central mixing device 130 distracted. The second deflector 160 may be on, or adjacent to, the downstream end 154 the second plate 136 be positioned, and may differ from the second plate 136 away from the longitudinal axis A and towards the downstream end of the housing 126 extend. The second deflector 160 can between the second deflectors 146 the first plate 134 be positioned. The second deflector 160 may have a slot formed therein 162 include. When fluid passes through the housing 126 flows through, the second deflector 160 Distract fluid away from the longitudinal axis A.
Die zentrale Mischvorrichtung 130 kann eine Manschette 164 und eine Vielzahl an zentralen Deflektoren 166 umfassen. Die Manschette 164 kann auf der Längsachse A zentriert sein, und kann in die zweiten Platten 136 der ersten, zweiten und dritten Deflektorgruppe 127, 128, 129 eingreifen. Die zentralen Deflektoren 166 können innerhalb der Manschette 164 positioniert sein, und können gekrümmte Platten umfassen, die um die Längsachse A angeordnet sind. Die zentralen Deflektoren 166 können eine wirbelnde Bewegung an Fluid weitergeben, das durch die Manschette 164 hindurchströmt. In einigen Ausführungsformen können die zentralen Deflektoren 166 allgemein S-förmig sein. The central mixing device 130 can be a cuff 164 and a variety of central deflectors 166 include. The cuff 164 may be centered on the longitudinal axis A, and may be in the second plates 136 the first, second and third group of deflectors 127 . 128 . 129 intervention. The central deflectors 166 can be inside the cuff 164 be positioned, and may comprise curved plates which are arranged about the longitudinal axis A. The central deflectors 166 can pass a swirling movement of fluid through the cuff 164 flowing. In some embodiments, the central deflectors may be 166 be generally S-shaped.
Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 6–9 wird die Betriebsweise der Mischvorrichtung 118 ausführlich beschrieben. Wie oben beschrieben, kann das Reduktionsmittelzufuhrsystem 14 Reduktionsmittel in den Gasstrom stromaufwärts der ersten, zweiten und dritten Deflektorgruppe 127, 128, 129 (beispielsweise durch die Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 131, 132, 133 hindurch) einspritzen. Fließt das Reduktionsmittel durch die erste, zweite und dritte Deflektorgruppe 127, 128, 129 hindurch, wird es mit dem Abgas derart gemischt, dass es im Abgas gleichmäßiger verteilt ist, wenn die Mischung in die Nachbehandlungsvorrichtung 16 hineinströmt. With continued reference to 6 - 9 the operation of the mixing device 118 described in detail. As described above, the reductant delivery system may 14 Reducing agent in the gas stream upstream of the first, second and third deflector group 127 . 128 . 129 (For example, through the injector ports 131 . 132 . 133 through). The reducing agent flows through the first, second and third group of deflectors 127 . 128 . 129 through, it is mixed with the exhaust gas so that it is more evenly distributed in the exhaust gas when the mixture in the aftertreatment device 16 into flows.
Wie in 9 gezeigt, veranlassen die erste, zweite und dritte Deflektorgruppe 127, 128, 129 das durch diese strömende Fluid, ein erstes, zweites und drittes Wirbel-Paar auszubilden. D.h. die erste Deflektorgruppe 127 kann einen ersten Wirbel V1, der sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, und einen zweiten Wirbel V2, der sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn dreht, erzeugen. Die zweite Deflektorgruppe 128 kann einen dritten Wirbel V3, der sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn dreht, und einen vierten Wirbel V4, der sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, erzeugen. Auf ähnliche Art und Weise kann die dritte Deflektorgruppe 129 einen fünften Wirbel V5, der sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn dreht, und einen sechsten Wirbel V6, der sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, erzeugen. Der erste und zweite Wirbel V1, V2 können Seite-an-Seite zueinander angeordnet sein. Die Anordnung des dritten und vierten Wirbels V3, V4 kann rotationssymmetrisch zur Anordnung des ersten und zweiten Wirbels V1, V2 um die Längsachse A sein. Auf ähnliche Art und Weise kann die Anordnung des fünften und sechsten Wirbels V5, V6 rotationssymmetrisch zur Anordnung des ersten und zweiten Wirbels V1, V2 um die Längsachse A sein. As in 9 shown cause the first, second and third deflector group 127 . 128 . 129 the fluid flowing through it to form a first, second and third vortex pair. That means the first group of deflectors 127 may generate a first vortex V1 rotating in a counterclockwise direction and a second vortex V2 rotating in a clockwise direction. The second group of deflectors 128 may generate a third vane V3 rotating in a clockwise direction and a fourth vane V4 rotating in a counterclockwise direction. In a similar way, the third group of deflectors 129 a fifth vortex V5 rotating in a clockwise direction and a sixth vortex V6 rotating in a counterclockwise direction. The first and second vortices V1, V2 may be arranged side by side with each other. The arrangement of the third and fourth vortexes V3, V4 can be rotationally symmetrical with respect to the arrangement of the first and second vortexes V1, V2 about the longitudinal axis A. Similarly, the arrangement of the fifth and sixth vertebrae V5, V6 may be rotationally symmetrical with respect to the arrangement of the first and second vertebrae V1, V2 about the longitudinal axis A.
Durch das Herstellen der drei gegenläufigen Wirbel-Paare V1, V2, V3, V4, V5, V6 kann die Mischvorrichtung 118 die Gesamtgleichmäßigkeit der Fluidströmungsstruktur an der Stromaufwärts-Seite der Nachbehandlungsvorrichtung 16 verbessern (d.h. Strömungsraten an der Stromaufwärts-Seite der Nachbehandlungsvorrichtung 16 können gleichmäßiger sein). Das Bereitstellen von drei gegenläufigen Wirbel-Paaren (und nicht bloß eines einzelnen gegenläufigen Wirbel-Paars) kann einen Abstand stromabwärts der Mischvorrichtung 118 verringern, über den die Wirbel V1, V2, V3, V4, V5, V6 sich auflösen können, bevor sie durch die Nachbehandlungsvorrichtung 16 hindurchströmen. Die Konfiguration der ersten, zweiten und dritten Deflektorgruppe 127, 128, 129 kann insbesondere von Vorteil sein, wenn sie im Zusammenhang mit einer Nachbehandlungsvorrichtung 16 angewandt wird, die einen dreieckigen Querschnitt (wie in 9 dargestellt) aufweist, kann aber auch von Vorteil sein, wenn sie bei einer Nachbehandlungsvorrichtung angewandt wird, die jede beliebige andere Form aufweist. Beispielsweise können, bei Anwendung mit einer Nachbehandlungsvorrichtung 16, die eine nicht-kreisförmige Form aufweist, beispielsweise eine dreieckige Form, die gegenläufige Wirbel-Paare V1, V2, V3, V4, V5, V6 die Abgasmischung und das Reduktionsmittel in die Ecken der Nachbehandlungsvorrichtung 16 drücken. By producing the three opposing vortex pairs V1, V2, V3, V4, V5, V6, the mixing device 118 the overall uniformity of the fluid flow structure on the upstream side of the aftertreatment device 16 improve (ie flow rates on the upstream side of the aftertreatment device 16 can be more uniform). The provision of three counter-rotating vortex pairs (and not just a single counter-rotating vortex pair) may be spaced a distance downstream of the mixing device 118 through which the vortices V1, V2, V3, V4, V5, V6 can dissolve before passing through the aftertreatment device 16 flow through. The configuration of the first, second and third deflector group 127 . 128 . 129 may be particularly advantageous when used in conjunction with an aftertreatment device 16 is applied, which has a triangular cross-section (as in 9 shown), but may also be advantageous when applied to an aftertreatment device having any other shape. For example, when used with a aftertreatment device 16 , which has a non-circular shape, for example, a triangular shape, the opposing vortex pairs V1, V2, V3, V4, V5, V6, the exhaust gas mixture and the reducing agent in the corners of the aftertreatment device 16 to press.
Wie oben beschrieben, kann die Mischvorrichtung 118 mehrere Einspritzvorrichtungen 24 umfassen, die Reduktionmittel durch die Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 131, 132, 133 hindurch einspritzen. Auf diese Art und Weise kann jede der Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 131, 132, 133 ermöglichen, dass Reduktionsmittel in den Gasstrom eines entsprechenden der gegenläufigen Wirbel-Paare V1, V2, V3, V4, V5, V6 eingespritzt wird. In einigen Ausführungsformen kann ein Großteil des durch die erste Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnung 131 eingespritzten Reduktionsmittels durch die erste Deflektorgruppe 127 hindurchströmen, ein Großteil des durch die zweite Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnung 132 eingespritzten Reduktionsmittels durch die zweite Deflektorgruppe 128 hindurchströmen, und ein Großteil des durch die dritte Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnung 133 eingespritzten Reduktionsmittels durch die dritte Deflektorgruppe 129 hindurchströmen. Das Vorhandensein mehrerer Einspritzvorrichtungen 24, die jeweils einer bestimmten Deflektorgruppe 127, 128, 129 entsprechen, kann insbesondere für Mischvorrichtungen mit großem Durchmesser (beispielsweise Mischvorrichtungen mit einem beispielsweise zwölf-Zoll-Durchmesser) von Vorteil sein, da eine Einspritzvorrichtung 24 für jede Deflektorgruppe für eine gleichmäßigere Verteilung des Reduktionsmittels im Abgasstrom sorgen kann. As described above, the mixing device 118 several injectors 24 include the reduction means through the injector ports 131 . 132 . 133 inject it. In this way, each of the injector ports may be opened 131 . 132 . 133 allow reducing agent to be injected into the gas stream of a corresponding one of the counter-rotating vortex pairs V1, V2, V3, V4, V5, V6. In some embodiments, most of the fluid may pass through the first injector port 131 injected reducing agent through the first group of deflectors 127 pass, much of the through the second injector port 132 injected reducing agent through the second group of deflectors 128 and much of it through the third injector port 133 injected reducing agent through the third group of deflectors 129 flow through. The presence of several injectors 24 , each one of a specific group of deflectors 127 . 128 . 129 may be particularly advantageous for large diameter mixing devices (eg, mixing devices having, for example, twelve inch diameter mixing devices) as an injector 24 For each group of deflectors it is possible to ensure a more uniform distribution of the reducing agent in the exhaust gas stream.
Mit Bezugnahme auf 10–13 ist eine weitere Mischvorrichtung 218 bereitgestellt, die in das System 10 anstelle der Mischvorrichtung 18 integriert sein kann. Die Mischvorrichtung 218 kann ein Gehäuse 226, eine erste Deflektorgruppe 227, eine zweite Deflektorgruppe 228, eine dritte Deflektorgruppe 229, eine vierte Deflektorgruppe 230 und eine zentrale Mischvorrichtung 231 umfassen. Die erste, zweite, dritte und vierte Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 kann in einer kreisförmigen Anordnung um eine Längsachse A des Gehäuses 226 derart angeordnet sein, dass angrenzende Deflektorgruppen neunzig Grad voneinander beabstandet angeordnet sind. D.h. die erste, zweite, dritte und vierte Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 können gleichmäßig um die Längsachse A derart verteilt sein, dass die erste, zweite, dritte und vierte Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 eine rotationssymmetrische Struktur um die Längsachse A bilden. With reference to 10 - 13 is another mixing device 218 provided in the system 10 instead of the mixing device 18 can be integrated. The mixing device 218 can be a case 226 , a first group of deflectors 227 , a second group of deflectors 228 , a third group of deflectors 229 , a fourth group of deflectors 230 and a central mixing device 231 include. The first, second, third and fourth group of deflectors 227 . 228 . 229 . 230 may be in a circular arrangement about a longitudinal axis A of the housing 226 be arranged so that adjacent deflector groups are arranged ninety degrees apart. That means the first, second, third and fourth group of deflectors 227 . 228 . 229 . 230 may be evenly distributed about the longitudinal axis A such that the first, second, third and fourth deflector group 227 . 228 . 229 . 230 form a rotationally symmetric structure about the longitudinal axis A.
Das Gehäuse 226 kann ein rohrförmiges Element sein, das vier Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 232 umfasst. Jede der Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 232 kann mit einer entsprechenden der ersten, zweiten, dritten und vierten Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 rotationsausgerichtet sein. Wie oben beschrieben, können Reduktionsmitteleinspritzvorrichtungen 24 in den Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 232 aufgenommen werden. Während die Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 232 in den Figuren als für die Einspritzvorrichtungen 24 derart positioniert werdend gezeigt sind, dass diese Reduktionsmittel in eine, zur Richtung des Abgasstroms senkrechte Richtung einspritzen, könnten in einigen Ausführungsformen die Einspritzvorrichtungen 24 und Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 232 in einem zur Richtung des Abgasstroms relativen Winkel positioniert sein. Es wird darauf hingewiesen, dass die Einspritzvorrichtungen 24 und Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 232 an jeder beliebigen Stelle und in jeder beliebigen Ausrichtung positioniert sein könnten. The housing 226 may be a tubular member having four injector ports 232 includes. Each of the injector ports 232 can with a corresponding one of the first, second, third and fourth deflector group 227 . 228 . 229 . 230 be rotationally aligned. As described above, reductant injectors may be used 24 in the injector ports 232 be recorded. While the injector ports 232 in the figures as for the injectors 24 As shown, when these reducing agents are injected in a direction perpendicular to the direction of exhaust gas flow, in some embodiments, the injectors could be positioned 24 and injector ports 232 be positioned in an angle relative to the direction of the exhaust gas flow. It should be noted that the injectors 24 and injector ports 232 could be positioned anywhere and in any orientation.
Die erste, zweite, dritte und vierte Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 können im Wesentlichen einander ähnlich sein, und können jeweils erste und zweite, allgemein parallele Platten 234, 236 umfassen. Die erste Platte 234 kann ein Stromaufwärts-Ende 238, ein Stromabwärts-Ende 240, eine Vielzahl an Ausschnitten 242, eine Vielzahl an ersten Deflektoren 244, eine Vielzahl an zweiten Deflektoren 246 und einen dritten Deflektor 248 umfassen. Die Ausschnitte 242 und erste Deflektoren 244 können zwischen den Stromaufwärts- und Stromabwärts-Enden 238, 240 positioniert sein. Die ersten Deflektoren 244 können aus der ersten Platte 234 zum Teil herausgeschnitten oder herausgestanzt (wodurch die Ausschnitte 242 gebildet sind), und derart nach außen gebogen sein, dass die ersten Deflektoren 244 sich in einem Winkel von der ersten Platte 234 in Richtung der Innendurchmesseroberfläche des Gehäuses 226 (d.h. weg von der Längsachse) und in Richtung des Stromaufwärts-Endes 238 erstrecken. Auf diese Art und Weise können, wenn Fluid durch das Gehäuse 226 vom Stromaufwärts-Ende 238 an das Stromabwärts-Ende 240 strömt, die ersten Deflektoren 244 Fluid durch die Ausschnitte 242 hindurch, in Richtung der zweiten Platte 236 ablenken. The first, second, third and fourth group of deflectors 227 . 228 . 229 . 230 may be substantially similar to one another, and may each include first and second, generally parallel plates 234 . 236 include. The first plate 234 can be an upstream end 238 , a downstream end 240 , a variety of excerpts 242 , a variety of first deflectors 244 , a variety of second deflectors 246 and a third deflector 248 include. The cutouts 242 and first deflectors 244 can between the upstream and downstream ends 238 . 240 be positioned. The first deflectors 244 can from the first plate 234 partly cut out or punched out (whereby the cutouts 242 are formed), and bent outwards so that the first deflectors 244 at an angle from the first plate 234 in the direction of the inner diameter surface of the housing 226 (ie away from the longitudinal axis) and towards the upstream end 238 extend. In this way, when fluid can through the housing 226 from the upstream end 238 to the downstream end 240 flows, the first deflectors 244 Fluid through the cutouts 242 through, towards the second plate 236 distracted.
Die zweiten Deflektoren 246 können am, oder angrenzend an das Stromabwärts-Ende 240 der ersten Platte 234 positioniert sein, und können sich von der ersten Platte 234 in Richtung der Längsachse A und in Richtung des Stromabwärts-Endes des Gehäuses 226 erstrecken. Der dritte Deflektor 248 kann am, oder angrenzend an das Stromabwärts-Ende 240 der ersten Platte 234, und zwischen den zweiten Deflektoren 246 positioniert sein. Der dritte Deflektor 248 kann sich von der ersten Platte 234 in Richtung der Innendurchmesseroberfläche des Gehäuses 226 (d.h. weg von der Längsachse A) und in Richtung des Stromabwärts-Endes des Gehäuses 226 erstrecken. Der dritte Deflektor 248 kann einen darin ausgebildeten Schlitz 250 umfassen. Wenn Fluid durch das Gehäuse 226 hindurchströmt, können die zweiten Deflektoren 246 Fluid in Richtung der Längsachse A ablenken, und der dritte Deflektor 248 kann Fluid weg von der Längsachse A ablenken. The second deflectors 246 can be on, or adjacent to, the downstream end 240 the first plate 234 be positioned, and can stand out from the first plate 234 in the direction of the longitudinal axis A and in the direction of the downstream end of the housing 226 extend. The third deflector 248 may be on, or adjacent to, the downstream end 240 the first plate 234 , and between the second deflectors 246 be positioned. The third deflector 248 can be different from the first plate 234 in the direction of the inner diameter surface of the housing 226 (ie away from the longitudinal axis A) and towards the downstream end of the housing 226 extend. The third deflector 248 may have a slot formed therein 250 include. If fluid through the casing 226 flows through, the second deflectors 246 Deflecting fluid in the direction of the longitudinal axis A, and the third deflector 248 can deflect fluid away from the longitudinal axis A.
Die zweite Platte 236 kann ein Stromaufwärts-Ende 252, ein Stromabwärts-Ende 254, eine Vielzahl an Ausschnitten 256, eine Vielzahl an ersten Deflektoren 258 und einen zweiten Deflektor 260 umfassen. Die Ausschnitte 256 und erste Deflektoren 258 können zwischen dem Stromaufwärts- und Stromabwärts-Ende 252, 254 positioniert sein. Die ersten Deflektoren 258 können aus der zweiten Platte 236 zum Teil herausgeschnitten oder herausgestanzt (wodurch die Ausschnitte 256 gebildet sind), und derart nach außen gebogen sein, dass sich die ersten Deflektoren 258 in einem Winkel von der zweiten Platte 236 in Richtung der Innendurchmesseroberfläche des Gehäuses (d.h. weg von der Längsachse) und in Richtung des Stromaufwärts-Endes 252 erstrecken. Auf diese Art und Weise können, wenn Fluid durch das Gehäuse 226 vom Stromaufwärts-Ende 252 an das Stromabwärts-Ende 254 strömt, die ersten Deflektoren 258 Fluid durch die Ausschnitte 256 in Richtung der zentralen Mischvorrichtung 231 hindurch ablenken. Der zweite Deflektor 260 kann am, oder angrenzend an das Stromabwärts-Ende 254 der zweiten Platte 236 positioniert sein, und kann sich von der zweiten Platte 236 weg von der Längsachse A und in Richtung des Stromabwärts-Endes des Gehäuses 226 erstrecken. Der zweite Deflektor 260 kann zwischen den zweiten Deflektoren 246 der ersten Platte 234 positioniert sein. Der zweite Deflektor 260 kann einen darin ausgebildeten Schlitz 262 umfassen. Wenn Fluid durch das Gehäuse 226 hindurchströmt, kann der zweite Deflektor 260 Fluid weg von der Längsachse A ablenken. The second plate 236 can be an upstream end 252 , a downstream end 254 , a variety of excerpts 256 , a variety of first deflectors 258 and a second deflector 260 include. The cutouts 256 and first deflectors 258 can be between the upstream and downstream end 252 . 254 be positioned. The first deflectors 258 can from the second plate 236 partly cut out or punched out (whereby the cutouts 256 are formed), and bent outwards so that the first deflectors 258 at an angle from the second plate 236 towards the inner diameter surface of the housing (ie away from the longitudinal axis) and toward the upstream end 252 extend. In this way, when fluid can through the housing 226 from the upstream end 252 to the downstream end 254 flows, the first deflectors 258 Fluid through the cutouts 256 in the direction of the central mixing device 231 through distracting. The second deflector 260 may be on, or adjacent to, the downstream end 254 the second plate 236 be positioned, and may differ from the second plate 236 away from the longitudinal axis A and towards the downstream end of the housing 226 extend. The second deflector 260 can between the second deflectors 246 the first plate 234 be positioned. The second deflector 260 may have a slot formed therein 262 include. When fluid passes through the housing 226 flows through, the second deflector 260 Distract fluid away from the longitudinal axis A.
Die zentrale Mischvorrichtung 231 kann eine Vielzahl an zentralen Deflektoren 266 umfassen, die in die zweiten Platten 236 der ersten, zweiten, dritten und vierten Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 eingreifen. Die zentralen Deflektoren 266 können gekrümmte Platten umfassen, die um die Längsachse A angeordnet sind. Die zentralen Deflektoren 266 können eine wirbelnde Bewegung an Fluid weitergeben, das durch den Raum hindurchströmt, der durch die zweiten Platten 236 der ersten, zweiten, dritten und vierten Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 begrenzt ist. In einigen Ausführungsformen können die zentralen Deflektoren 266 allgemein S-förmig sein. The central mixing device 231 can have a variety of central deflectors 266 include in the second plates 236 the first, second, third and fourth deflector group 227 . 228 . 229 . 230 intervention. The central deflectors 266 may include curved plates disposed about the longitudinal axis A. The central deflectors 266 may transmit a swirling motion to fluid passing through the space passing through the second plates 236 the first, second, third and fourth deflector group 227 . 228 . 229 . 230 is limited. In some embodiments, the central deflectors may be 266 be generally S-shaped.
Mit fortgsetzter Bezugnahme auf 10–13 wird die Betriebsweise der Mischvorrichtung 218 ausführlich beschrieben. Wie oben beschrieben, kann das Reduktionsmittelzufuhrsystem 14 Reduktionsmittel in den Abgasstrom stromaufwärts der ersten, zweiten, dritten und vierten Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 (beispielsweise durch die Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 232 hindurch) einspritzen. Durch das Strömen durch die erste, zweite, dritte und vierte Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 hindurch wird das Reduktionsmittel mit dem Abgas derart vermischt, dass das Reduktionsmittel im Abgas gleichmäßiger verteilt ist, wenn die Mischung in die Nachbehandlungsvorrichtung 16 hineinströmt. With continued reference to 10 - 13 the operation of the mixing device 218 described in detail. As described above, the reductant delivery system may 14 Reducing agent in the exhaust stream upstream of the first, second, third and fourth deflector group 227 . 228 . 229 . 230 (For example, through the injector ports 232 through). By flowing through the first, second, third and fourth deflector group 227 . 228 . 229 . 230 the reducing agent is mixed with the exhaust gas such that the reducing agent is more evenly distributed in the exhaust gas when the mixture is introduced into the aftertreatment device 16 into flows.
Wie in 13 gezeigt, veranlassen die erste, zweite, dritte und vierte Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 Fluid, durch diese hindurchzuströmen, um erste, zweite, dritte und vierte Wirbel-Paare auszubilden. D.h. die erste Deflektorgruppe 227 kann einen ersten Wirbel V1, der sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, und einen zweiten Wirbel V2, der sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn dreht, erzeugen. Die zweite Deflektorgruppe 228 kann einen dritten Wirbel V3, der sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn dreht, und einen vierten Wirbel V4, der sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, erzeugen. Auf ähnliche Art und Weise kann die dritte Deflektorgruppe 229 einen fünften Wirbel V5, der sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn dreht, und einen sechsten Wirbel V6, der sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, erzeugen. Die vierte Deflektorgruppe 230 kann einen siebten Wirbel V7, der sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn dreht, und einen achten Wirbel V8, der sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, erzeugen. Der erste und zweite Wirbel V1, V2 können Seite-an-Seite miteinander angeordnet sein. Die Anordnung des dritten und vierten Wirbels V3, V4 kann rotationssymmetrisch zur Anordnung des ersten und zweiten Wirbels V1, V2 um die Längsachse A sein. Auf ähnliche Art und Weise kann die Anordnung des fünften und sechsten Wirbels V5, V6 rotationssymmetrisch zur Anordnung des ersten und zweiten Wirbels V1, V2 um die Längsachse A sein. Die Anordnung des siebten und achten Wirbels V7, V8 kann rotationssymmetrisch zur Anordnung des ersten und zweiten Wirbels V1, V2 um die Längsachse A sein. As in 13 shown cause the first, second, third and fourth deflector group 227 . 228 . 229 . 230 Fluid to flow therethrough to form first, second, third and fourth vortex pairs. That means the first group of deflectors 227 may generate a first vortex V1 rotating in a counterclockwise direction and a second vortex V2 rotating in a clockwise direction. The second group of deflectors 228 may generate a third vane V3 rotating in a clockwise direction and a fourth vane V4 rotating in a counterclockwise direction. In a similar way, the third group of deflectors 229 a fifth vortex V5 rotating in a clockwise direction and a sixth vortex V6 rotating in a counterclockwise direction. The fourth group of deflectors 230 may generate a seventh vortex V7 rotating in a clockwise direction and an eighth vortex V8 rotating in a counterclockwise direction. The first and second vortices V1, V2 may be arranged side by side with each other. The arrangement of the third and fourth vortexes V3, V4 can be rotationally symmetrical with respect to the arrangement of the first and second vortexes V1, V2 about the longitudinal axis A. Similarly, the arrangement of the fifth and sixth vertebrae V5, V6 may be rotationally symmetrical with respect to the arrangement of the first and second vertebrae V1, V2 about the longitudinal axis A. The arrangement of the seventh and eighth vertices V7, V8 can be rotationally symmetrical with respect to the arrangement of the first and second vertebrae V1, V2 about the longitudinal axis A.
Durch das Herstellen der vier gegenläufigen Wirbel-Paare V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 kann die Mischvorrichtung 218 die Gesamtgleichmäßigkeit der Fluidströmungsstruktur an der Stromaufwärts-Seite der Nachbehandlungsvorrichtung 16 verbessern (d.h. Strömungsraten an der Stromaufwärts-Seite der Nachbehandlungsvorrichtung 16 können gleichmäßiger sein). Das Bereitstellen von vier gegenläufigen Wirbel-Paaren (und nicht bloß eines einzelnen gegenläufigen Wirbel-Paars) kann einen Abstand stromabwärts der Mischvorrichtung 218 verringern, über den sich die Wirbel V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 auflösen können, bevor sie durch die Nachbehandlungsvorrichtung 16 hindurchströmen. Die Konfiguration der ersten, zweiten, dritten und vierten Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 kann insbesondere von Vorteil sein, wenn sie im Zusammenhang mit einer Nachbehandlungsvorrichtung 16 eingesetzt wird, die einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt (wie in 13 dargestellt) aufweist, kann jedoch ebenfalls von Vorteil sein, wenn sie bei einer Nachbehandlungsvorrichtung eingesetzt wird, die eine beliebige andere Form aufweist. Wird sie beispielsweise bei einer Nachbehandlungsvorrichtung 16, die eine nicht-kreisförmige Form, beispielsweise eine quadratische oder rechteckige Form, aufweist, eingesetzt, können die gegenläufigen Wirbel-Paare V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 die Abgasmischung und das Reduktionsmittel in die Ecken der Nachbehandlungsvorrichtung 16 drücken. By producing the four counter-rotating vortex pairs V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, the mixing device 218 the overall uniformity of the fluid flow structure on the upstream side of the aftertreatment device 16 improve (ie flow rates on the upstream side of the aftertreatment device 16 can be more uniform). The provision of four counter-rotating vortex pairs (and not just a single counter-rotating vortex pair) may be spaced a distance downstream of the mixing device 218 over which the vortices V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 can dissolve before passing through the aftertreatment device 16 flow through. The configuration of the first, second, third and fourth deflector groups 227 . 228 . 229 . 230 may be particularly advantageous when used in conjunction with an aftertreatment device 16 is used which have a square or rectangular cross-section (as in 13 however, may also be advantageous when used in an aftertreatment device having any other shape. Is it, for example, in an aftertreatment device 16 inserted, which has a non-circular shape, for example a square or rectangular shape, the counter-rotating vortex pairs V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, the exhaust gas mixture and the reducing agent in the corners of the aftertreatment device 16 to press.
Wie oben beschrieben, kann die Mischvorrichtung 218 mehrere Einspritzvorrichtungen 24 umfassen, die Reduktionsmittel durch mehrere Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 232 hindurch einspritzen. Auf diese Art und Weise kann jede der Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen 232 ermöglichen, dass Reduktionsmittel in den Gasstrom eines entsprechenden der gegenläufigen Wirbel-Paare V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 eingespritzt wird. Das Vorliegen mehrerer Einspritzvorrichtungen 24, die jeweils einer bestimmten Deflektorgruppe 227, 228, 229, 230 entsprechen, kann insbesondere für Mischvorrichtungen mit großem Durchmesser (beispielsweise Mischvorrichtungen mit beispielsweise einem 12-Zoll-Durchmesser) von Vorteil sein, da eine Einspritzvorrichtung 24 für jede Deflektorgruppe für eine gleichmäßigere Verteilung von Reduktionsmittel im Abgasstrom sorgen kann. As described above, the mixing device 218 several injectors 24 include the reductant through a plurality of injector ports 232 inject it. In this way, each of the injector ports may be opened 232 allow reducing agent to be injected into the gas stream of a corresponding one of the counter-rotating vortex pairs V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8. The presence of multiple injectors 24 , each one of a specific group of deflectors 227 . 228 . 229 . 230 may be particularly advantageous for large diameter mixing devices (eg, mixers having, for example, a 12 inch diameter mixing device) as an injector 24 provide for each group of deflectors a more even distribution of reductant in the exhaust stream.
Mit Bezugnahme auf 14–17 ist eine weitere Mischvorrichtung 318 bereitgestellt, die in das System 10 anstelle der Mischvorrichtung 18 integriert sein kann. Die Mischvorrichtung 318 kann ein Gehäuse 326 und eine Vielzahl an Deflektorgruppen 328 umfassen. In der bestimmten, in 14–17 veranschaulichten Ausführungsform sind sechs Deflektorgruppen 328 in einer kreisförmigen Anordnung um eine Längsachse A1 des Gehäuses 326 derart angeordnet, dass die angrenzenden Deflektorgruppen sechzig Grad voneinander beabstandet angeordnet sind. D.h. die sechs Deflektorgruppen 328 sind gleichmäßig um die Längsachse A1 derart verteilt, dass die sechs Deflektorgruppen 328 eine rotationssymmetrische Struktur um die Längsachse A1 bilden. Eine siebte Deflektorgruppe 328 kann auf der Längsachse A1 zentriert, und von den anderen sechs Deflektorgruppen 328 umgeben sein. Das Gehäuse 326 kann eine oder mehrere (nicht dargestellte) Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen umfassen, die jeweils eine entsprechende oder mehrere Reduktionsmitteleinspritzvorrichtungen 24 aufnehmen. In einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse 326 sechs Einspritzvorrichtungsdurchlassöffnungen und Einspritzvorrichtungen 24 umfassen, die jeweils einer der sechs Deflektorgruppen 328 entsprechen, die in der kreisförmigen Struktur angeordnet sind. Eine solche Anordnung kann eine gleichmäßigere Verteilung von Reduktionsmittel im Abgasstrom, wie oben beschrieben, bereitstellen. With reference to 14 - 17 is another mixing device 318 provided in the system 10 instead of the mixing device 18 can be integrated. The mixing device 318 can be a case 326 and a variety of deflector groups 328 include. In the particular, in 14 - 17 illustrated embodiment are six deflector groups 328 in a circular arrangement about a longitudinal axis A1 of the housing 326 arranged such that the adjacent deflector groups are arranged sixty degrees apart. That means the six groups of deflectors 328 are evenly distributed around the longitudinal axis A1 such that the six deflector groups 328 form a rotationally symmetric structure about the longitudinal axis A1. A seventh group of deflectors 328 can be centered on the longitudinal axis A1, and of the other six deflector groups 328 be surrounded. The housing 326 may include one or more injector ports (not shown) each having a respective one or more reductant injectors 24 take up. In some embodiments, the housing may 326 six injector ports and injectors 24 each comprising one of the six groups of deflectors 328 correspond, which are arranged in the circular structure. Such an arrangement may provide a more even distribution of reductant in the exhaust stream as described above.
Alle der Deflektorgruppen 328 können einander ähnlich oder miteinander ident sein, und können eine Manschette 330 umfassen, die eine erste Platte 332, eine zweite Platte 334 und eine Vielzahl an zentralen Platten 336, die zwischen der ersten und der zweiten Platte 332, 334 positioniert sind, umgibt. Die erste, zweite und die zentralen Platten 332, 334, 336 von innerhalb einer bestimmten Deflektorgruppe 328 können allgemein zueinander parallel sein, und in Schlitzen 337 in der entsprechenden Manschette 330 fixiert sein. Jede der Deflektorgruppen 328 kann derart ausgerichtet sein, dass Längsachsen A2 der Manschetten 330 zur Längsachse A1 des Gehäuses 326 im Wesentlichen parallel sind (oder im Fall, dass die siebte Deflektorgruppe 328 auf der Längsachse A1 zentriert ist, kann die Längsachse A2 der Manschette 330 kollinear mit der Längsachse A1 sein). In einigen Ausführungsformen jedoch können die Längsachsen A2 der Manschetten 330 relativ zur Längsachse A1 und/oder zueinander in einem Winkel angeordnet sein. All of the deflector groups 328 may be similar or identical to each other, and may be a cuff 330 include a first plate 332 , a second plate 334 and a variety of central plates 336 that between the first and the second plate 332 . 334 are positioned, surrounds. The first, second and central plates 332 . 334 . 336 from within a particular group of deflectors 328 may generally be parallel to each other, and in slots 337 in the appropriate cuff 330 be fixed. Each of the deflector groups 328 may be oriented such that longitudinal axes A2 of the sleeves 330 to the longitudinal axis A1 of the housing 326 are essentially parallel (or in the case that the seventh deflector group 328 centered on the longitudinal axis A1, the longitudinal axis A2 of the sleeve 330 collinear with the longitudinal axis A1). However, in some embodiments, the longitudinal axes A2 of the collars 330 relative to the longitudinal axis A1 and / or to each other at an angle.
Die erste Platte 332 kann ein Stromaufwärts-Ende 338, ein Stromabwärts-Ende 340, eine Vielzahl an Ausschnitten 342 und eine Vielzahl an Deflektoren 344 umfassen. Die Ausschnitte 342 und Deflektoren 344 können zwischen dem Stromaufwärts- und Stromabwärts-Ende 338, 340 positioniert sein. Die Deflektoren 344 können aus der ersten Platte 332 zum Teil herausgeschnitten oder herausgestanzt (wodurch die Ausschnitte 342 gebildet sind), und derart nach außen gebogen sein, dass sich die Deflektoren 344 in einem Winkel von der ersten Platte 332 in Richtung der Innendurchmesseroberfläche der Manschette 330 (d.h. weg von der Längsachse A2) und in Richtung des Stromaufwärts-Endes 338 erstrecken. Auf diese Art und Weise können, wenn Fluid durch die Manschette 330 vom Stromaufwärts-Ende 338 an das Stromabwärts-Ende 340 strömt, die Deflektoren 344 Fluid durch die Ausschnitte 342 in Richtung der zentralen Platten 336 ablenken. The first plate 332 can be an upstream end 338 , a downstream end 340 , a variety of excerpts 342 and a variety of deflectors 344 include. The cutouts 342 and deflectors 344 can be between the upstream and downstream end 338 . 340 be positioned. Deflectors 344 can from the first plate 332 partly cut out or punched out (whereby the cutouts 342 are formed), and bent outwards so that the deflectors 344 at an angle from the first plate 332 in the direction of the inner diameter surface of the cuff 330 (ie away from the longitudinal axis A2) and towards the upstream end 338 extend. In this way, when fluid can pass through the cuff 330 from the upstream end 338 to the downstream end 340 flows, the deflectors 344 Fluid through the cutouts 342 towards the central plates 336 distracted.
Die zweite Platte 334 kann ein Stromaufwärts-Ende 352 (16), ein Stromabwärts-Ende 354 (17), eine Vielzahl an Ausschnitten 356 (16), eine Vielzahl an ersten Deflektoren 358 (16) und einen zweiten Deflektor 360 (15 und 17) umfassen. Die Ausschnitte 356 und erste Deflektoren 358 können zwischen dem Stromaufwärts- und Stromabwärts-Ende 352, 354 positioniert sein. Die ersten Deflektoren 358 können aus der zweiten Platte 334 zum Teil herausgeschnitten oder herausgestanzt (wodurch die Ausschnitte 356 gebildet sind), und derart nach innen gebogen sein, dass die ersten Deflektoren 358 sich in einem Winkel von der zweiten Platte 334 in Richtung der Längsachse A2 der Manschette 330 und in Richtung des Stromabwärts-Endes 254 erstrecken. Auf diese Art und Weise können, wenn Fluid durch die Manschette 330 vom Stromaufwärts-Ende 252 an das Stromabwärts-Ende 254 strömt, die ersten Deflektoren 258 Fluid in Richtung der zentralen Platten 336 ablenken. Der zweite Deflektor 360 kann am, oder angrenzend an das Stromaufwärts-Ende 354 der zweiten Platte 334 positioniert sein, und kann sich von der zweiten Platte 334 in Richtung der Längsachse A2 erstrecken. Der zweite Deflektor 360 kann einen darin ausgebildeten Schlitz 362 umfassen. Wenn Fluid durch die Manschette 330 hindurchströmt, kann der zweite Deflektor 360 Fluid in Richtung der Längsachse A2 ablenken. The second plate 334 can be an upstream end 352 ( 16 ), a downstream end 354 ( 17 ), a variety of excerpts 356 ( 16 ), a variety of first deflectors 358 ( 16 ) and a second deflector 360 ( 15 and 17 ). The cutouts 356 and first deflectors 358 can be between the upstream and downstream end 352 . 354 be positioned. The first deflectors 358 can from the second plate 334 partly cut out or punched out (whereby the cutouts 356 are formed), and bent inwardly such that the first deflectors 358 at an angle from the second plate 334 in the direction of the longitudinal axis A2 of the cuff 330 and in the direction of the downstream end 254 extend. In this way, when fluid can pass through the cuff 330 from the upstream end 252 to the downstream end 254 flows, the first deflectors 258 Fluid in the direction of the central plates 336 distracted. The second deflector 360 may be at, or adjacent to, the upstream end 354 the second plate 334 be positioned, and may differ from the second plate 334 extend in the direction of the longitudinal axis A2. The second deflector 360 may have a slot formed therein 362 include. When fluid passes through the cuff 330 flows through, the second deflector 360 Distract fluid in the direction of the longitudinal axis A2.
Die zentralen Platten 336 können jeweils ein Stromaufwärtsende 364, ein Stromabwärts-Ende 366, eine Vielzahl an Ausschnitten 368, eine Vielzahl an ersten Deflektoren 370, eine Vielzahl an zweiten Deflektoren 372 und einen dritten Deflektor 374 umfassen. Die Ausschnitte 368 und erste Deflektoren 370 können zwischen dem Stromaufwärts- und Stromabwärts-Ende 364, 366 positioniert sein. Die ersten Deflektoren 370 können aus der zentralen Platte 336 zum Teil herausgeschnitten oder herausgestanzt (wodurch die Ausschnitte 368 gebildet sind), und derart gebogen sein, dass die ersten Deflektoren 370 sich in einem Winkel von der zentralen Platte 336 in Richtung der ersten Platte 332 und in Richtung des Stromaufwärts-Endes 364 erstrecken. Auf diese Art und Weise können, wenn Fluid durch die Manschette 330 vom Stromaufwärts-Ende 364 an das Stromabwärts-Ende 366 strömt, die ersten Deflektoren 370 Fluid durch die entsprechenden Ausschnitte 368 hindurch ablenken. The central plates 336 can each have an upstream end 364 , a downstream end 366 , a variety of excerpts 368 , a variety of first deflectors 370 , a variety of second deflectors 372 and a third deflector 374 include. The cutouts 368 and first deflectors 370 can be between the upstream and downstream end 364 . 366 be positioned. The first deflectors 370 can from the central plate 336 partly cut out or punched out (whereby the cutouts 368 are formed), and bent so that the first deflectors 370 at an angle from the central plate 336 towards the first plate 332 and in the direction of the upstream end 364 extend. In this way, when fluid can pass through the cuff 330 from the upstream end 364 to the downstream end 366 flows, the first deflectors 370 Fluid through the corresponding cutouts 368 through distracting.
Die zweiten Deflektoren 372 können am, oder angrenzend an das Stromabwärts-Ende 366 der zentralen Platte 336 positioniert sein, und können sich von der zentralen Platte 336 in Richtung der zweiten Platte 334 erstrecken. Der dritte Deflektor 374 kann am, oder angrenzend an das Stromabwärts-Ende 366 der zentralen Platte 336 und zwischen den zweiten Deflektoren 372 positioniert sein. Der dritte Deflektor 374 kann sich von der zentralen Platte 336 in Richtung der ersten Platte 332 erstrecken. Der dritte Deflektor 374 kann einen darin ausgebildeten Schlitz 376 umfassen. Wenn Fluid durch die Manschette 330 hindurchströmt, können die zweiten Deflektoren 372 Fluid in Richtung der zweiten Platte 334 ablenken, und der dritte Deflektor 374 kann Fluid in Richtung der ersten Platte 332 ablenken. The second deflectors 372 can be on, or adjacent to, the downstream end 366 the central plate 336 be positioned and can move from the central plate 336 in the direction of the second plate 334 extend. The third deflector 374 may be on, or adjacent to, the downstream end 366 the central plate 336 and between the second deflectors 372 be positioned. The third deflector 374 can be different from the central plate 336 towards the first plate 332 extend. The third deflector 374 may have a slot formed therein 376 include. When fluid passes through the cuff 330 flows through, the second deflectors 372 Fluid in the direction of the second plate 334 distract, and the third deflector 374 can fluid towards the first plate 332 distracted.
Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 14–17 wird die Betriebsweise der Mischvorrichtung 318 ausführlich beschrieben. Wie oben beschrieben, kann das Reduktionsmittelzufuhrsystem 14 Reduktionsmittel in den Abgasstrom stromaufwärts der Deflektorgruppen 328 einspritzen. Durch das Hindurchströmen durch die Deflektorgruppen 328 wird das Reduktionsmittel mit dem Abgas derart vermischt, dass das Reduktionsmittel gleichmäßiger im Abgas verteilt ist, wenn die Mischung in die Nachbehandlungsvorrichtung 16 hineinströmt. With continued reference to 14 - 17 the operation of the mixing device 318 described in detail. As described above, the reductant delivery system may 14 Reducing agent in the exhaust stream upstream of the deflector groups 328 inject. By passing through the deflector groups 328 the reducing agent is mixed with the exhaust gas so that the reducing agent is distributed more evenly in the exhaust gas when the mixture in the aftertreatment device 16 into flows.
Wie in 17 gezeigt, veranlasst jede der Deflektorgruppen 328 das Fluid, durch diese hindurchzuströmen, um ein Paar von Wirbeln V1, V2 auszubilden, die sich in entgegengesetzte Richtungen drehen. Durch das Herstellen der sieben gegenläufigen Wirbel-Paare V1, V2 (d.h. ein Paar in jeder der sieben Deflektorgruppen 328) kann die Mischvorrichtung 318 die Gesamtgleichmäßigkeit der Fluidströmungsstruktur an der Stromaufwärts-Seite der Nachbehandlungsvorrichtung 16 verbessern (d.h. Strömungsraten an der Stromaufwärts-Seite der Nachbehandlungsvorrichtung 16 können gleichmäßiger sein). Das Bereitstellen von sieben gegenläufigen Wirbel-Paaren (und nicht bloß eines einzelnen gegenläufigen Wirbel-Paars) kann einen Abstand stromabwärts der Mischvorrichtung 318 verringern, über den die Wirbel V1, V2 sich auflösen können, bevor sie durch die Nachbehandlungsvorrichtung 16 hindurchströmen. Die Konfiguration der Deflektorgruppen 328 kann im Zusammenhang mit einer Nachbehandlungsvorrichtung 16 eingesetzt werden, die beispielsweise einen kreisförmigen, dreieckigen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt, oder irgendeinen andersförmigen Querschnitt aufweist. As in 17 shown, causes each of the deflector groups 328 the fluid to flow through them to form a pair of vertebrae V1, V2 that rotate in opposite directions. By making the seven opposing vortex pairs V1, V2 (ie one pair in each of the seven deflector groups 328 ) can the mixing device 318 the overall uniformity of the fluid flow structure on the upstream side of the aftertreatment device 16 improve (ie flow rates on the upstream side of the aftertreatment device 16 can be more uniform). Providing seven counter-rotating vortex pairs (and not just a single counter-rotating vortex pair) may be spaced a distance downstream of the mixing device 318 through which the vortices V1, V2 can dissolve before passing through the aftertreatment device 16 flow through. The configuration of the deflector groups 328 Can be related to an aftertreatment device 16 can be used, for example, having a circular, triangular, square or rectangular cross-section, or any other cross section.
Die vorangegangene Beschreibung der Ausführungsformen ist zu Zwecken der Veranschaulichung und der Beschreibung bereitgestellt worden. Sie ist jedoch nicht als erschöpfend oder als die Offenbarung einschränkend zu verstehen. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind allgemein nicht auf diese bestimmte Ausführungsform eingeschränkt, sind jedoch gegebenenfalls gegenseitig austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform angewandt werden, selbst wenn sie nicht spezifisch gezeigt oder beschrieben sind. Dasselbe kann auf vielfältige Art und Weise variiert werden. Derartige Variationen sind nicht als ein Abweichen von der Offenbarung anzusehen, und alle derartigen Modifizierungen sind als vom Schutzumfang der Offenbarung umfasst zu verstehen. The foregoing description of the embodiments has been provided for purposes of illustration and description. However, it is not to be construed as exhaustive or as limiting the disclosure. Individual elements or features of a particular embodiment are not generally limited to this particular embodiment, but are optionally interchangeable and may be applied in a selected embodiment, even if not specifically shown or described. The same can be varied in many ways. Such variations are not to be regarded as a departure from the disclosure, and all such modifications are to be understood as within the scope of the disclosure.
