DE202020103448U1 - Mischer und einen solchen Mischer umfassendes selektives katalytisches Reduktionssystem - Google Patents

Mischer und einen solchen Mischer umfassendes selektives katalytisches Reduktionssystem Download PDF

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Abstract

Mischer, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer einen Hauptenddeckel und ein ausdehnendes Rohr umfasst, wobei sich ein Hohlraum innerhalb des Hauptenddeckels befindet, wobei ein Auslassende des ausdehnenden Rohres durch eine Seitenwandfläche des Hauptenddeckels in den Hohlraum eingesteckt wird, und wobei sich ein Einlassende des ausdehnenden Rohres außerhalb der Seitenwandfläche des Hauptenddeckels befindet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft das Gebiet der Fahrzeuge, insbesondere einen Mischer und eine den Mischer umfassendes selektives katalytisches Reduktionssystem.
  • Stand der Technik
  • Ein selektives katalytisches Reduktionsverfahren (Selective Catalytic Reduction, SCR) bezieht sich auf die „selektive“ Reaktion des Reduktionsmittels (wie Ammoniak, flüssiges Ammoniak, und Harnstoff) mit NOx in einem Rauchgas unter Einwirkung eines Katalysators und die Ausbildung von ungiftigem und für die Umwelt unbelastendem N2 und H2O.
  • Im Gebiet der Fahrzeuge bezieht sich die selektive katalytische Reduktion (SCR) auf einen chemischen Vorgang, bei dem Stickstoffoxiden (NOx) in Stickstoff und Wasser umgewandelt werden. Durch die Zugabe des Harnstoffs mit der Fahrzeugqualität (als Dieselmotor-Abgasbehandlungsflüssigkeit, Englisch: Diesel Exhaust Fluid, DEF, bezeichnet) findet ein Vorgang statt, in dem die giftige NOx-Emisson des Abgases aus dem Dieselmotor in ungiftigem Stickstoff und Wasser umgewandelt wird.
  • Üblicherweise führt das Vorhandensein eines Mischers im Abgasnachbehandlungssystem des Motors zu dem Anstieg des Gegendrucks des Systems. Um den daraus resultierenden Kraftstoffverbrauch zu reduzieren, soll der Gegendruck des Abgassystems so weit wie möglich reduziert werden. Die Reduzierung des Gegendrucks wird normalerweise durch die Erhöhung der Anzahl der Öffnungen erzielt. Aber infolge der Einschränkung hinsichtlich der Ausgestaltung ist ein solches Verfahren in vielen Fällen nicht möglich.
  • Diesbezüglich strebt der Fachmann an, die Struktur des selektiven katalytischen Reduktionssystems zu verbessern, um die obigen technischen Probleme zu überwinden.
  • Offenbarung des Gebrauchsmusters
  • Die zu lösenden technischen Probleme des vorliegenden Gebrauchsmusters bestehen darin, ein Mischer und ein den Mischer umfassendes selektives katalytisches Reduktionssystem bereitzustellen, um den Nachteil des erhöhten Kraftstoffverbrauch durch den Anstieg des Gegendrucks des Fahrzeugabgassystems im Stand der Technik zu überwinden.
  • Gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster werden die obigen technischen Probleme durch die folgende technische Lösung gelöst:
    • Ein Mischer wird bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer einen Hauptenddeckel und ein ausdehnendes Rohr umfasst, wobei sich ein Hohlraum innerhalb des Hauptenddeckels befindet, wobei ein Auslassende des ausdehnenden Rohres durch eine Seitenwandfläche des Hauptenddeckels in den Hohlraum eingesteckt wird, und wobei sich ein Einlassende des ausdehnenden Rohres außerhalb der Seitenwandfläche des Hauptenddeckels befindet.
    • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters ist vorgesehen, dass das ausdehnende Rohr mit einem glatten und ausdehnenden Querschnitt einen glatten Übergang ausbildet.
    • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters ist vorgesehen, dass das ausdehnende Rohr einen Abschnitt mit einem konstanten Schnitt und einen Abschnitt mit einem variablen Schnitt umfasst, die miteinander einteilig verbunden sind, wobei sich der Abschnitt mit einem konstanten Schnitt am Einlassende des ausdehnenden Rohres befindet und sich der Abschnitt mit einem variablen Schnitt am Auslassende des ausdehnenden Rohres befindet.
    • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters ist vorgesehen, dass der Abschnitt mit einem variablen Schnitt ein ausdehnender Abschnitt ist, wobei der ausdehnende Abschnitt eine geradlinige oder gekrümmte Form aufweist.
    • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters ist vorgesehen, dass an einer Rohrwand des ausdehnenden Rohres eine Bohrung vorgesehen ist.
    • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters ist vorgesehen, dass eine Endfläche einer Rohröffnung des ausdehnenden Abschnitts senkrecht zu einer Mittelachse des ausdehnenden Abschnitts ausgerichtet ist.
    • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters ist vorgesehen, dass die Endfläche der Rohröffnung des ausdehnenden Abschnitts eine abgeschrägte Fläche ist.
    • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters ist vorgesehen, dass der Querschnitt des ausdehnenden Abschnitts in Form eines Kreises, einer Ellipse oder eines abgerundeten Rechtecks ausgebildet ist.
    • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters ist vorgesehen, dass der Querschnitt des ausdehnenden Abschnitts eine Kombination aus einem Kreis und einer Ellipse ist.
  • Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ferner ein selektives katalytisches Reduktionssystem bereit, dadurch gekennzeichnet, dass das selektive katalytische Reduktionssystem einen vorhergehend beschriebenen Mischer umfasst.
  • Das vorliegende Gebrauchsmuster zeichnet sich durch die folgenden positiven Auswirkungen aus:
    • Anstatt eines herkömmlichen Geradrohres (mit einem konstanten Schnitt) verwenden der Mischer und das den Mischer umfassende selektive katalytische Reduktionssystem gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster ein ausdehnendes Rohr (mit einem variablen Schnitt), was den Gegendruck effektiv reduziert. Gleichzeitig kann auch bei einer unverändert bleibenden ursprünglichen Verpackung die gleiche Leistung erzielt werden.
  • Figurenliste
  • Zum besseren Verständnis vorstehender und weiterer Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des vorliegenden Gebrauchsmusters erfolgt nachstehend eine Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels. In den beiliegenden Zeichnungen stehen gleiche Bezugszeichen stets für gleiche Merkmale. Darin zeigen:
    • 1 eine dreidimensionale Darstellung eines Mischers gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster.
    • 2 eine perspektivische Ansicht der internen Struktur des Mischers gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster.
    • 3 eine Draufsicht des Mischers gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster.
    • 4 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3.
    • 5 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 3.
    • 6 eine schematische Strukturansicht eines variierenden Rohres gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Hauptenddeckel
    20
    ausdehnendes Rohr
    30
    gaseinlassseitiger Flansch
    40
    gasauslassseitiger Flansch
    21
    Abschnitt mit einem konstanten Schnitt
    22
    Abschnitt mit einem variablen Schnitt
    23
    Auslassende des ausdehnenden Rohres
    24
    Einlassende des ausdehnenden Rohres
  • Ausführliche Ausführungsformen
  • Zum besseren Verständnis der vorstehenden Aufgabe, Merkmale und Vorteile des vorliegenden Gebrauchsmusters wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen auf die konkrete Ausführungsform des Gebrauchsmusters näher eingegangen.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen auf ein Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters näher eingegangen. Nachfolgend wird auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters näher eingegangen, welches beispielhaft in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist. In allen beiliegenden Zeichnungen stehen gleiche Bezugszeichen, soweit möglich, für gleiche oder ähnliche Teile.
  • Obwohl die in dem vorliegenden Gebrauchsmuster verwendeten Begriffe aus allgemein bekannten Begriffen ausgewählt wurden, erfolgt die Auswahl einiger Begriffe in der Beschreibung des Gebrauchsmusters anhand der Feststellung des Anmelders oder der Anmelderin und die konkrete Bedeutung ist aus entsprechenden Teilen der vorliegenden Anmeldung zu entnehmen.
  • Des Weiteren soll das vorliegende Gebrauchsmuster nicht nur anhand der verwendeten konkreten Begriffe, sondern mit Hilfe der Bedeutung einzelner Begriffe verstanden werden.
  • 1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines Mischers gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der internen Struktur des Mischers gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster. 3 zeigt eine Draufsicht des Mischers gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3. 5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 3. 6 zeigt eine schematische Strukturansicht eines variierenden Rohres gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster.
  • Wie in 1 bis 6 gezeigt, offenbart das vorliegende Gebrauchsmuster einen Mischer, der einen Hauptenddeckel 10 und ein ausdehnendes Rohr 20 umfasst, wobei sich ein Hohlraum innerhalb des Hauptenddeckels 10 befindet, wobei ein Auslassende 23 des ausdehnenden Rohres 20 durch eine Seitenwandfläche des Hauptenddeckels 10 in den Hohlraum eingesteckt wird, und wobei sich ein Einlassende 24 des ausdehnenden Rohres 20 außerhalb der Seitenwandfläche des Hauptenddeckels 10 befindet.
  • Das ausdehnendes Rohr 20 kann in verschiedener Weise verbunden werden, wie durch Klemm-, Verschweiß- oder Flanschverbindung oder dergleichen. Wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt, ist am Einlassende 24 des ausdehnenden Rohres 20 ein gaseinlassseitiger Flansch 30 angebracht, und einem unteren Ende des Hauptenddeckels 10 ein gasauslassseitiger Flansch 40 angebracht. Dabei ist die Flanschverbindung nur exemplarisch. Die Verbindung des ausdehnenden Rohres 20 kann sich verändern, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Vorzugsweise bildet das ausdehnende Rohr 20 mit einem glatten und ausdehnenden Querschnitt einen glatten Übergang aus. Damit kann der Rückfluss des Gasstroms in der Nähe der Rohröffnung aufgrund der starken und plötzlichen Änderung des Schnitts des Strömungskanals verringert werden, um den Gegendruck zu reduzieren.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das ausdehnende Rohr 20 vorzugsweise einen Abschnitt mit einem konstanten Schnitt 21 und einen Abschnitt mit einem variablen Schnitt 22, die miteinander einteilig verbunden sind, wobei sich der Abschnitt mit einem konstanten Schnitt 21 am Einlassende 24 des ausdehnenden Rohres 20 befindet und sich der Abschnitt mit einem variablen Schnitt 22 am Auslassende 23 des ausdehnenden Rohres 20 befindet.
  • Insbesondere ist dabei der Abschnitt mit einem variablen Schnitt 22 ein ausdehnender Abschnitt, wobei der ausdehnende Abschnitt eine geradlinige oder gekrümmte Form aufweist. Der Bogengrad der Krümmung kann nach dem Anordnungsraum verstellt werden, und ihre Form kann optimiert werden, um den Gegendruck so weit wie möglich zu reduzieren.
  • Ferner ist an einer Rohrwand des ausdehnenden Rohres 20 eine Bohrung vorgesehen. Alternativ ist es auch möglich, keine Bohrung vorzusehen. Dies kann nach der aktuellen Situation bestimmt werden.
  • Weiterhin kann eine Endfläche einer Rohröffnung des ausdehnenden Abschnitts vorzugsweise senkrecht zu einer Mittelachse des ausdehnenden Abschnitts ausgerichtet werden. Alternativ kann die Endfläche der Rohröffnung des ausdehnenden Abschnitts auch als eine abgeschrägte Fläche vorgesehen sein.
  • Hier ist der Querschnitt des ausdehnenden Abschnitts in Form eines Kreises, einer Ellipse oder eines abgerundeten Rechtecks ausgebildet. Alternativ kann der Querschnitt des ausdehnenden Abschnitts auch als eine Kombination aus einem Kreis und einer Ellipse, z. B. eine Kombination aus einem kreisförmigen Rohr und einem elliptischen ausdehnenden Rohr, ausgebildet sein.
  • Bei einem durch das Rohr fließenden, in der Umfangsrichtung rotierenden Gasstrom kann das ausdehnende Rohr den Gasstrom so nahe wie möglich an der Rohrwand halten, so dass der Gasrückfluss und der zusätzliche Gegendruckverlust verringert werden.
  • Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ferner ein selektives katalytisches Reduktionssystem bereit, dadurch gekennzeichnet, dass das selektive katalytische Reduktionssystem einen vorhergehend beschriebenen Mischer umfasst.
  • Zusammenfassend verwenden der Mischer und das den Mischer umfassende selektive katalytische Reduktionssystem gemäß vorliegenden Gebrauchsmusters anstatt eines herkömmlichen Geradrohres (mit einem konstanten Schnitt) ein ausdehnendes Rohr (mit einem variablen Schnitt), was den Gegendruck effektiv reduziert. Gleichzeitig kann auch bei einer unverändert bleibenden ursprünglichen Verpackung die gleiche Leistung erzielt werden.
  • Trotz der bisherigen Beschreibung der konkreten Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters versteht sich für Fachleute auf diesem Gebiet, dass diese nur beispielhaft erläutert wurde und der Schutzumfang des Gebrauchsmusters durch die beigefügten Ansprüche definiert wird. Der Fachmann auf diesem Gebiet kann ohne Verlassen der Prinzipien und der Grundideen des vorliegenden Gebrauchsmusters verschiedene Abänderungen und Modifikationen an den Ausführungsformen vornehmen, und die Abänderungen und Modifikationen fallen ebenfalls unter den Schutzumfang des vorliegenden Gebrauchsmusters.

Claims (10)

  1. Mischer, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer einen Hauptenddeckel und ein ausdehnendes Rohr umfasst, wobei sich ein Hohlraum innerhalb des Hauptenddeckels befindet, wobei ein Auslassende des ausdehnenden Rohres durch eine Seitenwandfläche des Hauptenddeckels in den Hohlraum eingesteckt wird, und wobei sich ein Einlassende des ausdehnenden Rohres außerhalb der Seitenwandfläche des Hauptenddeckels befindet.
  2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ausdehnende Rohr mit einem glatten und ausdehnenden Querschnitt einen glatten Übergang ausbildet.
  3. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ausdehnende Rohr einen Abschnitt mit einem konstanten Schnitt und einen Abschnitt mit einem variablen Schnitt umfasst, die miteinander einteilig verbunden sind, wobei sich der Abschnitt mit einem konstanten Schnitt am Einlassende des ausdehnenden Rohres befindet und sich der Abschnitt mit einem variablen Schnitt am Auslassende des ausdehnenden Rohres befindet.
  4. Mischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt mit einem variablen Schnitt ein ausdehnender Abschnitt ist, wobei der ausdehnende Abschnitt eine geradlinige oder gekrümmte Form aufweist.
  5. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Rohrwand des ausdehnenden Rohres eine Bohrung vorgesehen ist.
  6. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Endfläche einer Rohröffnung des ausdehnenden Abschnitts senkrecht zu einer Mittelachse des ausdehnenden Abschnitts ausgerichtet ist.
  7. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Endfläche der Rohröffnung des ausdehnenden Abschnitts eine abgeschrägte Fläche ist.
  8. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des ausdehnenden Abschnitts in Form eines Kreises, einer Ellipse oder eines abgerundeten Rechtecks ausgebildet ist.
  9. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des ausdehnenden Abschnitts eine Kombination aus einem Kreis und einer Ellipse ist.
  10. Selektives katalytisches Reduktionssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das selektive katalytische Reduktionssystem einen Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.
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