WO2006114203A1 - Abgabevorrichtung sowie verfahren zur einbringung von reduktionsmittel in ein abgas einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2006114203A1
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pipe
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opening
exhaust gas
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Christoph Espey
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Daimlerchrysler Ag
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Definitions

  • the invention relates to a dispenser for dispensing a fluid reducing agent in an exhaust pipe of an internal combustion engine of a motor vehicle and to a method for introducing a fluid reducing agent into an exhaust gas of an internal combustion engine and a use of a dispenser.
  • the object of the invention is to provide a dispensing device and a method for introducing reducing agent into an exhaust gas of an internal combustion engine, which allow a reliable operation and a uniform distribution of the reducing agent to be metered.
  • the dispensing device has a pipe projecting into the interior of the exhaust pipe for the reducing agent with an end region opening into an opening, the end region having a line section whose inner diameter narrows continuously from the inner diameter of the pipe to the diameter of the opening.
  • the dispenser is in particular for atomizing aqueous urea solution into hot exhaust gases of an internal combustion engine suitable because deposits of urea or its decomposition products are reliably avoided.
  • the flow rate of the reducing agent is increased there, whereby deposits are avoided or already formed smaller deposits can be entrained by the flow and discharged.
  • the dispenser is formed at the end as a nozzle-like narrowing Einlochdüse, the opening may be formed with a larger diameter, as is the case with multi-hole nozzles. This also reduces the risk that blockages of the opening occur.
  • the narrowing portion extends in a patch on the end cap on the pipe.
  • This embodiment is particularly easy to manufacture, since the cap can be made separately and only needs to be placed on the open, preferably blunt end of the pipe. By welding, soldering or by a clamping or screw connection can be achieved in a simple manner a permanently sealed connection of the cap with the pipe end.
  • uniformly manufactured dispensing devices can be adapted to different delivery conditions and vehicle types or exhaust systems by differently designed caps. It is particularly advantageous in this context to perform the cap replaceable.
  • the opening is approximately circular with an opening diameter of 0.5 mm to 2.5 mm and formed in a still further embodiment with an opening diameter of about 1.5 mm.
  • the narrowing portion has a taper between 0.3 and 3.0 and in yet another embodiment, a taper of about 1.1. With this embodiment, a particularly favorable cleaning function of the opening is achieved. Under conicity is understood as usual the length related diameter change.
  • the end region of the pipeline opens in the radially central region of the exhaust pipe.
  • the end region of the pipeline is designed angled in the direction of the exhaust gas flow.
  • the inventive method for introducing urea into an exhaust gas of an internal combustion engine is characterized in that the reducing agent is added via a dispensing device according to one of claims 1 to 8.
  • the reducing agent is fed in a two-phase gas-liquid mixture of the pipeline in an embodiment of the invention.
  • a metering unit by combining compressed air and reducing agent liquid an aerosol-like two-phase air-liquid mixture is generated and supplied to the pipeline.
  • the exhaust gas is Therefore, the reducing agent added as a fine mist, which allows a particularly uniform distribution of the reducing agent.
  • a demand-based addition of the reducing agent to be metered is preferably carried out in a substantially uniform air flow.
  • the dispensing device is particularly suitable for use for introducing a fluid reducing agent into an exhaust gas of an internal combustion engine.
  • the dispenser is suitable for introducing an aerosol of aqueous urea solution.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the dispensing device according to the invention in a schematic sectional view
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view of the end portion of the dispensing device of FIG. 1,
  • Fig. 3 is a sectional view of the end portion of a second advantageous embodiment of the dispensing device according to the invention and Fig. 4 is a sectional view of the end portion of a third advantageous embodiment of the dispensing device according to the invention.
  • a first preferred embodiment of a dispensing device according to the invention will be explained below, wherein initially on the reproduced in Fig. 1 overview representation is discussed in more detail.
  • the dispensing device 1 according to the invention is shown in a built-in an exhaust pipe 7 state, wherein only a wall portion of the exhaust pipe 7 is shown schematically.
  • the exhaust pipe 7 receives exhaust gas of a preferably designed as a diesel engine of a motor vehicle internal combustion engine and directs it to a arranged in the exhaust pipe 7 downstream of the dispensing device 1 nitrogen oxide reduction catalyst.
  • the motor vehicle and the internal combustion engine and the nitrogen oxide reduction catalyst are not shown separately in the figures.
  • the dispensing device 1 serves to deliver a reducing agent suitable for the catalytic nitrogen oxide reduction into the exhaust gas of the internal combustion engine.
  • the dispensing device 1 according to the invention according to FIGS. 1 and 2 comprises a pipe 2 guided into the interior of the exhaust pipe 7, to which end a nozzle cap 3 with a single nozzle opening 8 for the exit of the reducing agent is attached.
  • the nozzle cap 3 is preferably attached to the pipe 2 and welded or soldered to it. However, it can also be screwed or plugged by means of a clamp connection, so that it can be easily changed.
  • the pipe 2 extends into a radially central region of the exhaust pipe 7 and is in its end region 9 in the direction of executed bent with the arrow 6 schematically indicated exhaust flow. In this way, entrainment with the exhaust gas flow and a uniform distribution of the exhaust gas supplied to the reducing agent are ensured.
  • the nozzle cap 3 is provided with a conduit section 10, so that, after attachment to the end of the pipeline 2, a continuous transition from the pipeline inner diameter d2 to the diameter dl of the outlet-side opening 8 of the cap 3 results.
  • a wall film present on the pipe inner wall can be transported to the opening 8 as a result of the flow in the pipe interior, and reducing agent is thus completely discharged, so that the formation of deposits is avoided.
  • the conical line region 10 is followed by a very short cylindrical line section of a few tenths of a millimeter in length and the diameter d 1 of the opening 8. For this line section and a chamfering can be provided.
  • a taper in the range of 0.3 to 3.0 is provided for the line section 10 formed by the nozzle bore.
  • the conicity is preferably 0.8 to 1.5.
  • a cone angle ⁇ of about 60 °, as shown in Fig. 2 results.
  • cone angles in the range of 10 ° to 150 ° can be provided.
  • a pipe inner diameter d2 of about 4 mm, an opening diameter d1 of about 1.5 mm and a cone length 1 of about 2.2 mm are preferred.
  • Particularly advantageous is a diameter ratio of d2: dl> 1.3 proven.
  • an absolute pressure of about 1.5 bar to 2.5 bar in the end region 9 of the dispensing device 1 achieves a particularly advantageous spraying behavior and a reliable and blockage-free operation of the dispensing device 1.
  • a comparatively small beam cone angle can be achieved with the embodiment according to the invention, so that on the one hand a good uniform distribution over the cross section of the exhaust pipe 7 is given, but on the other hand deposits on the exhaust pipe inner wall can be avoided.
  • the pipe 2 On the inlet side, the pipe 2 is connected to a protruding from the exhaust pipe 7 connecting part 4, to which a reducing agent supply line, not shown, can be connected.
  • a flange 5 is provided, which is preferably fixedly connected to the connecting part 4 as shown. It can be provided that the pipe 2 is provided over a substantial part of its extent in the exhaust pipe 7 with a heat-insulating Isolier Anlagenmantel or with a cooling fluid receiving cooling jacket so that it is protected from excessive heating by hot exhaust gases or can be cooled ( not shown) .
  • the end portion 9 of the pipe 2 is designed with a line section 10 with a small conicity. Accordingly, a conical line section 10 results with a comparatively large cone length 1 and a small cone angle ⁇ .
  • with a high taper is advantageous to perform the resulting edges rounded.
  • the dispensing device 1 is suitable for dispensing various media, it is preferably provided that it is used for atomizing aqueous urea solution.
  • the aqueous urea solution used preferably has a urea content of about 32% with respect to the solvent water. Instead of urea, however, it is also possible to use another substance suitable for the removal of ammonia.
  • the urea solution is dispensed as required by a metering device, not shown, and fed to the pipeline 2.
  • the metering device can be designed for a delivery of the reducing agent in single-phase, liquid form or for the release of the reducing agent as a finely divided aerosol.
  • the aerosol delivery is preferred, with bung preferably for fine Zerstäu ⁇ compressed air is provided.
  • the reduction Urea is thus supplied in a predominantly present as an aerosol two-phase mixture of air and aqueous urea solution of the pipe 2 and further discharged into the exhaust.
  • the air flow rate is about 25 l / min and is preferably kept approximately constant.
  • the throughput of the aqueous urea solution is about 250 g / h to 7000 g / h.
  • the mixing is preferably carried out in a mixing chamber of the metering device.
  • special means for nebulization or mixing may be provided.
  • a compressed air supply may be provided in the connection part 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgabevorrichtung (1) sowie ein Verfahren und eine Verwendung einer Abgabevorrichtung (1) zur Einbringung von Reduktionsmittel in ein Abgas einer Brennkraftmaschine. Die erfindungsgemäße Abgabevorrichtung (1) umfasst eine ins Innere einer Abgasleitung (7) geführte Rohrleitung (2) für das Reduktionsmittel mit einem in eine Öffnung (8) ausmündenden Endbereich (9), wobei der Endbereich (9) einen Leitungsabschnitt (10) aufweist, dessen Innendurchmesser sich kontinuierlich vom Innendurchmesser (d2) der Rohrleitung (2) auf den Durchmesser (dl) der Öffnung (8) verengt. Anwendung vorzugsweise in Abgasreinigungsanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Nutzfahrzeugen.

Description

Abgabevorrichtung sowie Verfahren zur Einbringung von Reduktionsmittel in ein Abgas einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Abgabevorrichtung zur Abgabe eines fluiden Reduktionsmittels in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zur Einbringung eines fluiden Reduktionsmittels in ein Abgas einer Brennkraftmaschine und eine Verwendung einer Abgabevorrichtung .
Zum Problem der fein verteilten Einbringung bzw. Zerstäubung von Flüssigkeiten in Gase sind eine Vielzahl von verfahrenstechnischen Lösungen bekannt. So ist es aus der DE 43 15 385 Al bekannt, zur Eindüsung von Ammoniakwasser in Rauchgase eine Zweistoffdüse einzusetzen. Die Düse wird pulsierend betrieben. Dabei wird das Ammoniakwasser in einem zum Hüllrohr der Düse koaxial angeordneten Innenrohr und die zur Zerstäubung eingesetzte Druckluft in einem Ringspalt zwischen Innenrohr und Hüllrohr geführt. Ammoniakwasser und Druckluft treffen nahe der Austrittsstelle in einer Resonanzkammer aufeinander. Durch die spezielle Betriebsart und Ausführungsform der Düse wird eine gleichmäßige Verteilung des Ammoniakwassers im Rauchgas erreicht.
Zur Verbesserung des Spritzbilds bei der Einspritzung von Dieselkraftstoff in einen Brennraum eines Dieselmotors ist es aus der DE 198 38 771 Al bekannt, das Spritzloch einer Einspritzdüse mit einem Stufendiffusor zu versehen.
Insbesondere bei kleinen Düsenlochöffnungen tritt häufig eine Verstopfung der Öffnungen durch Ablagerung auf, wobei die Ablagerungen durch das Abgas oder durch das zu dosierende Medium selbst verursacht sein können. Zur Sauberhaltung einer für die Zerstäubung von Harnstofflösung eingesetzten Spritzdüse ist es aus der DE 102 23 766 Al bekannt, von Zeit zu Zeit eine Reinigung der Spritzdüse durch Einbringung einer Reinigungsflüssigkeit durchzuführen, was jedoch eine Unterbrechung des normalen Betriebs bedeutet und einen Zusatzstoff erforderlich macht .
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abgabevorrichtung sowie ein Verfahren zur Einbringung von Reduktionsmittel in ein Abgas einer Brennkraftmaschine anzugeben, welche einen zuverlässigen Betrieb und eine gleichmäßige Verteilung des zu dosierenden Reduktionsmittels ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Abgabevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Das Problem wird auch durch eine Verwendung einer Abgabevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Die erfindungsgemäße Abgabevorrichtung weist eine ins Innere der Abgasleitung hineinragende Rohrleitung für das Reduktionsmittel mit einem in eine Öffnung mündenden Endbereich auf, wobei der Endbereich einen Leitungsabschnitt aufweist, dessen Innendurchmesser sich kontinuierlich vom Innendurchmesser der Rohrleitung auf den Durchmesser der Öffnung verengt. Die Abgabevorrichtung ist insbesondere zur Verdüsung von wässeriger Harnstofflösung in heiße Abgase einer Brennkraftmaschine geeignet, da Ablagerungen von Harnstoff oder von dessen Zersetzungsprodukten zuverlässig vermieden werden. Infolge des sich im Rohrleitungsendbereich in Richtung der Öffnung verringernden Leitungsinnenquerschnitts wird die Strömungsgeschwindigkeit des Reduktionsmittels dort erhöht, wodurch Ablagerungen vermieden werden bzw. bereits gebildete kleinere Ablagerungen von der Strömung mitgerissen und ausgetragen werden können. Da die Abgabevorrichtung endseitig als sich düsenartig verengende Einlochdüse ausgebildet ist, kann die Öffnung mit einem größerem Durchmesser ausgebildet sein, als dies bei Mehrlochdüsen der Fall ist. Dadurch verringert sich ebenfalls die Gefahr, dass Verstopfungen der Öffnung auftreten .
In Ausgestaltung der Erfindung verläuft der sich verengende Abschnitt in einer endseitig auf die Rohrleitung aufgesetzten Kappe. Diese Ausführungsform lässt sich besonders einfach fertigen, da die Kappe gesondert gefertigt werden kann und lediglich auf das offene, vorzugsweise stumpfe Rohrleitungsende aufgesetzt zu werden braucht. Durch Schweißen, Löten oder durch eine Klemm- oder Schraubverbindung kann auf einfache Weise eine dauerhaft dichte Verbindung der Kappe mit dem Rohrleitungsende erzielt werden. Andererseits können einheitlich gefertigte Abgabevorrichtungen durch unterschiedlich ausgeführte Kappen an unterschiedliche Abgabebedingungen und Fahrzeugtypen bzw. Abgasanlagen angepasst werden. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, die Kappe auswechselbar auszuführen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Öffnung annähernd kreisrund mit einem Öffnungsdurchmesser von 0,5 mm bis 2,5 mm und in einer noch weiteren Ausgestaltung mit einem Öffnungsdurchmesser von etwa 1,5 mm ausgebildet. Mit diesen Öffnungsdurchmessern kann ein gutes Abspritzverhalten des Reduktionsmittels, insbesondere mit Blick auf die für die Anwendung in Kraftfahrzeugen gebräuchlichen Mengen erreicht werden .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der sich verengenden Abschnitt eine Konizität zwischen 0,3 und 3,0 und in einer noch weiteren Ausgestaltung eine Konizität von etwa 1,1 auf. Mit dieser Ausführungsform wird eine besonders günstige Reinhaltungsfunktion der Öffnung erzielt. Unter Konizität wird dabei wie üblich die auf die Länge bezogene Durchmesserveränderung verstanden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung mündet der Endbereich der Rohrleitung im radial mittleren Bereich der Abgasleitung aus. Dadurch kann eine gleichmäßige Verteilung des abgegebenen Reduktionsmittels innerhalb des Abgasleitungsquerschnitts erreicht werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Endbereich der Rohrleitung in Richtung der Abgasströmung abgewinkelt ausgeführt. Dadurch wird das Reduktionsmittel in Richtung der Abgasströmung abgegeben und ein Auftreffen und Ablagern auf der Abgasleitungswand wird vermieden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Einbringung von Harnstoff in ein Abgas einer Brennkraftmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel über eine Abgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zugegeben wird. Dabei wird in Ausgestaltung der Erfindung das Reduktionsmittel in einer zweiphasigen Gas-Flüssigkeitsgemischung der Rohrleitung zugeführt. Vorzugsweise wird in einer Dosiereinheit durch Zusammenführung von Druckluft und Reduktionsmittelflüssigkeit eine aerosolartige zweiphasige Luft-Flüssigkeitsmischung erzeugt und diese der Rohrleitung zugeführt. Dem Abgas wird daher das Reduktionsmittel als feiner Nebel zugegeben, was eine besonders gleichmäßige Verteilung des Reduktionsmittels ermöglicht. In der Dosiereinheit erfolgt vorzugsweise eine bedarfsgerechte Zugabe des zu dosierenden Reduktionsmittels in einen im wesentlichen gleichmäßigen Luftstrom.
Auf Grund der besonderen Ausführungsform der Abgabevorrichtung ist diese zu einer Verwendung zur Einbringung eines fluiden Reduktionsmittels in ein Abgas einer Brennkraftmaschine besonders geeignet. Insbesondere ist die Abgabevorrichtung zur Einbringung eines Aerosols von wässriger Harnstofflösung geeignet.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht und werden nachfolgend beschrieben. Dabei sind die vorstehend genannten und nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung,
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Endbereichs der Abgabevorichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Endbereichs einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgabevorichtung und Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Endbereichs einer dritten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgabevorichtung .
Unter Bezug auf die Figuren 1 und 2 wird nachfolgend eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung erläutert, wobei zunächst auf die in Fig. 1 wiedergegebene Übersichtsdarstellung näher eingegangen wird. In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Abgabevorrichtung 1 in einem in einer Abgasleitung 7 eingebauten Zustand dargestellt, wobei von der Abgasleitung 7 lediglich schematisch ein Wandungsabschnitt gezeigt ist. Die Abgasleitung 7 nimmt Abgas einer vorzugsweise als Dieselmotor eines Kraftfahrzeugs ausgeführten Brennkraftmaschine auf und leitet es einem in der Abgasleitung 7 stromab der Abgabevorrrichtung 1 angeordneten Stickoxidreduktionskatalysator zu. Das Kraftfahrzeug sowie die Brennkraftmaschine und der Stickoxidreduktionskatalysator sind in den Figuren nicht gesondert dargestellt.
Die Abgabevorrichtung 1 dient der Abgabe eines für die kata- lytische Stickoxidreduktion geeigneten Reduktionsmittels in das Abgas der Brennkraftmaschine.
Die erfindungsgemäße Abgabevorrichtung 1 gemäß den Figuren 1 und 2 umfasst eine ins Innere der Abgasleitung 7 geführte Rohrleitung 2, an welcher endseitig eine Düsenkappe 3 mit einer einzigen Düsenöffnung 8 für den Austritt des Reduktionsmittels befestigt ist. Die Düsenkappe 3 ist vorzugsweise auf die Rohrleitung 2 aufgesteckt und mit ihr verschweißt oder verlötet. Sie kann jedoch auch aufgeschraubt oder mittels einer Klemmverbindung aufgesteckt sein, so dass sie leicht gewechselt werden kann. Vorzugsweise erstreckt sich die Rohrleitung 2 bis in einen radial mittleren Bereich der Abgasleitung 7 und ist in ihrem Endbereich 9 in Richtung der mit dem Pfeil 6 schematisch gekennzeichneten Abgasströmung abgebogen ausgeführt. Auf diese Weise sind ein Mitführen mit der Abgasströmung und eine gleichmäßige Verteilung des dem Abgas zugeführten Reduktionsmittels gewährleistet.
Wie in Fig. 2 deutlicher zu sehen, ist die Düsenkappe 3 mit einem Leitungsabschnitt 10 versehen, so dass sich, nach Anbringung am Ende der Rohrleitung 2, ein kontinuierlicher Übergang vom Rohrleitungsinnendurchmesser d2 auf den Durchmesser dl der austrittsseitigen Öffnung 8 der Kappe 3 ergibt. Auf diese Weise kann ein auf der Rohrleitungsinnenwand vorhandener Wandfilm infolge der Strömung im Leitungsinneren zur Öffnung 8 transportiert werden und Reduktionsmittel wird somit vollständig ausgetragen, so dass eine Ausbildung von Ablagerungen vermieden wird. Vorzugsweise schließt sich an den konischen Leitungsbereich 10 ein sehr kurzer zylindrischer Leitungsabschnitt von wenigen Zehnteln Millimeter Länge und dem Durchmesser dl der Öffnung 8 an. Für diesen Leitungsabschnitt kann auch eine Anfasung vorgesehen sein.
Für den durch die Düsenbohrung gebildeten Leitungsabschnitt 10 ist eine Konizität im Bereich von 0,3 bis 3,0 vorgesehen. Vorzugsweise beträgt die Konizität 0,8 bis 1,5. Für eine besonders bevorzugte Konizität von 1,1 ergibt sich ein Konuswinkel α von etwa 60°, wie in Fig. 2 dargestellt. Generell können jedoch Konuswinkel im Bereich von 10° bis 150° vorgesehen sein. Dabei sind ein Rohrleitungsinnendurchmesser d2 von etwa 4 mm, ein Öffnungsdurchmesser dl von etwa 1,5 mm und eine Konuslänge 1 von etwa 2,2 mm bevorzugt. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Durchmesserverhältnis von d2 : dl > 1,3 erwiesen.
Mit Blick auf die genannte Anwendung ist es von besonderer Bedeutung, die Abmessungen der Durchmesser dl, d2, sowie die Konizität auf das zu verdüsende Medium und die auftretenden Durchsatzverhältnisse abzustimmen. Im Zusammenhang mit den genannten bevorzugten Abmessungen werden mit einem Absolutdruck von etwa 1,5 bar bis 2,5 bar im Endbereich 9 der Abgabevorrichtung 1 ein besonders vorteilhaftes Absprühverhalten und ein zuverlässiger und verstopfungsfreier Betrieb der Abgabevorrichtung 1 erzielt. Insbesondere kann mit der erfindungsgemäßen Ausführungsform ein vergleichsweise kleiner Strahlkegelwinkel erreicht werden, so dass einerseits eine gute Gleichverteilung über den Querschnitt der Abgasleitung 7 gegebenen ist, andererseits jedoch Anlagerungen an die Abgasleitungsinnenwand vermieden werden.
Einlassseitig ist die Rohrleitung 2 mit einem von der Abgasleitung 7 abragenden Anschlussteil 4 verbunden, an welches eine nicht dargestellte Reduktionsmittelzufuhrleitung angeschlossen werden kann.
Zur Befestigung der Abgabevorrichtung 1 an der Abgasleitung 7 ist ein Flansch 5 vorgesehen, welcher wie dargestellt vorzugsweise mit dem Anschlussteil 4 fest verbunden ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Rohrleitung 2 über einen wesentlichen Teil ihrer Erstreckung in der Abgasleitung 7 mit einem wärmeisolierenden Isolierschichtmantel oder mit einem ein Kühlfluid aufnehmenden Kühlmantel versehen ist, so dass sie vor einer übermäßigen Erwärmung durch heisse Abgase geschützt ist oder gekühlt werden kann (nicht dargestellt) .
Obschon eine Ausführung der erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung 1 wie erläutert mit einer endseitig an der Rohrleitung 2 angeordneten Düsenkappe 3 bevorzugt ist, kann gegebenenfalls auf diese auch verzichtet werden. In diesem Fall wird die Rohrleitung 2 endseitig konisch zulaufend ausgeführt. In den Figuren 3 und 4 sind entsprechende Ausführungsformen dargestellt.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Endbereich 9 der Rohrleitung 2 mit einem Leitungsabschnitt 10 mit einer geringen Konizität ausgeführt. Demgemäß ergibt sich ein konischer Leitungsabschnitt 10 mit einer vergleichsweise großen Konuslänge 1 und einem kleinen Konuswinkel α. Im Gegensatz hierzu kann es bei entsprechenden Durchsatz- bzw. Druckverhältnissen auch vorteilhaft sein, den Endbereich 9 der Rohrleitung 2 mit einem vergleichsweise kurzen konischen Leitungsabschnitt 10 mit hoher Konizität auszuführen, wie in Fig. 4 beispielhaft dargestellt. Insbesondere bei einer hohen Konizität ist vorteilhaft, die sich ergebenden Kanten abgerundet auszuführen. Darüber hinaus kann es, abweichend von den Darstellungen der Figuren 3 und 4, vorteilhaft sein, den konischen Leitungsabschnitt 10 bis unmittelbar an die Mündungsöffnung 8 der Rohrleitung 2 zu führen.
Obschon die erfindungsgemäße Abgabevorrichtung 1 zur Abgabe verschiedenster Medien geeignet ist, ist vorzugsweise vorgesehen, dass sie zur Verdüsung von wässeriger Harnstofflösung verwendet wird. Die eingesetzte wässerige Harnstofflösung weist vorzugsweise einen Harnstoffanteil von etwa 32 % in bezug auf das Lösungsmittel Wasser auf. Anstelle von Harnstoff kann jedoch auch ein anderer, zur Abspaltung von Ammoniak geeigneter Stoff eingesetzt werden. Die Harnstofflösung wird von einer nicht dargestellten Dosiereinrichtung bedarfsgerecht abgegeben und der Rohrleitung 2 zugeführt. Die Dosiereinrichtung kann für eine Abgabe des Reduktionsmittels in einphasiger, flüssiger Form oder zur Abgabe des Reduktionsmittels als fein verteiltes Aerosol ausgelegt sein. Die Abgabe als Aerosol ist bevorzugt, wobei zur feinen Zerstäu¬ bung vorzugsweise Druckluft vorgesehen ist. Das Reduktions- mittel Harnstoff wird somit in einer vorwiegend als Aerosol vorliegenden zweiphasigen Mischung von Luft und wässriger Harnstofflösung der Rohrleitung 2 zugeführt und weiter ins Abgas abgegeben. Der Luftdurchsatz beträgt etwa 25 l/min und wird vorzugsweise annähernd konstant gehalten. Je nach angestrebter Stickoxidreduktion beträgt der Durchsatz der wäss- rigen Harnstofflösung etwa 250 g/h bis 7000 g/h. Diese wird in der Dosiereinrichtung dosiert und mit zugeführter Druckluft vernebelt. Dabei erfolgt die Vermischung vorzugsweise in einer Mischkammer der Dosiereinrichtung. Gegebenenfalls können spezielle Mittel zur Vernebelung bzw. Vermischung vorgesehen sein. Insbesondere kann auch eine Druckluftzufuhr in das Anschlussteil 4 vorgesehen sein.

Claims

Patentansprüche
1. Abgabevorrichtung (1) zur Abgabe eines fluiden Reduktionsmittels in eine Abgasleitung (7) einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine ins Innere der Abgasleitung (7) hineinragende Rohrleitung (2) für das Reduktionsmittel mit einem in eine Öffnung (8) mündenden Endbereich (9), wobei der Endbereich (9) einen Leitungsabschnitt (10) aufweist, dessen Innendurchmesser sich kontinuierlich vom Innendurchmesser (d2) der Rohrleitung (2) auf den Durchmesser (dl) der Öffnung (8) verengt .
2. Abgabevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich verengende Leitungsabschnitt (10) in einer endseitig auf die Rohrleitung (2) aufgesetzten Kappe (3) verläuft .
3. Abgabevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (8) annähernd- kreisrund mit einem Öffnungsdurchmesser (dl) von 0,5 mm bis 2,5 mm ausgebildet ist.
4. Abgabevorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsdurchmesser (dl) etwa 1,5 mm beträgt.
5. Abgabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der sich verengenden Leitungsabschnitt (10) eine Konizität zwischen 0,8 und 1,5 aufweist.
6. Abgabevorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konizität etwa 1,1 beträgt.
7. Abgabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (9) der Rohrleitung (2) im radial mittleren Bereich der Abgasleitung (7) ausmündet.
8. Abgabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (9) der Rohrleitung (2) in Richtung der Abgasströmung abgewinkelt ausgeführt ist.
9. Verfahren zur Einbringung eines fluiden Reduktionsmittels in ein Abgas einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel dem Abgas über eine Abgabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zugegeben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel in einer zweiphasigen Gas-Flüssig- keitsgemischung der Rohrleitung (2) zugeführt wird.
11. Verwendung einer Abgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Einbringung eines fluiden Reduktionsmittels, insbesondere von wässriger Harnstofflösung, in ein Abgas einer Brennkraftmaschine,
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