WO2008071683A1 - Strömungsverteiler für ein abgassystem - Google Patents

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WO2008071683A1
WO2008071683A1 PCT/EP2007/063667 EP2007063667W WO2008071683A1 WO 2008071683 A1 WO2008071683 A1 WO 2008071683A1 EP 2007063667 W EP2007063667 W EP 2007063667W WO 2008071683 A1 WO2008071683 A1 WO 2008071683A1
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perforated
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perforated plate
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Reinhard Blank
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Definitions

  • the present invention relates to a flow distributor, which is used in particular in an exhaust system of a motor vehicle.
  • the object of such a flow distributor is to mix different components or partial flows of a gas stream with each other or their distribution to evenly.
  • a flow distributor is to be specified, which has a simple structure and causes a particularly uniform distribution of the components of the exhaust gas flow, wherein a low pressure loss is realized.
  • the flow distributor according to the invention has a housing with a longitudinal axis and a plurality of differently designed, aligned perforated plates, which are arranged one behind the other in the direction of the longitudinal axis.
  • the housing is in particular a substantially cylindrical housing made of metal, but it could also have a conical or non-cylindrical shape.
  • Within this housing (possibly also projecting above and / or on one side or both sides protruding) now several perforated plates are positioned.
  • the perforated plates have a substantially planar construction and have at least one hole through which a flow can pass.
  • the perforated plates can have a circular, angular, oval or similar shape; preferred is a shape which is at least similar to the cross-section of the housing.
  • Especially preferred is a variant in which two (2) or three (3) perforated plates are arranged one behind the other.
  • the aligned position means, in particular, that the perforated plates are all centered, for example, all cent rally to the longitudinal axis, optionally at least a portion of the perforated plates can also be positioned parallel to each other (and perpendicular to the longitudinal axis).
  • the "different" design relates in particular to the dimension or shape of the perforated plate. Basically, one-piece and / or one-piece perforated plates of a metallic material are preferred.
  • the perforated plates are arranged concentrically to the longitudinal axis and with an outer gap to the housing. This means in particular that a center of the perforated plate is positioned on the longitudinal axis of the housing.
  • the perforated plates are simultaneously th or that they do not come directly to the housing to the plant, but in particular form a uniform gap towards the housing.
  • At least one perforated plate is formed in the manner of an annular disc. It is also preferred that all perforated plates are designed in the manner of an annular disc.
  • An "annular disc” is a substantially circular perforated plate having a central opening in the middle.
  • At least one perforated plate is positioned to the longitudinal axis at an angle which is in the range of 45 degrees to 90 degrees.
  • all perforated plates have such an angle, but if necessary only one perforated plate or two perforated plates have such an angle.
  • the perforated plates which are positioned furthest upstream that is to say they first come into contact with the flow.
  • the angle it should be noted that with an inclination of the perforated plate to the longitudinal axis always an angle greater than 90 degrees and an angle less than 90 degrees can be specified. The angle given here refers to the acute angle less than 90 degrees.
  • a corresponding distance is maintained between all perforated plates, ie the distance between the perforated plates is substantially constant.
  • each perforated plate has an outer dimension and an inner dimension, wherein for at least two adjacently arranged perforated plates, the outer dimension of a first perforated plate corresponds to the inner dimension of a second perforated plate.
  • a generous tolerance range is here in particular more spaced perforated plates allowable. For example, an overlap or a distance in the radial direction of a few (eg to 5) millimeters can not significantly reduce the thoroughly improved flow properties.
  • annular discs For the variant with the annular discs, this means that they have an outer diameter for limiting the ring (outer dimension) and an inner diameter of the central opening (inner dimension).
  • the dimensioning now takes place in such a way that the first annular disc covers the opening of the second annular disc in the peripheral region.
  • the plan view in the direction of the longitudinal axis then gives an image in which a central opening of the first annular disc can be seen, then seen radially outward, the individual annular discs of the perforated plates (in particular completely) can be seen before moving completely out towards the housing forming an outer gap. Between these individual annular disks (preferred) no annular gap can be seen.
  • the perforated plates are held on the housing by means of fastening elements.
  • the fastening elements are e.g. designed as rods, metal strips or the like.
  • a preferred embodiment is one in which the fastening elements are fastened to the axially spaced-apart perforated plates over the circumference.
  • the number of fastening elements is to be kept as low as possible, in particular to limit three (3) and four (4).
  • a flow distributor is preferred in which the fastening elements have means for compensating for deformations of the perforated plates.
  • the fastening elements are able to compensate for the (different) thermal expansion behavior (in particular in the radial direction) of the perforated plates, e.g. nevertheless
  • an exhaust system of an internal combustion engine is proposed in which at least one flow distributor described here according to the invention is provided.
  • a motor vehicle having an internal combustion engine to which an exhaust system is connected, which has a fuel supply and at least one flow distributor of the type according to the invention.
  • the substance supply is in particular a supply system for urea (liquid or solid) or similar non-gaseous substances.
  • the motor vehicle can be designed cumulatively or alternatively to the substance supply with a reductant supply.
  • FIGS. show particularly preferred embodiments, to which the invention is not limited. They show schematically:
  • FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the flow distributor
  • FIG. 4 shows an exhaust system of a motor vehicle.
  • Fig. 1 shows schematically and in perspective a flow distributor 1 with a cylindrical housing 2.
  • the cylindrical housing 2 has a central longitudinal axis 3.
  • a first perforated plate 4 and a second perforated plate 8 are now arranged, which are both designed in the manner of an annular disc.
  • the first perforated plate 4 arranged first in the flow direction 18 is smaller than the second perforated plate 8 arranged at a distance behind it. Both are positioned concentrically to the longitudinal axis 3. They are fixed together by three fasteners 12 in position, which are welded to the rear edge of the housing 2.
  • the distribution of the fastening elements 12 around the perforated plates 4, 8 around is uniform, so that the outer gap 5 is segmented substantially uniformly.
  • Fig. 2 now illustrates the operation of a flow distributor 1, as shown in Fig. 1.
  • an exhaust gas flow guided in an exhaust pipe 19 initially has the speed profile shown here before entry 20 into the flow distributor 1. It is characterized by a flow having a high velocity in the central region and a lower velocity in the periphery (illustrated by the length of the arrows).
  • the counselspro fil After the flow distributor 21.
  • This is a much smoother Velocity distribution over the cross section of the exhaust pipe 19 executed. This uniform velocity of the exhaust gas flow ensures that subsequent exhaust aftertreatment units are uniformly flowed over the entire cross section and thus cause a similar reaction in all areas.
  • FIG. 3 A variant of a flow distributor is shown in FIG. 3.
  • a first perforated plate 4 a second perforated plate 8 and a third Perforated plate in the manner of an annular disc with a predetermined distance 7 to each other.
  • the perforated plates themselves have a central opening 9 defining an inner dimension 11 of the perforated plates.
  • the perforated plates are characterized by an outer dimension 10. While the two perforated plates shown on the right are positioned in parallel planes 22 perpendicular to the longitudinal axis 3, the first perforated plate 4 shown on the left is designed with an angle 6, so that there is a non-vertical arrangement with respect to the longitudinal axis 3.
  • Such an inclined arrangement of a perforated plate makes sense, for example, if the velocity profile deviates from the distribution illustrated in FIG. 2 before entry due to, for example, a curved exhaust gas line.
  • the position of the perforated plates to each other is in turn fixed by appropriate fasteners 12.
  • FIG. 4 is intended to illustrate the basic structure of an exhaust system 13 of a motor vehicle 15.
  • the motor vehicle 15 has an internal combustion engine 14, to which an exhaust pipe 19 is mounted, via which the exhaust gas generated in the internal combustion engine 14 is first supplied to various exhaust gas treatment units 17 before finally being discharged to the environment in a clean manner.
  • the exhaust pipe 19 is now first executed with a curvature 23 before a substantially straight course of the exhaust pipe 19 is detected.
  • a substance supply 16 is realized, wherein, for example, solid and / or liquid urea is added.
  • the mixture of exhaust gas and urea then impinges downstream on a (preferably catalytically uncoated) flow distributor 1 according to the invention, so that here an excellent mixing of the two components is realized.
  • the exhaust gas treatment unit may also comprise a plurality of catalytic reactors, for example at least one of the following group: SCR catalyst, oxidation catalyst, particulate trap, adsorber and the like.

Abstract

Strömungsverteiler (1) aufweisend ein Gehäuse (2) mit einer Längsachse (3) und mehrere, verschiedenartig ausgeführte, zueinander ausgerichtete Lochplatten (4, 8, 9), die in Richtung der Längsachse (3) hintereinander angeordnet sind.

Description

Strömungsverteiler für ein Abgassystem
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strömungsverteiler, der insbesondere in einem Abgassystem eines Kraftfahrzeuges zum Einsatz kommt. Aufgabe eines solchen Strömungsverteilers ist es, unterschiedliche Komponenten bzw. Teilströmungen eines Gasstromes miteinander zu vermischen bzw. deren Verteilung zur vergleichmäß igen.
Aus dem Stand der Technik sind bereits viele unterschiedlicher Varianten für solche Strömungsverteiler bekannt. Gleichwohl können nicht alle den aggressiven Bedingungen im Abgassystem eines Kraftfahrzeuges standhalten. Darüber hinaus existieren Strömungsverteiler, die einen besonders hohen Druckabfall beim Durchströmen des zu behandelnden Fluides (insbesondere Gases) bewirken. Ein solches Verhalten ist gerade im Zusammenhang mit Verbrennungskraftmaschinen bei Kraftfahrzeugen nachteilig, da dies zu Leistungseinbußen führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Strömungsverteiler angegeben werden, der einfach aufgebaut ist und eine besonders gleichmäßige Verteilung der Komponenten des Abgasstromes bewirkt, wobei auch ein geringer Druckverlust verwirklicht ist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Strömungsverteiler gemäß den Merkmalen eines Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombinierbar und zeigen weitere Ausführungsvarianten der Erfin- dung auf. Darüber hinaus erläutert und spezifiziert die Beschreibung die Erfindung.
Der erfindungsgemäße Strömungsverteiler weist ein Gehäuse auf mit einer Längs- achse sowie mehrere verschiedenartig ausgeführte, zueinander ausgerichtete Lochplatten, die in Richtung der Längsachse hintereinander angeordnet sind. Bei dem Gehäuse handelt es sich insbesondere um ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse aus Metall, es könnte jedoch auch eine konische bzw. nichtzylindrische Gestalt aufweisen. Innerhalb dieses Gehäuses (ggf. auch vorstehend und/oder darüber einseitig bzw. beidseitig hinausragend) sind nun mehrere Lochplatten positioniert. Die Lochplatten haben einen im Wesentlichen ebenen Aufbau und weisen mindestens ein Loch auf, durch welches eine Strömung hindurch treten kann. Grundsätzlich können die Lochplatten eine kreisrunde, kantige, ovale oder ähnliche Form aufweisen; bevorzugt ist eine Form, die zumindest den Quer- schnitt des Gehäuses ähnlich ist. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der bis zu sechs (6) solcher Lochplatten hintereinander angeordnet sind. Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante, bei der zwei (2) oder drei (3) Lochplatten hintereinander angeordnet sind. Mit der zueinander ausgerichteten Lage ist insbesondere gemeint, dass die Lochplatten beispielsweise alle zur Längsachse zent- risch ausgerichtet sind, gegebenenfalls können zumindest ein Teil der Lochplatten auch parallel zueinander (und senkrecht zur Längsachse) positioniert sein. Die „verschiedenartige" Ausführung betrifft insbesondere die Dimension bzw. Form der Lochplatte. Grundsätzlich sind einteilige und/oder einstückige Lochplatten aus einem metallischen Material bevorzugt.
Gemäß einer Weiterbildung des Strömungsverteilers sind die Lochplatten konzentrisch zu Längsachse und mit einem äußeren Spalt zum Gehäuse angeordnet. Damit ist insbesondere gemeint, dass ein Mittelpunkt der Lochplatte auf der Längsachse des Gehäuses positioniert ist. Die Lochplatten werden gleichzeitig so gehal- ten bzw. positioniert, dass diese nicht direkt an dem Gehäuse zur Anlage kommen, sondern insbesondere einen gleichmäßigen Spalt hin zum Gehäuse bilden.
Darüber hinaus ist auch vorteilhaft, dass wenigstens eine Lochplatte nach Art ei- ner Ringscheibe gebildet ist. Bevorzugt ist zudem, dass alle Lochplatten nach Art einer Ringscheibe ausgebildet sind. Eine „Ringscheibe" ist eine im Wesentlichen kreisförmige Lochplatte, mit einer zentralen Öffnung in der Mitte.
Gemäß einer Ausführungsvariante des Strömungsverteilers ist wenigstens eine Lochplatte zur Längsachse mit einem Winkel positioniert, der im Bereich von 45 Grad bis 90 Grad liegt. Grundsätzlich ist möglich, dass alle Lochplatten einen solchen Winkel aufweisen, gegebenenfalls weist jedoch nur eine Lochplatte bzw. weisen zwei Lochplatten einen solchen Winkel auf. Dabei handelt es sich insbesondere um die Lochplatten, die am weitesten stromaufwärts positioniert sind, also mit der Strömung zuerst in Kontakt kommen. Bezüglich des Winkels ist anzumerken, dass bei einer Neigung der Lochplatte zur Längsachse stets ein Winkel größer 90 Grad und ein Winkel kleiner 90 Grad angegeben werden kann. Der hier angegebene Winkel betrifft den spitzen Winkel kleiner 90 Grad.
Darüber hinaus wurde als vorteilhaft herausgefunden, dass zwischen wenigstens zwei Lochplatten ein Abstand im Bereich von 5 mm bis 30 mm (Millimeter) liegt. Ganz besonders bevorzugt ist die Ausführungsvariante, bei der zwischen allen Lochplatten ein entsprechender Abstand eingehalten wird, der Abstand also zwischen den Lochplatten im Wesentlichen konstant ist.
Bezüglich der Dimensionierung wird als vorteilhaft erachtet, dass jede Lochplatte eine äußere Abmessung und eine innere Abmessung aufweist, wobei für wenigstens zwei benachbart angeordnete Lochplatten gilt, dass die äußere Abmessung einer ersten Lochplatte der inneren Abmessung einer zweiten Lochplatte ent- spricht. Selbstverständlich muss hier keine besonders exakte Übereinstimmung der Abmessungen vorliegen, ein großzügiger Toleranzbereich ist hier insbesondere weiter beabstandeten Lochplatten gewährbar. So vermag beispielsweise eine Überdeckung bzw. ein Abstand in radiale Richtung von einigen wenigen (z.B. bis 5) Millimetern die durchaus verbesserten Strömungseigenschaften nicht maßgeb- lieh zu reduzieren.
Für die Variante mit den Ringscheiben bedeutet dies, dass diese einen Außendurchmesser zur Begrenzung des Ringes (äußere Abmessung) und einen inneren Durchmesser der zentralen Öffnung (innere Abmessung) aufweisen. Die Dimen- sionierung erfolgt nun in der Art, dass die erste Ringscheibe die Öffnung der zweiten Ringscheibe im Umfangsbereich überdeckt. In der Draufsicht in Richtung der Längsachse ergibt sich dann ein Bild, bei dem eine zentrale Öffnung der ersten Ringscheibe zu erkennen ist, wobei dann radial auswärts gesehen die einzelnen Ringscheiben der Lochplatten (insbesondere vollständig) zu sehen sind, bevor sich ganz außen hin zum Gehäuse ein äußerer Spalt bildet. Zwischen diesen einzelnen Ringscheiben ist (bevorzugter Weise) kein Ringspalt erkennbar.
Einer Weiterbildung des Strömungsverteilers zur Folge werden die Lochplatten mittels Befestigungselementen an dem Gehäuse gehalten. Die Befestigungsele- mente sind z.B. als Stäbe, Blechstreifen oder dergleichen ausgeführt. Bevorzugt ist eine Ausführungsvariante, bei dem die Befestigungselemente an den axial zueinander beabstandeten Lochplatten über den Umfang befestigt sind. Die Anzahl der Befestigungselemente ist dabei möglichst gering zu halten, insbesondere auf drei (3) bzw. vier (4) zu begrenzen.
In diesem Zusammenhang ist ein Strömungsverteiler bevorzugt, bei dem die Befestigungselemente Mittel zur Kompensation von Verformungen der Lochplatten aufweisen. Damit ist insbesondere gemeint, dass die Befestigungselemente in der Lage sind, das (unterschiedliche) thermische Ausdehnungsverhalten (insbesondere in radiale Richtung) der Lochplatten zu kompensieren, sie z.B. gleichwohl zuein-
- A - ander ausgerichtet zu fixieren. Hierzu können unterschiedliche Materialien bzw. Verformungsbereiche der Befestigungselemente vorgesehen sein, auch sind Schiebesitze oder dergleichen denkbar.
Darüber hinaus wird auch ein Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, bei dem wenigstens ein hier erfindungsgemäß beschriebener Strömungsverteiler vorgesehen ist.
Schließlich sei auch noch ein Kraftfahrzeug angegeben, das eine Verbrennungs- kraftmaschine hat, an der ein Abgassystem angeschlossen ist, das eine Stoffzufuhr und wenigstens einen Strömungsverteiler der erfindungsgemäßen Art aufweist. Bei der Stoffzufuhr handelt es sich insbesondere um ein Zufuhrsystem für Harnstoff (flüssig bzw. fest) oder ähnliche nicht-gasförmige Substanzen. Grundsätzlich kann das Kraftfahrzeug kumulativ oder alternativ zur Stoffzufuhr mit einer Re- duktionsmittelzufuhr ausgeführt sein.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsvarianten, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 : eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsvariante des Strömungsverteilers,
Fig. 2: eine Prinzipdarstellung der Wirkung eines Strömungsverteilers,
Fig. 3: eine weitere Ausführungsvariante des Strömungsverteilers im Querschnitt, und
Fig. 4: ein Abgassystem eines Kraftfahrzeuges. Die Fig. 1 zeigt schematisch und perspektivisch einen Strömungsverteiler 1 mit einem zylindrischen Gehäuse 2. Das zylindrische Gehäuse 2 weist eine zentrale Längsachse 3 auf. Im Inneren dieses Gehäuses 2 sind nun eine erste Lochplatte 4 und eine zweite Lochplatte 8 angeordnet, die beide nach Art einer Ringscheibe ausgeführt sind. Die in Strömungsrichtung 18 zuerst angeordnete erste Lochplatte 4 ist kleiner als die mit einem Abstand dahinter angeordnete zweite Lochplatte 8. Beide sind konzentrisch zur Längsachse 3 positioniert. Sie werden gemeinsam durch drei Befestigungselemente 12 in ihrer Position fixiert, die am hinteren Rand des Gehäuses 2 angeschweißt sind. Die Verteilung der Befestigungselemente 12 um die Lochplatten 4, 8 herum ist gleichmäßig, so dass der äußere Spalt 5 im Wesentlichen gleichmäßig segmentiert ist.
Die Fig. 2 veranschaulicht nun die Wirkungsweise eines Strömungsverteilers 1, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Zu erkennen ist, dass beispielsweise ein in einer Abgasleitung 19 geführter Abgasstrom zunächst das hier dargestellte Geschwindigkeitsprofil vor Eintritt 20 in den Strömungsverteiler 1 aufweist. Es ist gekennzeichnet durch eine Strömung, die eine hohe Geschwindigkeit im zentralen Bereich hat und im Randbereich eine niedrigere Geschwindigkeit (veranschaulicht durch die Länge der Pfeile). Beim Auftreffen bzw. Hindurchführen des Abgas- Stromes durch den Strömungsverteiler 1 , der hier mit der ersten Lochplatte 4 und der zweiten Lochplatte 8 sowie dem äußeren Spalt 5 dargestellt ist, ergibt sich das Geschwindigkeitspro fil nach dem Strömungsverteiler 21. Dieses ist mit einer deutlich gleichmäßigeren Geschwindigkeitsverteilung über den Querschnitt der Abgasleitung 19 ausgeführt. Diese gleichmäßige Geschwindigkeit der Abgas- Strömung gewährleistet, dass nachfolgende Abgasnachbehandlungseinheiten über den gesamten Querschnitt gleichmäßig beströmt werden und somit in allen Bereichen eine ähnliche Reaktion bewirken.
Eine Ausführungsvariante eines Strömungsverteilers geht aus der Fig. 3 hervor. Hierbei werden eine erste Lochplatte 4, eine zweite Lochplatte 8 und eine dritte Lochplatte nach Art einer Ringscheibe mit einem vorgegebenen Abstand 7 zueinander positioniert. Die Lochplatten selbst weisen eine zentrale Öffnung 9 auf, die eine innere Abmessung 11 der Lochplatten definiert. Nach außen hin sind die Lochplatten durch eine äußere Abmessung 10 charakterisiert. Während die beiden rechts dargestellten Lochplatten in parallelen Ebenen 22 senkrecht zur Längsachse 3 positioniert sind, ist die links dargestellte erste Lochplatte 4 mit einem Winkel 6 ausgeführt, so dass hier eine gegenüber der Längsachse 3 nicht-senkrechte Anordnung vorliegt. Eine solche geneigte Anordnung einer Lochplatte ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn das Geschwindigkeitsprofil vor Eintritt aufgrund beispiels- weise einer gekrümmten Abgasleitung von der in Fig. 2 veranschaulichten Verteilung abweicht. Die Lage der Lochplatten zueinander wird wiederum durch entsprechende Befestigungselemente 12 fixiert.
Figur 4 soll den prinzipiellen Aufbau eines Abgassystems 13 eines Kraftfahrzeu- ges 15 veranschaulichen. Das Kraftfahrzeug 15 weist eine Verbrennungskraftmaschine 14 auf, an die eine Abgasleitung 19 montiert ist, über die das in der Verbrennungskraftmaschine 14 generierte Abgas zunächst diversen Abgasbehandlungseinheiten 17 zugeführt wird, bevor es schließlich gereinigt an die Umgebung abgegeben wird. Die Abgasleitung 19 ist nun zuerst mit einer Krümmung 23 aus- geführt, bevor ein im Wesentlichen gerader Verlauf der Abgasleitung 19 festgestellt ist. Hier wird nun eine Stoffzufuhr 16 verwirklicht, wobei beispielsweise fester und/oder flüssiger Harnstoff zugegeben wird. Das Gemisch aus Abgas und dem Harnstoff trifft dann stromabwärts auf einen erfindungsgemäßen (bevorzugt katalytisch unbeschichteten) Strömungsverteiler 1 , so dass hier eine ausgezeichne- te Vermengung beider Komponenten verwirklicht wird. Neben der Geschwindigkeitsverteilung werden auch Temperaturverteilungen und/oder Konzentrationen von mindestens einer Komponente des Abgases und/oder des Harnstoffs beein- flusst bzw. vergleichmäßigt. Das so vorbereitete Abgas wird nunmehr einer Abgasbehandlungseinheit 17 zugeführt. Grundsätzlich kann die Abgasbehandlungs- einheit auch eine Mehrzahl von katalytischen Reaktoren umfassen, beispielsweise wenigstens einen aus der folgenden Gruppe: SCR-Katalysator, Oxidations- Katalysator, Partikelfalle, Adsorber und dergleichen.
Bezugszeichenliste
1 Strömungsverteiler
2 Gehäuse
3 Längsachse
4 erste Lochplatte
5 Spalt
6 Winkel
7 Abstand
8 zweite Lochplatte
9 Öffnung
10 äußere Abmessung
11 innere Abmessung
12 Befestigungselement
13 Abgassystem
14 Verbrennungskraftmaschine
15 Kraftfahrzeug
16 Stoffzufuhr
17 Abgasbehandlungseinheit
18 Strömungsrichtung
19 Abgasleitung
20 Geschwindigkeitspro fil vor Eintritt
21 Geschwindigkeitsprofil nach Strömungsverteiler
22 Ebene
23 Krümmung

Claims

Patentansprüche
1. Strömungsverteiler (1) aufweisend ein Gehäuse (2) mit einer Längsachse (3) und mehrere, verschiedenartig ausgeführte, zueinander ausgerichtete Lochplatten (4, 8, 9), die in Richtung der Längsachse (3) hintereinander angeordnet sind.
2. Strömungsverteiler (1) nach Patentanspruch 1, bei dem die Lochplatten (4, 8, 9) konzentrisch zur Längsachse (3) und mit einem äußeren Spalt (5) zum Gehäuse (2) angeordnet sind.
3. Strömungsverteiler (1) nach Patentanspruch 1 oder 2, bei dem wenigstens eine Lochplatte (4, 8, 9) nach Art einer Ringscheibe gebildet ist.
4. Strömungsverteiler (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem wenigstens eine Lochplatte (4, 8 ,9) zur Längsachse (3) mit einem Winkel (6) positioniert ist, der im Bereich von 45° bis 90° liegt.
5. Strömungsverteiler (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem zwischen wenigstens zwei Lochplatten (4, 8, 9) ein Abstand (7) im Bereich von 5 mm bis 30 mm liegt.
6. Strömungsverteiler (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem jede Lochplatte (4, 8, 9) eine äußere Abmessung (10) und eine innere
Abmessung (11) aufweist, wobei für wenigsten zwei benachbart angeordnete
Lochplatten gilt, dass die äußere Abmessung (10) einer ersten Lochplatte (4) der inneren Abmessung (11) einer zweiten Lochplatte (8) entspricht.
7. Strömungsverteiler (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die Lochplatten (4, 8, 9) mittels Befestigungselementen (12) an dem Gehäuse (2) gehalten werden.
8. Strömungsverteiler (1) nach Patentanspruch 7, bei dem die Befestigungselemente (12) Mittel zur Kompensation von Verformungen der Lochplatten (4, 8, 9) aufweisen.
9. Abgassystem (13) einer Verbrennungskraftmaschine (14) aufweisend wenigs- tens einen Strömungsverteiler (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 8.
10. Kraftfahrzeug (15) mit einer Verbrennungskraftmaschine (14), an der ein Abgassystem (13) angeschlossen ist, dass eine Stoffzufuhr (16) und wenigstens einen Strömungsverteiler (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 8 aufweist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8297050B2 (en) * 2008-07-11 2012-10-30 GM Global Technology Operations LLC Nozzle diffuser mixer
DE102022133091B3 (de) 2022-12-13 2024-04-04 Tenneco Gmbh Abgasmischer mit Ringblende

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2027802A (en) * 1978-08-15 1980-02-27 Malmsten S O Exhaust gas silencer
DD161209A1 (de) * 1981-09-25 1985-06-12 Adw Ddr Einrichtung zum statischen mischen fluider medien
EP0489211A1 (de) * 1988-08-15 1992-06-10 Nrm International Technologies C.V. Jetaufprallreaktor
US5659158A (en) * 1993-09-01 1997-08-19 J. B. Design, Inc. Sound attenuating device and insert
DE19813600A1 (de) * 1998-03-27 1999-09-30 Bayer Ag Statischer Scheibenmischer
GB2381218A (en) * 2001-10-25 2003-04-30 Eminox Ltd Gas treatment apparatus
EP1544426A1 (de) * 2003-12-18 2005-06-22 Tetsuro Toyoda Vorrichtung zum Filtern und Brennen von Teilchenmaterial

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2027802A (en) * 1978-08-15 1980-02-27 Malmsten S O Exhaust gas silencer
DD161209A1 (de) * 1981-09-25 1985-06-12 Adw Ddr Einrichtung zum statischen mischen fluider medien
EP0489211A1 (de) * 1988-08-15 1992-06-10 Nrm International Technologies C.V. Jetaufprallreaktor
US5659158A (en) * 1993-09-01 1997-08-19 J. B. Design, Inc. Sound attenuating device and insert
DE19813600A1 (de) * 1998-03-27 1999-09-30 Bayer Ag Statischer Scheibenmischer
GB2381218A (en) * 2001-10-25 2003-04-30 Eminox Ltd Gas treatment apparatus
EP1544426A1 (de) * 2003-12-18 2005-06-22 Tetsuro Toyoda Vorrichtung zum Filtern und Brennen von Teilchenmaterial

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