WO2019161427A1 - Mischeinrichtung - Google Patents

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Karl-Heinz Schäfer
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Avl List Gmbh
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    • F01N2240/20—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a mixing device with at least one gas-conducting gas guide channel, the mixing device being assigned at least one injection device for injecting a liquid, and at least one first guide element protruding into a gas flow of the gas guide channel downstream of the injection device.
  • the invention further relates to a method for mixing gases or gas mixtures, wherein gas or the gas mixture is guided in at least one gas guide channel and a liquid is injected from an injection device into the gas guide channel, wherein the gas or the gas mixture downstream of the injection device by at least a first guide element is at least partially deflected.
  • Mixers are used in engineering in various applications, such as e.g. in exhaust aftertreatment systems of internal combustion engines or, depending on the fuel, for preheating units in fuel cells.
  • liquid additives are often used, which are injected into the exhaust passage to react with the exhaust gas.
  • urea solutions have become established for the degradation of nitrogen-containing compounds such as nitrogen oxides in connection with SCR catalysts ("selective catalytic reaction") for the selective catalytic reaction of diesel exhaust gases.
  • SCR catalysts selective catalytic reaction
  • the optimal distribution of the additive in the exhaust gas, the mixing with the exhaust gas, and the prevention of deposits of the additive in the injected exhaust gas channel are of great importance.
  • US 2015/0059319 A1 describes a mixing device in which guide elements protrude downstream of an injection location into the exhaust gas duct. These are used for diversion, turbulence and mixing of the exhaust gas.
  • the disadvantage is that in the lee of the guide elements deposits of the additive can accumulate, which can not or only with difficulty be removed, which can lead to solidification and crystallization of the additive on the channel wall.
  • US 2014/0230419 A1 teaches an alternative solution, which provides bulges of the channel walls, which are intended to cause mixing or turbulence of the exhaust gas.
  • the turbulence is often not strong enough to achieve optimum mixing of the exhaust gas and the exhaust gas with the additive.
  • a mixing device mentioned in the invention according to the fact that the gas guide channel directly downstream of the first guide element has at least one bulge of the channel wall of the gas guide channel.
  • at least part of the exhaust gas is additionally deflected in at least one bulge directly downstream of the first guide element. This results on the one hand in a homogenization of the gas or the gas mixture, on the other hand to a mixing with the injected liquid.
  • downstream is here to be understood in terms of the direction of flow of a guided in the gas guide channel gas or gas mixture in the intended use of the mixing device.
  • a “bulge” is understood to be a deformation of an outer wall of the gas guide channel which widens the diameter of the gas guide channel. A bulge thus extends - regardless of the shape of the cross section of the gas guide channel - with respect to the gas guide channel in the radial direction to the outside.
  • direct is meant an adjacent arrangement of first guide element and bulge, so that the bulge directly adjoins the first guide element.
  • the gas or the gas mixture can be additionally deflected, which generates turbulence in the gas flow and leads to better mixing.
  • the first guide element and the bulge form a circulation space in which at least part of the gas can circulate. This causes a counterflow along the bulge opposite to the main flow direction of the gas and in the direction of the first guide element, whereby deposited liquid is conducted onto the first guide element.
  • the first guide element is impinged by the hot exhaust gas, whereby a good heat transfer from the exhaust gas the guide element takes place and it is heated particularly well by this, which facilitates evaporation of the injected liquids or prevents or at least reduces the deposition of the immersed liquid. If the liquid does not evaporate completely, it can migrate up to its edge on the first guide element, where it can be removed by the exhaust gas flow. In addition, a high degree of mixing of the exhaust gas is achieved by the described arrangement, which is additionally advantageous.
  • the gas or the gas mixture - e.g. of the exhaust gas - can be swirled in the bulge.
  • the turbulence mixes the gas and distributes the injected liquid homogeneously to the gas, as well as optimizing the uptake of liquid applied in the bulge.
  • the deposition of liquid on the first guide element can be further reduced if the first guide element is bypassed on both sides by gas or gas mixture.
  • first guide element is bypassed on both sides by gas or gas mixture.
  • both flow surfaces of the first guide element are flowed around by gas or gas mixture, which results in particular by the deflection of the flow direction in the bulge.
  • the first guide element covers the entire bulge, or only partially covered.
  • At least one injection nozzle of the injection device is directed to the first guide element.
  • at least a part of the liquid is sprayed in the direction of the first guide element, or the injection device is arranged such that the outlet direction of the injection nozzle is directed onto the first guide element.
  • the injection device is part of the mixing device or first guide elements are arranged in the injection and / or nozzle reach of the injection device.
  • the first guide element and the channel wall are made in one piece. This represents a stable and easy-to-manufacture design with a small number of individual parts.
  • the part of the channel wall which forms the bulge can first be produced together with the first guide element and then be connected to the remaining guide element.
  • the channel wall can be connected, or the first guide element can subsequently be introduced into the finished channel wall, for example welded in.
  • the bulge at least partially has a spherical or cylindrical shape. This promotes the circulation of the flow within the write-off with all the advantages described above.
  • the flows of the gas or of the gas mixture can be further improved if the first guide element has a concave curvature with respect to the projection.
  • the guide element is curved away from the bulge against the flow direction.
  • the countercurrent can be conducted along the curvature of the first guide element, which improves the transport of the still liquid deposits. It is formed by the curvature and bulge a particularly large circulation space.
  • At least two first guide elements are provided, preferably at the same flow height, a bulge of the channel wall being arranged directly downstream of each first guide element, wherein preferably an embankment of the channel wall is provided for each first guide element.
  • three first guide elements are provided, which are located at the same distance from each other along the circumference of the gas guide channel.
  • flow height is understood to be a normal plane to the main flow direction of the gas, that is to say essentially a cross section of the gas guide channel normal to the main flow direction or normal to a longitudinal axis of the gas guide channel.
  • first guide elements are distributed uniformly in cross section, a particularly homogeneous mixing can be ensured.
  • at least one injection nozzle (or an outlet direction of an injection nozzle) of the injection device is directed onto each first guide element.
  • the bulge has on its inside a first flow area and the guide plate on its side facing the bulge has a second flow area, wherein preferably the first flow area and the second flow area merge into one another.
  • the inner side of the bulge means that portion of the bulge at which the diameter of the gas guide channel is greater in the direction of flow than in the rest of the gas guide channel. This allows a good flow of liquid on the surfaces and thus facilitates its transport to the first guide element. Thus, a deposit in the area of the flow surfaces can be avoided.
  • the bulge extends over the entire inner circumference of the gas guide channel and / or that the first guide element extends over the entire inner circumference of the gas guide channel. This allows a particularly uniform mixing of the gas or the gas mixture with itself or with liquid.
  • the recess can change its shape along the channel wall of the Gas Installations- channel.
  • the first guide element can also change its shape along the inner channel wall gas guide channel.
  • the sum of the areas of the first guide elements amounts to at least 25% of the cross-sectional area of the gas guide channel. This achieves a high mixing effect between gas and liquid and prevents the gas guided centrally in the gas guide channel from being mixed with the remaining gas or the injected liquid. It is particularly advantageous if the sum of the areas of those first guide elements which are arranged at the same flow height covers at least 25% of the cross-sectional area of the gas guide channel in projection to a main flow direction of the gas flowing in the gas guide channel.
  • At least one second guide element is arranged downstream of the first guide element, wherein preferably the second guide element is arranged directly downstream of the out-feed.
  • the second guide element can be arranged or shaped in such a way that it influences or substantially does not act on the flows and turbulences induced by the first guide element and the bulge.
  • further guide elements can be arranged upstream of the first guide elements.
  • the second baffle By placing the second baffle directly downstream relative to the bight, it can contribute to and enhance the flow induced by the first baffle and bump.
  • At least one, preferably at least two, concentrically arranged nozzle bodies are / are provided in the gas-conducting channel at the level of the bulge, which are preferably circular-symmetrical and / or concentrically arranged.
  • the laval nozzle-like nozzle bodies serve to reinforce or direct the flows and turbulences, wherein it is particularly advantageous if only a small distance is left between the nozzle body and the guide element.
  • the space between Guide element and nozzle body sucked gas from the area between the bulge and the first guide element and thus the circulation flow are amplified.
  • Two or more nozzle bodies may be arranged concentrically, but it is also conceivable that a plurality of nozzle bodies are arranged one behind the other or next to one another.
  • the object of the invention is also achieved by the method mentioned, wherein according to the invention, at least part of the gas or the gas mixture is additionally deflected in at least one bulge directly downstream of the first guide element.
  • At least a portion of the gas or gas mixture in the bulge is fluidized.
  • the liquid is sprayed in the direction of the first guide element.
  • the first guide element is surrounded on both sides by gas or the gas mixture.
  • Fig. 1 shows a part of a mixing device according to the invention in a first
  • FIG. 2 shows a view of the first embodiment in a cross section along the line II-II in FIG. 3;
  • FIG. 3 shows the part of the first embodiment in a longitudinal section along the line III-III in Fig. 2.
  • Fig. 4 shows a part of an inventive invention
  • FIG. 5 shows the part of the second embodiment from FIG. 4 in a cross section along the line V-V in FIG. 6;
  • FIG. 6 shows the part of the second embodiment in a longitudinal section along the line VI-VI in Fig. 5.
  • Fig. 7 shows a part of a mixing device according to the invention in a third
  • FIG. 8 shows the part of the third embodiment in a cross section along the line VIII-VIII in Fig. 9;
  • FIG. 9 shows the part of the third embodiment in a longitudinal section along the line IX-IX in Fig. 8.
  • FIG. 10 shows a part of a mixing device according to the invention in a fourth embodiment in a partially cut or transparent oblique view
  • FIG. 11 is a schematic view of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment device with inventive mixing device.
  • FIG. 11 shows, by way of example by way of example, a section of an internal combustion engine 100 with a gas duct running as an exhaust duct 4 with an exhaust gas aftertreatment device having a mixing device 101 according to the invention.
  • the gas duct is referred to by the term exhaust duct and the reference symbol "4".
  • the gas or gas mixture flowing in the gas-conducting channel is exhaust gas.
  • the exhaust aftertreatment device has a number of exhaust aftertreatment elements 102, 103, 104, which can be embodied, for example, as SCR, DOC, LNT, sDPF, DPF or other components and arranged one after the other in the flow direction of the exhaust gas , Upstream of the mixing device 101 according to the invention, an injection device 40 is arranged, with which a liquid in the form of an additive - e.g. a reducing agent such as a urea or Ureaallons - can be introduced into the exhaust duct 4.
  • an additive e.g. a reducing agent such as a urea or Urealect -
  • a first exemplary embodiment of the mixing device 101 according to the invention with a total of three first guide elements 1, 1 ', 1 "and three bulges 3, 3', 3" of a channel wall 41 is one of exhaust gas
  • the main flow direction 5 of the exhaust gas is indicated by an arrow, the first guide elements 1, 1', 1" and the bulges 3, 3 ', 3 "are partial for better visibility shown cut.
  • the diameter of the exhaust gas duct 4 is greater than before and after it In the region of the bulges 3, 3', 3", the duct wall 41 of the exhaust gas duct 4 widens in the radial direction. tion away from a longitudinal axis XX of the exhaust duct 4.
  • the exhaust duct 4 is designed as a substantially round tube with the three bulges 3, 3 ', 3 "and thus defines a main flow direction 5 of the exhaust gas, along the longitudinal extent of the exhaust duct 4.
  • the invention can also be in gas ducts with other cross sections realize.
  • the bulges 3, 3', 3" are made at least partially spherical or cylindrical, have the shape of spherical segments and have substantially continuous first flow surfaces 31, which extend over the entire inner sides of the parts of the channel wall 41, which forms the bulges 3, 3 ', 3 " first guide elements 1, 1 ', 1 "are concavely curved in relation to the bulges 3, 3', 3" and completely cover the upstream sides of the bulges 3, 3 ', 3 ".
  • the first guide elements 1, 1 ', 1 “have substantially continuous second flow surfaces 11, which extend over the entire sides of the first guide elements 1, 1', 1" facing the bulges 3, 3 ', 3 " first flow surfaces 31 and second flow surfaces 11 adjoin one another, wherein they do not continuously merge into one another, but have a bent edge, as a result of which partially open circulation spaces 6 are formed by the bulges 3, 3 ', 3 "and the first guide elements 1, 1 ', 1 ", in which there may be a return flow 7, which exhaust gas of the first and second flow surface 31, 11 from the downstream side of the bulge 3, 3', 3" to the upstream side of the Ausbuch- tion 3, 3 ', 3 "and along the downstream side of the first guide elements 1, 1', 1" promoted.
  • FIGS. 4, 5 and 6 show a second embodiment, which has only an annular first guide element 1 and a single toroidal projection 3.
  • the first guide element 1 and the bulge 3 extend over the entire inner circumference of the exhaust gas duct 4.
  • the bulge 3 has a substantially cylindrical middle segment 33 and curved segments 32, 34 at its ends, which essentially have the shape of a circular cross section. have segments.
  • the first guide element 1 as in the interior of the exhaust passage 4 projecting, the bulge 3 prone extension of the upstream curved segment 34 is executed.
  • this has the advantage that the first flow surface 31 and the second flow surface 11 merge into one another and, on the other hand, the portion of the channel wall 41 forming the bulge 3 is formed integrally with the first guide element 1 in one piece and subsequently with the upstream and downstream flow - Part of the channel wall 41 can be connected. This represents a particularly easy to manufacture variant.
  • a large circulation space 6 is defined in which a return flow 7 in the downstream regions of the bulge 3 from the center of the exhaust gas channel 4 in the direction of the channel wall 41, against the main flow direction 5 on the channel wall 41 and on the upstream side of the bulge 3 and along the downstream side of the first guide element 1 into the center of the exhaust gas channel 4.
  • Supporting are at the level of the bulge 3, spaced from the first guide element 1, two annular, one inside the other concentrically arranged nozzle body 8, 9 are arranged.
  • the nozzle bodies 8, 9 are of circular symmetrical design and are arranged concentrically with respect to a longitudinal axis XX of the exhaust gas duct 4.
  • the downstream parts of the laval-like nozzle body 8, 9 are curved in the direction bulge 3 and direct the exhaust gas from the center of the exhaust passage 4 in the direction of the channel wall 41 of the exhaust duct 4, which also contributes to the return flow 7.
  • FIG. 7, 8 and 9 show a third embodiment, which is similar to the second embodiment, but here an annular second guide element 2 is provided, which is arranged at the downstream edge of the bulge 3.
  • "Projecting inwards” here means that the second guide element 2 extends along the longitudinal axis XX into the region of the bulge 3.
  • this section is particularly easy to produce. It has a concave curvature with respect to the bulge 3, whereby the first guide element 1 and the second guide element 2 are inclined towards one another. This further strengthens the return flow 7 in the region of the bulge 3.
  • FIG. 10 shows an embodiment of the invention, where the mixing device 101 is shown with an associated injection device 40 in a section of a Abgaska- channel 4.
  • the injection device 40 is used for injecting or injecting a liquid, in the case of an exhaust aftertreatment device, e.g. a liquid additive.
  • the injection device 40 is part of the mixing device 101, but can also be positioned further away in other exemplary embodiments.
  • the exhaust duct 4 is shown in Fig. 10 cut in a first section A, in a section B, the exhaust duct can be seen only from the outside.
  • the injection device 40 is disposed in the exhaust passage 4 upstream of the three protrusions 3, 3 ', 3 "and has three injection nozzles 16.
  • the exit direction of each nozzle faces a first guide member 1, 1" and sprays in one spraying cone 42 expanding in spray direction a liquid additive. If additive deposits on the first guide elements 1, 1 ", this is immediately absorbed by the exhaust gas flowing past or transported by the curved shape of the first guide elements 1, 1" at the edges, where it is entrained by the exhaust gas.
  • gas or the gas mixture is guided in at least one gas guide channel 4 and a liquid from an injection device 40 is injected into the gas guide channel 4 the gas or the gas mixture is at least partially deflected by at least one first guide element 1, 1 ', 1 "downstream of the injection device 40.
  • At least part of the gas or the gas mixture is in at least one bulge 3, 3', 3"
  • a urea solution or urea solution or another suitable additive-in the direction of the first part of the first guide element 1, 1 ', 1 " is additionally deflected or swirled Guide element 1, 1 ', 1 "sprayed or injected.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung (101) mit zumindest einem gasleitenden Gasführungskanal (4), wobei der Mischeinrichtung (101) zumindest eine Einspritzvorrichtung (40) zum Einspritzen einer Flüssigkeit zugeordnet ist und stromabwärts der Einspritzvorrichtung (40) zumindest ein in eine Gasströmung des Gasführungskanals (4) hineinragendes erstes Leitelement (1, 1', 1'') angeordnet ist. Dabei wird zumindest ein Teil des Gases in zumindest einer Ausbuchtung (3, 3', 3'') direkt stromabwärts des ersten Leitelements (1, 1', 1'') zusätzlich umgelenkt, bzw. weist der Gasführungskanal (4) direkt stromabwärts des ersten Leitelements (1, 1', 1'') zumindest eine Ausbuchtung (3, 3', 3'') der Kanalwand des Gasführungskanals (4) auf. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Durchmischung von Gasen oder Gasmischungen.

Description

Mischeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung mit zumindest einem gasleitenden Gasführungskanal, wobei der Mischeinrichtung zumindest eine Einspritzvorrich- tung zum Einspritzen einer Flüssigkeit zugeordnet ist und stromabwärts der Ein- spritzvorrichtung zumindest ein in eine Gasströmung des Gasführungskanals hin- einragendes erstes Leitelement angeordnet ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Durchmischung von Gasen oder Gasmischungen, wobei Gas oder die Gasmischung in zumindest einem Gas- führungskanal geführt wird und eine Flüssigkeit aus einer Einspritzvorrichtung in den Gasführungskanal eingespritzt wird, wobei das Gas oder die Gasmischung stromabwärts der Einspritzvorrichtung durch zumindest ein erstes Leitelement zu- mindest teilweise umgelenkt wird.
Mischeinrichtungen kommen im Maschinenbau bei verschiedenen Anwendungen zum Einsatz, wie z.B. bei Abgasnachbehandlungsanlagen von Brennkraftmaschi- nen oder, je nach Brennstoff, für Vorwärmeinheiten bei Brennstoffzellen. Zur Ab- gasnachbehandlung, insbesondere von Brennkraftmaschinen von Fahrzeugen, werden häufig flüssige Additive verwendet, welche in den Abgaskanal eingespritzt werden um mit dem Abgas zu reagieren. Insbesondere Harnstofflösungen haben sich zum Abbau von stickstoffhaltigen Verbindungen wie Stickoxiden im Zusam- menhang mit SCR-Katalysatoren ("selective catalytic reaction") zur selektiven ka- talytischen Reaktion von Dieselabgasen etabliert. Dabei kommen der optimalen Verteilung des Additivs im Abgas, der Vermischung mit dem Abgas, und der Ver- hinderung von Ablagerungen des Additivs in den eingespritzten Abgaskanal große Bedeutung zu. Insbesondere bei Harnstofflösungen besteht die Gefahr, dass es zu einer Auskristallisierung von Harnstoff an den Kanalwänden kommt. Dadurch wird der Strömungswiderstand erhöht bzw. können die Harnstoffkristalle zu Beschädi- gungen in nachgelagerten Komponenten führen.
Die US 2015/0059319 Al beschreibt eine Mischeinrichtung, bei der Leitelemente stromabwärts eines Einspritzortes in den Abgaskanal hineinragen. Diese dienen der Umleitung, Verwirbelung und Vermischung des Abgases. Nachteilig ist jedoch, dass sich im Windschatten der Leitelemente Ablagerungen des Additivs ansam- meln können, welche nicht oder nur schwer wieder abgetragen werden können, wodurch es zu einer Verfestigung und Kristallisierung des Additivs auf der Kanal- wand kommen kann. Die US 2014/0230419 Al lehrt eine alternative Lösung, welche Ausbuchtungen der Kanalwände vorsieht, die eine Vermischung bzw. Verwirbelung des Abgases be- wirken sollen. Die Verwirbelung ist aber oft nicht stark genug, um eine optimale Vermischung des Abgases, bzw. des Abgases mit dem Additiv zu erreichen. Au- ßerdem kann es in den nicht stark umströmten und daher kühlen Ausbuchtungen zu Ablagerunden kommen, welche nicht vollständig wieder verdampfen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mischvorrichtung, bzw. ein Verfahren zur Nachbehandlung von Abgasen bereitzustellen, welche eine ver- besserte Vermischung von Gas oder Gasmischungen und von Gas oder Gasmi- schungen mit einer Flüssigkeit ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine eingangs genannte Mischeinrichtung erfindungsge- mäß dadurch gelöst, dass der Gasführungskanal direkt stromabwärts des ersten Leitelements zumindest eine Ausbuchtung der Kanalwand des Gasführungskanals aufweist. Mit anderen Worten wird zumindest ein Teil des Abgases in zumindest einer Ausbuchtung direkt stromabwärts des ersten Leitelements zusätzlich umge- lenkt. Dadurch kommt es einerseits zu einer Homogenisierung des Gases oder der Gasmischung, andererseits zu einer Vermischung mit der eingedüsten Flüssigkeit.
Der Begriff "stromabwärts" ist hier hinsichtlich der Strömungsrichtung eines im Gasführungskanals geführten Gases bzw. Gasgemischs bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Mischeinrichtung zu verstehen.
Unter einer "Ausbuchtung" wird im Rahmen dieser Offenbarung eine den Durch- messer des Gasführungskanals erweiternde Verformung einer Außenwand des Gasführungskanals verstanden. Eine Ausbuchtung erstreckt sich also - unabhän- gig von der Form des Querschnitts des Gasführungskanals - hinsichtlich des Gas- führungskanals in radialer Richtung nach außen.
Unter "direkt" wird eine benachbarte Anordnung von ersten Leitelement und Aus- buchtung verstanden, sodass die Ausbuchtung unmittelbar an das erste Leitele- ment angrenzt. Dadurch kann das Gas oder die Gasmischung zusätzlich umgelenkt werden, was Turbulenzen in der Gasströmung generiert und zu einer besseren Durchmischung führt. Das erste Leitelement und die Ausbuchtung bilden einen Zirkulationsraum, in welchem zumindest ein Teil des Gases zirkulieren kann. Dies bedingt eine Gegenströmung entlang der Ausbuchtung entgegen der Hauptströ- mungsrichtung des Gases und in Richtung des ersten Leitelements, wodurch ab- gelagerte Flüssigkeit auf das erste Leitelement geleitet wird.
Im Fall einer Anwendung der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung in einer Abgas- nachbehandlungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine wird das erste Leitelement vom heißem Abgas angeströmt, wodurch ein guter Wärmeübertrag vom Abgas auf das Leitelement erfolgt und es von diesem besonders gut beheizt wird, was eine Verdampfung der eingedüsten Flüssigkeiten erleichtert bzw. Ablagerung der ein- gedüsten Flüssigkeit verhindert oder zumindest reduziert. Verdampft die Flüssig- keit nicht vollständig, so kann sie an dem ersten Leitelement bis zu dessen Kante wandern, wo sie vom Abgasstrom abgetragen werden kann. Außerdem wird durch die beschriebene Anordnung ein hoher Grad an Vermischung des Abgases erreicht, was zusätzlich vorteilhaft ist.
Besonders vorteilhaft ist, wenn zumindest ein Teil des Gases oder der Gasmi- schung - z.B. des Abgases - in der Ausbuchtung verwirbelbar ist. Durch die Ver- wirbelung wird das Gas in sich gemischt und die eingedüste Flüssigkeit homogen auf das Gas verteilt und außerdem auch die Aufnahme von in der Ausbuchtung angelegter Flüssigkeit optimiert.
Die Ablagerung von Flüssigkeit an dem ersten Leitelement kann weiter verringert werden, wenn das erste Leitelement beidseits von Gas oder Gasmischung um strömt wird. Dabei ist gemeint, dass beide Strömungsflächen des ersten Leitele- ments von Gas oder Gasmischung umströmt werden, was sich insbesondere durch die Umlenkung der Strömungsrichtung in der Ausbuchtung ergibt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass in Projektion zur Hauptströmungsrichtung des Gases oder der Gasmischung betrachtet das erste Leitelement die gesamte Aus- buchtung überdeckt, oder nur teilweise überdeckt.
Vorteilhaft ist, wenn zumindest eine Einspritzdüse der Einspritzvorrichtung auf das erste Leitelement gerichtet ist. Mit anderen Worten wird zumindest ein Teil der Flüssigkeit in Richtung des ersten Leitelements gesprüht, bzw. ist die Einspritzvor- richtung so angeordnet, dass die Austrittsrichtung der Einspritzdüse auf das erste Leitelement gerichtet ist. Insbesondere ist es also von Vorteil, wenn die Einspritz- vorrichtung Teil der Mischeinrichtung ist bzw. erste Leitelemente in Spritz- und/ oder Düsreichweite der Einspritzvorrichtung angeordnet sind.
Dadurch wird die Verteilung der Flüssigkeit weiter verbessert. Die sich auf den stromaufwärtig orientierten Flächen des ersten Leitelements ablagernde Flüssig- keit wird durch die starke Umströmung dieser Flächen schnell wieder in die Gasströmung aufgenommen.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass zumindest das erste Leitelement und die Kanalwand einstückig ausgeführt sind. Dies stellt eine stabile und leicht zu fertigende Ausführung mit einer geringen Anzahl an Einzeltei- len dar. Dabei kann zuerst der die Ausbuchtung formende Teil der Kanalwand zu- sammen mit dem ersten Leitelement hergestellt werden und danach mit der rest- liehen Kanalwand verbunden werden, oder es kann das erste Leitelement nach- träglich in die fertige Kanalwand eingebracht, beispielsweise eingeschweißt wer- den.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Ausbuchtung zumindest teilweise eine sphärische oder zylindrische Form aufweist. Dadurch wird das Zirkulieren der Strö- mung innerhalb der Ausbuchung mit allen oben geschilderten Vorteilen begünstigt.
Die Strömungen des Gases oder der Gasmischung können weiter verbessert wer- den, wenn das erste Leitelement eine in Bezug auf die Ausbuchtung konkave Wöl- bung aufweist. Mit anderen Worten ist das Leitelement von der Ausbuchtung weg entgegen der Strömungsrichtung gewölbt ausgeführt. Dadurch kann die Gegen- strömung entlang der Wölbung des ersten Leitelements geleitet werden, was den Transport der noch flüssigen Ablagerungen verbessert. Es wird durch die Wölbung und die Ausbuchtung ein besonders großer Zirkulationsraum gebildet.
Um die Vermischung weiter zu verbessern kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei erste Leitelemente, vorzugsweise auf gleicher Strömungshöhe vorgesehen sind, wobei eine Ausbuchtung der Kanalwand direkt stromabwärts jedes ersten Leitelements angeordnet ist, wobei vorzugsweise je erstem Leitelement eine Aus- buchtung der Kanalwand vorgesehen ist. Günstigerweise sind drei erste Leitele- mente vorgesehen, die sich entlang des Umfangs des Gasführungskanals in glei- chen Abständen voneinander befinden.
Dabei wird unter Strömungshöhe eine Normalebene zur Hauptströmungsrichtung des Gases verstanden, also im Wesentlichen ein Querschnitt des Gasführungska- nals normal zur Hauptströmungsrichtung bzw. normal zu einer Längsachse des Gasführungskanals. Insbesondere wenn die ersten Leitelemente gleichmäßig im Querschnitt verteilt sind kann eine besonders homogene Vermischung gewähr- leistet werden. Besonders vorteilhaft ist in diesem Sinne, wenn auf jedes erste Leitelement zumindest eine Einspritzdüse (bzw. eine Austrittsrichtung einer Ein- spritzdüse) der Einspritzvorrichtung gerichtet ist.
Vorteilhaft ist auch, wenn die Ausbuchtung an ihrer Innenseite eine erste Strö- mungsfläche und das Leitblech an seiner der Ausbuchtung zugewandten Seite eine zweite Strömungsfläche aufweist, wobei vorzugsweise die erste Strömungsfläche und die zweite Strömungsfläche stetig ineinander übergehen. Innenseite der Aus- buchtung bedeutet dabei denjenigen Abschnitt der Ausbuchtung, an dem in Strö- mungsrichtung gesehen der Durchmesser des Gasführungskanals größer ist als im Rest des Gasführungskanals. Dies ermöglicht einen guten Fluss der Flüssigkeit auf den Flächen und erleichtert damit dessen Transport auf das erste Leitelement. So kann auch eine Ablagerung im Bereich der Strömungsflächen vermieden werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die Ausbuchtung über den gesamten inneren Umfang des Gasführungskanales erstreckt und/oder dass sich das erste Leitelement über den gesamten inneren Umfang des Gasfüh- rungskanals erstreckt. Dadurch wird eine besonders gleichmäßige Durchmischung des Gases oder der Gasmischung mit sich selbst bzw. mit Flüssigkeit ermöglicht. Die Ausnehmung kann dabei ihre Form entlang der Kanalwand des Gasführungs- kanals verändern. Das erste Leitelement kann dabei ebenfalls seine Form entlang der inneren Kanalwand Gasführungskanals verändern.
Um eine vollständige Durchmischung des Gases oder der Gasmischung zu ermög- lichen ist vorteilhaft, wenn in Projektion zu einer Hauptströmungsrichtung des Gases betrachtet die Summe der Flächen der ersten Leitelemente zumindest 25% der Querschnittsfläche des Gasführungskanals beträgt. Dadurch wird ein hoher Vermischungseffekt zwischen Gas und Flüssigkeit erzielt und verhindert, dass das mittig im Gasführungskanal geführte Gas nicht mit dem restlichen Gas bzw. der eingedüsten Flüssigkeit vermischt wird. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Summe der Flächen jener ersten Leitelemente, die auf gleicher Strömungshöhe angeordnet sind, in Projektion zu einer Hauptströmungsrichtung des im Gasführungskanals strömenden Gases zumindest 25% der Querschnittsfläche des Gasführungskanals überdeckt.
Zur weiteren Verstärkung der Durchmischung kann vorgesehen sein, dass strom- abwärts des ersten Leitelements zumindest ein zweites Leitelement angeordnet ist, wobei vorzugsweise das zweite Leitelement direkt stromabwärts der Ausbuch- tung angeordnet ist. Dies ergibt eine weiter verbesserte Durchmischung von Gas und Flüssigkeit. Dabei kann das zweite Leitelement so angeordnet bzw. geformt sein, dass es die durch das erste Leitelement und die Ausbuchtung induzierten Strömungen und Verwirbelungen beeinflusst oder im Wesentlichen nicht auf diese wirkt. Prinzipiell können auch weitere Leitelemente stromaufwärts der ersten Leit- elemente angeordnet werden.
Durch das direkt stromabwärtige Anordnen des zweiten Leitelements relativ zur Ausbuchtung kann dieses zur Strömung, welche durch das erste Leitelement und die Ausbuchtung induziert wird, beitragen und diese verstärken.
In einer Variante der Erfindung ist/sind auf Höhe der Ausbuchtung zumindest ein, vorzugsweise zumindest zwei konzentrisch angeordnete Düsenkörper im Gasfüh- rungskanal vorgesehen, die vorzugsweise kreissymmetrisch ausgeführt und/oder konzentrisch angeordnet sind. Die beispielsweise lavaldüsenartigen Düsenkörper dienen der Verstärkung, bzw. Lenkung der Strömungen und Verwirbelungen wobei besonders vorteilhaft ist, wenn zwischen Düsenkörper und Leitelement nur ein ge- ringer Abstand belassen ist. Bei dieser Ausführung kann durch den Raum zwischen Leitelement und Düsenkörper Gas aus dem Bereich zwischen Ausbuchtung und ersten Leitelement angesaugt und so die Zirkulationsströmung verstärkt werden.
Zwei oder mehr Düsenkörper können konzentrisch angeordnet sein, jedoch ist auch denkbar, dass mehrere Düsenkörper hintereinander oder nebeneinander an- geordnet werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch das eingangs genannte Verfahren gelöst, wobei erfindungsgemäß zumindest ein Teil des Gases oder der Gasmi- schung in zumindest einer Ausbuchtung direkt stromabwärts des ersten Leitele- ments zusätzlich umgelenkt wird.
Günstigerweise wird zumindest ein Teil des Gases oder der Gasmischung in der Ausbuchtung verwirbelt.
In einer Variante der Erfindung wird zumindest ein Teil der Flüssigkeit in Richtung des ersten Leitelements gesprüht. Günstigerweise wird das erste Leitelement beid- seits von Gas oder der Gasmischung umströmt.
In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand der in den Figuren dargestell- ten, nicht einschränkenden Ausführungsvarianten näher erläutert. Darin zeigen :
Fig. 1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Mischeinrichtung in einer ersten
Ausführungsform in einer teilweise geschnittenen Schrägansicht;
Fig. 2 eine Ansicht der ersten Ausführungsform in einem Querschnitt ent- lang der Linie II-II in Fig. 3;
Fig. 3 den Teil der ersten Ausführungsform in einem Längsschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;
Fig. 4 einen Teil einer erfindungsgemäßen einer erfindungsgemäßen
Mischeinrichtung in einer zweiten Ausführungsform in einer teilweise geschnittenen Schrägansicht;
Fig. 5 den Teil der zweiten Ausführungsform aus Fig. 4 in einem Quer- schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 6;
Fig. 6 den Teil der zweiten Ausführungsform in einem Längsschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5;
Fig. 7 einen Teil einer erfindungsgemäßen Mischeinrichtung in einer dritten
Ausführungsform eines teilweise geschnittenen Gasführungskanals in einer Schrägansicht; Fig. 8 den Teil der dritten Ausführungsform in einem Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 9;
Fig. 9 den Teil der dritten Ausführungsform in einem Längsschnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8;
Fig. 10 einen Teil einer erfindungsgemäßen Mischeinrichtung in einer vier- ten Ausführungsform in einer teilweise geschnittenen bzw. transpa- renten Schrägansicht, und
Fig. 11 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einer Ab- gasnachbehandlungseinrichtung mit erfindungsgemäßer Mischein- richtung.
Nachfolgend werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer möglichen Anwendung in einer Abgas- nachbehandlungseinrichtung einer Brennkraftmaschine erläutert. Wie eingangs er- wähnt ist auch eine Verwendung in anderen Anordnungen, z.B. bei Brennstoffzel- len, möglich.
Fig. 11 zeigt demgemäß beispielhaft als Ausführungsbeispiel einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine 100 mit einem als Abgaskanal 4 ausgeführten Gasfüh- rungskanal mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung mit einer erfindungsge- mäßen Mischeinrichtung 101. Nachfolgend wird der Gasführungskanal mit dem Begriff Abgaskanal und dem Bezugszeichen "4" bezeichnet. Bei dem im Gasfüh- rungskanal strömenden Gas bzw. der Gasmischung handelt es sich um Abgas.
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung weist eine Reihe von Abgasnachbe- handlungselementen 102, 103, 104 auf, die beispielsweise als SCR-, DOC-, LNT-, sDPF-, DPF- oder andere Komponenten ausgeführt sein können und in Strömungs- richtung des Abgases gesehen nacheinander angeordnet sind. Stromaufwärts der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung 101 ist eine Einspritzvorrichtung 40 ange- ordnet, mit der eine Flüssigkeit in Form eines Additivs - z.B. ein Reduktionsmittel wie eine Harnstoff- bzw. Urealösung - in den Abgaskanal 4 eingebracht werden kann.
In Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä- ßen Mischeinrichtung 101 mit insgesamt drei ersten Leitelementen 1, 1', 1" und drei Ausbuchtungen 3, 3', 3" einer Kanalwand 41 eines von Abgas durchströmten Abgaskanals 4 dargestellt, wobei die ersten Leitelemente 1, 1', 1" stromabwärts einer nicht gezeigten Einspritzvorrichtung angeordnet sind. Die Hauptströmungs- richtung 5 des Abgases ist mit einem Pfeil dargestellt. Die ersten Leitelemente 1, 1', 1" und die Ausbuchtungen 3, 3', 3" sind zur besseren Sichtbarkeit teilweise geschnitten dargestellt. Im Bereich der Ausbuchtungen 3, 3', 3" ist der Durchmes- ser des Abgaskanals 4 größer als davor und danach. Im Bereich der Ausbuchtun- gen 3, 3', 3" erweitert sich die Kanalwand 41 des Abgaskanals 4 in radialer Rich- tung weg von einer Längsachse XX des Abgaskanals 4.
Die ersten Leitelemente 1, , 1" sind an den Grenzkanten 12 der Ausbuchtungen 3, 3', 3" an deren stromaufwärtigen Seiten angeordnet und damit direkt mit ihnen benachbart. Der Abgaskanal 4 ist als im Wesentlichen rundes Rohr mit den drei Ausbuchtungen 3, 3', 3" ausgeführt und definiert damit eine Hauptströmungsrich- tung 5 des Abgases, entlang der Längserstreckung des Abgaskanals 4. Natürlich lässt sich die Erfindung auch in Gasführungskanälen mit anderen Querschnitten umsetzen.
Die ersten Leitelemente 1, 1', 1" befinden sich auf gleicher Höhe des Abgaskanals 4 und damit auf gleicher Strömungshöhe. Sie sind auf die Kanalwand 41 aufge- schweißt und damit einstückig mit ihr verbunden. Die Ausbuchtungen 3, 3', 3" sind zumindest teilweise sphärisch oder zylindrisch ausgeführt, haben die Form von Kugelsegmenten und weisen im Wesentlichen stetige erste Strömungsflächen 31 auf, welche sich über die gesamten Innenseiten der Teile der Kanalwand 41 er- strecken, die die Ausbuchtungen 3, 3', 3" bildet. Die ersten Leitelemente 1, 1', 1" sind in Bezug auf die Ausbuchtungen 3, 3', 3" konkav gewölbt und decken die stromaufwärtigen Seiten der Ausbuchtungen 3, 3', 3" vollständig ab. Damit muss das Abgas zuerst an den ersten Leitelementen 1, 1', 1" vorbeiströmen, bevor es in die Ausbuchtungen 3, 3', 3" strömen kann. Die ersten Leitelemente 1, 1', 1" weisen im Wesentlichen stetige zweite Strömungsflächen 11 auf, welche sich über die gesamten den Ausbuchtungen 3, 3', 3" zugewandten Seiten der ersten Leitele- mente 1, 1', 1" erstrecken. Die ersten Strömungsflächen 31 und zweiten Strö- mungsflächen 11 grenzen aneinander, wobei sie nicht stetig ineinander überge- hen, sondern eine Knickkante aufweisen. Durch diese Ausführung werden teilweise offene Zirkulationsräume 6 von den Ausbuchtungen 3, 3', 3" und den ersten Leit- elementen 1, 1', 1" gebildet, in denen es zu einer Rückströmung 7 kommen kann, welche Abgas der ersten und zweiten Strömungsfläche 31, 11 von der stromab- wärtigen Seite der Ausbuchtung 3, 3', 3" zur stromaufwärtigen Seite der Ausbuch- tung 3, 3', 3" und entlang der stromabwärtigen Seite der ersten Leitelemente 1, 1', 1" befördert. Dadurch kommt es einerseits zu einer Umströmung der stromab- wärtigen Seite des ersten Leitelements 1, 1', 1"' und andererseits auch zu einer Verwirbelung des Abgases. In Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Summe der Flächen der ersten Leitelemente 1 in Projektion zur Hauptströmungsrichtung 5 betrachtet über zumindest 50% der Querschnittsfläche des Abgaskanals 4 beträgt. Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 zeigen eine zweite Ausführungsform, welche nur ein ring- förmiges erstes Leitelement 1 und eine einzige torusartige Ausbuchtung 3 auf- weist. Das erste Leitelement 1 und die Ausbuchtung 3 erstrecken sich über den gesamten inneren Umfang des Abgaskanals 4. Die Ausbuchtung 3 weist ein im Wesentlichen zylindrisches Mittelsegment 33 sowie an dessen Enden gekrümmte Segmente 32, 34 auf, welche im Querschnitt im Wesentlichen die Form eines Kreis- segments aufweisen. Dabei ist das erste Leitelement 1 als in den Innenraum des Abgaskanals 4 hineinragende, sich der Ausbuchtung 3 zuneigende Verlängerung des stromaufwärtigen gekrümmten Segments 34 ausgeführt. Dies hat einerseits den Vorteil, dass somit die erste Strömungsfläche 31 und die zweite Strömungs- fläche 11 stetig ineinander übergehen und andererseits der die Ausbuchtung 3 formende Teil der Kanalwand 41 zusammen mit dem ersten Leitelement 1 ein- stückig hergestellt und nachträglich mit dem stromaufwärtigen und stromabwärti- gen Teil der Kanalwand 41 verbunden werden kann. Dies stellt eine besonders leicht zu fertigende Ausführungsvariante dar.
Damit wird ein großer Zirkulationsraum 6 definiert, in dem eine Rückströmung 7 in den stromabwärtigen Bereichen der Ausbuchtung 3 aus dem Zentrum des Ab- gaskanals 4 in Richtung Kanalwand 41, entgegen der Hauptstromrichtung 5 an der Kanalwand 41 und an der stromaufwärtigen Seite der Ausbuchtung 3 und der stromabwärtigen Seite des ersten Leitelements 1 entlang in das Zentrum des Ab- gaskanals 4 verläuft. Unterstützend sind auf Höhe der Ausbuchtung 3, beabstandet vom ersten Leitelement 1 zwei ringförmige, ineinander konzentrisch angeordnete Düsenkörper 8, 9 angeordnet. Insbesondere sind die Düsenkörper 8, 9 dabei kreis- symmetrisch ausgeführt und konzentrisch hinsichtlich einer Längsachse XX des Abgaskanals 4 angeordnet.
Sie sind ebenso in Bezug auf die Kanalwand 41 konkav gewölbt und der äußere Düsenkörper 8 überragt das erste Leitelement 1 auf seiner stromabwärtigen Seite. Damit ergibt sich ein Durchgangsspalt 10, wodurch das erste Leitelement 1 und der äußere Düsenkörper 8 als Venturi-Düse wirken und Abgas aus dem stromauf- wärtigen Teil der Ausbuchtung 3 saugen. Dies verstärkt die Rückströmung 7 und damit die Durchmischung und Verwirbelung. Die stromabwärtigen Teile der laval- artigen Düsenkörper 8, 9 sind in Richtung Ausbuchtung 3 gewölbt und leiten das Abgas aus dem Zentrum des Abgaskanals 4 in Richtung Kanalwand 41 des Abgas- kanals 4, was ebenso zur Rückströmung 7 beiträgt.
Fig. 7, Fig. 8 und Fig. 9 zeigen eine dritte Ausführungsform, welche der zweiten Ausführungsform ähnelt, jedoch ist hier ein ringförmiges zweites Leitelement 2 vorgesehen, welches am stromabwärtigen Rand der Ausbuchtung 3 angeordnet ist. Wie das erste Leitelement 1 ist auch das zweite Leitelement 2 einstückig und als ins Innere der Ausbuchtung 3 ragende Verlängerung des Teils der Kanalwand 41 ausgeführt, der die Ausbuchtung 3 bildet. "Ins Innere ragen" bedeutet hier, dass das zweite Leitelement 2 sich entlang der Längsachse XX in den Bereich der Ausbuchtung 3 erstreckt. Dadurch ist dieser Abschnitt besonders leicht herstellbar. Es weist eine in Bezug auf die Ausbuchtung 3 konkave Wölbung auf, wodurch das erste Leitelement 1 und das zweite Leitelement 2 einander zugeneigt sind. Dies verstärkt die Rückströmung 7 im Bereich der Ausbuchtung 3 weiter.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, wo die Mischeinrichtung 101 mit einer zugeordneten Einspritzvorrichtung 40 in einem Teilabschnitt eines Abgaska- nals 4 dargestellt ist. Die Einspritzvorrichtung 40 dient zum Eindüsen bzw. Ein- spritzen einer Flüssigkeit, im Fall einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung z.B. eines flüssigen Additivs. In der Darstellung gemäß Fig. 10 ist die Einspritzvorrich- tung 40 Teil der Mischeinrichtung 101, kann aber in anderen Ausführungsbeispie- len auch weiter entfernt positioniert sein.
Der Abgaskanal 4 ist in Fig. 10 in einem ersten Abschnitt A geschnitten dargestellt, in einem Abschnitt B ist der Abgaskanal nur von außen zu sehen.
In Fig. 10 ist die Einspritzvorrichtung 40 im Abgaskanal 4 stromaufwärts der drei Ausbuchtungen 3, 3', 3" angeordnet und weist drei Einspritzdüsen auf. Die Aus- trittsrichtung jeder Düse weist in Richtung eines ersten Leitelements 1, 1" und versprüht in einem sich in Sprührichtung erweiternden Sprühkegel 42 ein flüssiges Additiv. Falls sich Additiv auf den ersten Leitelementen 1, 1" ablagert, so wird dieses sofort vom vorbeiströmenden Abgas aufgenommen oder durch die gewölbte Form der ersten Leitelemente 1, 1" an deren Kanten transportiert, wo es vom Abgas mitgerissen wird.
Wie anhand der Anwendung in einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine 100 gezeigt wurde wird in einem erfindungsgemäßen Verfah- ren zur Durchmischung von Gasen oder Gasmischungen Gas oder die Gasmischung in zumindest einem Gasführungskanal 4 geführt und eine Flüssigkeit aus einer Einspritzvorrichtung 40 wird in den Gasführungskanal 4 eingespritzt, wobei das Gas oder die Gasmischung stromabwärts der Einspritzvorrichtung 40 durch zumin- dest ein erstes Leitelement 1, 1', 1" zumindest teilweise umgelenkt wird. Zumin- dest ein Teil des Gases oder der Gasmischung wird in zumindest einer Ausbuchtung 3, 3', 3" direkt stromabwärts des ersten Leitelements 1, 1', 1" zusätzlich umge- lenkt bzw. verwirbelt. Dabei wird zumindest ein Teil der Flüssigkeit - im Fall einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eine Harnstoff- bzw. Urealösung oder ein an- deres geeignetes Additiv - in Richtung des ersten Leitelements 1, 1', 1" gesprüht bzw. eingedüst. Im Fall einer beidseitigen Umströmung des ersten Leitelements 1, 1', 1" von Gas oder der Gasmischung - insbesondere heißem Abgas im Fall einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung - kann das Anlagern der Flüssigkeit verhindert werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Mischeinrichtung (101) mit zumindest einem gasleitenden Gasführungskanal (4), wobei der Mischeinrichtung (101) zumindest eine Einspritzvorrichtung (40) zum Einspritzen einer Flüssigkeit zugeordnet ist und stromabwärts der Einspritzvorrichtung (40) zumindest ein in eine Gasströmung des Gasfüh- rungskanals (4) hineinragendes erstes Leitelement (1, , 1") angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasführungskanal (4) direkt stromab- wärts des ersten Leitelements (1, 1', 1") zumindest eine Ausbuchtung (3, 3', 3") der Kanalwand des Gasführungskanals (4) aufweist.
2. Mischeinrichtung (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einspritzdüse der Einspritzvorrichtung (40) auf das erste Leit- element (1, 1', 1") gerichtet ist.
3. Mischeinrichtung (101) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erste Leitelement (1, 1', 1") und die Kanalwand (41) einstückig ausgeführt sind.
4. Mischeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung (3, 3', 3") zumindest teilweise eine sphäri- sche oder zylindrische Form aufweist.
5. Mischeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leitelement (1, 1', 1") eine in Bezug auf die Aus- buchtung (3, 3', 3") konkave Wölbung aufweist.
6. Mischeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei erste Leitelemente (1, 1', 1"), vorzugsweise auf gleicher Strömungshöhe vorgesehen sind, wobei eine Ausbuchtung (3, 3', 3") der Kanalwand (41) direkt stromabwärts jedes ersten Leitelements (1, 1', 1") angeordnet ist, wobei vorzugsweise je erstem Leitelement (1, 1', 1") eine Ausbuchtung (3, 3', 3") vorgesehen ist.
7. Mischeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung (3, 3', 3") an ihrer Innenseite eine erste Strömungsfläche (31) und das erste Leitelement (1, 1', 1") an seiner der Ausbuchtung (3, 3', 3") zugewandten Seite eine zweite Strömungsfläche (11) aufweist, wobei vorzugsweise die erste Strömungsfläche (31) und die zweite Strömungsfläche (11) stetig ineinander übergehen.
8. Mischeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausbuchtung (3, 3', 3") über den gesamten inneren Umfang des Gasführungskanales (4) erstreckt und/oder dass sich das erste Leitelement (1, , 1") über den gesamten inneren Umfang des Gasführungs- kanales (4) erstreckt.
9. Mischeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Projektion zu einer Hauptströmungsrichtung des Gases be- trachtet die Summe der Flächen der ersten Leitelemente (1, 1', 1") zumindest 25% der Querschnittsfläche des Gasführungskanals (4) beträgt.
10. Mischeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des ersten Leitelements (1, 1', 1") zumindest ein zweites Leitelement (2) angeordnet ist, wobei vorzugsweise das zweite Leitelement (2) direkt stromabwärts der Ausbuchtung (3, 3', 3") angeordnet ist.
11. Mischeinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf Höhe der Ausbuchtung (3, 3', 3") zumindest ein, vorzugsweise zumindest zwei konzentrisch angeordnete Düsenkörper (8,9) im Gasführungskanal (4) vorgesehen sind, die vorzugsweise kreissymme- trisch ausgeführt und/oder konzentrisch angeordnet sind.
12. Verfahren zur Durchmischung von Gasen oder Gasmischungen, wobei das Gas oder die Gasmischung in zumindest einem Gasführungskanal (4) geführt wird und eine Flüssigkeit aus einer Einspritzvorrichtung (40) in den Gasfüh- rungskanal (4) eingespritzt wird, wobei das Gas oder die Gasmischung strom- abwärts der Einspritzvorrichtung (40) durch zumindest ein erstes Leitelement (1, 1', 1") zumindest teilweise umgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Gases oder der Gasmischung in zumindest einer Ausbuchtung (3, 3', 3") direkt stromabwärts des ersten Leitelements (1, 1', 1") zusätzlich umgelenkt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Gases oder der Gasmischung in der Ausbuchtung (3, 3', 3") verwir- belt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zu- mindest ein Teil der Flüssigkeit in Richtung des ersten Leitelements (1, 1', 1") gesprüht wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leitelement (1, 1', 1") beidseits von Gas oder der Gasmi- schung umströmt wird.
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