DE112015001958T5

DE112015001958T5 - Perforiertes Mischrohr mit Drallkörper

Info

Publication number: DE112015001958T5
Application number: DE112015001958.8T
Authority: DE
Inventors: Manoj K. Sampath; Ryan A. Floyd; Joshua Hicks
Original assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2017-01-26
Also published as: CN106232955A; WO2015164356A1; CN106232955B

Abstract

Ein Abgasnachbehandlungssystem kann ein Abgasrohr und ein Mischrohr umfassen. Das Abgasrohr nimmt Abgas von einem Motor auf. Das Mischrohr ist in dem Abgasrohr angeordnet und kann einen rohrförmigen Abschnitt und eine Vielzahl von Flügeln, die sich von einem Längsende des rohrförmigen Abschnitts erstrecken, umfassen. Der rohrförmige Abschnitt kann eine Vielzahl von Öffnungen umfassen, die sich durch eine innere und eine äußere Diametralfläche des rohrförmigen Abschnitts erstrecken. Der rohrförmige Abschnitt und die Vielzahl von Flügeln können einen einheitlichen, einstückig ausgebildeten Körper definieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem für ein Fahrzeug und insbesondere ein Abgasnachbehandlungssystem, das ein perforiertes Mischrohr mit einem Drallkörper aufweist.
STAND DER TECHNIK
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung bereit und ist nicht notwendigerweise Stand der Technik.
Selektive katalytische Reduktionstechnologie wurde in Verbindung mit der Reduzierung von in dem Abgas von Verbrennungsmotoren vorhandenen Stickoxiden eingesetzt. Viele Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren sind mit Abgasnachbehandlungsvorrichtungen zur Verringerung von Stickoxidemissionen ausgestattet. Einige dieser Systeme werden unter Verwendung von harnstoffbasierter Technologie mit einem Behälter zum Speichern eines Reduktionsmittels (zum Beispiel Harnstoff) und einem Zuführsystem für die Weiterleitung des Reduktionsmittels von dem Behälter zu dem Abgasstrom gebaut. Typischerweise wird eine Mischvorrichtung bereitgestellt, um das eingespritzte Reduktionsmittel mit dem Abgas zu mischen, bevor das Reduktionsmittel einen Katalysator erreicht, mit dem das Reduktionsmittel reagiert. Diese Systeme haben zwar in der Vergangenheit gute Arbeit geleistet, aber es kann wünschenswert sein, eine verbesserte Mischvorrichtung bereitzustellen, um das Reduktionsmittel effizienter und effektiver mit dem Abgasstrom zu mischen, und eine gleichmäßigere Verteilung des Reduktionsmittels über einen größeren Bereich des Katalysators bei gleichzeitiger Abschwächung des Aufpralls der Reduktionsflüssigkeit auf Flächen der Mischvorrichtung und Verringerung der Ansammlung von Reduktionsmittelablagerungen zu bieten.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Dieser Abschnitt bietet eine allgemeine Darstellung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Umfangs oder all ihrer Merkmale.
In einer Ausführungsform bietet die vorliegende Offenbarung ein Abgasnachbehandlungssystem, das ein Abgasrohr und ein Mischrohr umfassen kann. Das Abgasrohr kann Abgas von einem Motor aufnehmen und kann einen ersten Abschnitt, der eine erste Längsachse definiert, und einen zweiten Abschnitt, der eine relativ zu der ersten Achse abgewinkelte zweite Längsachse definiert, umfassen. Das Mischrohr kann in dem Abgasrohr angeordnet sein und kann einen rohrförmigen Abschnitt und einen Kragen, der sich von dem rohrförmigen Abschnitt radial nach außen erstreckt, umfassen. Der rohrförmige Abschnitt kann eine Vielzahl von Öffnungen und eine Vielzahl von Prallplatten umfassen. Die Vielzahl von Öffnungen kann sich durch innere und äußere Diametralflächen des rohrförmigen Abschnitts erstrecken. Jede der Vielzahl von Prallplatten kann angrenzend an eine entsprechende Öffnung der Vielzahl von Öffnungen angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen kann der rohrförmige Abschnitt koaxial zu dem zweiten Abschnitt des Abgasrohrs sein.
In einigen Ausführungsformen können sich die Prallplatten von der äußeren Diametralfläche nach außen erstrecken.
In einigen Ausführungsformen können sich die Prallplatten von der inneren Diametralfläche nach innen erstrecken.
In einigen Ausführungsformen kann sich der Kragen von einem stromabwärtigen Ende des rohrförmigen Abschnitts erstrecken.
In einigen Ausführungsformen kann der Kragen einen Drallkörper mit einer Vielzahl Flügeln, die sich von dem rohrförmigen Abschnitt radial nach außen erstrecken, umfassen.
In einigen Ausführungsformen kann jeder der Flügel ein radial inneres Ende und ein radial äußeres Ende umfassen. Die radial äußeren Enden können voneinander beabstandet sein.
In einigen Ausführungsformen berühren die radial äußeren Enden eine innere Diametralfläche des Abgasrohrs.
In einigen Ausführungsformen kann jeder der Flügel eine Klappe umfassen, die sich von einer Kante des Flügels zwischen dem radial inneren und dem radial äußeren Ende radial nach innen erstreckt.
In einigen Ausführungsformen können die sich radial erstreckenden Kanten der Flügel abgewinkelt sein, sodass das radial innere Ende jedes Flügels und das äußere Ende desselben Flügels in Drehrichtung zueinander versetzt sind.
In einigen Ausführungsformen kann ein Schnittpunkt zwischen der ersten und der zweiten Längsachse in dem rohrförmigen Abschnitt angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen können die erste und die zweite Längsachse im Wesentlichen lotrecht zueinander sein.
In einigen Ausführungsformen kann das Abgasnachbehandlungssystem einen Reduktionsmittelinjektor umfassen, der entlang der zweiten Längsachse an einem stromaufwärtigen Ende des rohrförmigen Abschnitts angeordnet ist.
In einigen Ausführungsformen kann das Abgasnachbehandlungssystem einen Katalysator umfassen, der stromabwärts des Mischrohrs angeordnet ist.
In einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Offenbarung ein Abgasnachbehandlungssystem bereit, das ein Abgasrohr und ein Mischrohr umfassen kann. Das Abgasrohr kann Abgas von einem Motor aufnehmen und kann einen ersten Abschnitt, der eine erste Längsachse definiert, und einen zweiten Abschnitt, der eine relativ zu der ersten Achse abgewinkelte zweite Längsachse definiert, umfassen. Das Mischrohr kann in dem Abgasrohr angeordnet sein und kann einen rohrförmigen Abschnitt und einen Drallkörper, der sich radial von dem rohrförmigen Abschnitt erstreckt, umfassen. Der rohrförmige Abschnitt kann eine Vielzahl von Öffnungen umfassen, die sich durch innere und äußere Diametralflächen des rohrförmigen Abschnitts erstrecken. Der Drallkörper kann eine Vielzahl von Flügeln umfassen, die sich von dem rohrförmigen Abschnitt radial nach außen erstrecken.
In einigen Ausführungsformen kann der rohrförmige Abschnitt koaxial zu dem zweiten Abschnitt des Abgasrohrs sein.
In einigen Ausführungsformen kann der rohrförmige Abschnitt eine Vielzahl von Prallplatten umfassen. Jede der Prallplatten kann angrenzend an eine entsprechende Öffnung der Vielzahl von Öffnungen angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen können sich die Prallplatten von der äußeren Diametralfläche nach außen erstrecken.
In einigen Ausführungsformen können sich die Prallplatten von der inneren Diametralfläche nach innen erstrecken.
In einigen Ausführungsformen kann sich der Drallkörper von einem stromabwärtigen Ende des rohrförmigen Abschnitts erstrecken.
In einigen Ausführungsformen kann jeder der Flügel ein radial inneres Ende und ein radial äußeres Ende umfassen. Die radial äußeren Enden können voneinander beabstandet sein.
In einigen Ausführungsformen können die radial äußeren Enden eine innere Diametralfläche des Abgasrohrs berühren.
In einigen Ausführungsformen kann jeder der Flügel eine Klappe umfassen, die sich von einer Kante des Flügels zwischen dem radial inneren und dem radial äußeren Ende radial nach innen erstreckt.
In einigen Ausführungsformen können die sich radial erstreckenden Kanten der Flügel abgewinkelt sein, sodass das radial innere Ende jedes Flügels und das äußere Ende desselben Flügels in Drehrichtung zueinander versetzt sind.
In einigen Ausführungsformen kann ein Schnittpunkt zwischen der ersten und der zweiten Längsachse in dem rohrförmigen Abschnitt angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen können die erste und die zweite Längsachse im Wesentlichen lotrecht zueinander sein.
In einigen Ausführungsformen kann das Abgasnachbehandlungssystem einen Reduktionsmittelinjektor umfassen, der entlang der zweiten Längsachse an einem stromaufwärtigen Ende des rohrförmigen Abschnitts angeordnet ist.
In einigen Ausführungsformen kann das Abgasnachbehandlungssystem einen Katalysator umfassen, der stromabwärts des Mischrohrs angeordnet ist.
In einer anderen Ausführungsform bietet die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Mischen von Abgas und Reduktionsmittel in einem Abgasnachbehandlungssystem. Das Verfahren kann das Bereitstellen einer Mischvorrichtung in einem Abgasrohr umfassen, durch das Abgas von einem Motor strömt. Die Mischvorrichtung kann einen rohrförmigen Abschnitt umfassen. Ein erster Teil des Abgases kann in dem rohrförmigen Abschnitt durch eine Vielzahl von Öffnungen in dem rohrförmigen Abschnitt aufgenommen werden. Einem zweiten Teil des Abgases kann erlaubt werden, zwischen dem rohrförmigen Abschnitt und einer inneren Diametralfläche des Abgasrohrs zu strömen. Reduktionsmittel kann in den rohrförmigen Abschnitt eingespritzt werden. Ein erstes Wirbelstrommuster kann in dem rohrförmigen Abschnitt erzeugt werden. Ein zweites Wirbelstrommuster kann mit dem zweiten Teil des Abgases erzeugt werden, wobei das zweite Wirbelstrommuster das erste Wirbelstrommuster umgibt.
In einigen Ausführungsformen kann das erste Wirbelstrommuster im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn sein, und das zweite Wirbelstrommuster kann in der anderen Richtung von dem Uhrzeigersinn und dem Gegenuhrzeigersinn sein. In einigen Ausführungsformen können das erste und das zweite Wirbelstrommuster gleichgerichtet sein.
In einigen Ausführungsformen kann das erste Wirbelstrommuster mit einer Vielzahl von Prallplatten erzeugt werden, die sich von dem rohrförmigen Abschnitt radial nach außen erstrecken.
In einigen Ausführungsformen kann das erste Wirbelstrommuster mit einer Vielzahl von Prallplatten erzeugt werden, die sich von dem rohrförmigen Abschnitt radial nach innen erstrecken.
In einigen Ausführungsformen kann das zweite Wirbelstrommuster mit einer Vielzahl von Flügeln erzeugt werden, die sich von dem rohrförmigen Abschnitt radial nach außen erstrecken.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren das Vermischen des ersten und des zweiten Wirbelstrommusters stromabwärts der Mischvorrichtung umfassen.
In einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Offenbarung ein Abgasnachbehandlungssystem bereit, das ein Abgasrohr und ein Mischrohr umfassen kann. Das Abgasrohr nimmt Abgas von einem Motor auf und umfasst einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, der relativ zu dem ersten Abschnitt abgewinkelt ist. Das Mischrohr ist in dem Abgasrohr angeordnet und kann einen rohrförmigen Abschnitt und eine Vielzahl von Flügeln umfassen, die sich von einem Längsende des rohrförmigen Abschnitts erstrecken. Der rohrförmige Abschnitt kann eine Vielzahl von Öffnungen umfassen, die sich durch innere und äußere Diametralflächen des rohrförmigen Abschnitts erstrecken. Jede der Vielzahl von Flügeln kann sich stromabwärts des rohrförmigen Abschnitts und von dem rohrförmigen Abschnitt radial nach außen erstrecken.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Abgasrohr einen stromaufwärtigen Abschnitt und einen stromabwärtigen Abschnitt, der relativ zu dem stromaufwärtigen Abschnitt abgewinkelt ist. Die Flügel können sich um eine Längsachse des stromabwärtigen Abschnitts des Abgasrohrs biegen.
In einigen Ausführungsformen können die Flügel eine im Allgemeinen schraubenförmige Form umfassen.
In einigen Ausführungsformen können die Vielzahl von Flügeln und der rohrförmige Abschnitt einen einheitlichen, einstückig ausgebildeten Körper definieren.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Mischrohr einen glatten Übergang (z. B. ohne Kante), der zwischen dem rohrförmigen Abschnitt und der Vielzahl von Flügeln keine Stufen aufweist.
In einigen Ausführungsformen ist die Vielzahl von Öffnungen in einer Vielzahl von Reihen angeordnet, die sich in Umfangsrichtung um den rohrförmigen Abschnitt erstrecken. Die Öffnungen von benachbarten Reihen können in eine Richtung, die parallel zu der Längsachse des stromabwärtigen Abschnitts des Abgasrohrs ist, zueinander versetzt sein.
In einigen Ausführungsformen kann das Abgasnachbehandlungssystem ein ringförmiges Element umfassen, das in dem Abgasrohr radial zwischen einem Innendurchmesser des stromabwärtige Abschnitts des Abgasrohrs und radial äußersten Abschnitten der Vielzahl von Flügeln angeordnet ist. Das ringförmige Element kann die Vielzahl von Flügeln relativ zu dem Abgasrohr stützen.
In einigen Ausführungsformen umfasst der rohrförmige Abschnitt eine Vielzahl von Prallplatten. Jede der Vielzahl von Prallplatten kann angrenzend an eine entsprechende Öffnung der Vielzahl von Öffnungen angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen erstrecken sich die Prallplatten von der äußeren Diametralfläche nach außen.
In einigen Ausführungsformen umfasst jede der Vielzahl von Flügeln ein distales Ende mit einem L-förmigen Profil.
In einigen Ausführungsformen umfasst jeder der Flügel ein radial inneres Ende und ein radial äußeres Ende. Die radial äußeren Enden sind voneinander beabstandet.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Abgasnachbehandlungssystem einen Reduktionsmittelinjektor, der entlang der Längsachse des stromabwärtigen Abschnitts des Abgasrohrs an einem stromaufwärtigen Ende des rohrförmigen Abschnitts angeordnet ist; und einen Katalysator, der stromabwärts des Mischrohrs und des Reduktionsmittelinjektors angeordnet ist.
Fluid, das von dem ersten Abschnitt des Abgasrohrs zu dem stromabwärtigen Abschnitt strömt, strömt entlang einem von einer Vielzahl von Strömungswegen, wobei jeder Strömungsweg einen Radius von unterschiedlicher Größe hat. In einigen Ausführungsformen ist einer der Flügel entlang des Strömungswegs mit dem kleinsten Radius angeordnet.
In einigen Ausführungsformen definiert das Mischrohr einen ersten Abgasströmungsweg, der durch mindestens eine der Öffnungen verläuft, und einen zweiten Abgasströmungsweg, der außerhalb des rohrförmigen Abschnitts und zwischen den Flügeln verläuft.
In einigen Ausführungsformen ist der zweite Abgasströmungsweg ein ringförmiger Strömungsweg, der sich um den rohrförmigen Abschnitt erstreckt.
Jeder der Flügel umfasst ein erstes Ende, des an dem rohrförmigen Abschnitt befestigt ist, und ein zweites Ende, das von dem rohrförmigen Abschnitt beabstandet und nicht an benachbarten Flügeln befestigt ist.
Weitere Anwendungsbereiche werden anhand der hierin bereitgestellten Beschreibung offensichtlich. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Darstellung dienen ausschließlich der Veranschaulichung und haben nicht zum Ziel, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich zur Veranschaulichung von ausgewählten Ausführungsformen und sind nicht alle möglichen Umsetzungen, und sie haben nicht zum Ziel, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
1 ist eine schematische Darstellung eines Motors und eines Abgasnachbehandlungssystems nach den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Mischrohrs, das ein einem Abgasrohr eines Abgasnachbehandlungssystems angeordnet ist;
3 ist eine Querschnittsansicht des Mischrohrs und des Abgasrohrs von 2;
4 ist eine perspektivische Ansicht des Mischrohrs;
5 ist eine Draufsicht eines stromabwärtigen Endes des Mischrohrs;
6 ist eine Draufsicht eines stromabwärtigen Endes einer anderen Ausführungsform eines Mischrohrs nach den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung;
7 ist eine Querschnittsansicht eines anderen Mischrohrs und Abgasrohrs nach den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung;
8 ist eine perspektivische Ansicht des Mischrohrs von 7;
9 ist eine Draufsicht eines stromabwärtigen Endes des Mischrohrs von 7;
10 ist eine Querschnittsansicht eines anderen Mischrohrs und Abgasrohrs nach den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung;
11 ist eine perspektivische Ansicht des Mischrohrs von 10;
12 ist eine Draufsicht eines stromabwärtigen Endes des Mischrohrs von 10;
13 ist eine Querschnittsansicht eines anderen Mischrohrs und Abgasrohrs nach den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung, wobei der Querschnitt entlang der Linie 13-13 von 14 genommen ist; und
14 ist eine Draufsicht des Mischrohrs und des Abgasrohrs von 13.
Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen in allen verschiedenen Ansichten der Zeichnungen entsprechende Teile.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen werden nun umfassender mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Es werden beispielhafte Ausführungsbeispiele bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich ist und Fachleuten den Schutzumfang in vollem Maß vermittelt. Es sind zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, wie etwa Beispiele von spezifischen Komponenten, Geräten und Verfahren, um ein gründliches Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu bieten. Der Fachmann wird erkennen, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgeführt sein können und dass keines von beiden als Beschränkung des Schutzumfangs der Offenbarung ausgelegt werden sollte. In einigen beispielhaften Ausführungsformen sind wohlbekannte Verfahren, wohlbekannte Bauteilstrukturen und wohlbekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur dem Zweck der Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und ist nicht als beschränkend auszulegen. Hierin verwendete Singularformen ”ein”, ”eine”, ”einer” und ”der”, ”die”, ”das” können dazu bestimmt sein, auch die Pluralformen zu umfassen, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas Anderes hervorgeht. Die Begriffe ”umfassen”, ”umfassend”, ”einschließlich” und ”mit” sind einschließend und legen daher die Anwesenheit festgelegter Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Abläufe, Elemente und/oder Bauteile fest, schließen jedoch nicht die Anwesenheit oder den Zusatz von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Abläufen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen davon aus. Die hierin beschriebenen Schritte, Verfahren und Abläufe sind nicht so auszulegen, dass sie zwingend in der jeweils erörterten oder dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden müssen, sofern sie nicht ausdrücklich als Reihenfolge der Durchführung festgelegt sind. Es versteht sich außerdem, dass zusätzliche oder alternative Schritte verwendet werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als ”an”, ”in Eingriff mit”, ”verbunden mit” oder ”gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben ist, kann es bzw. sie sich direkt auf dem anderen Element oder der anderen Schicht, in Eingriff damit, verbunden damit oder gekoppelt damit befinden oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn hingegen ein Element als ”direkt auf”, ”direkt in Eingriff mit”, ”direkt verbunden mit” oder ”direkt gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben ist, sind möglicherweise keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden. Andere Ausdrücke, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sollten auf eine ähnliche Weise interpretiert werden (zum Beispiel ”zwischen” versus ”direkt zwischen”, ”angrenzend” versus ”direkt angrenzend”, etc.). Der hier verwendete Begriff ”und/oder” umfasst alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Objekte.
Obwohl die Begriffe erster, zweiter, dritter etc. hierin verwendet sein können, um verschiedene Elements, Bauteile, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollen diese Elemente, Bauteile, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe beschränkt sein. Diese Begriffe können nur dazu verwendet werden, ein Element, ein Bauteil, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie ”erster”, ”zweiter” und sonstige hierin verwendete numerische Begriffe implizieren keine Abfolge oder Reihenfolge, es sei denn, der Kontext weist eindeutig darauf hin. Somit kann ein erstes Element, ein erstes Bauteil, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, der/die/das nachstehend beschrieben ist, als zweites Element, zweites Bauteil, zweiter Bereich, zweite Schicht oder zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
Räumlich relative Begriffe wie z. B. ”innerer”, ”äußerer”, ”unterhalb”, ”unter”, ”unterer”, ”oberhalb”, ”oberer” und dergleichen können hier zur einfacheren Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen zu beschreiben, wie in den Figuren dargestellt. Räumlich relative Begriffe können dazu bestimmt sein, verschiedene Ausrichtungen der verwendeten oder in Betrieb befindlichen Vorrichtung zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung einzuschließen. Wenn zum Beispiel die Vorrichtung in den Figuren umgedreht wäre, wären Elemente, die als ”unter” oder ”unterhalb” von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben sind, ”über” den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet. Der beispielhafte Begriff ”unter” kann folglich sowohl eine Ausrichtung oberhalb als auch unterhalb einschließen. Die Vorrichtung kann in anderer Weise ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen), und die räumlichen relativen beschreibenden Ausdrücke, die hier verwendet werden, können entsprechend interpretiert werden.
Bezugnehmend auf 1 wird ein Abgasnachbehandlungssystem 10 bereitgestellt, dass ein Abgasrohr 12, ein Reduktionsmittelzuführsystem 14, eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung 16 und ein Mischrohr 18 umfassen kann. Das Abgasrohr 12 kann von einem Verbrennungsmotor 20 freigesetztes Abgas aufnehmen. Abgas, das in das Abgasrohr 12 freigesetzt wird, kann durch das Mischrohr 18 und die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 16 strömen, bevor es in die Umgebung freigesetzt wird.
Das Abgasrohr 12 kann einen ersten und einen zweiten Abschnitt 22, 24 umfassen, die eine 90-Grad-Biegung definieren. Der erste Abschnitt 22 kann durch eine erste Längsachse A1 (3) definiert sein und der zweite Abschnitt 24 kann durch eine zweite Längsachse A2 (3) definiert sein. Während das Abgasrohr 12 in den Figuren mit einer 90-Grad-Biegung gezeigt ist, versteht es sich, dass das Abgasrohr 12 eine Biegung von weniger oder mehr als 90 Grad haben könnte und zum Beispiel eine beliebige geeignete Konfiguration wie etwa eine S-Form (d. h. mehrere Biegungen) haben könnte. In einigen Ausführungsformen kann das Abgasrohr 12 einen dritten Abschnitt (nicht gezeigt) stromabwärts des zweiten Abschnitts 24 umfassen, der annähernd parallel zu dem ersten Abschnitt 22 sein kann.
Das Reduktionsmittelzuführsystem 14 kann Reduktionsmittel (z. B. Harnstoff oder Ammoniak) von einem Behälter 26 zu einem Reduktionsmittelinjektor 28 pumpen, der das Reduktionsmittel in den Abgasstrom an oder stromaufwärts des Mischrohrs 18 sprühen kann. Das Mischrohr 18 kann das Reduktionsmittel mit dem Abgas mischen, um ein gleichförmigeres Gemisch von Reduktionsmittel und Abgas zu liefern, bevor das Gemisch in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 16 gelangt, und um durch die Förderung der Verdampfung des Wassers Harnstoff in Ammoniak umzuwandeln.
Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 16 kann zum Beispiel ein SCR-Katalysator (Katalysator für die selektive katalytische Reduktion) sein. Eine Reaktion zwischen dem Reduktionsmittel und der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 16 kann zum Beispiel Stickoxide in dem Abgas in Stickstoff (N₂), Wasser und/oder Kohlendioxid umwandeln.
Bezugnehmend auf die 1–5 kann das Mischrohr 18 einen rohrförmigen Abschnitt 30 und einen Drallkörper oder Kragen 32 umfassen. Ein erster Teil des Abgases, der durch das Abgasrohr 12 strömt, kann in den rohrförmigen Abschnitt 30 strömen und ein zweiter Teil des Abgases kann um den rohrförmigen Abschnitt 30 und durch den Kragen 32 strömen. Der rohrförmige Abschnitt 30 kann ein stromaufwärtiges Ende 34 und ein stromabwärtiges Ende 36 umfassen. Das stromaufwärtige Ende 34 kann an eine Wand 38 des ersten Abschnitts 22 des Abgasrohrs 12 anstoßen. Eine Injektormontageplatte 40 kann sich durch die Wand 38 und in den rohrförmigen Abschnitt 30 an dem stromaufwärtigen Ende 34 erstrecken. Der Reduktionsmittelinjektor 28 kann sich durch einen Durchbruch 41 in der Injektormontageplatte 40 erstrecken und kann sich in den rohrförmigen Abschnitt 30 erstrecken.
Der rohrförmige Abschnitt 30 kann eine Längsachse umfassen, die kollinear mit der zweiten Längsachse A2 (3) ist. Der rohrförmige Abschnitt 30 kann einen Außendurchmesser umfassen, der kleiner ist als ein Innendurchmesser des ersten und des zweiten Abschnitts 22, 24 des Abgasrohrs 12. Der rohrförmige Abschnitt 30 kann eine Vielzahl von Öffnungen 42 und eine Vielzahl von Prallplatten 44 umfassen, die in Reihen, die sich um den Durchmesser des rohrförmigen Abschnitts 30 erstrecken, und in Spalten, die sich zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende 34, 36 des rohrförmigen Abschnitts 30 erstrecken, angeordnet sind. Die Öffnungen 42 können sich durch eine äußere und eine innere Diametralfläche 46, 48 des rohrförmigen Abschnitts 30 erstrecken. Die Prallplatten 44 können teilweise aus dem rohrförmigen Abschnitt 30 ausgeschnitten oder ausgestanzt (wodurch sie die Öffnungen 42 bilden) und nach innen in den rohrförmigen Abschnitt 30 gebogen sein.
Etwas von dem Fluid, das durch das Abgasrohr 12 von dem ersten Abschnitt 22 zu dem zweiten Abschnitt 24 strömt, kann durch die Öffnungen 42 in den rohrförmigen Abschnitt 30 gelangen und kann durch die Prallplatten 44 in eine Drehrichtung gelenkt werden, um ein erstes Wirbelstrommuster in dem rohrförmigen Abschnitt 30 zu erzeugen, das um die Längsachse A2 wirbelt. Dieses Wirbelstrommuster erleichtert die Zerstäubung des Reduktionsmittels und das Vermischen des Reduktionsmittels mit dem Abgas. Das Wirbelstrommuster kann auch das Auftreffen des Reduktionsmittels auf die Oberflächen des Mischrohrs 18, des Abgasrohrs 12 und/oder der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 16 beschränken oder verhindern, was die Bildung und/oder die Ansammlung von Reduktionsmittelablagerungen an dem Mischrohr, dem Abgasrohr 12 und der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 16 reduziert. In einigen Ausführungsformen kann das Mischrohr 18 eine Hydrolysebeschichtung umfassen, um die Bildung und/oder die Ansammlung von Reduktionsmittelablagerungen an dem Mischrohr 18 weiter zu reduzieren.
Während die Prallplatten 44 in den 2–5 gezeigt sind, wie sie sich nach innen in den rohrförmigen Abschnitt 30 erstrecken, können die Prallplatten 44 in einigen Ausführungsformen so ausgebildet sein, dass sie sich von der äußeren Diametralfläche 46 des rohrförmigen Abschnitts 30 nach außen erstrecken, wie in 6 gezeigt. Dadurch, dass sich die Prallplatten 44 radial nach außen erstrecken, kann die Möglichkeit der Bildung von Reduktionsmittelablagerungen an den Prallplatten 44 weiter reduziert werden, während das Wirbelstrommuster in dem rohrförmigen Abschnitt 30 weiterhin in der Lage ist, effektiv erzeugt zu werden.
Der Kragen 32 kann in seiner Gesamtform im Allgemeinen konisch sein und kann sich radial nach außen und axial stromabwärts von dem stromabwärtigen Ende 36 des rohrförmigen Abschnitts 30 erstrecken. Der Kragen 32 kann an den rohrförmigen Abschnitt 30 angeschweißt und/oder auf sonstige Weise an ihm befestigt sein. In einigen Ausführungsformen kann der Kragen 32 einstückig mit dem rohrförmigen Abschnitt 30 ausgebildet sein. In einigen Ausführungsformen kann ein Übergang zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 30 und dem Kragen 32 glatt, kantenlos und/oder nahtlos sein. Das heißt, die Übergänge umfassen zum Beispiel möglicherweise keine Stufen oder Rippen. Die glatten, kantenlosen Übergänge können Gegendruck in dem Abgasstrom durch das Mischrohr 18 reduzieren. Die glatten, kantenlosen Übergänge können ferner die Ansammlung von Reduktionsmittelablagerungen und/oder sonstigen Ablagerungen an dem Mischrohr 18 reduzieren oder verhindern.
Der Kragen 32 kann eine Vielzahl von Flügeln 50 umfassen, die in einer kreisförmigen Anordnung, die sich um die Längsachse des rohrförmigen Abschnitts 30 erstreckt, angeordnet sind. Jeder der Flügel 50 kann einen Körper 52 und erste und zweite Klappen 54, 56 umfassen, die sich von dem Körper 52 erstrecken. Der Körper 52 kann in einem Winkel relativ zu der Längsachse des rohrförmigen Abschnitts 30 angeordnet sein und kann ein proximales Ende 58 (d. h. ein radial inneres Ende), ein distales Ende 60 (d. h. ein radial äußeres Ende) und eine erste und eine zweite Seitenkante 62, 64, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende 58, 60 erstrecken, umfassen, wie in 5 gezeigt. Der Winkel des Körpers 52 relativ zu der Längsachse kann für eine bestimmte Anwendung angepasst werden, um eine gewünschte Menge an Turbulenzen zu erzielen. Die erste Klappe 54 kann sich von der zweiten Seitenkante 64 radial nach innen zu der Längsachse des rohrförmigen Abschnitts 30 erstrecken. Die zweite Klappe 56 kann sich von dem distalen Ende 60 radial nach außen und axial stromabwärts erstrecken. Die zweiten Klappen 56 können die innere Diametralfläche des zweiten Abschnitts 24 des Abgasrohrs 12 berühren. In einigen Ausführungsformen können die zweiten Klappen 56 an die innere Diametralfläche des zweiten Abschnitts 24 angeschweißt und/oder auf sonstige Weise an ihm befestigt sein.
Wie in 5 gezeigt, können die Seitenkanten 62, 64 des Körpers 52 abgewinkelt sein, sodass das proximale Ende 58 jedes Flügels 50 und das distale Ende 60 desselben Flügels 50 in Drehrichtung zueinander versetzt sind. Das heißt, jeder Flügel 50 kann so abgewinkelt sein, dass er sich in einem allgemeinen Uhrzeigersinn erstreckt, da er sich von dem Bezugssystem von 5 aus gesehen von dem rohrförmigen Abschnitt 30 radial nach außen erstreckt. Es verseht sich, dass die Flügel 50 in einigen Ausführungsformen so abgewinkelt sein könnten, dass sie sich in einem allgemeinen Gegenuhrzeigersinn erstrecken, da sie sich von dem Bezugssystem von 5 aus gesehen von dem rohrförmigen Abschnitt 30 radial nach außen erstrecken.
Die Geometrie der Flügel 50 und die Ausrichtung der Flügel 50 relativ zueinander, der rohrförmige Abschnitt 30 und das Abgasrohr 12 können bewirken, dass das Fluid, das durch den Kragen 32 strömt, in einem zweiten Dreh- oder Wirbelstrommuster um die Längsachse A2 und um das erste Wirbelstrommuster von Fluid, das durch den rohrförmigen Abschnitt 30 strömte, strömt. Diese beiden koaxialen Wirbelstrommuster können zu einem verbesserten Gemisch des Reduktionsmittels und des Abgases führen, bevor das Reduktionsmittel und das Abgas in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 16 strömen. Des Weiteren kann dieses verbesserte Vermischen mit einer Rohrlänge zwischen dem Reduktionsmittelinjektor 28 und der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 16 erzielt werden, die kürzer ist als möglicherweise für ein adäquates Vermischen in Abgasnachbehandlungssystemen nach dem Stand der Technik erforderlich gewesen ist.
Es versteht sich, dass die Flügel 50 und die Prallplatten 44 so ausgerichtet sein könnten, dass sich das erste und das zweite Wirbelstrommuster in dieselbe Drehrichtung oder in entgegengesetzte Drehrichtungen drehen. In einigen Ausführungsformen könnte der rohrförmige Abschnitt 30 Schaufeln (nicht gezeigt) umfassen, die sich zusätzlich zu den oder anstelle der im Allgemeinen flachen Prallplatten 44 radial von ihm nach innen oder radial von ihm nach außen erstrecken. Zusätzlich oder alternativ könnte der Kragen 32 zusätzlich zu den oder anstelle der Flügel 50 Schaufeln (nicht gezeigt) umfassen. Die Schaufeln könnten eine Geometrie, die sich dreidimensional krümmt, und/oder eine spiralförmige Geometrie umfassen, zum Beispiel, um ein Wirbelstrommuster zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen könnte der Kragen 32 ein konisches oder trichterförmiges Element sein, das anstelle einer Vielzahl von Flügeln oder Schaufeln eine oder mehrere Öffnungen darin hat.
Während das Mischrohr 18 vorstehend so beschrieben ist, dass es in einer SCR-Dosieranwendung verwendet wird, versteht es sich, dass das Mischrohr 18 in einer Kohlenwasserstoff-Dosieranwendung verwendet werden könnte, in der das Mischrohr 18 injizierten Kohlenwasserstoff mit dem Abgas mischen kann.
Bezugnehmend auf die 7–9 wird ein anderes Mischrohr 118 bereitgestellt, das anstelle des Mischrohrs 18 in dem Abgasrohr 12 installiert werden kann. Die Struktur und die Funktion des Mischrohrs 118 können abgesehen von nachstehend beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Unterschieden ähnlich wie oder identisch mit jenen des Mischrohrs 18 sein. Das Mischrohr 118 kann einen rohrförmigen Abschnitt 130 und eine Vielzahl von Flügeln 150, die sich von einem stromabwärtigen Ende 136 des rohrförmigen Abschnitts 130 erstrecken, umfassen. Eine Injektormontageplatte 140 kann sich durch die Wand 38 des Abgasrohrs 12 erstrecken und in ein stromaufwärtiges Ende 134 des rohrförmigen Abschnitts 130 eingreifen. Der vorstehend beschriebene Reduktionsmittelinjektor 28 kann sich durch einen Durchbruch 141 in der Injektormontageplatte 140 erstrecken und kann Reduktionsmittel in den rohrförmigen Abschnitt 130 einspritzen. Wie vorstehend mit Bezug auf das Mischrohr 18 beschrieben, kann das Mischrohr 118 Turbulenzen in dem Abgasstrom, der von dem ersten Abschnitt 22 des Abgasrohrs 12 zu dem zweiten Abschnitt 24 des Abgasrohrs 12 strömt, erzeugen, um das Vermischen des Reduktionsmittels mit dem Abgas zu erleichtern.
Der rohrförmige Abschnitt 130 kann eine innere und eine äußere Diametralfläche 143, 144 und eine Vielzahl von Öffnungen 142, die sich durch die innere und äußere Diametralfläche 143, 144 erstrecken, umfassen. Während die in den 7 und 8 gezeigten Öffnungen 142 kreisförmig sind, versteht es sich, dass die Öffnungen 142 eine beliebige Form haben könnten, zum Beispiel rechteckig, quadratisch oder oval. Des Weiteren können auch die Größe jeder Öffnung 142 und die Gesamtzahl an Öffnungen 142 variieren.
Die Öffnungen 142 können in einer Vielzahl von parallelen Reihen 146 (7) angeordnet sein, die sich in Umfangsrichtung um den rohrförmigen Abschnitt 130 erstrecken. Wie in 7 gezeigt, können die Öffnungen 142 von benachbarten Reihen 146 in eine Richtung, die parallel zu der zweiten Längsachse A2 ist, zueinander versetzt sein. Die Öffnungen 142 können in Spalten 148 (die sich parallel zu der zweiten Längsachse A2 erstrecken) angeordnet sein, die jeweils eine der Öffnungen 142 von jeder zweiten Reihe 146 umfassen. Diese Anordnung der Öffnungen 142 reduziert oder verhindert, dass Flüssigkeitströpfchen, die auf die innere Diametralfläche 143 aufgetroffen sind, längere Zeit entlang der inneren Diametralfläche 143 strömen. Das heißt, jeder Weg, der parallel (oder fast parallel) zu der zweiten Längsachse A2 ist, und dem ein solcher aufgetroffener Tropfen möglicherweise entlang der inneren Diametralfläche 143 folgt, wird schließlich eine der Öffnungen 142 erreichen und durch den Abgasstrom durch und um die Öffnungen 142 wieder in den Abgasstrom zurückgezogen werden.
Die Flügel 150 können sich stromabwärts von dem stromabwärtigen Ende 136 des rohrförmigen Abschnitts 130 weg und von ihm radial nach außen erstrecken. Die Flügel 150 biegen sich um die zweite Längsachse A2, während sie sich stromabwärts erstrecken. Wie in den 7 und 8 gezeigt, können die Flügel 150 und der rohrförmige Abschnitt 130 einen einheitlichen, einstückig aus einer gemeinsamen Materialplatte ausgebildeten Körper definieren. Übergänge 152 zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 130 und den Flügeln 150 können glatt, kantenlos und/oder nahtlos sein. Das heißt, die Übergänge 152 umfassen zum Beispiel möglicherweise keine Stufen oder Rippen. Die glatten, kantenlosen Übergänge 152 können Gegendruck in dem Abgasstrom durch das Mischrohr 118 reduzieren. Die glatten, kantenlosen Übergänge 152 können ferner die Ansammlung von Reduktionsmittelablagerungen und/oder sonstigen Ablagerungen an dem Mischrohr 118 reduzieren oder verhindern.
In einigen Ausführungsformen können die Flügel 150 einen Querschnitt oder ein Profil umfassen, der/das im Allgemeinen L-förmig ist. Auf diese Weise kann sich ein erster Abschnitt 154 von jedem Flügel 150 im Wesentlichen radial nach außen erstrecken, und ein zweiter Abschnitt 156 von jedem Flügel 150 kann sich im Wesentlichen in die stromabwärtige Richtung erstrecken. In einigen Ausführungsformen können die Flügel 150 eine im Allgemeinen schraubenförmige Form haben. In einigen Ausführungsformen können die Flügel 150 im Allgemeinen eher abgeplattet und abgewinkelt als schraubenförmig sein. Die genaue Anzahl, Form und Distanz der Flügel 150 kann gegenüber jener der in den 7–9 gezeigten Flügel 150 verändert werden. Die Form und die Konfiguration der in den 7–9 gezeigten Flügel 150 fördern Turbulenzen in dem Abgasstrom und reduzieren gleichzeitig relativ zu anderen Flügelkonfigurationen den Gegendruck. Das heißt, die Flügel 150 können so ausgelegt sein, dass ein Großteil oder die Gesamtheit der Struktur, die den Gegendruck erhöht, auch Turbulenzen erzeugen wird (d. h. das Mischrohr 118 hat sehr wenig Struktur, die Gegendruck erhöht, ohne auch die Turbulenzen zu verstärken). Es versteht sich, dass jegliche geeignete Anzahl, Form und/oder Distanz verwendet werden kann, um einer bestimmten Anwendung gerecht zu werden. Zum Beispiel könnten die Flügel 150 ähnlich geformt und/oder voneinander beabstandet sein wie die Flügel, die in einer der 1–6 oder 10–14 gezeigt sind.
Bezugnehmend auf die 10–12 wird ein anderes Mischrohr, 218 bereitgestellt, das anstelle des Mischrohrs 18 oder 118 in dem Abgasrohr 12 installiert werden kann. Die Struktur und die Funktion des Mischrohrs 218 können abgesehen von nachstehend beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Unterschieden ähnlich wie oder identisch mit jenen von einem der Mischrohre 18, 118 sein. Aus diesem Grund werden ähnliche Merkmale nicht erneut im Detail beschrieben.
Das Mischrohr 218 kann einen rohrförmigen Abschnitt 230 und eine Vielzahl von Flügeln 250 umfassen. Der rohrförmige Abschnitt 230 kann eine Vielzahl von Öffnungen 242 umfassen, die sich radial durch eine innere und eine äußere Diametralfläche 243, 244 des rohrförmigen Abschnitts 230 erstrecken. Prallplatten 246 können teilweise aus dem rohrförmigen Abschnitt 230 ausgeschnitten oder ausgestanzt sein (wodurch sie die Öffnungen 242 bilden) und können sich von dem rohrförmigen Abschnitt 230 im Allgemeinen radial nach außen und in eine im Allgemeinen stromaufwärtige Richtung erstrecken. Wie vorstehend beschrieben, können die Prallplatten 246 die Turbulenzen des Fluidstroms in dem Abgasrohr 12 verstärken und können eine Wirbelbewegung in dem Fluidstrom fördern.
Bezugnehmend auf die 13 und 14 werden ein anderes Abgasrohr 312 und ein anderes Mischrohr 318 bereitgestellt. Die Struktur und die Funktion des Abgasrohrs 312 und des Mischrohrs 318 können abgesehen von nachstehend beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Unterschieden ähnlich wie oder identisch mit jenen des Abgasrohrs 12 und eines beliebigen der Mischrohre 18, 118, 218 sein. Aus diesem Grund werden ähnliche Merkmale nicht erneut im Detail beschrieben. Kurz gesagt, kann das Abgasrohr 312 einen ersten Abschnitt 322 umfassen, der relativ zu einem zweiten Abschnitt 324 abgewinkelt und/oder gebogen ist. Wie in 13 gezeigt, können ein innerer Krümmungsabschnitt 326 (der relativ zu dem Bezugssystem von 14 an einer Zwölfuhrposition 327 des zweiten Abschnitts 324 angeordnet ist) und ein äußerer Krümmungsabschnitt 328 (der relativ zu dem Bezugssystem von 14 an einer Sechsuhrposition 329 des zweiten Abschnitts 324 angeordnet ist) einen Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 322, 324 definieren. Abgas von dem Motor 20 (1) kann durch das Abgasrohr 312 von dem ersten Abschnitt 322 zu dem zweiten Abschnitt 324 strömen.
Das Mischrohr 318 kann in dem Abgasrohr 312 an oder in der Nähe des Übergangs zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 322, 324 angeordnet sein. Das Mischrohr 318 kann einen rohrförmigen Abschnitt 330 und eine Vielzahl von Flügeln 350 umfassen. Ein Stützring 320 kann bereitgestellt werden, um die Flügel 350 zu verstärken und die Flügel 350 relativ zu dem Abgasrohr 312 zu stützen. Der Stützring 320 kann ein im Allgemeinen zylinderförmiges und ringförmiges Element sein, das zwischen einer inneren Diametralfläche 325 des zweiten Abschnitts 324 des Abgasrohrs 312 und radial äußersten Abschnitten 351 (14) der Flügel 350 angeordnet ist. Eine Längsachse des Stützrings 320 kann mit einer Längsachse A2 des zweiten Abschnitts 324 des Abgasrohrs 312 kollinear sein. Der Stützring 320 kann zum Beispiel durch Presspassung in die innere Diametralfläche 325 und die radial äußersten Abschnitte 351 eingreifen. In einigen Ausführungsformen kann der Stützring 320 an die innere Diametralfläche 325 und die radial äußersten Abschnitte 351 angeschweißt und/oder auf sonstige Weise an ihnen befestigt sein.
Wie in 13 gezeigt, umfasst der Stützring 320 ein stromaufwärtiges axiales Ende 360 und ein stromabwärtiges axiales Ende 362. In einigen Ausführungsformen kann das stromaufwärtige axiale Ende 360 im Allgemeinen nahe des inneren Krümmungsabschnitts 326 des Abgasrohrs 312, aber radial von ihm beabstandet angeordnet sein. In derartigen Ausführungsformen kann das Abgas, um in den zweiten Abschnitt 324 des Abgasrohrs 312 zu strömen, nicht sofort entlang des inneren Krümmungsabschnitts 326 strömen und muss sich von dem inneren Krümmungsabschnitt 326 lösen, um durch das stromaufwärtige axiale Ende 360 in den Stützring 320 zu gelangen (d. h. der Stützring 320 zwingt das Abgas, an der Zwölfuhrposition 327 eine weitere Kurve in den zweiten Abschnitt 324 zu nehmen).
Wie in 14 gezeigt, kann das Mischrohr 318 abgewinkelt in dem Abgasrohr 312 positioniert sein, sodass einer der Flügel 350 an der Zwölfuhrposition 327 angeordnet ist. Abgasströmungswege 370 von dem ersten Abschnitt 322 zu dem zweiten Abschnitt 324 haben mit zunehmender Entfernung von dem inneren Krümmungsabschnitt 326 Radien von zunehmender Größe. Aus diesem Grund hat der Abgasströmungsweg 370, der an der Zwölfuhrposition 327 durch den Stützring 320 verläuft, den kleinsten Radius. Daher kann eine große Menge von Abgas entlang des Strömungswegs 370 strömen, der zu der Zwölfuhrposition 327 führt. Dementsprechend können, wenn einer der Flügel 350 an der Zwölfuhrposition 327 angeordnet ist, vorteilhafterweise mehr Turbulenzen in dem Abgasrohr 312 erzeugt werden, da eine große Menge von Abgas durch den Flügel 350, der an der Zwölfuhrposition 327 angeordnet ist, beeinflusst wird.
Es versteht sich, dass die axiale Länge des Stützrings 320 relativ zu den Flügel 350 länger oder kürzer als die in 13 gezeigte Länge sein kann. In einigen Ausführungsformen könnte der Stützring 320 Öffnungen (nicht gezeigt) umfassen, die sich radial durch die innere und die äußere Diametralfläche des Stützrings 320 erstrecken.
Während in den Figuren gezeigt und vorstehend beschrieben ist, dass sich die Flügel 50, 150, 250, 350 von dem stromabwärtigen axialen Ende des rohrförmigen Abschnitts 30, 130, 230, 330 erstrecken, versteht es sich, dass sich die Flügel 50, 150, 250, 350 von einer Stelle zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen axialen Ende des rohrförmigen Abschnitts 30, 130, 230, 330 nach außen erstrecken könnten. In einigen Ausführungsformen kann sich das stromabwärtige axiale Ende des rohrförmigen Abschnitts 30, 130, 230, 330 weiter stromabwärts befinden als stromabwärtige Spitzen der Flügel 50, 150, 250, 350.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung beschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern können gegebenenfalls ausgetauscht und in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, selbst wenn dies nicht speziell gezeigt oder beschrieben ist. Selbige kann auch auf vielfältige Weise abgewandelt werden. Derartige Abwandlungen sind nicht als eine Abweichung von der Offenbarung zu betrachten, und alle derartigen Modifikationen sollen in den Schutzbereich der Offenbarung fallen.

Claims

Abgasnachbehandlungssystem, umfassend: ein Abgasrohr, das Abgas von einem Motor aufnimmt; und ein Mischrohr, das in dem Abgasrohr angeordnet ist und einen rohrförmigen Abschnitt und eine Vielzahl von Flügeln, die sich von einem Längsende des rohrförmigen Abschnitts erstrecken, umfasst, wobei der rohrförmige Abschnitt eine Vielzahl von Öffnungen umfasst, die sich durch eine innere und eine äußere Diametralfläche des rohrförmigen Abschnitts erstrecken, wobei sich jeder der Vielzahl von Flügeln stromabwärts des rohrförmigen Abschnitts und von dem rohrförmigen Abschnitt radial nach außen erstreckt.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei das Abgasrohr einen stromaufwärtigen Abschnitt und einen stromabwärtigen Abschnitt, der relativ zu dem stromaufwärtigen Abschnitt abgewinkelt ist, umfasst, und wobei sich jeder der Flügel um eine Längsachse des zweiten Abschnitts biegt.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Flügeln und der rohrförmige Abschnitt einen einheitlichen, einstückig ausgebildeten Körper definieren.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 3, wobei das Mischrohr einen glatten Übergang umfasst, der zwischen dem rohrförmigen Abschnitt und der Vielzahl von Flügeln keine Stufen aufweist.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von Öffnungen in einer Vielzahl von Reihen angeordnet ist, die sich in Umfangsrichtung um den rohrförmigen Abschnitt erstrecken, und wobei die Öffnungen von benachbarten Reihen in eine Richtung, die parallel zu einer Längsachse eines Abschnitts des Abgasrohrs ist, zueinander versetzt sind.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend ein ringförmiges Element, das in dem Abgasrohr radial zwischen einem Innendurchmesser eines Abschnitts des Abgasrohrs und radial äußersten Abschnitten der Vielzahl von Flügeln angeordnet ist, wobei das ringförmige Element die Vielzahl von Flügeln relativ zu dem Abgasrohr stützt.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei der rohrförmige Abschnitt eine Vielzahl von Prallplatten umfasst, wobei jede der Vielzahl von Prallplatten angrenzend an eine entsprechende Öffnung der Vielzahl von Öffnungen angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 7, wobei sich die Prallplatten von der äußeren Diametralfläche nach außen erstrecken.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei jeder der Vielzahl von Flügeln ein distales Ende mit einem L-förmigen Profil umfasst.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Reduktionsmittelinjektor, der entlang einer Längsachse eines Abschnitts des Abgasrohrs an einem stromaufwärtigen Ende des rohrförmigen Abschnitts angeordnet ist; und einen Katalysator, der stromabwärts des Mischrohrs und des Reduktionsmittelinjektors angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei das Abgasrohr einen stromaufwärtigen Abschnitt und einen stromabwärtigen Abschnitt, der relativ zu dem stromaufwärtigen Abschnitt abgewinkelt ist, umfasst, wobei Fluid, das von dem stromaufwärtigen Abschnitt des Abgasrohrs zu dem stromabwärtigen Abschnitt strömt, entlang einem von einer Vielzahl von Strömungswegen strömt, wobei jeder Strömungsweg einen Radius von unterschiedlicher Größe hat, und wobei einer der Flügel entlang des Strömungswegs mit dem kleinsten Radius angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungssystem, umfassend: ein Abgasrohr, das Abgas von einem Motor aufnimmt, und ein Mischrohr, das in dem Abgasrohr angeordnet ist und einen rohrförmigen Abschnitt und eine Vielzahl von Flügeln, die sich von einem Längsende des rohrförmigen Abschnitts erstrecken, umfasst, wobei der rohrförmige Abschnitt eine Vielzahl von Öffnungen umfasst, die sich durch eine innere und eine äußere Diametralfläche des rohrförmigen Abschnitts erstrecken, wobei der rohrförmige Abschnitt und die Vielzahl von Flügeln einen einheitlichen, einstückig ausgebildeten Körper definieren.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 12, wobei jeder der Vielzahl von Flügeln eine im Allgemeinen schraubenförmige Form umfasst.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 12, wobei sich jeder der Vielzahl von Flügeln stromabwärts des rohrförmigen Abschnitts und von dem rohrförmigen Abschnitt radial nach außen erstreckt.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 12, wobei sich jeder der Vielzahl von Flügeln um eine Längsachse eines Abschnitts des Abgasrohrs biegt.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 15, wobei das Mischrohr einen glatten Übergang umfasst, der zwischen dem rohrförmigen Abschnitt und der Vielzahl von Flügeln keine Stufen aufweist.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 16, wobei die Vielzahl von Öffnungen in einer Vielzahl von Reihen angeordnet ist, die sich in Umfangsrichtung um den rohrförmigen Abschnitt erstrecken, und wobei die Öffnungen von benachbarten Reihen in eine Richtung, die parallel zu der Längsachse eines Abschnitts des Abgasrohrs ist, zueinander versetzt sind.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 17, ferner umfassend ein ringförmiges Element, das in dem Abgasrohr radial zwischen einem Innendurchmesser eines Abschnitts des Abgasrohrs und radial äußersten Abschnitten der Vielzahl von Flügeln angeordnet ist, wobei das ringförmige Element die Vielzahl von Flügeln relativ zu dem Abgasrohr stützt.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 12, wobei der rohrförmige Abschnitt eine Vielzahl von Prallplatten umfasst, wobei jede der Vielzahl von Prallplatten angrenzend an eine entsprechende Öffnung der Vielzahl von Öffnungen angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 19, wobei sich die Prallplatten von der äußeren Diametralfläche nach außen erstrecken.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 12, wobei jeder der Vielzahl von Flügeln ein distales Ende mit einem L-förmigen Profil umfasst.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 12, ferner umfassend: einen Reduktionsmittelinjektor, der entlang einer Längsachse eines Abschnitts des Abgasrohrs an einem stromaufwärtigen Ende des rohrförmigen Abschnitts angeordnet ist; und einen Katalysator, der stromabwärts des Mischrohrs und des Reduktionsmittelinjektors angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 12, wobei das Abgasrohr einen stromaufwärtigen Abschnitt und einen stromabwärtigen Abschnitt, der relativ zu dem stromaufwärtigen Abschnitt abgewinkelt ist, umfasst, wobei Fluid, das von dem stromaufwärtigen Abschnitt des Abgasrohrs zu dem stromabwärtigen Abschnitt strömt, entlang einer von einer Vielzahl von Strömungswegen strömt, wobei jeder Strömungsweg einen Radius von unterschiedlicher Größe hat, und wobei einer der Flügel entlang des Strömungswegs mit dem kleinsten Radius angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungssystem, umfassend: ein Abgasrohr, das Abgas von einem Motor aufnimmt; und ein Mischrohr, das in dem Abgasrohr angeordnet ist und einen rohrförmigen Abschnitt und eine Vielzahl von Flügeln, die sich von dem rohrförmigen Abschnitt radial nach außen erstrecken, umfasst, wobei der rohrförmige Abschnitt eine Vielzahl von Öffnungen umfasst, wobei das Mischrohr einen ersten Abgasströmungsweg, der durch mindestens eine der Öffnungen verläuft, und einen zweiten Abgasströmungsweg, der außerhalb des rohrförmigen Abschnitts und zwischen den Flügeln verläuft, definiert.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 24, wobei der zweite Abgasströmungsweg ein ringförmiger Strömungsweg ist, der sich um den rohrförmigen Abschnitt erstreckt.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 24, wobei sich die Flügel von einem axialen Ende des rohrförmigen Abschnitts stromabwärts erstrecken.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 26, wobei jeder der Flügel ein erstes Ende, das an dem rohrförmigen Abschnitt befestigt ist, und ein zweites Ende, das von dem rohrförmigen Abschnitt beabstandet und nicht an benachbarten Flügeln befestigt ist, umfasst.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 27, wobei das Abgasrohr einen stromaufwärtigen Abschnitt und einen stromabwärtigen Abschnitt, der relativ zu dem stromaufwärtigen Abschnitt abgewinkelt ist, umfasst, und wobei sich jeder der Flügel um eine Längsachse des zweiten Abschnitts biegt.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 24, wobei die Vielzahl von Flügeln und der rohrförmige Abschnitt einen einheitlichen, einstückig ausgebildeten Körper definieren.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 29, wobei das Mischrohr einen glatten Übergang umfasst, der zwischen dem rohrförmigen Abschnitt und der Vielzahl von Flügeln keine Stufen aufweist.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 24, wobei die Vielzahl von Öffnungen in einer Vielzahl von Reihen angeordnet ist, die sich in Umfangsrichtung um den rohrförmigen Abschnitt erstrecken, und wobei die Öffnungen von benachbarten Reihen in eine Richtung, die parallel zu einer Längsachse eines Abschnitts des Abgasrohrs ist, zueinander versetzt sind.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 24, ferner umfassend ein ringförmiges Element, das in dem Abgasrohr radial zwischen einem Innendurchmesser eines Abschnitts des Abgasrohrs und radial äußersten Abschnitten der Vielzahl von Flügeln angeordnet ist, wobei das ringförmige Element die Vielzahl von Flügeln relativ zu dem Abgasrohr stützt.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 24, wobei der rohrförmige Abschnitt eine Vielzahl von Prallplatten umfasst, wobei jede der Vielzahl von Prallplatten angrenzend an eine entsprechende Öffnung der Vielzahl von Öffnungen angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 33, wobei sich die Prallplatten von der äußeren Diametralfläche nach außen erstrecken.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 24, wobei jeder der Vielzahl von Flügeln ein distales Ende mit einem L-förmigen Profil umfasst.