DE202022103093U1 - Mixer arrangement for an exhaust system, exhaust system - Google Patents

Mixer arrangement for an exhaust system, exhaust system Download PDF

Info

Publication number
DE202022103093U1
DE202022103093U1 DE202022103093.6U DE202022103093U DE202022103093U1 DE 202022103093 U1 DE202022103093 U1 DE 202022103093U1 DE 202022103093 U DE202022103093 U DE 202022103093U DE 202022103093 U1 DE202022103093 U1 DE 202022103093U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
pipe section
exhaust
pipe
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE202022103093.6U
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE202022103093.6U priority Critical patent/DE202022103093U1/en
Publication of DE202022103093U1 publication Critical patent/DE202022103093U1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/21—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media
    • B01F23/213—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids
    • B01F23/2132—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids using nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/314—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit
    • B01F25/3141—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit with additional mixing means other than injector mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4316—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4319—Tubular elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/43197—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor characterised by the mounting of the baffles or obstructions
    • B01F25/431974—Support members, e.g. tubular collars, with projecting baffles fitted inside the mixing tube or adjacent to the inner wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Mischeranordnung (1) für eine Abgasanlage (2) eines Verbrennungsmotors, umfassend ein erstes Rohrstück (3), durch das ein erster Abgasströmungspfad (4) führt, sowie ein das erste Rohrstück (3) umgebendes zweites Rohrstück (5), das zur Ausbildung eines zweiten Abgasströmungspfads (6) umlaufend einen radialen Abstand zum ersten Rohrstück (3) einhält, wobei der erste und der zweite Abgasströmungspfad (5, 6) über wandseitig im ersten Rohrstück (3) ausgebildete Durchströmöffnungen (7) verbunden sind und wobei im Bereich des ersten Abgasströmungspfads (5) und/oder des zweiten Abgasströmungspfads (6) mindestens ein strömungslenkendes Mischelement (8, 9) angeordnet ist.Mixer arrangement (1) for an exhaust system (2) of an internal combustion engine, comprising a first pipe section (3) through which a first exhaust gas flow path (4) leads, and a second pipe section (5) surrounding the first pipe section (3) and used to form a second exhaust gas flow path (6) maintains a circumferential radial distance from the first pipe section (3), the first and the second exhaust gas flow path (5, 6) being connected via flow openings (7) formed on the wall side in the first pipe section (3) and in the area of the first Exhaust gas flow path (5) and/or the second exhaust gas flow path (6) at least one flow-directing mixing element (8, 9) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischeranordnung für eine Abgasanlage sowie eine Abgasanlage mit einer erfindungsgemäßen Mischeranordnung.The invention relates to a mixer arrangement for an exhaust system and an exhaust system with a mixer arrangement according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Die Abgase von Verbrennungsmotoren in Fahrzeugen müssen aufgrund gesetzlicher Vorgaben bestimmte Schadstoff-Grenzwerte einhalten. Zur Einhaltung dieser Grenzwerte kommen Abgasnachbehandlungssysteme zum Einsatz, mittels welcher die Partikel- und/oder Stickoxidkonzentration im Abgas einer Abgasanlage gesenkt werden kann bzw. können. Der Betrieb eines solchen Abgasnachbehandlungssystems erfordert in der Regel das Einbringen eines Reduktionsmittels, beispielsweise einer wässrigen Harnstofflösung, in ein Abgasrohr der Abgasanalage. Die wässrige Harnstofflösung bewirkt im Abgasrohr die Bildung von Ammoniak, der mit den im Abgas enthaltenen Stickoxiden in einem nachgeschalteten Katalysator zu harmlosem Stickstoff und Wasser reagiert („selektive katalytische Reduktion“). Entsprechend sinkt die Stickoxidkonzentration im Abgas. Es sind darüber hinaus Systeme bekannt, die reines Ammoniak als Reduktionsmittel einspritzen.The exhaust gases from internal combustion engines in vehicles must comply with certain pollutant limits due to legal requirements. To comply with these limit values, exhaust gas aftertreatment systems are used, by means of which the concentration of particles and/or nitrogen oxides in the exhaust gas of an exhaust system can be reduced. The operation of such an exhaust aftertreatment system generally requires the introduction of a reducing agent, for example an aqueous urea solution, into an exhaust pipe of the exhaust system. The aqueous urea solution causes the formation of ammonia in the exhaust pipe, which reacts with the nitrogen oxides contained in the exhaust gas in a downstream catalytic converter to form harmless nitrogen and water (“selective catalytic reduction”). The nitrogen oxide concentration in the exhaust gas falls accordingly. In addition, systems are known which inject pure ammonia as a reducing agent.

Zum Einbringen des Reduktionsmittels in ein Abgasrohr einer Abgasanlage wird in der Regel ein Dosiersystem verwendet, das einen Tank, ein Fördermodul und ein Dosiermodul umfasst. Mit Hilfe des Fördermoduls wird das Reduktionsmittel dem Tank entnommen und dem Dosiermodul zugeführt. Mit Hilfe des Dosiermoduls wird anschließend das Reduktionsmittel als Spray in das Abgasrohr der Abgasanlage eindosiert. Zur Förderung der Durchmischung mit dem Abgas können statische Mischer vorgesehen sein. Diese können zusammen mit dem Dosiermodul in einer Abgas-Box oder einem Unterflur-System angeordnet sein. To introduce the reducing agent into an exhaust pipe of an exhaust system, a dosing system is generally used, which includes a tank, a delivery module and a dosing module. With the help of the delivery module, the reducing agent is removed from the tank and fed to the dosing module. With the help of the dosing module, the reducing agent is then dosed as a spray into the exhaust pipe of the exhaust system. Static mixers can be provided to promote mixing with the exhaust gas. These can be arranged together with the dosing module in an exhaust gas box or an underfloor system.

Aufgrund steigender Anforderungen an die Abgasnachbehandlung wird eine einzelne Dosierstelle zum Eindosieren eines Reduktionsmittels an einem Abgasrohr einer Abgasanalage in Zukunft nicht mehr ausreichen. Es werden daher bereits Systeme erprobt, die eine weitere Dosierstelle vorsehen. Eine Herausforderung stellt dabei der begrenzte zur Verfügung stehende Bauraum dar, welcher der Verwendung bewährter Systeme, beispielsweise zur Unterflur-Montage, entgegensteht. Es sind daher Lösungen gefragt, die nicht nur räumlich kompakt sind, sondern zugleich eine kurze Verdampfungsstrecke für das eingespritzte Reduktionsmittel ermöglichen.Due to increasing demands on exhaust aftertreatment, a single metering point for metering in a reducing agent on an exhaust pipe of an exhaust system will no longer suffice in the future. Systems are therefore already being tested that provide for an additional dosing point. A challenge is the limited space available, which prevents the use of proven systems, for example for underfloor installation. Solutions are therefore required that are not only spatially compact, but also allow a short evaporation distance for the injected reducing agent.

Aus der DE 10 2018 114 755 A1 ist eine Abgasanlage mit einem Abgasführungskanal, einem hierin aufgenommenen Mischer und einer Reaktionsmitteleinspritzanordnung zum Einspritzen eines Reaktionsmittels in einen Reaktionsmittelaufnahmekanal des Mischers bekannt. Der Mischer weist ein erstes und ein zweites Mischerkörperteil auf, die in Strömungsrichtung des Abgases hintereinanderliegend angeordnet sind. Im ersten Mischerkörperteil ist eine Vielzahl an Abgaseintrittsöffnungen ausgebildet. Im zweiten Mischerkörperteil ist eine Vielzahl an Austrittsöffnungen für das Abgas und das Reaktionsmittel ausgebildet. In den Mischerkörper ist zudem eine Heizanordnung integriert, die, insbesondere zu Betriebsbeginn bzw. bei niedrigen Temperaturen, für eine bessere Verdampfung und damit Durchmischung des Reaktionsmittels mit dem Abgas sorgen soll.From the DE 10 2018 114 755 A1 an exhaust system with an exhaust gas duct, a mixer accommodated therein and a reactant injection arrangement for injecting a reactant into a reactant receiving duct of the mixer is known. The mixer has a first and a second mixer body part, which are arranged one behind the other in the flow direction of the exhaust gas. A multiplicity of exhaust gas inlet openings are formed in the first mixer body part. A large number of outlet openings for the exhaust gas and the reactant are formed in the second mixer body part. A heating arrangement is also integrated into the mixer body, which is intended to ensure better evaporation and thus thorough mixing of the reactant with the exhaust gas, particularly at the start of operation or at low temperatures.

Aus der EP 3 825 528 A1 ist ein Abgasheizer für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit einem Träger und einem hierauf angeordneten Heizleiter bekannt. Der Abgasheizer ist in einer rohrartigen Abgasführungskomponente der Abgasanlage angeordnet, so dass er von Abgas durchströmt wird. Die Anordnung erfolgt stromaufwärts einer Abgasbehandlungseinheit, insbesondere einer Katalysatoreinheit, so dass in die Einheit eintretendes Abgas mit Hilfe des Abgasheizers zuvor erwärmt wird.From the EP 3 825 528 A1 an exhaust gas heater for an exhaust system of an internal combustion engine with a carrier and a heating conductor arranged thereon is known. The exhaust gas heater is arranged in a tubular exhaust gas routing component of the exhaust system, so that exhaust gas flows through it. The arrangement takes place upstream of an exhaust gas treatment unit, in particular a catalytic converter unit, so that exhaust gas entering the unit is previously heated with the aid of the exhaust gas heater.

Die vorliegende Erfindung ist mit der Aufgabe befasst, das Eindosieren und Verdampfen eines Reduktionsmittels auf begrenztem Raum zu optimieren.The present invention is concerned with the task of optimizing the metering and evaporation of a reducing agent in a limited space.

Zur Lösung der Aufgabe werden die Mischeranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die Abgasanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.To solve the problem, the mixer arrangement with the features of claim 1 and the exhaust system with the features of claim 10 are proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the respective dependent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die für eine Abgasanlage eines Verbrennungsmotors vorgeschlagene Mischeranordnung umfasst ein erstes Rohrstück, durch das ein erster Abgasströmungspfad führt, sowie ein das erste Rohrstück umgebendes zweites Rohrstück, das zur Ausbildung eines zweiten Abgasströmungspfads umlaufend einen radialen Abstand zum ersten Rohrstück einhält, wobei der erste und der zweite Abgasströmungspfad über wandseitig im ersten Rohrstück ausgebildete Durchströmöffnungen verbunden sind und wobei im Bereich des ersten Abgasströmungspfads und/oder des zweiten Abgasströmungspfads mindestens ein strömungslenkendes Mischelement angeordnet ist.The mixer arrangement proposed for an exhaust system of an internal combustion engine comprises a first pipe section, through which a first exhaust gas flow path leads, and a second pipe section surrounding the first pipe section, which maintains a radial distance from the first pipe section to form a second exhaust gas flow path, the first and second Exhaust gas flow path are connected via flow openings formed on the wall side in the first pipe section and at least one flow-directing mixing element is arranged in the region of the first exhaust gas flow path and/or the second exhaust gas flow path.

Durch die ineinander angeordneten Rohrstücke der Mischeranordnung ergeben sich parallel verlaufende Abgasströmungspfade, die untereinander verbunden sind, so dass hindurchströmendes Abgas ein- oder mehrfach umgelenkt wird. Die Umlenkung wird unter anderem mit Hilfe des mindestens einen strömungslenkenden Mischelements erzielt. Wird nun im Bereich der Mischeranordnung ein Reduktionsmittel in das Abgas eingespritzt, bilden die parallel verlaufenden Abgasströmungspfade eine Misch- und Verdampfungsstrecke für das Reduktionsmittel aus, die in Bezug auf Durchmischung und Verdampfung effizienter als ein einzelnes Rohrstück von der Dosierstelle bis zum Austritt des jeweiligen Rohrstücks ist. Demzufolge kann mit Hilfe der vorgeschlagenen Mischeranordnung - auf gleichem Raum - eine bessere Durchmischung des Reduktionsmittels mit Abgas erzielt werden.The pipe sections of the mixer arrangement arranged one inside the other result in parallel ver running exhaust gas flow paths that are connected to one another, so that exhaust gas flowing through is deflected once or several times. The deflection is achieved, inter alia, with the aid of the at least one flow-directing mixing element. If a reducing agent is now injected into the exhaust gas in the area of the mixer arrangement, the parallel exhaust gas flow paths form a mixing and evaporation section for the reducing agent, which is more efficient in terms of mixing and evaporation than a single pipe section from the metering point to the outlet of the respective pipe section . Consequently, with the aid of the proposed mixer arrangement--in the same space--better mixing of the reducing agent with the exhaust gas can be achieved.

Die vorgeschlagene Mischeranordnung gelangt daher bevorzugt in Kombination mit einem Dosiermodul zum Einspritzen eines Reduktionsmittels zum Einsatz. Das Dosiermodul ist vorzugsweise außen an einem Abgasrohr der Abgasanlage angeordnet, in welches die Mischeranordnung eingesetzt ist.The proposed mixer arrangement is therefore preferably used in combination with a dosing module for injecting a reducing agent. The dosing module is preferably arranged on the outside of an exhaust pipe of the exhaust system, in which the mixer arrangement is inserted.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass mehrere strömungslenkende Mischelemente in einer Radialebene und/oder in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Über den gesamten Strömungsquerschnitt kann somit eine gleichmäßige Verteilung von Abgas und/oder Reduktionsmittel erreicht werden. Zugleich können die Mischelemente als Abstandhalter zwischen den beiden Rohrstücken und/oder zwischen dem äußeren Rohrstück und dem Abgasrohr der Abgasanlage eingesetzt werden. Bevorzugt ist über die Mischelemente jeweils ein umlaufend gleichbleibender radialer Abstand eingestellt, so dass die beiden Rohrstücke konzentrisch zueinander und/oder zum Abgasrohr angeordnet sind.Furthermore, it is proposed that several flow-directing mixing elements are arranged in a radial plane and/or at the same angular distance from one another. A uniform distribution of exhaust gas and/or reducing agent can thus be achieved over the entire flow cross section. At the same time, the mixing elements can be used as spacers between the two pieces of pipe and/or between the outer piece of pipe and the exhaust pipe of the exhaust system. A circumferentially constant radial distance is preferably set via the mixing elements, so that the two pipe sections are arranged concentrically to one another and/or to the exhaust gas pipe.

Bevorzugt sind mehrere strömungslenkende Mischelemente radial außen in Bezug auf das äußere bzw. zweite Rohrstück angeordnet und definieren zur Ausbildung eines dritten Abgasströmungspfads einen radialen Abstand des zweiten Rohrstücks zu einem Abgasrohr der Abgasanlage, in das die Mischeranordnung aufgenommen ist. Durch den dritten Abgasströmungspfad kann eine weitere Verlängerung der zur Verfügung stehenden Misch- und Verdampfungsstrecke für ein in diesem Bereich eingespritztes Reduktionsmittel erzielt werden.A plurality of flow-directing mixing elements are preferably arranged radially on the outside in relation to the outer or second pipe section and define a radial distance between the second pipe section and an exhaust pipe of the exhaust system, in which the mixer arrangement is accommodated, to form a third exhaust gas flow path. A further lengthening of the available mixing and evaporation path for a reducing agent injected in this area can be achieved by the third exhaust gas flow path.

Ferner bevorzugt ist der dritte Abgasströmungspfad mit dem zweiten Abgasströmungspfad über eine wandseitige Öffnung des zweiten Rohrstücks verbunden. Über die wandseitige Öffnung kann - bei entsprechender Anordnung eines Dosiermoduls - Reduktionsmittel durch das zweite Rohrstück hindurch in den zweiten Abgasströmungspfad eingespritzt werden. Eine entsprechende wandseitige Öffnung kann - zusätzlich zu den bereits erwähnten wandseitigen Durchströmöffnungen - im ersten Rohrstück ausgebildet sein, so dass zumindest ein Teil des Reduktionsmittels beim Einspritzen direkt in den ersten Abgasströmungspfad gelangt.Furthermore, the third exhaust gas flow path is preferably connected to the second exhaust gas flow path via a wall-side opening of the second pipe piece. With a corresponding arrangement of a dosing module, reducing agent can be injected through the second piece of pipe into the second exhaust gas flow path via the wall-side opening. A corresponding wall-side opening can--in addition to the wall-side flow openings already mentioned--be formed in the first piece of pipe, so that at least part of the reducing agent gets directly into the first exhaust gas flow path during injection.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden mehrere strömungslenkende Mischelemente einen ersten Mischerkörper aus, der in einem Eintrittsbereich des ersten Rohrstücks und/oder des zweiten Rohrstücks angeordnet ist. Über die strömungslenkenden Mischelemente kann in die Mischeranordnung eintretendes Abgas gelenkt werden. Bevorzugt wird das eintretende Abgas nicht nur gelenkt, sondern zugleich in eine Rotation versetzt bzw. verwirbelt, denn durch die Rotationsbewegung des Abgases verlängert sich die Misch- und Verdampfungsstrecke. Die Mischelemente können hierzu in einem Winkel gegenüber der Hauptströmungsrichtung des Abgases angestellt sein. Die Mischelemente bilden dann gleichzeitig Drallelemente aus.According to a preferred embodiment of the invention, a plurality of flow-directing mixing elements form a first mixer body, which is arranged in an inlet area of the first pipe section and/or the second pipe section. Exhaust gas entering the mixer arrangement can be directed via the flow-directing mixing elements. Preferably, the incoming exhaust gas is not only directed, but also rotated or swirled at the same time, because the mixing and evaporation path is lengthened by the rotational movement of the exhaust gas. For this purpose, the mixing elements can be set at an angle relative to the main flow direction of the exhaust gas. The mixing elements then form twisting elements at the same time.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden mehrere strömungslenkende Mischelemente einen zweiten Mischerkörper aus, der in einem Austrittsbereich des ersten Rohrstücks und/oder des zweiten Rohrstücks angeordnet ist. Die Mischelemente können insbesondere zur Stabilisierung der Abgasströmung im Abgasrohr stromabwärts der vorgeschlagenen Mischeranordnung eingesetzt werden.According to a further preferred embodiment of the invention, a plurality of flow-directing mixing elements form a second mixer body which is arranged in an outlet region of the first pipe section and/or the second pipe section. The mixing elements can be used in particular to stabilize the exhaust gas flow in the exhaust pipe downstream of the proposed mixer arrangement.

Ferner wird vorgeschlagen, dass mindestens ein strömungslenkendes Mischelement steg- oder lamellenartig ausgeführt ist. Ein steg- oder lamellenartiges Mischelement bildet mindestens eine strömungslenkende Oberfläche aus, über welche die gewünschte Strömungslenkung realisiert werden kann.Furthermore, it is proposed that at least one flow-directing mixing element is constructed in the manner of bars or lamellae. A web-like or lamella-like mixing element forms at least one flow-guiding surface, via which the desired flow guidance can be implemented.

Das mindestens eine steg- oder lamellenartige Mischelement ist vorzugsweise radial ausgerichtet und/oder überbrückt einen radialen Abstand zwischen den beiden Rohrstücken und/oder zwischen dem zweiten Rohrstück und dem Abgasrohr. Das Mischelement kann in diesem Fall zugleich als Abstandhalter eingesetzt werden. Mehrere steg- oder lamellenartige Mischelemente können über mindestens einen Ring verbunden sein, so dass ein Mischerkörper ausgebildet wird, der gegenüber einzelnen Mischelementen einfacher zu montieren ist.The at least one ridge-like or lamellar-like mixing element is preferably aligned radially and/or bridges a radial distance between the two pipe sections and/or between the second pipe section and the exhaust gas pipe. In this case, the mixing element can also be used as a spacer. A plurality of ridge-like or lamellar-like mixing elements can be connected via at least one ring, so that a mixer body is formed which is easier to assemble than individual mixing elements.

Des Weiteren bevorzugt ist mindestens ein Mischelement gegenüber der Hauptströmungsrichtung des Abgases in einem Winkel α angestellt, so dass hierüber eine Verwirbelung des Abgases bzw. ein Dralleffekt erzielbar ist. Die Verwirbelung bzw. der Dralleffekt verbessert die Durchmischung. Vorteilhafterweise bilden alle Mischelemente zugleich Drallelemente aus. Das heißt, dass alle Mischelemente in einem Winkel α gegenüber der Hauptströmungsrichtung des Abgases angestellt sind, wobei vorzugsweise der Winkel α variiert. Denn durch Variation des Anstellwinkels können in den Abgasströmungspfaden unterschiedliche, insbesondere gegenläufige Dralleffekte erzielt werden.Furthermore, at least one mixing element is preferably set at an angle α with respect to the main flow direction of the exhaust gas, so that a turbulence of the exhaust gas or a swirl effect can be achieved. The turbulence or the swirl effect improves the mixing. Advantageously, all mixing elements form twisting elements at the same time. This means that all the mixing elements are set at an angle α with respect to the main flow direction of the exhaust gas, with the angle α preferably varying. This is because by varying the angle of attack, different swirl effects, in particular opposing swirl effects, can be achieved in the exhaust gas flow paths.

Als weiterbildende Maßnahme wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Mischelement beheizbar ist. Über das beheizte Mischelement wird eine Erwärmung des Abgases erzielt. Die erhöhte Abgastemperatur trägt zur Verdampfung des Reduktionsmittels bei. Zugleich wirkt sie der Ausbildung von stabilen Wandfilmen und festen Ablagerungen an der Innenwand des Abgasrohrs entgegen.As a further development measure, it is proposed that at least one mixing element can be heated. The exhaust gas is heated via the heated mixing element. The increased exhaust gas temperature contributes to the evaporation of the reducing agent. At the same time, it counteracts the formation of stable wall films and solid deposits on the inner wall of the exhaust pipe.

Darüber hinaus wird eine Abgasanalage für einen Verbrennungsmotor vorgeschlagen, die ein Abgasrohr und eine im Abgasrohr aufgenommene erfindungsgemäße Mischeranordnung umfasst. Durch die kompakte Bauform der Mischeranordnung kann diese an beliebiger Stelle in das Abgasrohr eingesetzt werden. Die Mischeranordnung kann insbesondere im Bereich einer weiteren bzw. zweiten Dosierstelle zum Eindosieren eines Reduktionsmittels in das Abgasrohr integriert werden. Mit Hilfe der Mischeranordnung wird dann eine gute Durchmischung des Reduktionsmittels mit dem Abgas erreicht.In addition, an exhaust system for an internal combustion engine is proposed, which comprises an exhaust pipe and a mixer arrangement according to the invention accommodated in the exhaust pipe. Due to the compact design of the mixer arrangement, it can be inserted at any point in the exhaust pipe. The mixer arrangement can be integrated in particular in the area of a further or second metering point for metering a reducing agent into the exhaust gas pipe. Thorough mixing of the reducing agent with the exhaust gas is then achieved with the aid of the mixer arrangement.

Die Mischeranordnung ist bevorzugt in der Weise im Abgasrohr angeordnet, dass das erste Rohrstück einen ersten Abgasströmungspfad, das erste Rohrstück und das zweite Rohrstück einen zweiten Abgasströmungspfad und das zweite Rohrstück und das Abgasrohr einen dritten Abgasströmungspfad begrenzen. Weiterhin bevorzugt sind erstes und zweites Rohrstück sowie das Abgasrohr konzentrisch zueinander angeordnet. Diese Anordnung sorgt für eine gleichmäßige Strömungsführung durch das Abgasrohr bzw. durch die Mischeranordnung.The mixer arrangement is preferably arranged in the exhaust pipe in such a way that the first pipe section delimits a first exhaust gas flow path, the first pipe section and the second pipe section delimit a second exhaust gas flow path and the second pipe section and the exhaust pipe delimit a third exhaust gas flow path. Furthermore, the first and second pipe sections and the exhaust gas pipe are preferably arranged concentrically to one another. This arrangement ensures that the flow is evenly guided through the exhaust gas pipe or through the mixer arrangement.

Bevorzugt ist außen am Abgasrohr, vorzugsweise im Bereich der wandseitigen Öffnung des zweiten Rohrstücks der Mischeranordnung, ein Dosiermodul zum Eindosieren eines Reduktionsmittels angeordnet. Die Einspritzung des Reduktionsmittels erfolgt demnach im Bereich der Mischeranordnung. Über die wandseitige Öffnung im zweiten Rohrstück und die wandseitigen Durchströmöffnungen des ersten Rohrstücks wird zumindest ein Teil des Reduktionsmittels in die weiter innen liegenden Abgasströmungspfade eingebracht. Das erste Rohrstück kann analog dem zweiten Rohrstück eine wandseitige Öffnung aufweisen, so dass Reduktionsmittel direkt in den ersten Abgasströmungspfad einspritzbar ist.A metering module for metering in a reducing agent is preferably arranged on the outside of the exhaust pipe, preferably in the area of the wall-side opening of the second pipe section of the mixer arrangement. The reducing agent is therefore injected in the area of the mixer arrangement. At least part of the reducing agent is introduced into the exhaust gas flow paths located further inwards via the wall-side opening in the second pipe section and the wall-side flow openings of the first pipe section. Like the second pipe section, the first pipe section can have a wall-side opening, so that the reducing agent can be injected directly into the first exhaust gas flow path.

Vorzugsweise erfolgt die Anordnung des Dosiermoduls außen am Abgasrohr in einem steilen Winkel gegenüber der Längsachse des Abgasrohrs, beispielsweise in einem Winkel von bis zu 90°. Dadurch wird der Platzbedarf für den Einbau des Dosiermoduls gegenüber herkömmlichen Lösungen mit flacheren Winkeln, von beispielsweise 35-45°, reduziert. Aufgrund der ineinander angeordneten Rohrstücke trifft das eingespritzte Reduktionsmittel - trotz steilem Einspritzwinkel - nicht auf die der Dosierstelle gegenüberliegende Wand des Abgasrohrs, sondern auf ein Rohrstück der Mischeranordnung, sofern es nicht zuvor vom Abgas in einem der drei Abgasströmungspfade mitgerissen wird.The dosing module is preferably arranged on the outside of the exhaust pipe at a steep angle relative to the longitudinal axis of the exhaust pipe, for example at an angle of up to 90°. This reduces the space required for installing the dosing module compared to conventional solutions with flatter angles of, for example, 35-45°. Due to the pipe sections arranged one inside the other, the injected reducing agent - despite the steep injection angle - does not hit the wall of the exhaust pipe opposite the metering point, but rather a pipe section of the mixer arrangement, provided it has not previously been entrained by the exhaust gas in one of the three exhaust gas flow paths.

Das außen am Abgasrohr angeordnete Dosiermodul kann eine weitere bzw. zweite Dosierstelle definieren. Diese ist vorzugsweise nahe am Verbrennungsmotor angeordnet, da dort höhere Abgastemperaturen herrschen, die das Verdampfen des Reduktionsmittels unterstützen. Die Anordnung kann beispielsweise im Austrittsbereich eines Turboladers des Verbrennungsmotors erfolgen, so dass der durch den Turbolader in der Abgasströmung generierte Drall nutzbar ist. Mit Hilfe der Mischeranordnung kann der Drall weiter verstärkt werden, so dass der Durchmischungseffekt weiter gesteigert wird.The dosing module arranged on the outside of the exhaust pipe can define a further or second dosing point. This is preferably arranged close to the internal combustion engine, since higher exhaust gas temperatures prevail there, which support the evaporation of the reducing agent. The arrangement can take place, for example, in the outlet area of a turbocharger of the internal combustion engine, so that the swirl generated by the turbocharger in the exhaust gas flow can be used. With the help of the mixer arrangement, the twist can be further increased, so that the mixing effect is further increased.

Aufgrund der kompakten Bauform der erfindungsgemäßen Mischeranordnung muss diese nicht zwingend in einem gerade verlaufenden Rohrabschnitt des Abgasrohrs angeordnet werden. In Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass das Abgasrohr und die Mischeranordnung zumindest abschnittsweise einen bogenförmigen Verlauf aufweisen.Due to the compact design of the mixer arrangement according to the invention, it does not necessarily have to be arranged in a straight pipe section of the exhaust pipe. In a development of the invention, it is therefore proposed that the exhaust gas pipe and the mixer arrangement have a curved course, at least in sections.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in der Hauptströmungsrichtung des Abgases stromaufwärts der Mischeranordnung eine Heizeinrichtung im Abgasrohr angeordnet ist. Mit Hilfe der Heizeinrichtung kann das Abgas erwärmt werden, so dass die Verdampfung des weiter stromabwärts eingespritzten Reduktionsmittels gefördert wird.Furthermore, it is proposed that a heating device be arranged in the exhaust gas pipe upstream of the mixer arrangement in the main flow direction of the exhaust gas. The exhaust gas can be heated with the aid of the heating device, so that the evaporation of the reducing agent injected further downstream is promoted.

Bevorzugt weist die Heizeinrichtung mindestens ein strömungslenkendes Element und/oder mindestens eine strömungslenkende Geometrie auf. Über die Strömungslenkung mittels der Heizeinrichtung kann ein weiterer Mischeffekt und - je nach Ausgestaltung des mindestens einen Elements bzw. der mindestens einen Geometrie - ein Dralleffekt erzielt werden.The heating device preferably has at least one flow-guiding element and/or at least one flow-guiding geometry. A further mixing effect and--depending on the configuration of the at least one element or the at least one geometry--a swirl effect can be achieved by directing the flow by means of the heating device.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

  • 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Abgasanlage mit einer erfindungsgemäßen Mischeranordnung,
  • 2 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Mischeranordnung der 1,
  • 3 eine perspektivische Darstellung des ersten Rohrstücks der erfindungsgemäßen Mischeranordnung der 1 mit mehreren strömungslenkenden Mischelementen,
  • 4 einen schematischen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel strömungslenkender Mischelemente, a) ohne Anstellung, b) mit Anstellung,
  • 5 einen schematischen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel strömungslenkender Mischelemente, a) ohne Anstellung, b) mit Anstellung,
  • 6 einen schematischen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel strömungslenkender Mischelemente und
  • 7 eine perspektivische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Mischeranordnung.
Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. These show:
  • 1 a perspective view of an exhaust system according to the invention with a mixer arrangement according to the invention,
  • 2 a perspective view of the mixer assembly according to the invention 1 ,
  • 3 a perspective view of the first piece of pipe of the mixer assembly according to the invention 1 with several flow-directing mixing elements,
  • 4 a schematic cross section through a first exemplary embodiment of flow-directing mixing elements, a) without employment, b) with employment,
  • 5 a schematic cross section through a second exemplary embodiment of flow-directing mixing elements, a) without employment, b) with employment,
  • 6 a schematic cross section through a third exemplary embodiment of flow-directing mixing elements and
  • 7 a perspective view of a further mixer arrangement according to the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die in der 1 dargestellte Abgasanlage 2 eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) umfasst ein Abgasrohr 11, das vorliegend S-förmig gebogen ist. Außen am Abgasrohr 2 ist ein Dosiermodul 15 zum Einspritzen eines Reduktionsmittels angeordnet. Das Dosiermodul 15 definiert eine Dosierstelle, vorzugsweise eine weitere Dosierstelle, eines nicht näher dargestellten Dosiersystems mit mindestens zwei Dosierstellen. Während eine erste Dosierstelle in der Nähe eines Katalysators der Abgasanlage 2 angeordnet ist, kann die weitere Dosierstelle bzw. das Dosiermodul 15 insbesondere in der Nähe des Verbrennungsmotors angeordnet sein. Die dort herrschenden höheren Abgastemperaturen fördern das Verdampfen des Reduktionsmittels. Sofern die Anordnung am Austritt eines Turboladers erfolgt, kann der über den Turbolader in die Abgasströmung eingebrachte Drall zur Verbesserung der Durchmischung von Reduktionsmittel und Abgas genutzt werden.The one in the 1 The illustrated exhaust system 2 of an internal combustion engine (not shown) includes an exhaust pipe 11, which is bent in an S-shape in the present case. A dosing module 15 for injecting a reducing agent is arranged on the outside of the exhaust pipe 2 . The dosing module 15 defines a dosing point, preferably a further dosing point, of a dosing system, not shown in detail, with at least two dosing points. While a first dosing point is arranged in the vicinity of a catalytic converter of the exhaust system 2, the further dosing point or the dosing module 15 can be arranged in particular in the vicinity of the internal combustion engine. The higher exhaust gas temperatures prevailing there promote the evaporation of the reducing agent. If the arrangement is at the outlet of a turbocharger, the swirl introduced into the exhaust gas flow via the turbocharger can be used to improve the mixing of reducing agent and exhaust gas.

Zur Förderung der Durchmischung ist in das Abgasrohr 11 der Abgasanlage 2 eine Mischeranordnung 1 eingesetzt, die ein erstes Rohrstück 3 (siehe 3) sowie ein das erste Rohrstück 3 aufnehmendes zweites Rohrstück 5 (siehe 2) umfasst. Die Rohrstücke 3, 5 sind konzentrisch zueinander angeordnet und werden durch Mischerkörper 13, 14 in einem vorgegebenen radialen Abstand zueinander sowie in einem vorgegebenen radialen Abstand zum Abgasrohr 11 gehalten. Ein erster Abgasströmungspfad 4 führt durch das erste Rohrstück 3. Ein zweiter Abgasströmungspfad 6 wird durch die beiden Rohrstücke 3, 5 begrenzt und ein dritter Abgasströmungspfad 10 verläuft zwischen dem zweiten Rohrstück 5 und dem Abgasrohr 11.To promote the mixing, a mixer arrangement 1 is inserted into the exhaust pipe 11 of the exhaust system 2, which has a first piece of pipe 3 (see 3 ) and a second pipe section 5 accommodating the first pipe section 3 (see 2 ) includes. The pipe sections 3, 5 are arranged concentrically to one another and are held by mixer bodies 13, 14 at a predetermined radial distance from one another and at a predetermined radial distance from the exhaust gas pipe 11. A first exhaust gas flow path 4 leads through the first pipe section 3. A second exhaust gas flow path 6 is delimited by the two pipe sections 3, 5 and a third exhaust gas flow path 10 runs between the second pipe section 5 and the exhaust pipe 11.

Der Mischerkörper 13 ist im Eintrittsbereich des ersten und zweiten Rohrstücks 3, 5 angeordnet und umfasst mehrere strömungslenkende Mischelemente 8, die im Wesentlichen radial verlaufen und im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Darüber hinaus sind die strömungslenkenden Mischelemente 8 in einem Winkel gegenüber der Hauptströmungsrichtung des Abgases angestellt, so dass das Abgas mit Eintritt in die Mischeranordnung 1 verwirbelt wird.The mixer body 13 is arranged in the inlet area of the first and second pipe section 3, 5 and comprises a plurality of flow-directing mixing elements 8 which run essentially radially and are arranged at the same angular distance from one another. In addition, the flow-directing mixing elements 8 are set at an angle relative to the main flow direction of the exhaust gas, so that the exhaust gas is swirled as it enters the mixer arrangement 1 .

Der Mischerkörper 14 ist im Austrittsbereich des ersten und des zweiten Rohrstücks 3, 5 angeordnet und umfasst mehrere strömungslenkende Mischelemente 9, die im Wesentlichen radial verlaufen und im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Die Mischelemente 9 sind vorliegend nicht in einem Winkel gegenüber der Hauptströmungsrichtung angestellt, um stromabwärts der Mischeranordnung 1 eine Vergleichmäßigung der Abgasströmung zu erzielen. Eine Anstellung der Mischelemente 9 analog der Mischelemente 8 ist jedoch grundsätzlich möglich, wie dies weiter unten anhand der 4 bis 6 erläutert wird.The mixer body 14 is arranged in the outlet area of the first and the second pipe section 3, 5 and comprises a plurality of flow-directing mixing elements 9, which run essentially radially and are arranged at the same angular distance from one another. In the present case, the mixing elements 9 are not set at an angle with respect to the main flow direction in order to achieve an equalization of the exhaust gas flow downstream of the mixer arrangement 1 . An employment of the mixing elements 9 analogous to the mixing elements 8 is, however, fundamentally possible, as explained further below with reference to FIG 4 until 6 is explained.

Im Bereich des Dosiermoduls 15 weisen die Rohrstücke 3, 5 jeweils eine wandseitige Öffnung 12, 12' auf, so dass zumindest ein Teil des als Spray eingebrachten Reduktionsmittels direkt in den ersten Abgasströmungspfad 4 gelangt. Über wandseitige Durchströmöffnungen 7 des ersten Rohrstücks 3 gelangt ein weiterer Teil des Reduktionsmittels in den ersten Abgasströmungspfad 4, da die Durchströmöffnungen 7 den ersten Abgasströmungspfad 4 und den zweiten Abgasströmungspfad 6 verbinden.In the area of the dosing module 15 , the pipe sections 3 , 5 each have an opening 12 , 12 ′ on the wall, so that at least part of the reducing agent introduced as a spray reaches the first exhaust gas flow path 4 directly. Another part of the reducing agent enters the first exhaust gas flow path 4 via wall-side flow openings 7 of the first pipe section 3 , since the flow openings 7 connect the first exhaust gas flow path 4 and the second exhaust gas flow path 6 .

Die strömungslenkenden Mischelemente 8 des Mischerkörpers 13 weisen neben der Strömungslenkungsfunktion eine Beheizungsfunktion auf. Die Mischelemente 8 sind hierzu beheizbar, vorzugsweise elektrisch beheizbar. Sie ersetzen eine zusätzliche Heizeinrichtung zur Erhöhung der Abgastemperatur bzw. zur Förderung der Verdampfung des Reduktionsmittels. Durch die Anstellung der Mischelemente 8 wird die Anströmfläche und damit die Fläche zur Wärmeübertragung vergrößert. Da die Mischelemente 8 in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind, kann eine gleichmäßige Erwärmung des Abgases erzielt werden. Über die Abstände der Mischelemente 8 zueinander können der freie Strömungsquerschnitt und der Strömungswiderstand eingestellt werden. Optional kann durch unterschiedlich große Abstände die Strömungsgeschwindigkeit lokal beeinflusst werden.The flow-directing mixing elements 8 of the mixer body 13 have a heating function in addition to the flow-directing function. For this purpose, the mixing elements 8 can be heated, preferably electrically. They replace an additional heating device to increase the exhaust gas temperature or to promote the evaporation of the reducing agent. By hiring the mixing elements 8, the inflow area and thus the area for heat transfer is increased. Since the mixing elements 8 are arranged at the same angular distance from one another, a uniform heating of the exhaust gas can be achieved. About the distances between the mixing elements 8 to each other the free flow cross-section and the flow resistance can be adjusted. Optionally, the flow velocity can be locally influenced by different sized distances.

Den 4) und 4b) sind jeweils beispielhaft ein Mischerkörper 13 mit lamellenartigen Mischelementen 8 zu entnehmen. In der 4a) sind die Mischelemente 8 parallel zur Hauptströmungsrichtung des Abgases (Pfeile 16) orientiert, so dass das Abgas keine Umlenkung erfährt (siehe Pfeile 17). In der 4b) sind die lamellenartigen Mischelemente 8 gegenüber der Hauptströmungsrichtung des Abgases (Pfeile 16) in einem Winkel α angestellt, so dass das Abgas entsprechend umgelenkt wird (siehe Pfeile 17).The 4 ) and 4b) each show a mixer body 13 with lamellar mixing elements 8 as an example. In the 4a) the mixing elements 8 are oriented parallel to the main flow direction of the exhaust gas (arrow 16), so that the exhaust gas is not deflected (see arrow 17). In the 4b) the lamellar mixing elements 8 are set at an angle α relative to the main flow direction of the exhaust gas (arrow 16), so that the exhaust gas is deflected accordingly (see arrow 17).

In den 5a) und 5b) sind die Mischelemente 8 stegartig ausgeführt, wobei in der 5a) die stegartigen Mischelemente 8 flach in einer Ebene liegend angeordnet sind, so dass das anströmende Abgas (Pfeile 16) keine Umlenkung erfährt (siehe Pfeile 17). In der 5b) sind die Mischelemente 8 in einem Winkel α gegenüber der Hauptströmungsrichtung des Abgases (Pfeile 16) angestellt, so dass das Abgas umgelenkt wird (siehe Pfeile 17).In the 5a) and 5b) are the mixing elements 8 web-like design, wherein in the 5a) the web-like mixing elements 8 are arranged lying flat in one plane, so that the inflowing exhaust gas (arrow 16) is not deflected (see arrow 17). In the 5b) the mixing elements 8 are set at an angle α with respect to the main flow direction of the exhaust gas (arrow 16), so that the exhaust gas is deflected (see arrow 17).

6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Mischelemente 8 zu entnehmen. Hier variiert der Abstand der Mischelemente 8 zueinander, so dass die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases lokal beeinflussbar ist. 6 a further exemplary embodiment for the arrangement of the mixing elements 8 can be seen. The distance between the mixing elements 8 varies here, so that the flow rate of the exhaust gas can be influenced locally.

Eine weitere erfindungsgemäße Mischeranordnung 1 ist in der 7 dargestellt. Hier sind alle strömungslenkenden Mischelemente 8, 9 in einem Winkel angestellt, so dass sie gleichzeitig Drallelemente ausbilden. Die Mischelemente 8, die im Bereich des ersten Abgasströmungspfads 4 angeordnet sind, weisen einen ersten Anstellwinkel auf. Die Mischelemente 8, die im Bereich des zweiten Abgasströmungspfads 6 angeordnet sind, weisen einen zweiten Anstellwinkel auf. Die beiden Anstellwinkel sind derart gewählt, dass in den Abgasströmungspfaden 4, 6 gegenläufige Dralleffekte erzielt werden. Das gleiche gilt für die Mischelemente 9, die andernends angeordnet sind. Auf diese Weise kann der Mischeffekt weiter optimiert werden.Another mixer arrangement 1 according to the invention is in FIG 7 shown. Here, all flow-directing mixing elements 8, 9 are set at an angle, so that they form swirl elements at the same time. The mixing elements 8, which are arranged in the area of the first exhaust gas flow path 4, have a first angle of attack. The mixing elements 8, which are arranged in the area of the second exhaust gas flow path 6, have a second angle of attack. The two angles of attack are selected in such a way that opposing swirl effects are achieved in the exhaust gas flow paths 4, 6. The same applies to the mixing elements 9, which are arranged at the other end. In this way, the mixing effect can be further optimized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102018114755 A1 [0005]DE 102018114755 A1 [0005]
  • EP 3825528 A1 [0006]EP 3825528 A1 [0006]

Claims (14)

Mischeranordnung (1) für eine Abgasanlage (2) eines Verbrennungsmotors, umfassend ein erstes Rohrstück (3), durch das ein erster Abgasströmungspfad (4) führt, sowie ein das erste Rohrstück (3) umgebendes zweites Rohrstück (5), das zur Ausbildung eines zweiten Abgasströmungspfads (6) umlaufend einen radialen Abstand zum ersten Rohrstück (3) einhält, wobei der erste und der zweite Abgasströmungspfad (5, 6) über wandseitig im ersten Rohrstück (3) ausgebildete Durchströmöffnungen (7) verbunden sind und wobei im Bereich des ersten Abgasströmungspfads (5) und/oder des zweiten Abgasströmungspfads (6) mindestens ein strömungslenkendes Mischelement (8, 9) angeordnet ist.Mixer arrangement (1) for an exhaust system (2) of an internal combustion engine, comprising a first pipe section (3) through which a first exhaust gas flow path (4) leads, and a second pipe section (5) surrounding the first pipe section (3) and used to form a second exhaust gas flow path (6) maintains a circumferential radial distance from the first pipe section (3), the first and the second exhaust gas flow path (5, 6) being connected via through-flow openings (7) formed on the wall side in the first pipe section (3) and in the region of the first Exhaust gas flow path (5) and/or the second exhaust gas flow path (6) at least one flow-directing mixing element (8, 9) is arranged. Mischeranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere strömungslenkende Mischelemente (8, 9) in einer Radialebene und/oder in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind.Mixer arrangement (1) after claim 1 , characterized in that several flow-guiding mixing elements (8, 9) are arranged in a radial plane and/or at the same angular distance from one another. Mischeranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere strömungslenkende Mischelemente (8, 9) radial außen in Bezug auf das zweite Rohrstück (5) angeordnet sind und zur Ausbildung eines dritten Abgasströmungspfads (10) einen radialen Abstand des zweiten Rohrstücks (5) zu einem Abgasrohr (11) der Abgasanlage (2) definieren.Mixer arrangement (1) after claim 1 or 2 , characterized in that a plurality of flow-directing mixing elements (8, 9) are arranged radially on the outside in relation to the second pipe section (5) and to form a third exhaust gas flow path (10) a radial distance between the second pipe section (5) and an exhaust pipe (11) of the exhaust system (2). Mischeranordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Abgasströmungspfad (10) mit dem zweiten Abgasströmungspfad (6) über eine wandseitige Öffnung (12) des zweiten Rohrstücks (5) verbunden ist.Mixer arrangement (1) after claim 3 , characterized in that the third exhaust gas flow path (10) is connected to the second exhaust gas flow path (6) via a wall-side opening (12) of the second pipe section (5). Mischeranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere strömungslenkende Mischelemente (8) einen ersten Mischerkörper (13) ausbilden, der in einem Eintrittsbereich des ersten Rohrstücks (3) und/oder des zweiten Rohrstücks (5) angeordnet ist.Mixer arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of flow-guiding mixing elements (8) form a first mixer body (13) which is arranged in an inlet region of the first pipe section (3) and/or the second pipe section (5). Mischeranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere strömungslenkende Mischelemente (9) einen zweiten Mischerkörper (14) ausbilden, der in einem Austrittsbereich des ersten Rohrstücks (3) und/oder des zweiten Rohrstücks (5) angeordnet ist.Mixer arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of flow-guiding mixing elements (9) form a second mixer body (14) which is arranged in an outlet region of the first pipe section (3) and/or the second pipe section (5). Mischeranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein strömungslenkendes Mischelement (8, 9) steg- oder lamellenartig ausgeführt ist.Mixer arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one flow-directing mixing element (8, 9) is constructed in the manner of webs or lamellae. Mischeranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein strömungslenkendes Mischelement (8, 9) gegenüber der Hauptströmungsrichtung des Abgases in einem Winkel (a) angestellt ist, wobei vorzugsweise bei mehreren in einem Winkel (a) angestellten strömungslenkenden Mischelementen (8, 9) der Winkel (a) variiert, so dass in den Abgasströmungspfaden (4, 6, 10) unterschiedliche, insbesondere gegenläufige, Dralleffekte erzielbar sind.Mixer arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one flow-directing mixing element (8, 9) is set at an angle (a) relative to the main flow direction of the exhaust gas, preferably with several flow-directing mixing elements set at an angle (a). (8, 9) the angle (a) varies, so that different, in particular opposing, swirl effects can be achieved in the exhaust gas flow paths (4, 6, 10). Mischeranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mischelement (8, 9) beheizbar ist.Mixer arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one mixing element (8, 9) can be heated. Abgasanlage (2) für einen Verbrennungsmotor, umfassend ein Abgasrohr (11) und eine im Abgasrohr (11) aufgenommene Mischeranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorzugsweise das erste Rohrstück (3) einen ersten Abgasströmungspfad (4), das erste Rohrstück (3) und das zweite Rohrstück (5) einen zweiten Abgasströmungspfad (6) und das zweite Rohrstück (5) und das Abgasrohr (11) einen dritten Abgasströmungspfad (10) begrenzen.Exhaust system (2) for an internal combustion engine, comprising an exhaust pipe (11) and a mixer arrangement (1) accommodated in the exhaust pipe (11) according to one of the preceding claims, with the first pipe section (3) preferably having a first exhaust gas flow path (4), the first pipe section (3) and the second pipe section (5) delimit a second exhaust gas flow path (6) and the second pipe section (5) and the exhaust gas pipe (11) delimit a third exhaust gas flow path (10). Abgasanlage (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass außen am Abgasrohr (11), vorzugsweise im Bereich der wandseitigen Öffnung (12) des zweiten Rohrstücks (5), ein Dosiermodul (15) zum Eindosieren eines Reduktionsmittels angeordnet ist.Exhaust system (2) after claim 10 , characterized in that a metering module (15) for metering in a reducing agent is arranged on the outside of the exhaust pipe (11), preferably in the region of the wall-side opening (12) of the second pipe section (5). Abgasanlage (2) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr (11) und die Mischeranordnung (1) zumindest abschnittsweise einen bogenförmigen Verlauf aufweisen.Exhaust system (2) after claim 10 or 11 , characterized in that the exhaust pipe (11) and the mixer arrangement (1) have at least partially an arcuate course. Abgasanlage (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hauptströmungsrichtung des Abgases stromaufwärts der Mischeranordnung (1) eine Heizeinrichtung im Abgasrohr (11) angeordnet ist.Exhaust system (2) according to one of Claims 10 until 12 , characterized in that a heating device is arranged in the exhaust pipe (11) upstream of the mixer arrangement (1) in the main flow direction of the exhaust gas. Abgasanlage (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung mindestens ein strömungslenkendes Element und/oder mindestens eine strömungslenkende Geometrie aufweist.Exhaust system (2) after Claim 13 , characterized in that the heating device has at least one flow-guiding element and/or at least one flow-guiding geometry.
DE202022103093.6U 2022-05-30 2022-05-30 Mixer arrangement for an exhaust system, exhaust system Active DE202022103093U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202022103093.6U DE202022103093U1 (en) 2022-05-30 2022-05-30 Mixer arrangement for an exhaust system, exhaust system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202022103093.6U DE202022103093U1 (en) 2022-05-30 2022-05-30 Mixer arrangement for an exhaust system, exhaust system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202022103093U1 true DE202022103093U1 (en) 2022-06-21

Family

ID=82320981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202022103093.6U Active DE202022103093U1 (en) 2022-05-30 2022-05-30 Mixer arrangement for an exhaust system, exhaust system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202022103093U1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018114755A1 (en) 2018-06-20 2019-12-24 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG mixer
EP3825528A1 (en) 2019-11-22 2021-05-26 Eberspächer Exhaust Technology GmbH Exhaust heater

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018114755A1 (en) 2018-06-20 2019-12-24 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG mixer
EP3825528A1 (en) 2019-11-22 2021-05-26 Eberspächer Exhaust Technology GmbH Exhaust heater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112008002531B4 (en) aftertreatment system
EP3478947B1 (en) Mixer device for an exhaust-gas aftertreatment system of a motor vehicle, exhaust-gas aftertreatment system, and motor vehicle
DE102004020138B4 (en) Reducing agent addition system
WO2015018849A1 (en) Mixing chamber
DE102013012909B4 (en) Mixing chamber
DE102017111125A1 (en) Exhaust after-treatment system for an internal combustion engine
WO2013010700A1 (en) Arrangement for introducing an additive into a gas flow
DE202015102092U1 (en) emission control assembly
DE102020124106A1 (en) MOTOR VEHICLE EXHAUST AFTER-TREATMENT SYSTEM
DE202021104734U1 (en) Mixer and exhaust system with such a mixer
DE202022103093U1 (en) Mixer arrangement for an exhaust system, exhaust system
DE102022205337A1 (en) Mixer arrangement for an exhaust system, exhaust system
DE102011120221A1 (en) Mixer for exhaust system for internal combustion engine of motor vehicle, has tubular housing with inlet and outlet, where mixing elements are arranged in flow direction of exhaust gas at inner wall of housing
EP3050615A1 (en) Flow unit, exhaust gas purifying device and method for an exhaust gas purifying device
DE102016108113B4 (en) Device for introducing and distributing a liquid into a gas stream
DE102014208743A1 (en) Device, exhaust aftertreatment device
WO2006056499A1 (en) Gas treatment device
DE102016121670A1 (en) Mixer system for the distribution of urea in the exhaust gas
DE102016014966B4 (en) Exhaust aftertreatment device for a motor vehicle
WO2020064853A1 (en) Apparatus for adding a liquid reducing agent to the exhaust gas from an internal combustion engine and motor vehicle
DE102023101378B3 (en) Electrically heatable exhaust gas aftertreatment device
DE102005041733A1 (en) Exhaust gas after treatment device for e.g. diesel engine, has treatment section arranged between fluid injection unit and silencer in common housing and comprising baffle for exhaust gas mass flow with fluid, e.g. urea water solution
EP3663551B1 (en) Device for introducing and diffusing a fluid additive into an exhaust gas stream
DE102018202298A1 (en) Exhaust gas aftertreatment device for metering in a liquid exhaust aftertreatment agent
DE102009026467A1 (en) Arrangement for feeding additive into exhaust system of internal combustion engine, has exhaust gas channel segment with wall, which limits exhaust gas channel

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification