Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung
für eine
Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.
Die Erfindung betrifft außerdem eine
mit einer derartigen Misch- und/oder
Verdampfungseinrichtung ausgestattete Abgasanlage.The
The present invention relates to a mixing and / or evaporating device
for one
Exhaust system of an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle.
The invention also relates to a
with such a mixing and / or
Evaporator equipped exhaust system.
Bei
Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen kann es aus unterschiedlichen
Gründen
erforderlich sein, ein flüssiges
Edukt in den Abgasstrom einzudüsen.
Beispielsweise kann Kraftstoff stromauf eines Oxidationskatalysators
in den Abgasstrom eingespritzt werden, um an dem stromab nachfolgenden Oxidationskatalysator
eine exotherme Verbrennungsreaktion auszulösen. Ebenso kann beispielsweise
ein Reduktionsmittel, wie zum Beispiel Ammoniak, in den Abgasstrom
eingespritzt werden, um in einem nachfolgend angeordneten SCR-Katalysator vom Abgas
mitgeführte
Stickoxide zu reduzieren. Anstelle von Ammoniak kann auch Harnstoff
bzw. eine wässrige
Harnstofflösung
in den Abgasstrom eingespritzt werden. Durch eine Hydrolysereaktion
entstehen aus der Harnstoff-Wasser-Lösung dann Ammoniak und Wasser.
Ferner kann ein Kraftstoff oder ein anderes geeignetes Reduktionsmittel
stromauf eines NOX-Speicherkatalysators
in die Abgasströmung eingespritzt
werden, um den NOX-Speicherkatalysator
zu regenerieren.at
Exhaust systems of internal combustion engines may be different
establish
be necessary, a liquid
Feed educt into the exhaust stream.
For example, fuel may be upstream of an oxidation catalyst
be injected into the exhaust stream to the downstream of the downstream oxidation catalyst
to trigger an exothermic combustion reaction. Likewise, for example
a reducing agent, such as ammonia, into the exhaust stream
be injected to the exhaust gas in a subsequently arranged SCR catalyst
entrained
To reduce nitrogen oxides. Instead of ammonia can also urea
or an aqueous
urea solution
be injected into the exhaust stream. Through a hydrolysis reaction
arise from the urea-water solution then ammonia and water.
Further, a fuel or other suitable reducing agent
upstream of a NOX storage catalytic converter
injected into the exhaust gas flow
become the NOX storage catalyst
to regenerate.
Um
die Wirkungsweise des in flüssiger
Form in den Abgasstrang eingespritzten Edukts zu verbessern bzw.
zu ermöglichen,
ist eine weitgehende Verdampfung ebenso erstrebenswert wie eine
intensive Durchmischung mit dem Abgas, was zu einem möglichst
homogenen Abgas-Edukt-Gemisch führt.
Hierzu kann die Abgasanlage mit einer im Abgasstrang stromab der
Einspritzeinrichtung angeordneten Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung
ausgestattet sein.Around
the mode of action in liquid
Improve the form in the exhaust line injected educt or
to enable
is a substantial evaporation just as desirable as a
intensive mixing with the exhaust gas, resulting in a possible
homogeneous exhaust gas-educt mixture leads.
For this purpose, the exhaust system with a downstream in the exhaust line
Injection arranged mixing and / or evaporation device
be equipped.
Je
nach verwendeter Einspritzeinrichtung kann das Edukt in Form eines
Flüssigkeitsstrahls
eingebracht werden, der sich kegelförmig aufweitet. Bei niedrigen
Motorlasten herrschen im Abgasstrang niedrige Abgastemperaturen
und geringe Strömungsgeschwindigkeiten.
In der Folge kann der Flüssigkeitsstrahl
auf eine entsprechende Struktur der Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung
auftreffen. Je nach Ausgestaltung der Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung
kann der Flüssigkeitsstrahl zumindest
teilweise die jeweilige Struktur der Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung
ungehindert durchdringen und dann in flüssiger Form zu einer Abgasbehandlungseinrichtung
gelangen, bei der an sich die eingedüste Flüssigkeit nur in Form eines möglichst
homogenen Gasgemischs ankommen soll. Eine reduzierte Wirkungsweise
sowie die Gefahr von Beschädigungen
sind die Folge.ever
After using the injector, the starting material in the form of a
liquid jet
be introduced, which widens conically. At low
Engine loads in the exhaust system are low exhaust gas temperatures
and low flow rates.
As a result, the liquid jet
to a corresponding structure of the mixing and / or evaporation device
incident. Depending on the configuration of the mixing and / or evaporation device
the liquid jet can at least
partly the respective structure of the mixing and / or evaporation device
penetrate unhindered and then in liquid form to an exhaust gas treatment device
arrive at the per se, the injected liquid only in the form of a possible
should arrive at homogeneous gas mixture. A reduced mode of action
as well as the danger of damages
are the consequence.
Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
eine Misch- und/oder
Verdampfungseinrichtung bzw. für
eine damit ausgestattete Abgasanlage eine verbesserte Ausführungsform
anzugeben, die sich insbesondere durch eine verbesserte Verdampfungswirkung
auszeichnet. Zusätzlich kann
eine preiswerte Herstellbarkeit erwünscht sein.The
present invention employs
dealing with the problem, for
a mixed and / or
Evaporation device or for
an exhaust system equipped therewith an improved embodiment
specify, in particular by an improved evaporation effect
distinguished. In addition, can
an inexpensive manufacturability be desired.
Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.This
Problem is inventively
things
the independent one
claims
solved.
Advantageous embodiments
are the subject of the dependent
Claims.
Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einem Abgas führenden
Rohr der Abgasanlage einen Ringkörper
mit nach innen abstehenden Schaufeln beabstandet zu einer Rohrwand anzuordnen,
um im Rohr eine zentrale Beschaufelung auszubilden. Diese Bauweise
beruht auf der Überlegung,
dass in einem zentralen Querschnittsbereich des abgasführenden
Rohrs eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit
vorherrscht. Zum einen werden dadurch die Schaufeln der zentralen
Beschaufelung intensiv angeströmt,
wodurch eine Verdampfungswirkung für einen auf die Schaufeln der Beschaufelung
auftreffenden Eduktstrahl verbessert ist. Zum anderen erzeugt die
zentrale Beschaufelung in diesem Kernbereich der Abgasströmung einen
erhöhten
Durchströmungswiderstand,
was zu einer Homogenisierung des Geschwindigkeitsprofils im Abgas
führt.
Das homogenisierte Geschwindigkeitsprofil unterstützt eine
intensive Durchmischung von Abgas und verdampftem Edukt. Des Weiteren
bewirken die Schaufeln eine intensive Verwirbelung der Abgasströmung, was
ebenfalls zur Homogenisierung des Abgas-Edukt-Gemischs beiträgt. Darüber hinaus besitzt
die vorgeschlagene Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung eine
vergleichsweise einfach aufgebaute Struktur, wodurch sie sich entsprechend preiswert
herstellen lässt.
Zweckmäßig wird
der eingespritzte Eduktstrahl auf die zentrale Beschaufelung ausgerichtet,
so dass er im Idealfall nur innerhalb der zentralen Beschaufelung
auf die Schaufeln des Ringkörpers
trifft, wodurch ein Durchschlag flüssigen Edukts durch die Misch-
und/oder Verdampfungseinrichtung vermieden bzw. reduziert wird.The
Invention is based on the general idea, leading in an exhaust
Pipe of the exhaust system a ring body
spaced apart with inwardly projecting blades to form a tube wall,
to form a central blading in the tube. This construction
based on the idea
that in a central cross-sectional area of the exhaust gas
Tube an increased flow rate
prevails. On the one hand, this makes the blades the central one
Blading flowed in intensively,
causing a vaporizing effect on the blades of the blading
incident educt jet is improved. On the other hand, the
central blading in this core region of the exhaust flow one
increased
Flow resistance,
resulting in a homogenization of the velocity profile in the exhaust gas
leads.
The homogenized velocity profile supports one
intensive mixing of exhaust gas and vaporized educt. Furthermore
cause the blades an intensive turbulence of the exhaust gas flow, what
also contributes to the homogenization of the exhaust-educt mixture. In addition, owns
the proposed mixing and / or evaporation device a
comparatively simple structure, whereby they are reasonably priced
can be produced.
It is useful
the injected educt jet is aligned with the central blading,
so he ideally only within the central blading
on the blades of the ring body
which causes a breakdown of liquid educt by the mixed
and / or evaporation device is avoided or reduced.
Entsprechend
einer vorteilhaften Ausführungsform
kann zumindest eine Tragstruktur vorgesehen sein, die wenigstens
einen Schaufelabschnitt und wenigstens einen Halteabschnitt aufweist.
Der jeweilige Schaufelabschnitt besitzt zumindest einen Teil des
Ringkörpers
sowie mindestens einen Teil der Schaufeln, während der Halteabschnitt zumindest ein
Halteelement bildet, mit dessen Hilfe der Ringkörper im Einbauzustand beabstandet
zur Rohrwand positioniert werden kann. Durch diese Bauweise ergibt
sich ein besonders einfacher Aufbau für die Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung.
Besonders preiswert ist eine Weiterbildung, bei welcher die jeweilige
Tragstruktur mit den zugehörigen
Schaufeln aus einem einzigen Blechkörper durch Umformen hergestellt
ist.According to an advantageous embodiment, at least one support structure may be provided which has at least one blade section and at least one retaining section. The respective blade section has at least a portion of the ring body and at least a portion of the blades, while the holding portion forms at least one holding element, by means of which the ring body in the installed state can be positioned spaced from the pipe wall. This construction results in a particularly simple construction for the mixing and / or evaporation device. Particularly inexpensive is a training in which the respective support structure is made with the associated blades from a single sheet metal body by forming.
Dabei
ist es entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung möglich, die
Misch- und/oder
Verdampfungseinrichtung mit genau einer einzigen solchen Tragstruk tur
herzustellen, die dann zumindest zwei sich zum Ringkörper ergänzende Schaufelabschnitte
und zumindest zwei Halteabschnitte aufweist. Durch diese einteilige
Bauweise kann die Montage der Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung vereinfacht
werden.there
it is possible according to an advantageous development, the
Mixed and / or
Evaporating device with just a single such Tragstruk structure
produce, then at least two complementary to the annular body blade sections
and at least two holding sections. Through this one-piece
Construction, the installation of the mixing and / or evaporation device simplified
become.
Alternativ
kann die Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung auch zwei oder
mehr derartige Tragstrukturen aufweisen, die jeweils einen Schaufelabschnitt
und zwei beiderseits des Schaufelabschnitts angeordnete Halteabschnitte
aufweisen, wobei sich die Schaufelabschnitte der Tragstrukturen
im Einbauzustand zum Ringkörper
ergänzen.
Durch diese mehrteilige Bauweise kann durch geschickte Anordnung
und Ausgestaltung der Halteabschnitte gegenüber der einteiligen Bauform eine
gewisse Materialeinsparung realisiert werden, wodurch die Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung
ein geringeres Gewicht und reduzierte Materialkosten aufweist.alternative
the mixing and / or evaporation device can also be two or
have more such support structures, each having a blade section
and two holding portions arranged on both sides of the blade portion
have, wherein the blade sections of the support structures
in the installed state to the annular body
complete.
Through this multi-part design can by skillful arrangement
and embodiment of the holding portions relative to the one-piece design a
certain material savings are realized, whereby the mixing and / or evaporation device
has a lower weight and reduced material costs.
Besonders
vorteilhaft ist eine Ausführungsform,
bei welcher die wenigstens eine Tragstruktur so ausgestaltet ist,
dass sie im Einbauzustand einen schaufellosen Ringbereich ausbildet,
der die zentrale Beschaufelung in Umfangsrichtung umschließt. Durch
diese Bauweise ergibt sich ein besonders geringer Einfluss auf den
radial äußeren Bereich
der Abgasströmung.
Durch die zentrale Beschaufelung und den damit einhergehenden Druckanstieg
im Kernbereich der Abgasströmung
lässt sich
eine Homogenisierungswirkung für
das Geschwindigkeitsprofil realisieren.Especially
an embodiment is advantageous
in which the at least one support structure is designed in such a way that
that it forms a paddle-free ring area in the installed state,
which encloses the central blading in the circumferential direction. By
This construction results in a particularly low impact on the
radially outer area
the exhaust gas flow.
Due to the central blading and the associated increase in pressure
in the core area of the exhaust gas flow
let yourself
a homogenizing effect for
realize the speed profile.
Alternativ
ist es ebenso möglich,
die jeweilige Tragstruktur so auszugestalten, dass am jeweiligen Halteabschnitt
mehrere nach innen abstehende äußere Schaufeln
ausgebildet sind. Diese können
beispielsweise zwischen axialen Enden der jeweiligen Tragstruktur
nach innen ausgestellt sein. Diese äußeren Schaufeln ermöglichen
eine Verwirbelung auch im äußeren Strömungsbereich,
was zur Homogenisierung des Abgas-Edukt-Gemischs beiträgt.alternative
it is equally possible
the respective support structure in such a way that at the respective holding section
several inwardly projecting outer blades
are formed. these can
for example, between axial ends of the respective support structure
be exhibited inside. These outer blades allow
a turbulence also in the outer flow area,
which contributes to the homogenization of the exhaust-educt mixture.
Bei
einer anderen Ausführungsform
können Halteelemente,
mit denen der Ringkörper
im Einbauzustand zur Ausbildung der zentralen Beschaufelung beabstandet
zur Rohrwand positioniert wird, durch weitere Schaufeln gebildet
werden, die vom Ringkörper
nach außen
abstehen. Mit Hilfe dieser äußeren Schaufeln
kann auch eine Verwirbelung der äußeren Strömungsbereiche
realisiert werden, was zur Homogenisierung des Abgas-Edukt-Gemischs
beitragen kann. Gleichzeitig erhalten die Halteelemente durch ihre
Ausbildung als nach außen
abstehende Schaufeln eine Doppelfunktion.at
another embodiment
can holding elements,
with which the ring body
spaced in the installed state to form the central blading
is positioned to the pipe wall, formed by further blades
that are from the ring body
outward
protrude. With the help of these outer blades
can also be a turbulence of the outer flow areas
be realized, resulting in the homogenization of the exhaust gas-educt mixture
can contribute. At the same time, the retaining elements are replaced by their
Training as outward
protruding blades a double function.
Besonders
vorteilhaft ist auch hier eine Ausführungsform, bei welcher der
Ringkörper
mit den inneren Schaufeln und mit den äußeren Schaufeln aus einem einzigen
Blechkörper
durch Umformen hergestellt ist. Diese integrierte oder einteilige
Bauweise ist vergleichsweise preiswert realisierbar und vereinfacht
die Montage.Especially
Also advantageous here is an embodiment in which the
ring body
with the inner blades and with the outer blades of a single
sheet metal body
is made by forming. This integrated or one-piece
Construction is relatively inexpensive realized and simplified
the assembly.
Vorzugsweise
bilden die inneren Schaufeln im Einbauzustand eine zentrale innere
Beschaufelung, während
die äußeren Schaufeln
im Einbauzustand eine ringförmige äußere Beschaufelung
bilden, welche die innere Beschaufelung in Umfangsrichtung umschließt. Die
beiden Beschaufelungen lassen sich insbesondere unterschiedlich
ausgestalten, wodurch gezielt eine Adaption an die im Einbauzustand
herrschenden Strömungsbedingungen,
insbesondere Geschwindigkeitsprofile, realisierbar ist. Beispielsweise
kann die innere Beschaufelung mit einem größeren Durchströmungswiderstand
ausgestattet werden als die äußere Beschaufelung,
wodurch die Homogenisierung des Geschwindigkeitsprofils unterstützt wird.
Des Weiteren können
die beiden Beschaufelungen jeweils zum Erzeugen eines Dralls ausgestaltet
werden. Eine derartige Drallströmung kann
zur Homo genisierung des Abgas-Edukt-Gemischs beitragen. Besonders
vorteilhaft ist eine Ausführungsform,
bei welcher die beiden Beschaufelungen Drallströmungen mit unterschiedlicher
Drallrichtung generieren. Hierdurch kann zwischen der zentralen
inneren Drallströmung
und der ringförmigen äußeren Drallströmung eine
ringförmige
Scherrströmung
ausgebildet werden, in der eine intensive Durchmischung stattfindet.Preferably
The inner blades form a central inner in the installed state
Blading while
the outer blades
in the installed state, an annular outer blading
form, which encloses the inner blading in the circumferential direction. The
Both blading can be different in particular
designed, whereby targeted an adaptation to the in the installed state
prevailing flow conditions,
especially speed profiles, is feasible. For example
Can the inner blading with a larger flow resistance
be equipped as the outer blading,
whereby the homogenization of the velocity profile is supported.
Furthermore you can
the two blading each designed to generate a twist
become. Such a swirl flow can
contribute to the homogenization of the exhaust-educt mixture. Especially
an embodiment is advantageous
in which the two blading swirl flows with different
Generate twist direction. This allows between the central
internal swirl flow
and the annular outer swirling flow a
annular
Scherr flow
be formed, in which an intensive mixing takes place.
Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.Further
important features and advantages of the invention will become apparent from the
Dependent claims, from
the drawings and from the associated description of the figures
the drawings.
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It
it is understood that the above and the following
yet to be explained features
not only in the specified combination, but also in
other combinations or alone, without
to leave the scope of the present invention.
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred
embodiments
The invention are illustrated in the drawings and in
the following description
explains
where like reference numerals refer to the same or similar
or functionally identical components relate.
Es
zeigen, jeweils schematischIt
show, each schematically
1 eine
stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer Abgasanlage, 1 a simplified schematic representation of an exhaust system,
2–6 jeweils
eine stark vereinfachte Axialansicht einer Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung, 2 - 6 each a greatly simplified axial view of a mixing and / or evaporation device,
7 eine
Draufsicht auf einen Blechkörper zur
Herstellung einer Misch- und/oder
Verdampfungseinrichtung gemäß den 2–6, 7 a plan view of a sheet metal body for producing a mixing and / or evaporation device according to the 2 - 6 .
8 eine
Axialansicht einer weiteren Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung, 8th an axial view of another mixing and / or evaporation device,
9 eine
perspektivische Ansicht der Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung
der 8, 9 a perspective view of the mixing and / or evaporation of the 8th .
10 eine
Draufsicht auf einen Blechkörper
zur Herstellung der Misch- und/oder
Verdampfungseinrichtung gemäß den 8 und 9, 10 a plan view of a sheet metal body for producing the mixing and / or evaporation device according to the 8th and 9 .
11 eine
Axialansicht einer anderen Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung, 11 an axial view of another mixing and / or evaporation device,
12 eine
perspektivische Ansicht der Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung
der 11, 12 a perspective view of the mixing and / or evaporation of the 11 .
13 eine
Draufsicht auf einen Blechkörper
zur Herstellung der Misch- und/oder
Verdampfungseinrichtung gemäß den 11 und 12. 13 a plan view of a sheet metal body for producing the mixing and / or evaporation device according to the 11 and 12 ,
Entsprechend 1 weist
eine Brennkraftmaschine 1, die beispielsweise in einem
Kraftfahrzeug angeordnet sein kann, zur Versorgung mit Frischgas,
vorzugsweise Luft, eine Frischgasanlage 2 und zum Abführen von
Abgas eine Abgasanlage 3 auf. Eine derartige Abgasanlage 3 umfasst
einen Abgasstrang 4, der im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 das
dort entstehende Abgas von der Brennkraftmaschine 1 abführt. Die
Abgasanlage 3 kann zumindest eine Abgasbehandlungseinrichtung 5 aufweisen,
die im Abgasstrang 4 angeordnet ist. Bei dieser Abgasbehandlungseinrichtung 5 kann
es sich zum Beispiel um einen Oxidations katalysator, um einen NOX-Speicherkatalysator,
um eine Hydrolysereaktor, um einen SCR-Katalysator oder um ein Partikelfilter handeln.
Ebenso können
einzelne oder mehrere der genannten Einrichtungen in einem gemeinsamen Gehäuse, insbesondere
in Verbindung mit einem Schalldämpfer
untergebracht sein. Ferner weist die Abgasanlage 3 eine
Einspritzeinrichtung 6 auf, die dazu ausgestaltet ist,
ein flüssiges
Edukt in den Abgasstrang 4 einzuspritzen. Dabei ist die
Einspritzeinrichtung 6 im Abgasstrang 4 stromauf
der Abgasbehandlungseinrichtung 5 angeordnet. Beim flüssigen Edukt
kann es sich vorzugsweise um Kraftstoff handeln, insbesondere um
den gleichen Kraftstoff, mit dem auch die Brennkraftmaschine 1 betrieben
wird. Ferner kann es sich beim Edukt auch um Ammoniak oder um Harnstoff
bzw. um eine wässrige
Harnstofflösung
handeln. Sofern eine Kraftstoffinjektion vorgesehen ist, handelt
es sich bei der unmittelbar stromab zur Einspritzeinrichtung 6 benachbarten
Abgasbehandlungseinrichtung 5 vorzugsweise um einen Oxidationskatalysator,
an dem eine Umsetzung des Kraftstoffs in Wärme erfolgt, beispielsweise
um den Oxidationskatalysator auf seine Betriebstemperatur zu bringen
oder um ein stromab des Oxidationskatalysators angeordnetes Partikelfilter
auf eine Regenerationstemperatur aufzuheizen. Sofern die Einspritzeinrichtung 6 zum
Einspritzen von Ammoniak ausgestaltet ist, kann es sich bei der
nachfolgenden Abgasbehandlungseinrichtung 5 um einen SCR-Katalysator handeln.
Sofern Harnstoff oder eine Harnstoff-Wasser-Lösung eingedüst wird, kann es sich bei der
unmittelbar stromab folgenden Abgasbehandlungseinrichtung 5 vorzugsweise
um einen Hydrolysereaktor oder Hydrolyse-Katalysator handeln, in dem der Harnstoff
in Ammoniak umgesetzt wird, um einen nachfolgenden SCR-Katalysator
mit Ammoniak zu versorgen. Ebenso kann auf die Einspritzeinrichtung 6 direkt
eine als SCR-Katalysator ausgestaltete Abgasbehandlungseinrichtung 5 folgen,
in der zusätzlich
die Hydrolysereaktion abläuft.
Darüber
hinaus sind noch beliebige andere Anwendungen für die Einspritzung eines flüssigen Edukts
in den Abgasstrang 4 unmittelbar stromab einer Abgasbehandlungseinrichtung 5 denkbar.Corresponding 1 has an internal combustion engine 1 , which may be arranged for example in a motor vehicle, for supplying fresh gas, preferably air, a fresh gas system 2 and for discharging exhaust gas, an exhaust system 3 on. Such an exhaust system 3 includes an exhaust system 4 in the operation of the internal combustion engine 1 the resulting exhaust gas from the internal combustion engine 1 dissipates. The exhaust system 3 can at least one exhaust treatment device 5 have, in the exhaust system 4 is arranged. In this exhaust treatment device 5 it may for example be an oxidation catalyst, a NOX storage catalyst, a hydrolysis reactor, an SCR catalyst or a particulate filter. Likewise, one or more of said devices can be accommodated in a common housing, in particular in conjunction with a silencer. Furthermore, the exhaust system points 3 an injection device 6 on, which is designed to a liquid reactant in the exhaust system 4 inject. Here is the injector 6 in the exhaust system 4 upstream of the exhaust treatment device 5 arranged. The liquid educt may preferably be fuel, in particular the same fuel with which the internal combustion engine 1 is operated. Furthermore, the educt may also be ammonia or urea or an aqueous urea solution. If a fuel injection is provided, it is in the immediate downstream of the injector 6 adjacent exhaust treatment device 5 preferably an oxidation catalyst, at which a conversion of the fuel into heat, for example, to bring the oxidation catalyst to its operating temperature or to heat a downstream of the oxidation catalyst arranged particulate filter to a regeneration temperature. Unless the injector 6 For the injection of ammonia, it may be in the subsequent exhaust treatment device 5 to act an SCR catalyst. If urea or a urea-water solution is injected, it may be in the immediately downstream exhaust gas treatment device 5 preferably a hydrolysis reactor or hydrolysis catalyst, in which the urea is converted to ammonia to supply ammonia to a subsequent SCR catalyst. Likewise, on the injector 6 directly designed as an SCR catalytic exhaust treatment device 5 follow, in addition to the hydrolysis reaction takes place. In addition, there are any other applications for the injection of a liquid reactant into the exhaust system 4 immediately downstream of an exhaust treatment device 5 conceivable.
Gemäß 1 wird
für die
Eindüsung
des Edukts eine axiale Ausrichtung des Eduktstrahls bevorzugt, was
zum Beispiel exemplarisch durch eine entsprechende Biegung im Abgasstrang 4 realisierbar
ist. Um das eingespritzte, flüssige
Edukt möglichst
rasch und möglichst
vollständig
im Abgas verdampfen zu können
und um das verdampfte Edukt möglichst
homogen mit dem Abgas zu vermischen, ist die Abgasanlage 3 mit
einer Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung 7 ausgestattet,
die im Abgasstrang 4 stromab der Einspritzeinrichtung 6 und zweckmäßig stromauf
oder unmittelbar an oder in der zur Einspritzeinrichtung 6 benachbarten
Abgasbehandlungseinrichtung 5 angeordnet ist. Bevorzugte Ausführungsformen
der Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung 7, die im Folgenden
auch abgekürzt mit
Einrichtung 7 bezeichnet wird, werden im Folgenden mit
Bezug auf die 2 bis 13 näher erläutert.According to 1 For the injection of the educt, an axial orientation of the educt jet is preferred, which is exemplified by a corresponding bend in the exhaust gas line 4 is feasible. In order to evaporate the injected liquid reactant as quickly as possible and as completely as possible in the exhaust gas and to mix the vaporized starting material as homogeneously as possible with the exhaust gas, the exhaust system 3 with a mixing and / or evaporation device 7 equipped in the exhaust system 4 downstream of the injector 6 and expediently upstream or directly at or in the direction of the injection device 6 adjacent exhaust treatment device 5 is arranged. Preferred embodiments of the mixing and / or evaporation device 7 , which in the following also abbreviated with institution 7 are referred to below with reference to the 2 to 13 explained in more detail.
Entsprechend
den 2 bis 13 umfasst eine solche Einrichtung 7 einen
Ringkörper 8,
der nach innen abstehende Schaufeln 9 aufweist. Im Einbauzustand
ist die Einrichtung 7 in einem Rohr 10 angeordnet,
das in den 2 bis 6, 8 und 11 durch
eine unterbrochene Linie angedeutet ist. Besagtes Rohr 10 bildet
dabei einen Bestandteil des Abgasstrangs 4 bzw. der Abgasanlage 3 und
ist im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 von Abgas durchströmt bzw.
abgasführend.According to the 2 to 13 includes such a device 7 a ring body 8th , the blades projecting inward 9 having. In the installed state is the device 7 in a tube 10 arranged in the 2 to 6 . 8th and 11 indicated by a broken line. Said pipe 10 forms a part of the exhaust system 4 or the exhaust system 3 and is in operation of the internal combustion engine 1 of exhaust flows through or exhaust gas.
Der
Ringkörper 8 ist
im eingebauten Zustand mit Halteelementen 11 an einer Wand 12 des
Rohrs 10 befestigt. Der Ringkörper 8 besitzt einen
kleineren Querschnitt als das Rohr 10. Beispielsweise beträgt die Querschnittsfläche des
Ringkörpers 8 etwa
ein Viertel der Querschnittsfläche
des Rohrs 10. Die Halteelemente 11 sind nun so
ausgestaltet, dass sie den Ringkörper 8 im
Einbauzustand beabstandet zur Rohrwand 12 positionieren,
so dass eine zentrale Beschaufelung 13 mit den inneren
Schaufeln 9 im Rohr 10 entsteht.The ring body 8th is in the installed state with retaining elements 11 on a wall 12 of the pipe 10 attached. The ring body 8th has a smaller cross-section than the tube 10 , For example, the cross-sectional area of the annular body is 8th about a quarter of the cross-sectional area of the tube 10 , The holding elements 11 are now designed so that they the ring body 8th in the installed state spaced from the pipe wall 12 position, leaving a central blading 13 with the inner blades 9 in the pipe 10 arises.
Die
Einrichtung 7 weist entsprechend den Ausführungsformen
der 2 bis 7 und 11 bis 13 zur
Realisierung des Ringkörpers 8 und der
Halteelemente 11 zumindest eine Tragstruktur 14 auf.
Diese Tragstruktur 14 weist zumindest einen Schaufelabschnitt 15 und
zumindest einen Halteabschnitt 16 auf. Der jeweilige Schaufelabschnitt 15 weist
dann einen Teil des Ringkörpers 8 sowie
einen Teil der Schaufeln 9 auf. Der jeweilige Halteabschnitt 16 bildet
dabei zumindest eines der Halteelemente 11. Bei den Ausführungsformen
der 2, 3, 6 und 11 bis 13 weist
die Einrichtung 7 jeweils nur eine einzige solche Tragstruktur 14 auf. Sofern
nur eine solche Tragstruktur 14 vorhanden ist, weist sie
zumindest zwei Schaufelabschnitte 15 auf, die sich zum
Ringkörper 8 ergänzen. Ferner
weist die einzige Tragstruktur 14 zumindest zwei Halteabschnitte 16 auf.
Zumindest einer dieser Halteabschnitte 16 ist dabei zwischen
zwei Schaufelabschnitten 15 angeordnet. Bei den Ausführungsformen
der 2, 3, 6 und 11 bis 13 umfasst
die einzige Tragstruktur 14 jeweils genau zwei Schaufelabschnitte 15 und
genau zwei Halteabschnitte 16.The device 7 has according to the embodiments of 2 to 7 and 11 to 13 for the realization of the ring body 8th and the holding elements 11 at least one supporting structure 14 on. This support structure 14 has at least one blade section 15 and at least one holding section 16 on. The respective blade section 15 then has a part of the ring body 8th as well as a part of the blades 9 on. The respective holding section 16 forms at least one of the retaining elements 11 , In the embodiments of the 2 . 3 . 6 and 11 to 13 instructs the institution 7 in each case only a single such support structure 14 on. If only one such support structure 14 is present, it has at least two blade sections 15 on, which is the ring body 8th complete. Furthermore, the single support structure 14 at least two holding sections 16 on. At least one of these holding sections 16 is between two blade sections 15 arranged. In the embodiments of the 2 . 3 . 6 and 11 to 13 includes the only support structure 14 exactly two blade sections 15 and exactly two holding sections 16 ,
Im
Unterschied dazu sind bei den Ausführungsformen der 4 und 5 jeweils
genau zwei derartige Tragstrukturen 14 vorgesehen. Die
beiden Tragstrukturen 14 weisen dabei jeweils einen Schaufelabschnitt 15 sowie
zwei Halteabschnitte 16 auf, die beiderseits des jeweiligen
Schaufelabschnitts 15 angeordnet sind. Auch hier ergänzen sich
die Schaufelabschnitte 15 der beiden verschiedenen Tragstrukturen 14 im
Einbauzustand zum Ringkörper 8.
Es ist klar, dass bei anderen Ausführungsformen auch mehr als
zwei derartige Tragstrukturen 14 vorgesehen sein können.In contrast, in the embodiments of the 4 and 5 exactly two such support structures 14 intended. The two supporting structures 14 each have a blade section 15 as well as two holding sections 16 on, on both sides of the respective blade section 15 are arranged. Again, the blade sections complement each other 15 the two different support structures 14 in the installed state to the annular body 8th , It is clear that in other embodiments, more than two such support structures 14 can be provided.
Unabhängig davon,
ob die jeweilige Einrichtung 7 genau eine oder genau zwei
oder mehr als zwei Tragstrukturen 14 aufweist, sind Ausführungsformen
besonders vorteilhaft, bei denen die jeweilige Tragstruktur 14 mit
den zugehörigen
Schaufeln 9 aus einem einzigen Blechkörper 14' durch Umformen hergestellt ist.Regardless of whether the particular institution 7 exactly one or exactly two or more than two support structures 14 Embodiments are particularly advantageous in which the respective support structure 14 with the associated blades 9 from a single sheet metal body 14 ' is made by forming.
Ein
derartiger Blechkörper 14' ist beispielsweise
in 7 vor dem Umformen exemplarisch dargestellt. Erkennbar
zeigt der dargestellte Blechkörper 14' unterschiedliche
Längsabschnitte,
die nach dem Umformen an der fertigen Tragstruktur 14 dann
den jeweiligen Schaufelabschnitt 15 bzw. den jeweiligen Halteabschnitt 16 bilden.
Beispielsweise sind am Blechkörper 14' zwei Schaufelabschnitte 15 und
drei Halteabschnitte 16 erkennbar. Die Längenverhältnisse
sind dabei nicht maßstabsgetreu
wiedergegeben. Der in 7 gezeigte Blechkörper 14' dient zur Herstellung
einer Tragstruktur 14 entsprechend den 2, 3 oder 6,
bei welcher die Tragstruktur 14 die einzige Tragstruktur 14 ist
und die gesamte Einrichtung 7 bildet. Erkennbar sind je
zwei Halteabschnitte 16 beiderseits der beiden Schaufelabschnitte 15 angeordnet.
Einer der Halteabschnitte 16 ist zwischen den beiden benachbarten
Schaufelabschnitten 15 angeordnet. Jeder Schaufelabschnitt 15 weist
im Beispiel vier Schaufeln 9 auf, die durch freigeschnittene,
seitlich abstehende Streifen gebildet werden, die hierzu noch gegenüber einem
Grundkörper 17 des
insgesamt bandförmigen
Blechkörpers 14' abgewinkelt
werden müssen.Such a sheet metal body 14 ' is for example in 7 illustrated before forming by way of example. Recognizable shows the illustrated sheet metal body 14 ' different longitudinal sections, which after forming on the finished support structure 14 then the respective blade section 15 or the respective holding section 16 form. For example, on the sheet metal body 14 ' two blade sections 15 and three holding sections 16 recognizable. The aspect ratios are not reproduced to scale. The in 7 shown sheet metal body 14 ' serves to produce a support structure 14 according to the 2 . 3 or 6 in which the support structure 14 the only support structure 14 is and the entire facility 7 forms. Recognizable are two holding sections 16 on both sides of the two blade sections 15 arranged. One of the holding sections 16 is between the two adjacent blade sections 15 arranged. Each blade section 15 has four blades in the example 9 on, which are formed by cut-free, laterally projecting strips, which in addition to a base body 17 the total band-shaped sheet metal body 14 ' must be angled.
Entsprechend
den Ausführungsformen 2 bis 7 und 11 bis 13 weist
der jeweilige Halteabschnitt 16 jeweils einen Fixierbereich 18 auf,
der im Einbauzustand am Rohr 10 befestigt ist. Entsprechende
Befestigungsstellen sind dabei durch Kreuze symbolisiert und mit 19 bezeichnet.
Die Befestigungsstellen 19 können dabei Lötstellen
oder Schweißstellen
sein. Ferner weist der jeweilige Halteabschnitt 16 jeweils
einen Positionierbereich 20 auf, der im Einbauzustand den
zugehörigen
Fixierbereich 18 mit dem jeweiligen Schaufelabschnitt 15 verbindet.
Der Positionierbereich 20 dient somit zur Positionierung
des jeweiligen Schaufelabschnitts 15 beabstandet zur Rohrwand 12.
Bei den hier gezeigten Ausführungsformen
sind zumindest einige dieser Fixierbereiche 18 jeweils
komplementär
zur Rohrwand 12 geformt, so dass sie sich im Einbauzustand
entlang eines Umfangssegments an der jeweiligen Rohrwand 12 anlegen
können.
Bei der in den 2, 11 und 12 gezeigten
Ausführungsformen erstrecken
sich die Fixierbereiche 18 der beiden Halteabschnitte 16 jeweils
entlang eines Umfangssegments um etwa 180°. Bemerkenswert ist im Hinblick auf 2 und 11 noch
der Umstand, dass hier der eine Halteabschnitt 16 zwei
Positionierbereiche 20 aufweist.According to the embodiments 2 to 7 and 11 to 13 has the respective holding section 16 each a fixing area 18 on, in the installed state on the pipe 10 is attached. Corresponding attachment points are symbolized by crosses and with 19 designated. The attachment points 19 may be solder joints or welds. Furthermore, the respective holding section 16 one positioning area each 20 on, in the installed state, the associated fixing area 18 with the respective blade section 15 combines. The positioning area 20 thus serves to position the respective blade section 15 spaced from the pipe wall 12 , In the embodiments shown here, at least some of these fixing areas 18 each complementary to the pipe wall 12 shaped so that they are in the installed state along a circumferential segment on the respective pipe wall 12 can create. In the in the 2 . 11 and 12 In embodiments shown, the fixing areas extend 18 the two holding sections 16 each along a circumferential segment by about 180 °. It is remarkable with regard to 2 and 11 nor the fact that here is a holding section 16 two positioning areas 20 having.
Bei
der in 3 gezeigten Ausführungsform ist einer der beiden
Halteabschnitte 16 so geformt, dass sein Fixierbereich 18 lediglich
entlang eines Umfangssegments von etwa 90° an der Rohrwand 12 anliegt.
Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform
weisen die beiden Halteabschnitte 16 jeweils einen Fixierbereich 18 auf,
der sich entlang eines Umfangssegments von etwa 90° an der Rohrwand 12 abstützt. Des
Weiteren sind hier außerdem
zwei Halteabschnitte 16 dargestellt, die punktförmige oder
linienförmige
Fixierbereiche 18 aufweisen, die quasi in der Verbindungsstelle 19 an
der Rohrwand 12 enden und sich dementsprechend nicht in
Umfangsrichtung der Rohrwand 12 erstrecken. Dementsprechend
fallen hier die Fixierbereiche 18 mit den Befestigungsstellen 19 zusammen.At the in 3 shown embodiment is one of the two holding sections 16 shaped so that its fixation area 18 only along a circumferential segment of about 90 ° on the pipe wall 12 is applied. At the in 4 shown embodiment, the two holding sections 16 each a fixing area 18 extending along a circumferential segment of about 90 ° on the pipe wall 12 supported. Furthermore, here are also two holding sections 16 represented, the punctiform or linear fixing areas 18 have, almost in the junction 19 on the pipe wall 12 end and accordingly not in the circumferential direction of the pipe wall 12 extend. Accordingly fall here the fixing areas 18 with the attachment points 19 together.
Bei
den Ausführungsformen
der 5 und 6 sind ebenfalls unterschiedlich
geformte Fixierbereiche 18 erkennbar.In the embodiments of the 5 and 6 are also differently shaped fixing areas 18 recognizable.
Bei
den Ausführungsformen
der 11 und 12 erstrecken
sich die Halteabschnitte 16 bzw. die Fixierbereiche 18 wieder
etwa um 180° und
liegen in einem entsprechenden Umfangssegment an der Rohrwand 12 an.In the embodiments of the 11 and 12 extend the holding sections 16 or the fixing areas 18 again about 180 ° and lie in a corresponding circumferential segment on the pipe wall 12 at.
Bei
den hier gezeigten Ausführungsformen sind
die Positionierbereiche 20 jeweils durch einen Steg gebildet,
der den jeweiligen Fixierbereich 18 mit dem jeweiligen
Schaufelabschnitt 15 verbindet. Diese Stege, die im Folgenden
ebenfalls mit 20 bezeichnet werden, erstrecken sich beispielsweise
geradlinig. Sie erstrecken sich quer zur Hauptströmungsrichtung
bzw. quer zur Längsmittelachse
des Rohrs 10.In the embodiments shown here are the positioning areas 20 each formed by a web, the respective fixing area 18 with the respective blade section 15 combines. These webs, which in the following also with 20 are referred to extend straight, for example. They extend transversely to the main flow direction or transversely to the longitudinal center axis of the tube 10 ,
Des
Weiteren erstrecken sich die Stege 20 bevorzugt radial
zur Längsmittelachse
des Rohrs 10.Furthermore, the webs extend 20 preferably radially to the longitudinal central axis of the tube 10 ,
Bei
den Ausführungsformen
der 2 bis 7 sind die Tragstrukturen 14 bzw.
ist die jeweilige Tragstruktur 14 so ausgestaltet, dass
im Einbauzustand der Einrichtung 7 ein schaufelloser Ringbereich 21 entsteht,
der die zentrale Beschaufelung 13 in Umfangsrichtung umschließt. Besagter
Ringbereich 21 kann dabei durch die Halteabschnitte 16 bzw.
durch deren Positionierbereiche 20 unterbrochen bzw. geteilt
oder segmentiert sein. Der schaufellose Ringbereich 21,
der sich in der Umfangsrichtung zwischen den Stegen 20 bzw.
zwischen den Positionierbereichen 20 erstreckt, besitzt
einen im Vergleich zur Beschaufelung 13 reduzierten Beströmungswiderstand.
Bei einer anderen Ausführungsform
ist es grundsätzlich
denkbar, die Positionierbereiche 20 bzw. die Stege 20 als
Schaufeln auszugestalten, die gegenüber der Axialrichtung angestellt sind.
Zusätzlich
oder alternativ ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der
an den Schaufelabschnitten 15 außerdem nach außen abstehende
Schaufeln angeordnet sind und/oder bei der an den Halteabschnitten 16 bzw.
an den Fixierbereichen 18 weitere nach innen abstehende
Schaufeln angeordnet sind. Diese weiteren Schaufeln können dabei
entgegengesetzt zu den Schaufeln 9 der Beschaufelung 13 gegenüber der
Axialrichtung angestellt sein, wodurch zwei gegensinnig rotierende
Drallströmungen
erzeugt werden können.
Die vorstehend beschriebenen Varianten mit an den Halteabschnitten 16 bzw. an
den Fixierbereichen 18 ausgebildeten, nach innen abstehenden äußeren Schaufeln
ergeben die Ausführungsformen
der 11 bis 13, die
weiter unten noch näher
beschrieben sind.In the embodiments of the 2 to 7 are the support structures 14 or is the respective support structure 14 designed so that in the installed state of the device 7 a scoopless ring area 21 arises, which is the central blading 13 encloses in the circumferential direction. Said ring area 21 can through the holding sections 16 or through their positioning areas 20 interrupted or split or segmented. The shovelless ring area 21 that extends in the circumferential direction between the bars 20 or between the positioning areas 20 extends, has one compared to the blading 13 reduced flow resistance. In another embodiment, it is conceivable in principle, the positioning areas 20 or the webs 20 to design as blades, which are employed opposite to the axial direction. Additionally or alternatively, an embodiment is conceivable in which at the blade sections 15 also outwardly projecting blades are arranged and / or at the holding portions 16 or at the fixing areas 18 further inwardly projecting blades are arranged. These other blades can be opposite to the blades 9 the blading 13 be employed against the axial direction, whereby two oppositely rotating swirl flows can be generated. The variants described above with at the holding sections 16 or at the fixing areas 18 trained, inwardly projecting outer blades, the embodiments of the 11 to 13 , which are described in more detail below.
Bei
den Ausführungsformen
der 2 bis 4 besitzt das Rohr 10 einen
kreisförmigen
Querschnitt. Der Ringkörper 8 ist
hier ebenfalls mit einem kreisförmigen
Querschnitt versehen. Bei den Ausführungsformen der 5 und 6 besitzen
sowohl das Rohr 10 als auch der Ringkörper 8 jeweils einen ovalen
oder ellipti schen Querschnitt. Grundsätzlich sind auch andere Querschnittsgeometrien
für den Ringkörper 8 und/oder
für das
Rohr 10 denkbar.In the embodiments of the 2 to 4 owns the pipe 10 a circular cross-section. The ring body 8th is also provided here with a circular cross-section. In the embodiments of the 5 and 6 own both the pipe 10 as well as the ring body 8th in each case an oval or elliptical cross section. Basically, other cross-sectional geometries for the ring body 8th and / or for the pipe 10 conceivable.
Die
in den 8 bis 10 gezeigte Ausführungsform
der Einrichtung 7 unterscheidet sich von den in den 2 bis 7 und 11 bis 13 gezeigten
Ausführungsformen
der Einrichtung 7 dadurch, dass entsprechend den 8 bis 10 die
Halteelemente 11 selbst als Schaufeln ausgebildet sind,
die im Folgenden mit 11 bezeichnet werden. Diese zusätzlichen
Schaufeln 11 stehen dabei vom Ringkörper 8 nach außen ab und
werden im Folgenden auch als äußere Schaufeln 11 bezeichnet. Die äußeren Schaufeln 11 erstrecken
sich bis zur Rohrwand 12 und dienen zur Fixierung der Einrichtung 7 im
Rohr 10. Dabei kann es grundsätzlich ausreichend sein, die äußeren Schaufeln 11 unter
einer entsprechenden radialen Vorspannung in das Rohr 10 einzupressen.
Bevorzugt sind jedoch Lötverbindungen
oder Schweißverbindungen.
Zusätzliche
Halteelemente sind bei der in den 8 bis 10 gezeigten
Ausführungsform
nicht erforderlich.The in the 8th to 10 shown embodiment of the device 7 is different from the ones in the 2 to 7 and 11 to 13 shown embodiments of the device 7 in that according to the 8th to 10 the holding elements 11 themselves are formed as blades, which in the following with 11 be designated. These extra shovels 11 stand by the ring body 8th outward and are also referred to as outer blades 11 designated. The outer blades 11 extend to the pipe wall 12 and serve to fix the device 7 in the pipe 10 , It may be sufficient in principle, the outer blades 11 under a corresponding radial bias in the tube 10 to press. However, soldered joints or welded joints are preferred. Additional retaining elements are in the in the 8th to 10 not shown embodiment required.
Die
in den 11 bis 13 gezeigte
Ausführungsform
ist eine Weiterbildung der in den 2 bis 7 gezeigten
Ausführungsformen,
bei welcher anstelle eines schaufellosen Ringbereichs 21 weitere Schaufeln 27 vorgesehen
sind, die am jeweiligen Halteelement 11 bzw. am jeweiligen
Halteabschnitt 16, insbesondere an dessen Fixierbereich 18 und
somit an der jeweiligen Tragstruktur 14 ausgebildet sind.
Dabei stehen diese zusätzlichen
Schaufeln 27 vom jeweiligen Halteabschnitt 16 nach
innen ab. Sie befinden sich somit außerhalb der zentralen Beschaufelung 13 mit
den inneren Schaufeln 9. Im Folgenden werden die weiteren
oder zusätzlichen Schaufeln 27 auch
als äußere Schaufeln 27 bezeichnet.The in the 11 to 13 embodiment shown is a development of the in the 2 to 7 shown embodiments, in which instead of a paddle-less ring area 21 more shovels 27 are provided, which on the respective holding element 11 or at the respective holding section 16 , in particular at its fixing area 18 and thus on the respective support structure 14 are formed. Here are these additional blades 27 from the respective holding section 16 inside. They are thus outside the central blading 13 with the inner blades 9 , The following are the additional or additional blades 27 also as outer blades 27 designated.
Die
inneren Schaufeln 9 bilden im Einbauzustand die zentrale
Beschaufelung 13, die im Folgenden auch als innere Beschaufelung 13 bezeichnet wird.
Im Unterschied dazu bilden die äußeren Schaufeln 11 der
Ausführungsform
gemäß den 8 bis 10 bzw.
die äußeren Schaufeln 27 der
Ausführungsform
gemäß den 11 bis 13 im
Einbauzustand eine ringförmige äußere Beschaufelung 22, welche
die innere Beschaufelung 13 in Umfangsrichtung umschließt.The inner blades 9 form the central blading in the installed state 13 , which is also referred to as inner blading below 13 referred to as. In contrast, the outer blades form 11 the embodiment according to the 8th to 10 or the outer blades 27 the embodiment according to the 11 to 13 in the installed state, an annular outer blading 22 . which the inner blading 13 encloses in the circumferential direction.
Wie
insbesondere 9 entnehmbar ist, sind die beiden
Beschaufelungen 13, 22 bei dieser Ausführungsform
an voneinander entfernten axialen Enden des Ringkörpers 8 ausgebildet.
Die inneren Schaufeln 9 sind dabei an einem nicht näher bezeichneten,
dem Betrachter zugewandten ersten axialen Ende des Ringkörpers 8 angeordnet,
während
die äußeren Schaufeln 11 an
einen vom Betrachter abgewandten, ebenfalls nicht näher bezeichneten
zweiten axialen Ende des Ringkörpers 8 angeordnet
sind. Im Unterschied dazu sind bei der in den 11 und 12 gezeigten
Ausführungsform
die äußeren Schaufeln 27 am
jeweiligen Halteabschnitt 16 ausgebildet und nicht am innen
liegenden Ringkörper 8. Des
Weiteren sind sie zweckmäßig zwischen
den axialen Enden der jeweiligen Tragstruktur 14 ausgebildet.
Hierzu können
die äußeren Schaufeln 27 aus der
jeweiligen Tragstruktur 14 bzw. aus dem jeweiligen bandförmigen Fixierbereich 18 nach
innen ausgestellt sein.In particular 9 is removable, the two blading 13 . 22 in this embodiment at remote axial ends of the annular body 8th educated. The inner blades 9 are at an unspecified, facing the viewer first axial end of the annular body 8th arranged while the outer blades 11 to a remote from the viewer, also unspecified second axial end of the annular body 8th are arranged. In contrast to that in the in the 11 and 12 embodiment shown, the outer blades 27 at the respective holding section 16 trained and not on the inner ring body 8th , Furthermore, they are expedient between the axial ends of the respective support structure 14 educated. For this purpose, the outer blades 27 from the respective support structure 14 or from the respective band-shaped fixing area 18 be exhibited inside.
Die
beiden Beschaufelungen 13, 22 können unterschiedlich
konfiguriert sein, um sie an unterschiedliche Strömungsverhältnisse
innerhalb des Abgasströmungsprofils
gezielt zu adaptieren. Beispielsweise können die inneren Schaufeln 9 geradlinig
geformt sein. Insbesondere können
sie sich bei einem kreisförmigen
Querschnitt radial zur Längsmittelachse
erstrecken. Im Unterschied dazu können die äußeren Schaufeln 11 in
Umfangsrichtung gekrümmt oder
gebogen sein. Diese Formgebung ermöglicht radial außen ein
im Wesentlichen tangentiales Anlegen der freien Enden der äußeren Schaufeln 11 an der
Rohrwand 12 bzw. einen im wesentlichen tangentialen Übergang
in die Tragstruktur 14. Gleichzeitig können die Beschaufelungen 13, 22 unterschiedliche Anstellwinkel
gegenüber
der Axialrichtung aufweisen. In den gezeigten Beispielen der 8 bis 13 sind die
Schaufeln 9 und 11 bzw. 9 und 12 gegensinnig
angestellt. Die inneren Schaufeln 9 sind gegenüber der
Axialrichtung in der einen Richtung angestellt, während die äußeren Schaufeln 11 bzw. 27 gegenüber der
Axialrichtung in der anderen Richtung, also in der Gegenrichtung
angestellt sind. Bei der Durchströmung der Einrichtung 7 ergeben
sich somit zwei koaxiale Drallströmungen mit gegensinniger Drallrichtung.The two blading 13 . 22 can be configured differently to specifically adapt to different flow conditions within the exhaust flow profile. For example, the inner blades can 9 be shaped in a straight line. In particular, they may extend radially to the longitudinal center axis in a circular cross-section. In contrast, the outer blades can 11 be curved or bent in the circumferential direction. This shaping allows a radially outward tangential application of the free ends of the outer blades 11 on the pipe wall 12 or a substantially tangential transition into the support structure 14 , At the same time, the blading can 13 . 22 have different angles of attack with respect to the axial direction. In the examples shown the 8th to 13 are the shovels 9 and 11 respectively. 9 and 12 employed in opposite directions. The inner blades 9 are set against the axial direction in one direction, while the outer blades 11 respectively. 27 relative to the axial direction in the other direction, that are employed in the opposite direction. When flowing through the device 7 thus result in two coaxial swirl flows with opposite direction of twist.
Im
Beispiel der 8 bis 10 besitzen beide
Beschaufelungen 13, 22 die gleiche Schaufelzahl.
Im Beispiel der 11 bis 13 besitzt
die äußere Beschaufelung 22 eine
kleinere Schaufelzahl die innere Beschaufelung 13. Zwangsläufig besitzen die äußeren Schaufeln 11, 27 dadurch
in Umfangsrichtung größere Abstände voneinander
als die inneren Schaufeln 9.In the example of 8th to 10 Both have blading 13 . 22 the same number of blades. In the example of 11 to 13 owns the outer blading 22 a smaller number of blades the inner blading 13 , Inevitably, the outer blades have 11 . 27 thereby circumferentially greater distances from each other than the inner blades 9 ,
Bei
der in den 8 bis 10 gezeigten Ausführungsform
sind der Ringkörper 8,
die inneren Schaufeln 9 und die äußeren Schaufeln 11 gemeinsam
aus einem einzigen Blechkörper 23 durch
Umformen hergestellt. Dieser Blechkörper 23 ist in 10 vor
seiner Umformung zur Einrichtung 7 dargestellt. Erkennbar
sind die inneren und äußeren Schaufeln 9, 10 durch
seitlich von einem zentralen Lochstreifen 33 abstehende
streifenförmige
Elemente gebildet, die voneinander freigeschnitten sind und nur
noch umgebogen werden müssen,
um die Schaufeln 9 bzw. 11 zu bilden.In the in the 8th to 10 embodiment shown are the ring body 8th , the inner blades 9 and the outer blades 11 together from a single sheet metal body 23 produced by forming. This sheet metal body 23 is in 10 before its transformation to the institution 7 shown. Visible are the inner and outer blades 9 . 10 through the side of a central punched tape 33 protruding strip-shaped elements formed, which are cut free from each other and only have to be bent to the blades 9 respectively. 11 to build.
Bei
der in den 11 bis 13 gezeigten Ausführungsform
sind der Ringkörper 8,
die inneren Schaufeln 9, die einzige Tragstruktur 14 und
die äußeren Schaufeln 27 gemeinsam
an einem einzigen, in 13 dargestellten Blechkörper 28 durch
Umformung hergestellt. Dieser Blechkörper 28 ist dabei
in 13 vor seiner Umformung zur Einrichtung 7 dargestellt.
Erkennbar sind die inneren Schaufeln 9 durch seitlich von
einem bandförmigen
Blechstreifen 29 abstehende, streifenförmige Elemente gebildet, die
voneinander freigeschnitten sind und nur noch um gebogen werden müssen, um
die inneren Schaufeln 9 zu bilden. Im Unterschied dazu
sind die äußeren Schaufeln 27 innerhalb
des Blechstreifens 29 an drei Seiten freigeschnitten, so
dass sie nur noch ausgestellt werden müssen, um die äußeren Schaufeln 27 zu
bilden. Die in den 11 bis 13 gezeigte Ausführungsform
der Einrichtung 7 wird bevorzugt mit Hilfe einer einzigen
Tragstruktur 14 hergestellt, die aus einem einzigen, einstückigen Blechkörper 28 hergestellt
ist. Durch Umformung werden die einzelnen Halteabschnitte 11,
deren Fixierbereiche 18 und Positionierbereiche 20 ausgebildet,
ebenso wie die Schaufelabschnitte 15. Beispielsweise beginnt
die Tragstruktur 14 bei einem Spalt 30 (in 11 nach unten)
mit einem Fixierbereich 18 eines ersten Halteabschnitts 16,
der sich über
180° entlang
der Rohrwand 12 anliegend erstreckt. An diesen schließt sich ein
erster stegförmiger
Positionierbereich 20 an, der in einen halbkreisförmig gebogenen
ersten Schaufelabschnitt 15 übergeht. Dieser geht in einen
zweiten stegförmigen
Positionierbereich 20 über,
erstreckt sich bis zum Spalt 30 und geht dann in einen
zweiten Halteabschnitt 16 bzw. in dessen Fixierbereich 18 über. Dieser
zweite Halteabschnitt 16 bzw. sein Fixierbereich 18 erstreckt
sich wieder um 180° entlang der
Rohrwand 12 anliegend und geht gegenüber des Spalts 30 in
einen weiteren stegförmigen
Positionierbereich 20 über.
Dieser dritte Positionierbereich 20 liegt dabei zweckmäßig am zuvor
genannten ersten Positionierbereich 20 an und kann insbesondere
an diesem befestigt sein, zweckmäßig durch
eine Löt- oder
Schweißverbindung.
Der dritte Positionierbereich 20 geht in einen zweiten
Schaufelabschnitt 15 über,
der sich halbkreisförmig
gegenüber
des ersten Schaufelabschnitts 15 erstreckt und in einem
Abschnitt 31 endet, der am zweiten Positionierabschnitt 20 anliegt
und mit diesem zweckmäßig fest
verbunden sein kann, beispielsweise durch eine Löt- oder Schweißverbindung.
Die beiden halbkreisförmigen Schaufelabschnitte 15 ergänzen sich
zum kreisförmigen
oder zylindrischen inneren Ringkörper 8.
Die beiden Halteabschnitte 16 bzw. deren Fixierbereiche 18 ergänzen sich
zum einem äußeren Ringkörper 32, der
den inneren Ringkörper 8 koaxial
umschließt.
Die äußeren Schaufeln 27 erstrecken sich
vom äußeren Ringkörper 32 in
Richtung zum inneren Ringkörper 8. Zweckmäßig enden
die äußeren Schaufeln 27 mit
ihren freien Enden beabstandet vom inneren Ringkörper 8.In the in the 11 to 13 embodiment shown are the ring body 8th , the inner blades 9 , the only supporting structure 14 and the outer blades 27 common to a single, in 13 illustrated sheet metal body 28 produced by forming. This sheet metal body 28 is in 13 before its transformation to the institution 7 shown. Visible are the inner blades 9 through the side of a band-shaped sheet metal strip 29 protruding, strip-shaped elements formed, which are cut free from each other and only have to be bent to the inner blades 9 to build. In contrast, the outer blades are 27 inside the tin strip 29 cut free on three sides, so they only have to be issued to the outer blades 27 to build. The in the 11 to 13 shown embodiment of the device 7 is preferred by means of a single support structure 14 made of a single, one-piece sheet metal body 28 is made. By forming the individual holding sections 11 , their fixing areas 18 and positioning areas 20 trained, as well as the blade sections 15 , For example, the support structure begins 14 at a gap 30 (in 11 down) with a fixation area 18 a first holding section 16 extending over 180 ° along the pipe wall 12 extends adjacent. These are followed by a first web-shaped positioning region 20 in a semicircular curved first blade section 15 passes. This goes into a second web-shaped positioning area 20 over, extends to the gap 30 and then goes into a second holding section 16 or in its fixing area 18 above. This second holding section 16 or his fixation area 18 extends again through 180 ° along the pipe wall 12 abutting and goes opposite the gap 30 in another web-shaped positioning 20 above. This third positioning area 20 is expediently located on the aforementioned first positioning area 20 and in particular can be attached to this, expediently by a soldered or welded connection. The third positioning area 20 goes into a second blade section 15 over, which is semicircular opposite the first blade section 15 extends and in a section 31 ends, at the second positioning section 20 is applied and can be connected firmly with this appropriate, for example, by a soldering or welding connection. The two semicircular blade sections 15 complement each other to the circular or cylindrical inner ring body 8th , The two holding sections 16 or their fixing areas 18 complement each other to an outer ring body 32 that the inner ring body 8th Coaxially encloses. The outer blades 27 extend from the outer ring body 32 towards the inner ring body 8th , The outer blades end expediently 27 with their free ends spaced from the inner ring body 8th ,
In
den Beispielen der 8 bis 13 besitzen
das Rohr 10 und der Ringkörper 8 jeweils einen kreisförmigen Querschnitt.
Es ist klar, dass auch beliebige andere, vorzugsweise runde, Querschnitte und
unterschiedliche Querschnittskombinationen zwischen Rohr 10 und
Ringkörper 8 denkbar
sind. Beispielsweise sind auch hier wieder ovale und elliptische
Querschnitte denkbar.In the examples of 8th to 13 own the tube 10 and the ring body 8th each a circular cross-section. It is clear that any other, preferably round, cross-sections and different cross-sectional combinations between pipe 10 and ring body 8th are conceivable. For example, oval and elliptical cross sections are also conceivable here.
Wie
erläutert
besitzen die Schaufeln 9 und gegebenenfalls die Schaufeln 11 bzw. 27 eine
Anstellung gegenüber
der Axialrichtung des Rohrs 10. Das bedeutet, die jeweilige
Schaufel 9, 11, 27 besitzt eine Anströmkante und
eine Abströmkante,
die bezüglich der
Umfangsrichtung zueinander beabstandet sind. Dementsprechend besitzt
die jeweilige Schaufel 9, 11, 27 ein
Querschnittsprofil, dessen Längsrichtung gegenüber der
Axialrichtung geneigt verläuft.
Durch die Anstellung der Schaufeln 9, 11, 27 kann
die Strömung
mit einem Drall beaufschlagt werden, wenn sie die Einrichtung 7 durchströmt. Das
Querschnittsprofil kann in der Längsrichtung
der jeweiligen Schaufel 9, 11, 27 darüber hinaus
einen variierenden Anstellwinkel aufweisen. Die jeweilige Schaufel 9, 11, 27 ist dann
in sich verwunden. Beispielsweise zeigen die Schaufeln 11 und 27 der 8 und 9 bzw. 11 und 12 eine
Verwindung, bei welcher die Anstellung gegenüber der Axialströmung mit
zunehmendem Abstand vom inneren Ringkörper 8 abnimmt bis
sie an der Rohrwand 12 bzw. am äußeren Ringkörper 32 den Wert Null
annimmt.As explained, the blades have 9 and optionally the blades 11 respectively. 27 a position relative to the axial direction of the tube 10 , That means the particular bucket 9 . 11 . 27 has a leading edge and a trailing edge, which are spaced from each other with respect to the circumferential direction. Accordingly, the respective blade has 9 . 11 . 27 a cross-sectional profile whose longitudinal direction is inclined with respect to the axial direction. By hiring the blades 9 . 11 . 27 The flow can be imparted with a twist when it is the device 7 flows through. The cross-sectional profile may be in the longitudinal direction of the respective blade 9 . 11 . 27 moreover, have a varying angle of attack. The particular bucket 9 . 11 . 27 is then twisted in itself. For example, show the blades 11 and 27 of the 8th and 9 respectively. 11 and 12 a twist in which the employment with respect to the axial flow with increasing distance from the inner ring body 8th decreases until it hits the pipe wall 12 or on the outer ring body 32 takes the value zero.
Die
Schaufeln 9 der zentralen Beschaufelung 13 sind
zweckmäßig so ausgestaltet
und angeordnet, dass sie sich in der Umfangsrichtung gegenseitig überlappen,
und zwar insbesondere so, dass eine Fläche entstehen kann, die in
axialer Richtung blickdicht ist. Diese blickdichte Fläche kann
durch eine entsprechende Ausgestaltung und Anordnung der Schaufeln 9 grundsätzlich als
Kreisfläche
ausgestaltet sein. Hierdurch kann auf besonders effektive Weise
ein Tröpfchendurchschlag
durch die Einrichtung 7 im Bereich der zentralen Beschaufelung 13 vermieden
werden. Alternativ können
die Schaufeln 9 auch so angeordnet und ausgestaltet sein,
dass die besagte blickdichte Fläche
eine Ringfläche
ist. Diese Ringfläche
umschließt
dabei einen zentralen Kernbereich. Durch gezielte Ausgestaltung,
also Formgebung und Anordnung der Schaufel 9 lassen sich
nun die strömungstechnischen
Eigenschaften der Einrichtung 7 in diesem Kernbereich sowie
im Bereich der Ringfläche
unterschiedlich gestalten. Bevorzugt werden dabei Ausführungsformen,
bei denen die Schaufeln 9 so ausgestaltet und angeordnet
sind, dass sich für
den Durchströmungswiderstand
der Einrichtung 7 im Kernbereich ein kleinerer Wert einstellt
als im Bereich der Ringfläche.
Hierdurch sinkt im Kernbereich der Druck, was zu einer Beschleunigung
der Strömung
führt.
Die erhöhte
Strömungsgeschwindigkeit
unterstützt
einerseits die Verdampfung und andererseits die Gemischbildung.The shovels 9 the central blading 13 are suitably designed and arranged so that they overlap each other in the circumferential direction, in particular so that a surface can arise, which is opaque in the axial direction. This opaque surface can by a corresponding configuration and arrangement of the blades 9 basically be configured as a circular area. This can be a particularly effective way a droplet strike through the device 7 in the area of the central blading 13 be avoided. Alternatively, the blades can 9 also be arranged and configured so that said opaque surface is an annular surface. This annular surface encloses a central core area. By targeted design, so shaping and arrangement of the blade 9 Now let the fluidic properties of the device 7 in this core area as well as in the area of the ring area. Embodiments in which the blades are preferred are preferred 9 are configured and arranged so that for the flow resistance of the device 7 sets a smaller value in the core area than in the area of the ring area. As a result, the pressure drops in the core area, which leads to an acceleration of the flow. The increased flow rate on the one hand supports the evaporation and on the other hand, the mixture formation.
Der
Strömungswiderstand
kann im Kernbereich gegenüber
dem Bereich der blickdichten Ringfläche zum Beispiel dadurch reduziert
werden, dass der Kernbereich eine zentrale Durchgangsöffnung bildet.
Diese Durchgangsöffnung
ist axial frei oder offen und besitzt dementsprechend einen im Vergleich zur
blickdichten Ringfläche
deutlich niedrigeren Durchströmungswiderstand.
Die zentrale Durchgangsöffnung
kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass sich alle Schaufeln 9 mit
ihren freien Enden nur innerhalb der Ringfläche erstrecken und jeweils
am Kernbereich enden. Insbesondere sind dann alle Schaufeln 9 identisch
geformt.The flow resistance can be reduced in the core region compared to the region of the opaque annular surface, for example, by the core region forming a central passage opening. This passage opening is axially free or open and accordingly has a significantly lower flow resistance compared to the opaque ring surface. The central passage opening can be realized, for example, that all blades 9 extend with their free ends only within the annular surface and each end at the core area. In particular, then all blades 9 identically shaped.
Im
Unterschied dazu kann beispielsweise gemäß den in den 8 und 9 bzw. 11 und 12 gezeigten
Ausführungsformen
durch eine entsprechende Ausgestaltung und Anordnung der Schaufeln 9 auch
der Kernbereich in Axialrichtung weitge hend blickdicht ausgestaltet
sein. Hierzu erstrecken sich einige, jedoch nicht alle Schaufeln 9 auch
bis in den Kernbereich. Diese radial längeren Schaufeln sind in den 8 bis 13 mit 9' kenntlich gemacht.
Um nun den Strömungswiderstand
im Kernbereich kleiner ausgestalten zu können als im benachbarten Bereich
der blickdichten Ringfläche, kann
beispielsweise vorgesehen sein, dass sich die längeren Schaufeln 9', die sich im
Kernbereich erstrecken, in diesem Kernbereich in der Umfangsrichtung
nicht überlappen
oder weniger überlappen
als im Bereich der Ringfläche.
Sofern sich diese längeren
Schaufeln 9' im
Kernbereich in der Umfangsrichtung nicht überlappen, sind sie bezüglich der
Umfangsrichtung bevorzugt nebeneinander angeordnet, um die gewünschte Blickdichtheit
in Axialrichtung realisieren zu können.In contrast, for example, according to the in the 8th and 9 respectively. 11 and 12 shown embodiments by a corresponding configuration and arrangement of the blades 9 Also, the core area in the axial direction weitge starting opaque be designed. For this purpose, some, but not all blades extend 9 even into the core area. These radially longer blades are in the 8th to 13 With 9 ' indicated. In order to be able to design the flow resistance in the core region smaller than in the adjacent region of the opaque annular surface, it can be provided, for example, that the longer blades 9 ' that extend in the core region, do not overlap in this core region in the circumferential direction or overlap less than in the region of the annular surface. Unless these longer blades 9 ' do not overlap in the core area in the circumferential direction, they are preferably arranged side by side with respect to the circumferential direction in order to realize the desired opacity in the axial direction can.
Im
gezeigten Beispiel der 8 bis 10 sind
ohne Beschränkung
der Allgemeinheit genau drei Schaufeln 9' länger ausgestaltet als die übrigen Schaufeln 9.
Im Unterschied dazu sind im Beispiel der 11 bis 13 genau
zwei Schaufeln 9' länger ausgestaltet
als die übrigen
Schaufeln 9. Die freien Schaufelenden dieser Schaufeln 9' sind durch Fortsätze 23 gegenüber den
freien Enden der anderen Schaufeln 9 in radialer Richtung
verlängert.
Diese Fortsätze 23,
die an den jeweiligen längeren
Schaufeln 9' integral
angeformt sind, können über einen hier
nicht dargestellten Mittelpunkt der Ringfläche bzw. der Einrichtung 7 radial
vorstehen. Das heißt, die
radiale Länge
der jeweiligen Schaufeln ist dann größer als der Radius des kreiszylindrischen
Ringkörpers 8.
In jedem Fall ragen diese Schaufeln 9' mit den Fortsätzen 23 in den Kernbereich
hinein, während
alle anderen Schaufeln 9 mit ihren freien Enden jeweils
am Kernbereich enden.In the example shown the 8th to 10 are without restrictions of generality exactly three blades 9 ' designed longer than the other blades 9 , In contrast, in the example of the 11 to 13 exactly two blades 9 ' designed longer than the other blades 9 , The free blade ends of these blades 9 ' are through projections 23 opposite the free ends of the other blades 9 extended in the radial direction. These extensions 23 attached to the respective longer blades 9 ' are integrally formed, can not shown center of the annular surface or the device 7 protrude radially. That is, the radial length of the respective blades is then greater than the radius of the circular cylindrical ring body 8th , In any case, these blades protrude 9 ' with the extensions 23 into the core area while all the other shovels 9 with their free ends each end at the core area.
Die
mit den Fortsätzen 23 versehenen Schaufeln 9' sind bei der
Ausführungsform
der 8 bis 10 am Ringkörper 8 jeweils um
120° in
Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Im Unterschied dazu
sind die mit den Fortsätzen 23 versehenen
längeren
Schaufeln 9' bei
der Ausführungsform
der 11 bis 13 am Ringkörper 8 jeweils um
180° in
Umfangsrichtung zueinander versetzt, also einander diametral gegenüberliegend
angeordnet. Die Fortsätze 23 können so
ausgestaltet sein, dass sie bezüglich
des Mittelpunkts des Ringkörpers 8 rotationssymmetrisch
gestaltet sind. Dabei können sich
die längeren
Schaufeln 9' im
Bereich ihrer Fortsätze 23 in
Umfangsrichtung geringfügig überlappen, bevorzugt
sind sie jedoch in Umfangsrichtung überlappungsfrei, also nebeneinander
angeordnet. Die radial längeren
Schaufeln 9' können insbesondere gleichförmig bis
in die Fortsätze 23 verwunden
sein, so dass die Verwindung dieser Schaufeln 9' im Kernbereich
am kleinsten ist, wodurch der Strömungswiderstand durch diese
Schaufeln 9' im
Zentrum am kleinsten ist.The ones with the extensions 23 provided with blades 9 ' are in the embodiment of the 8th to 10 on the ring body 8th each offset by 120 ° in the circumferential direction to each other. In contrast, those with the extensions 23 provided longer blades 9 ' in the embodiment of the 11 to 13 on the ring body 8th each offset by 180 ° in the circumferential direction to each other, so arranged diametrically opposite one another. The extensions 23 may be configured to be relative to the center of the ring body 8th are designed rotationally symmetrical. This can be the longer blades 9 ' in the area of their extensions 23 slightly overlap in the circumferential direction, but they are preferably in the circumferential direction without overlapping, so arranged side by side. The radially longer blades 9 ' can in particular uniformly into the extensions 23 be twisted, so that the twisting of these blades 9 ' in the core area is smallest, reducing the flow resistance through these blades 9 ' in the center is the smallest.
Bei
entsprechender Ausgestaltung der Schaufeln 9 kann sich
die zuvor genannte blickdichte Ringfläche radial bis zum Ringkörper 8 erstrecken. Alternativ
können
die Schaufeln 9 bzw. 9' entsprechend den 8 und 9 bzw. 11 und 12 auch
so angeordnet und ausgestaltet sein, dass radial außerhalb
der blickdichten Ringfläche
zwischen benachbarten Schaufeln 9, 9' axial freie
Lücken 24 entstehen.
Diese Lücken 24 sind
dabei in Umfangsrichtung verteilt um die blickdichte Fläche angeordnet und
erzeugen dort einen relativen Druckabfall, wodurch die Einrichtung 7 einen
reduzierten Durchströmungswiderstand
besitzt. Die in axialer Richtung blickdichte Ringfläche ist
hierbei radial innen im Wesentlichen durch die zentrale Durchgangsöffnung bzw.
durch den Kernbereich und radial außen durch einen weiteren Ringbereich
begrenzt, der sich bis zum Ringkörper 8 erstreckt
und der die Lücken 24 enthält. Die
Bauweise mit den axial freien Lücken 24 kann
bevorzugt dadurch erreicht werden, dass die Schaufeln 9 radial
außen
am Übergang
zum Ringkörper 8 mit
ihrem jeweiligen Querschnittsprofil in einer Ebene liegen, die gegenüber einer
senkrecht zur Axialrichtung verlaufenden Ebene geneigt ist. Diese
Neigung kann beispielsweise zwischen 20° und 70° liegen. Im gezeigten Beispiel
liegt diese Neigung vorzugsweise bei etwa 45°.With appropriate design of the blades 9 can the aforementioned opaque annular surface radially to the ring body 8th extend. Alternatively, the blades can 9 respectively. 9 ' according to the 8th and 9 respectively. 11 and 12 also be arranged and configured so that radially outside the opaque ring surface between adjacent blades 9 . 9 ' axially free gaps 24 arise. These gaps 24 are arranged distributed in the circumferential direction around the opaque surface and generate there a relative pressure drop, whereby the device 7 has a reduced flow resistance. The opaque in the axial direction annular surface is in this case bounded radially inwardly substantially through the central passage opening or through the core region and radially outwardly by a further annular region extending to the ring body 8th extends and the gaps 24 contains. The construction with the axially free gaps 24 can preferably be achieved in that the blades 9 radially outside at the transition to the ring body 8th lie with their respective cross-sectional profile in a plane which is inclined relative to a plane extending perpendicular to the axial direction. This inclination can for example be between 20 ° and 70 °. In the example shown, this inclination is preferably about 45 °.
Die
Schaufeln 9 bzw. 9' können so
ausgestaltet sein, dass sich ihre Anstellung gegenüber der Axialrichtung
radial entlang der jeweiligen Schaufeln 9, 9' verändert. Die
Veränderung
der Anstellung kann dabei stufenlos erfolgen, wodurch die Schaufel 9, 9' eine Verwindung
aufweisen. Ebenso kann die Veränderung
der Anstellung in Stufen erfolgen. Hierzu können Teilbereiche innerhalb
der jeweiligen Schaufel 9, 9' geringfügig gegenüber dem Rest der jeweiligen Schaufel 9, 9' abgewinkelt
sein. Denkbar ist beispielsweise eine Ausführungsform, bei welcher die Schaufel 9, 9' an ihrem freistehenden
inneren Ende, also am Übergang
zum Kernbereich nicht angestellt sind, wodurch sich ihr Querschnittsprofil
dort im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung erstreckt. Die maximale
Anstellung liegt dann bei den inneren Schaufeln 9 radial
außen
im Bereich des Ringkörpers 8 vor.The shovels 9 respectively. 9 ' can be configured so that their employment with respect to the axial direction radially along the respective blades 9 . 9 ' changed. The change of employment can be made stepless, whereby the blade 9 . 9 ' have a twist. Similarly, the change in employment can be done in stages. For this purpose, partial areas within the respective blade 9 . 9 ' slightly opposite to the rest of the respective blade 9 . 9 ' be angled. It is conceivable, for example, an embodiment in which the blade 9 . 9 ' are not employed at their free-standing inner end, ie at the transition to the core region, whereby their cross-sectional profile there extends substantially parallel to the axial direction. The maximum employment then lies with the inner blades 9 radially outside in the region of the annular body 8th in front.
Um
die Dauerfestigkeit der Einrichtung 7 zu erhöhen, können die
einzelnen, in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Schaufeln 9 bzw. 11 radial außen am Übergang
zum Ringkörper 8 jeweils über eine
abgerundete Öffnung 25 aneinander
grenzen. Diese abgerundeten Öffnungen 25 sind
in den 7, 10 und 13 besser
erkennbar. Die abgerundeten Öffnungen 25 dienen
zur Reduzierung von Spannungen innerhalb der Blechkörper 14', 23,
um die Gefahr einer Rissbildung zu reduzieren.To the fatigue strength of the device 7 can increase, the individual, circumferentially adjacent blades 9 respectively. 11 radially outside at the transition to the ring body 8th each with a rounded opening 25 border each other. These rounded openings 25 are in the 7 . 10 and 13 better recognizable. The rounded openings 25 serve to reduce stresses within the sheet metal body 14 ' . 23 to reduce the risk of cracking.
Besonders
vorteilhaft sind außerdem
Ausführungsformen,
bei denen die Schaufeln 9, 9' so ausgestaltet und angeordnet
sind, dass sie einander nicht berühren. Zweckmäßig ist
dabei eine Weiterbildung, bei der sich die Schaufeln 9, 9' auch dann nicht berühren, wenn
die Einrichtung 7 auf Betriebstemperatur aufgeheizt ist,
die in einer Abgasanlage 3 vergleichsweise hoch sein. Durch
diese kontaktfreie Bauweise können
Beschädigungen
und störende Geräuschentwicklungen
innerhalb der Einrichtung 7 vermieden werden.Also particularly advantageous are embodiments in which the blades 9 . 9 ' are designed and arranged so that they do not touch each other. It is expedient here is a development in which the blades 9 . 9 ' even then do not touch when setting up 7 heated to operating temperature in an exhaust system 3 be comparatively high. This non-contact design can damage and disturbing noise developments within the device 7 be avoided.
Insbesondere
die inneren Schaufeln 9, 9' können mit einem Strömungsprofil
versehen sein. Mit anderen Worten, zwischen ihrer Anströmkante und ihrer
Abströmkante
besitzt ihre Außenkontur
eine Krümmung.
In den 11 und 12 ist
dabei eine abgewinkelte Kante 34 erkennbar, die an der
jeweiligen Schaufel 9, 9' eine Abströmkante oder eine Anströmkante bildet.In particular, the inner blades 9 . 9 ' can be provided with a flow profile. In other words, between its leading edge and its trailing edge its outer contour has a curvature. In the 11 and 12 is an angled edge 34 identifiable to the respective blade 9 . 9 ' forms a trailing edge or a leading edge.
Im
Folgenden wird anhand der 7, 10 und 13 ein
bevorzugtes Verfahren zum Herstellen der Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung 7 näher erläutert.The following is based on the 7 . 10 and 13 a preferred method for producing the mixing and / or evaporation device 7 explained in more detail.
Entsprechend
den 7, 10 und 13 ist
der jeweilige Blechkörper 14', 23, 28 aus dem
letztlich die Tragstruktur 14 mit den Schaufeln 9 bzw.
der Ringkörper 8 mit
den Schaufeln 9, 11, 27 durch Umformung
ausgebildet werden, in einem Ausgangszustand ein im Wesentlichen
ebener Blechstreifen. In diesen Blechstreifen werden Schnitte 26 eingearbeitet.
Diese Schnitte 26 werden dabei seitlich angesetzt und erstrecken
sich auf der jeweiligen Seite des Blechstreifens parallel zueinander.
Zweckmäßig sind
sie gegenüber
der Längsrichtung
des Blechstreifens geneigt. Diese Längsrichtung des Blechstreifens
definiert dabei die Umfangsrichtung des damit gebildeten Ringkörpers 8 bzw.
die Verlaufsrichtung der jeweiligen Tragstruktur 14.According to the 7 . 10 and 13 is the respective sheet metal body 14 ' . 23 . 28 from the end the supporting structure 14 with the blades 9 or the ring body 8th with the blades 9 . 11 . 27 are formed by forming, in an initial state, a substantially flat sheet metal strip. In these metal strips are cuts 26 incorporated. These cuts 26 be attached to the side and extend on the respective side of the metal strip parallel to each other. Suitably, they are inclined relative to the longitudinal direction of the metal strip. This longitudinal direction of the sheet metal strip defines the circumferential direction of the annular body formed therewith 8th or the direction of the respective support structure 14 ,
Vor
oder nach den Schnitten 26 oder gleichzeitig mit den Schnitten 26 können die Öffnungen 25 hergestellt
werden. Durch die Schnitte 26 werden am Blechstreifen eine
Vielzahl nebeneinander angeordneter Querstreifen ausgebildet, die
durch die Schnitte 26 voneinander getrennt sind. Diese
Querstreifen bilden später
die Schaufeln 9 bzw. 11. Die Schnitte 26 können bevorzugt
auch so hergestellt werden, zum Beispiel durch Stanzvorgänge, dass
sie zwischen benachbarten Querstreifen Spalte bilden, so dass sich die
Querstreifen nach dem Herstellen der Schnitte 26 gegenseitig
nicht berühren.
Bei der Ausführungsform der 11 bis 13 werden
außerdem
im Blechstreifen Laschen freigeschnitten, welche die äuße ren Schaufeln 27 bilden
sollen. Die hierzu angebrachten Schnitte sind in 13 mit 35 bezeichnet.Before or after the cuts 26 or at the same time as the cuts 26 can the openings 25 getting produced. Through the cuts 26 be formed on the sheet metal strip a plurality of juxtaposed transverse strips, through the cuts 26 are separated from each other. These cross stripes later form the blades 9 respectively. 11 , The cuts 26 may also preferably be made, for example by punching operations, that they form gaps between adjacent transverse strips so that the transverse strips after making the cuts 26 do not touch each other. In the embodiment of the 11 to 13 In addition, tabs are cut free in the metal strip, which the äuße ren blades 27 should form. The attached cuts are in 13 With 35 designated.
Nachdem
die Querstreifen bzw. Laschen durch die Schnitte 26, 35 vereinzelt
sind, können
sie zu den Schaufeln 9 bzw. 11 bzw. 27 umgebogen
werden. Beispielsweise können
sie hierzu um etwa 90° vom übrigen Blechkörper abgewinkelt
werden. Gleichzeitig kann beim Umbiegen der Schaufeln 9, 11, 27 eine
spezielle Geometrie für
die Schaufeln 9, 11, 27 realisiert werden.
Beispielsweise können
die Schaufeln 9, 11, 27 mit entsprechenden
Verwindungen ausgestattet werden und/oder mit gekrümmten oder
gebogenen Verläufen
wie die äußeren Schaufeln 11, 27 der 8 und 9 sowie 11 und 12.After the horizontal stripes or tabs through the cuts 26 . 35 sporadically, they can go to the shovels 9 respectively. 11 respectively. 27 be bent over. For example, they can be angled for this purpose by about 90 ° from the rest of the sheet metal body. At the same time, when bending the blades 9 . 11 . 27 a special geometry for the blades 9 . 11 . 27 will be realized. For example, the blades can 9 . 11 . 27 be provided with appropriate twisting and / or with curved or curved curves as the outer blades 11 . 27 of the 8th and 9 such as 11 and 12 ,
Nach
dem Abwinkeln der Schaufeln 9, 11, 27 kann
der Blechstreifen um eine parallel zur Axialrichtung des Ringkörpers 8 verlaufende
Biegeachse gebogen bzw. aufgewickelt oder aufgerollte werden, um beispielsweise
einen Ringkörper 8 gemäß der Ausführungsform
der 8 bis 10 zu bilden. Sofern eine Tragstruktur 14 entsprechend
den Ausführungsformen
der 2 bis 7 und 11 bis 13 hergestellt
werden soll, wird der Blechstreifen mit den angeformten Schaufeln 9, 27 entsprechend
mehrfach umgebogen und umgeformt, bis sich die in den 2 bis 6 bzw. 11 und 12 erkennbaren
Verläufe
für die
jeweilige Tragstruktur 14 ergeben, um die einzelnen Schaufelabschnitte 15 und Halteabschnitte 16 auszuformen.After bending the blades 9 . 11 . 27 can the metal strip around a parallel to the axial direction of the annular body 8th bent bending axis to be bent or wound or rolled, for example, a ring body 8th according to the embodiment of the 8th to 10 to build. Unless a support structure 14 according to the embodiments of 2 to 7 and 11 to 13 is to be produced, the sheet metal strip with the molded blades 9 . 27 bent several times and reshaped until the in the 2 to 6 respectively. 11 and 12 recognizable courses for the respective support structure 14 yield to the individual blade sections 15 and holding sections 16 to mold.
Der
umgeformte Blechkörper 14', 23, 28 kann
beispielsweise an einem Stoß oder
in einem Überlappungsbereich
verschweißt
werden. Ebenso sind andere Fixiertechniken denkbar.The transformed sheet metal body 14 ' . 23 . 28 For example, it can be welded at a joint or in an overlap area. Likewise, other fixation techniques are conceivable.
Bevorzugt
sind in der in 1 gezeigten Abgasanlage 3 die
Einspritzeinrichtung 6 und die Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung 7 so
aufeinander abgestimmt, dass ein von der Einspritzeinrichtung 6 erzeugter
einstrahliger oder mehrstrahliger Eduktstrahl die inneren Schaufeln 9 der
zentralen oder inneren Beschaufelung 13 der Einrichtung 7 im
blickdichten Bereich trifft, der insbesondere ringförmig ausgestaltet
ist.Preferred are in the in 1 shown exhaust system 3 the injector 6 and the mixing and / or evaporation device 7 so matched to one another by the injector 6 generated single-jet or multi-jet educt jet the inner blades 9 the central or inner blading 13 the device 7 meets in the opaque area, which is designed in particular ring-shaped.