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DE112009001055T5 - Exhaust element comprising a static means for admixing an additive to exhaust gases - Google Patents

Exhaust element comprising a static means for admixing an additive to exhaust gases Download PDF

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DE112009001055T5
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exhaust element
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Cédric Collinot
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Faurecia Systemes dEchappement SAS
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Abstract

Abgaselement (3; 4), das Bestandteil eines Abgasstranges (2) eines Kraftfahrzeugs mit Brennkraftmaschine (1) ist und in dessen Innerem ein Fluid strömt, das aus Abgasen sowie aus einem Zusatz zu diesen Gasen besteht, wobei dieses Abgaselement (3; 4) ein innen angebrachtes statisches Mittel (6) zum Beimischen dieses Zusatzes zu diesen Abgasen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Mittel (6) zum Beimischen des Zusatzes zu den Abgasen mindestens eine Wendelfläche (Helicoid) (61) umfasst, die eine Achse aufweist, die sich in einer Richtung erstreckt, welche einen bestimmten Winkel (α) mit der Strömungsrichtung (D) des Fluids in diesem Abgaselement (3; 4) bildet.Exhaust element (3; 4) which is part of an exhaust line (2) of a motor vehicle with internal combustion engine (1) and inside which a fluid flows which consists of exhaust gases and an additive to these gases, this exhaust element (3; 4) has an internally mounted static means (6) for adding this additive to these exhaust gases, characterized in that the static means (6) for adding the additive to the exhaust gases comprises at least one helical surface (helicoid) (61) which has an axis, which extends in a direction which forms a certain angle (α) with the flow direction (D) of the fluid in this exhaust gas element (3; 4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgaselement, welches Bestandteil eines Abgasstranges eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine ist.The present invention relates to an exhaust element which is part of an exhaust system of a motor vehicle with an internal combustion engine.

Diese Erfindung betrifft den Bereich der Automobilindustrie und spezieller den der Herstellung der Anlagen, die dazu bestimmt sind, das Ausströmen der Gase sicherzustellen, die aus der Verbrennung eines Kraftstoffes im Inneren einer Brennkraftmaschine resultieren, mit der ein Kraftfahrzeug ausgestattet ist.This invention relates to the automotive industry, and more particularly to the manufacture of equipment intended to ensure the outflow of gases resulting from the combustion of a fuel inside an internal combustion engine fitted to a motor vehicle.

Eine solche Anlage ist in der Form eines Abgasstranges ausgebildet, welcher, in der Reihenfolge entsprechend der Strömungsrichtung der Abgase in diesem Abgasstrang betrachtet, einerseits an eine solche Brennkraftmaschine angeschlossen ist, andererseits eine Aufeinanderfolge von Abgaselementen aufweist und schließlich in die Atmosphäre. mündet.Such a system is designed in the form of an exhaust line, which, viewed in the order according to the flow direction of the exhaust gases in this exhaust line, on the one hand connected to such an internal combustion engine, on the other hand has a succession of exhaust elements and finally into the atmosphere. empties.

Insbesondere weist der Abgasstrang- unter diesen Abgaselementen mindestens eine Vorrichtung zur physikalischen und/oder chemischen Behandlung der Abgase auf.In particular, the exhaust system of these exhaust elements at least one device for the physical and / or chemical treatment of the exhaust gases.

Eine solche Vorrichtung kann aus einem Katalysator bestehen, welcher in der Form eines Katalysators (insbesondere vom Typ SCR) zur Reduzierung der Stickoxide (NOx) ausgebildet sein kann und welcher ein Mittel zur Behandlung der Gase aufweist, das mindestens dafür ausgebildet ist, eine solche Reduzierung sicherzustellen. Ein solcher Katalysator ist ganz besonders dann von Interesse, wenn es darum geht, Abgase zu reinigen, die von der Verbrennung eines Dieselkraftstoffes stammen.Such a device may consist of a catalyst which may be in the form of a catalyst (in particular of the SCR type) for reducing nitrogen oxides (NOx) and which has a means of treating the gases which are at least adapted for such reduction sure. Such a catalyst is of particular interest when it comes to purifying exhaust gases resulting from the combustion of a diesel fuel.

Es. wurde festgestellt, dass die Reduzierung dieser Abgase im Inneren eines solchen Katalysators beträchtlich verbessert wird, wenn diese Abgase vor ihrer Einleitung in diesen Katalysator mit einem Zusatz gemischt wurden, der Harnstoff enthält. Tatsächlich unterliegt Harnstoff, wenn er in heiße Abgase eingeführt wird (insbesondere nach Verdampfung einer wässrigen. Harnstofflösung), einer chemischen Umwandlung, bei der er in Ammoniak (NH3) umgewandelt wird, welches ein starkes Reduktionsmittel für Stickoxide darstellt. So werden im Inneren des Katalysators und in Gegenwart dieses Ammoniaks die Abgase reduziert, derart, dass am Ausgang dieses Katalysators im Wesentlichen Wasser, Wasserstoff (H2) und Stickstoff (N2) freigesetzt werden.It. It has been found that the reduction of these exhaust gases inside such a catalyst is considerably improved if these exhaust gases have been mixed with an additive containing urea prior to their introduction into this catalyst. In fact, when introduced into hot exhaust gases (especially after evaporation of an aqueous urea solution), urea undergoes a chemical transformation in which it is converted to ammonia (NH3), which is a potent nitrogen oxides reductant. Thus, the exhaust gases are reduced in the interior of the catalyst and in the presence of this ammonia, so that at the output of this catalyst substantially water, hydrogen (H2) and nitrogen (N2) are released.

Diesbezüglich ist anzumerken, dass die Reduzierung dieser Stickoxide um so effizienter ist, je homogener das Gemisch des Zusatzes mit den Abgasen ist.In this regard, it should be noted that the more homogeneous the mixture of the additive with the exhaust gases, the more efficient is the reduction of these nitrogen oxides.

Um die Homogenität dieses Gemisches zu verbessern, ist es bekannt, einen statischen Mischer zu verwenden, der im Inneren eines Abgaselements (gewöhnlich einer Abgasleitung) und stromaufwärts des Mittels zur Behandlung der Gase positioniert ist.In order to improve the homogeneity of this mixture, it is known to use a static mixer positioned inside an exhaust element (usually an exhaust pipe) and upstream of the means for treating the gases.

Im Dokument WO 9300990 ist ein solcher Mischer beschrieben, der in der Form mehrerer Ablenkelemente ausgebildet ist, welche einerseits in mehreren Reihen senkrecht zur Symmetrieachse des Abgaselements angeordnet sind und andererseits innerhalb ein und derselben Reihe in ein und derselben Richtung und in zwei benachbarten Reihen in einer entgegengesetzten Richtung ausgerichtet sind.In the document WO 9300990 is described such a mixer which is formed in the form of a plurality of baffles, which are arranged on the one hand in several rows perpendicular to the axis of symmetry of the exhaust element and on the other hand aligned within one and the same row in one and the same direction and in two adjacent rows in an opposite direction ,

Weiterhin ist aus dem Dokument EP-1.514.591 ein Abgaselement bekannt, das im Inneren einen statischen Mischer aufweist, der mehrere Ablenkplatten aufweist, die in der Form von gekrümmten Blechlamellen ausgebildet sind, die sich vom Umfang dieses Elements aus in Richtung seines Mittelpunktes erstrecken. Diese Ablenkplatten definieren Flügel einer Helix, die sich durch das Abgaselement hindurch erstreckt.Furthermore, from the document EP-1514591 an exhaust element having internally a static mixer having a plurality of baffles formed in the shape of curved laminations extending from the periphery of this element towards its center. These baffles define wings of a helix that extends through the exhaust element.

Diese Vorrichtungen ermöglichen zwar, die Homogenität des Gemisches stromabwärts des Mischers zu verbessern, weisen jedoch den Nachteil auf, einen erheblichen Gegendruck stromaufwärts dieses Mischers zu erzeugen, der sich nachteilig auf das Strömen der Gase in dem Abgasstrang sowie auf ihre Behandlung und auf ihre Ableitung auswirkt.Although these devices make it possible to improve the homogeneity of the mixture downstream of the mixer, they have the disadvantage of producing a considerable back pressure upstream of this mixer, which adversely affects the flow of the gases in the exhaust line as well as their treatment and their discharge ,

Die vorliegende Erfindung ist in der Lage, die Nachteile der Vorrichtungen des Standes der Technik zu überwinden.The present invention is capable of overcoming the disadvantages of the prior art devices.

Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Abgaselement, welches Bestandteil eines Abgasstranges eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine ist und in dessen Innerem ein Fluid strömt, das aus Abgasen sowie aus einem Zusatz zu diesen Gasen besteht, wobei dieses Abgaselement ein innen angebrachtes statisches Mittel zum Beimischen dieses Zusatzes zu diesen Abgasen aufweist. Dieses Abgaselement ist dadurch gekennzeichnet, dass das statische Mittel zum Beimischen des Zusatzes zu den Abgasen mindestens eine Wendelfläche (Helicoid) umfasst, die eine Achse aufweist, die sich in einer Richtung erstreckt, welche einen bestimmten Winkel mit der Strömungsrichtung des Fluids in diesem Abgaselement bildet.To this end, the invention relates to an exhaust element which is part of an exhaust line of a motor vehicle with an internal combustion engine and in the interior of which flows a fluid consisting of exhaust gases and an additive to these gases, said exhaust element having an internally mounted static means for admixing it Has additional to these exhaust gases. This exhaust element is characterized in that the static means for admixing the additive to the exhaust gases comprises at least one helicoid having an axis extending in a direction which forms a certain angle with the flow direction of the fluid in that exhaust element ,

Ein zusätzliches Merkmal betrifft die Tatsache, dass die Erstreckungsrichtung der Achse einer Wendelfläche mit der Strömungsrichtung des Fluids in dem Abgaselement einen Winkel im Bereich von 0 bis 30° bildet.An additional feature relates to the fact that the direction of extension of the axis of a helical surface forms an angle in the range of 0 to 30 ° with the flow direction of the fluid in the exhaust gas element.

Gemäß einem anderen Merkmal umfasst der Mischer mehrere Wendelflächen, die jeweils eine Achse aufweisen, die sich einerseits in einer Richtung erstreckt, die mit der Erstreckungsrichtung der Achse einer anderen Wendelfläche einen bestimmten Winkel bildet, der insbesondere im Bereich von 0 bis 30° liegt, und sich andererseits in einer Richtung erstreckt, die mit der Strömungsrichtung des Fluids in diesem Abgaselement einen bestimmten Winkel bildet, der insbesondere im Bereich von 0 bis 30° liegt. According to another feature, the mixer comprises a plurality of helical surfaces, each having an axis which extends on the one hand in a direction which forms with the direction of extension of the axis of another helical surface a certain angle, which is in particular in the range of 0 to 30 °, and on the other hand extends in a direction which forms a certain angle with the flow direction of the fluid in this exhaust element, which is in particular in the range of 0 to 30 °.

Gemäß einem zusätzlichen Merkmal weisen die zwei nebeneinander befindlichen Wendelflächen eine identische oder, und vorzugsweise, entgegengesetzte Drehrichtung auf.According to an additional feature, the two adjacent spiral surfaces have an identical or, and preferably, opposite direction of rotation.

Ein zusätzliches Merkmal besteht darin, dass der Mischer mehrere Wendelflächen umfasst und dass diese Wendelflächen innerhalb mindestens eines Satzes gruppiert sind, der mindestens zwei Wendelflächen umfasst, die eine vorzugsweise identische Drehrichtung aufweisen.An additional feature is that the mixer comprises a plurality of helical surfaces and that these helical surfaces are grouped within at least one set comprising at least two helical surfaces having a preferably identical rotational direction.

Gemäß einem anderen Merkmal umfasst der Mischer mindestens ein Modul, das einerseits eine Platte aufweist, die parallel zur Strömungsrichtung des Fluids in dem Abgaselement ausgerichtet ist, und andererseits mindestens eine Wendelfläche oder einen Satz von mindestens zwei Wendelflächen, die bzw. der sich in der stromabwärtigen Verlängerung dieser Platte erstreckt.According to another feature, the mixer comprises at least one module having on one side a plate aligned parallel to the flow direction of the fluid in the exhaust element and on the other side at least one helical surface or set of at least two helical surfaces located in the downstream one Extension of this plate extends.

Tatsächlich umfasst dieser Mischer mehrere Module, die einerseits jeweils eine Platte sowie einen Satz von mindestens zwei Wendelflächen aufweisen und andererseits paarweise, insbesondere auf eine senkrechte Weise, durch Verbindungsmittel verbunden sind, mit denen mindestens eine Platte mindestens eines solchen Moduls ausgestattet ist.In fact, this mixer comprises a plurality of modules, each having a plate and a set of at least two helical surfaces on the one hand and connected in pairs, in particular in a vertical manner, by connecting means with which at least one plate of at least one such module is equipped.

Schließlich besteht ein solches Modul aus einem einzigen, insbesondere metallischen Teil, das vorzugsweise durch Schneiden, Verwindung, insbesondere ergänzt durch eine Biegung, hergestellt ist.Finally, such a module consists of a single, in particular metallic part, which is preferably produced by cutting, twisting, in particular supplemented by a bend.

Tatsächlich besteht dieses Abgaselement entweder aus einer Abgasleitung, die innen das Mittel zum Beimischen eines Zusatzes zu den Abgasen aufweist, oder aus einer Vorrichtung zur physikalischen und/oder chemischen Behandlung der Abgase, die innen das Mittel zum Beimischen eines Zusatzes zu den Abgasen sowie stromabwärts dieses Mischers ein Mittel zur physikalischen und/oder chemischen Behandlung dieses Gemisches aufweist.In fact, this exhaust gas element consists either of an exhaust gas conduit internally provided with admixture of an additive to the flue gases, or of a device for physically and / or chemically treating the flue gases, internally the admixture of an additive to the flue gases and downstream thereof Mischers has a means for the physical and / or chemical treatment of this mixture.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Abgasstrang, der ein solches Abgaselement umfasst.The invention also relates to an exhaust system comprising such an exhaust element.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass das Abgaselement einen statischen Mischer zum Mischen des Zusatzes mit den Abgasen umfasst, wobei ein solcher Mischer aus mindestens einer Wendelfläche besteht, die im Inneren dieses Abgaselements positioniert ist. Eine solche Wendelfläche ermöglicht vorteilhafterweise, dem Fluid eine Wirbelbewegung zu verleihen, welche die Homogenisierung des Gemisches begünstigt. Ein weiterer Vorteil einer solchen Wendelfläche besteht darin, dass das Fluid stromabwärts dieser Wendelfläche eine solche Strömung aufweist, dass der Gegendruck, der durch das Gemisch Zusatz/Abgase erzeugt wird, wesentlich niedriger ist als derjenige, der durch die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik erzeugt wird.The advantages of the present invention are that the exhaust element comprises a static mixer for mixing the additive with the exhaust gases, such a mixer consisting of at least one helical surface positioned inside this exhaust element. Such a helical surface advantageously makes it possible to impart to the fluid a swirling motion which favors the homogenization of the mixture. Another advantage of such a helical surface is that the fluid downstream of this helical surface has such a flow that the back pressure created by the additive / exhaust mixture is substantially lower than that produced by the prior art devices becomes.

Hinzu kommt, dass ein solcher Mischer außerdem mehrere Wendelflächen aufweisen kann, welche in Wirklichkeit auf eine geschickte Weise im Inneren des Abgaselements angeordnet sind, derart, dass sie sich an die Geometrie und/oder die Abmessungen des Abgaselements anpassen, was vorteilhafterweise ermöglicht, die Strömung des Fluids stromabwärts dieses Mischungsmittels zu optimieren.In addition, such a mixer may also have a plurality of helical surfaces, which are in fact arranged in a sophisticated manner inside the exhaust element, such that they adapt to the geometry and / or the dimensions of the exhaust element, which advantageously allows the flow of the fluid downstream of this mixing agent.

Außerdem ist es leicht möglich, die Anzahl der Wendelflächen, ihre Positionierung relativ zueinander und ihre Eigenschaften (Drehrichtung, Länge, Ganghöhe, Durchmesser, Ausrichtung der Achse) anzupassen, was es ermöglicht, vorteilhafterweise gute Ergebnisse zu erzielen, was die Homogenität des Gemisches und die geringe Höhe des Gegendruckes (oder auch den Kompromiss zwischen diesem Gegendruck und dem Druckverlust) stromabwärts des Mischers anbelangt.In addition, it is easily possible to adjust the number of helical surfaces, their positioning relative to each other and their properties (direction of rotation, length, pitch, diameter, orientation of the axis), which makes it possible to achieve advantageously good results, which the homogeneity of the mixture and the low level of back pressure (or even the trade-off between this back pressure and the pressure drop) downstream of the mixer.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass gute Ergebnisse erzielt werden, wenn dieser Mischer mindestens ein Paar Wendelflächen oder sogar, und vorzugsweise, zwei Paar Wendelflächen aufweist.In this connection, it should be noted that good results are achieved if this mixer has at least one pair of helical surfaces or even, and preferably, two pairs of helical surfaces.

Ein zusätzliches Merkmal besteht darin, dass dieser Mischer im Inneren eines Abgaselements positioniert ist, das aus einer Abgasleitung oder aus einer Vorrichtung zur Behandlung der Gase, insbesondere einem Katalysator, besteht. Eine solche Ausführungsform ermöglicht vorteilhafterweise, diesen Mischer auf eine optimierte Weise bezüglich des Mittels zum Einleiten des Zusatzes und bezüglich des Mittels zur Behandlung der Abgase innerhalb des Abgasstranges zu positionieren.An additional feature is that this mixer is positioned inside an exhaust element consisting of an exhaust pipe or a device for treating the gases, in particular a catalyst. Such an embodiment advantageously allows this mixer to be positioned in an optimized manner with respect to the means for introducing the additive and with respect to the means for treating the exhaust gases within the exhaust line.

Schließlich kann dieser Mischer ausgehend von mindestens einem Blech hergestellt werden, spezieller durch Schneiden, Verwindung, insbesondere ergänzt durch eine Biegung. Dies ermöglicht vorteilhafterweise, einen besonders effizienten statischen Mischer bei besonders niedrigen Herstellungskosten bereitzustellen.Finally, this mixer can be made starting from at least one sheet, more particularly by cutting, twisting, in particular supplemented by a bend. This advantageously makes it possible to provide a particularly efficient static mixer with particularly low production costs.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Verlaufe der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, die sich auf Ausführungsformen bezieht, welche lediglich als Beispiele angegeben werden, die der Veranschaulichung dienen sollen und nicht einschränkend sind. Other objects and advantages of the present invention will become apparent in the course of the following description, which refers to embodiments given by way of example only, which are intended to be illustrative and not restrictive.

Das Verständnis dieser Beschreibung wird erleichtert, indem auf die im Anhang beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, wobei:The understanding of this description will be facilitated by reference to the accompanying drawings in which:

1 eine schematisierte Ansicht eines Abgasstranges ist, der ein Abgaselement gemäß der Erfindung aufweist; 1 is a schematic view of an exhaust line, comprising an exhaust element according to the invention;

2 eine schematisierte Ansicht eines Abgaselements im teilweisen Längsschnitt ist, das aus einer Abgasleitung besteht und innen ein Mittel zum Beimischen (Mischer) eines Zusatzes zu Abgasen aufnimmt; 2 a schematic view of an exhaust element in partial longitudinal section, which consists of an exhaust pipe and internally receives a means for mixing (mixer) of an additive to exhaust gases;

3 eine schematisierte Ansicht und Detailansicht eines solchen Mischers ist; 3 a schematic view and detailed view of such a mixer is;

die 4a und 4b schematisierte Ansichten und Detailansichten sind, welche jeweils eines der zwei Module zeigen, aus denen ein solcher Mischer zusammengesetzt ist;the 4a and 4b schematic views and detailed views are each showing one of the two modules of which such a mixer is composed;

die 5a bis 5d schematisierte Ansichten und Detailansichten sind, die einer ersten Ausführungsform des Einbaus eines solchen Mischers im Inneren eines Abgaselements, das in 2 dargestellt ist, entsprechen;the 5a to 5d schematized views and detailed views are that of a first embodiment of the installation of such a mixer inside an exhaust element, which in 2 is shown correspond;

die 6a bis 6c schematisierte Ansichten und Detailansichten sind, die einer zweiten Ausführungsform des Einbaus eines solchen Mischers im Inneren eines Abgaselements, das in 2 dargestellt ist, entsprechen.the 6a to 6c schematized views and detailed views are that of a second embodiment of the installation of such a mixer in the interior of an exhaust element, which in 2 is shown correspond.

Die Erfindung betrifft den Bereich der Automobilindustrie und spezieller den der Herstellung der Anlagen, die dazu bestimmt sind, das Ausströmen der Gase sicherzustellen, die aus der Verbrennung eines Kraftstoffes im Inneren einer Brennkraftmaschine 1 resultieren, mit der ein Kraftfahrzeug ausgestattet ist.The invention relates to the field of the automotive industry and more particularly to the manufacture of equipment designed to ensure the outflow of gases resulting from the combustion of a fuel inside an internal combustion engine 1 result, with which a motor vehicle is equipped.

Eine solche Anlage weist die Form eines Abgasstranges 2 auf, der an diesen Motor 1 angeschlossen ist und mehrere Abgaselemente (3; 4) umfasst, die entlang dieses Abgasstranges 2 aufeinanderfolgen.Such a plant has the form of a Abgasstranges 2 on, on this engine 1 is connected and several exhaust elements ( 3 ; 4 ), which runs along this exhaust line 2 consecutive.

Insbesondere kann dieser Abgasstrang 2, wie in 1 ersichtlich, mindestens ein Abgaselement 3 aufweisen, das aus einer Vorrichtung zur Sicherstellung der physikalischen und/oder chemischen Behandlung der von der Verbrennung eines Kraftstoffes im Inneren des Motors 1 stammenden Abgase besteht.In particular, this exhaust system 2 , as in 1 seen, at least one exhaust element 3 comprising, means for ensuring the physical and / or chemical treatment of the combustion of a fuel inside the engine 1 originating exhaust gases.

Eine solche Vorrichtung zur Behandlung 3 kann aus einem Partikelfilter 31 (gewöhnlich ”FAP” genannt) bestehen, das stromabwärts des Motors 1 positioniert ist.Such a device for treatment 3 can be from a particle filter 31 (usually called "FAP"), the downstream of the engine 1 is positioned.

Eine solche Vorrichtung zur Behandlung 3 kann außerdem aus einem Katalysator 32 bestehen, der ebenfalls stromabwärts des Motors 1 positioniert ist. Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist und einer Standardkonfiguration eines Abgasstranges 2 entspricht, kann dieser Katalysator 32 stromabwärts eines oben erwähnten Partikelfilters 31 positioniert sein. Jedoch gemäß einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann ein solcher Katalysator 32 auch in ein komplexeres Abgaselement 3 (gewöhnlich ”cata-FAP” genannt) integriert sein, das einen solchen Katalysator 32 sowie ein Partikelfilter 31 vom oben erwähnten Typ beinhaltet.Such a device for treatment 3 can also be from a catalyst 32 which is also downstream of the engine 1 is positioned. According to a first embodiment, the in 1 is shown and a standard configuration of a Abgasstranges 2 corresponds, this catalyst can 32 downstream of an above-mentioned particulate filter 31 be positioned. However, according to another embodiment, not shown, such a catalyst 32 also in a more complex exhaust element 3 (usually called "cata-FAP"), which is such a catalyst 32 as well as a particle filter 31 of the type mentioned above.

Tatsächlich besteht ein solcher Katalysator 32 spezieller und mindestens teilweise aus einem Katalysator zur Behandlung der Stickoxide (NOx), die in den Abgasen enthalten sind.In fact, there is such a catalyst 32 more specifically, and at least partially, a catalyst for treating the nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gases.

Ein solcher Katalysator 32 zur Behandlung der Stickoxide kann aus einem Katalysator zum Einfangen dieser Stickoxide (gewöhnlich ”NOx trap” bzw. NOx-Falle genannt) oder auch aus einem Katalysator zur katalytischen Reduktion dieser Stickoxide, zum Beispiel einem Dreiwegekatalysator vom Typ TWC oder auch einem Katalysator vom Typ SCR (Selective Catalytic Reduction), bestehen.Such a catalyst 32 for the treatment of nitrogen oxides can from a catalyst for trapping these nitrogen oxides (usually called "NOx trap" or NOx trap) or from a catalyst for the catalytic reduction of these nitrogen oxides, for example, a three-way catalyst type TWC or a catalyst type SCR (Selective Catalytic Reduction).

In dem speziellen Fall eines Katalysators 32 zur Reduktion der Stickoxide weist dieser Katalysator 32 dann innen ein Mittel (spezieller eine Keramik oder etwas Analoges) zur Behandlung der Abgase auf, wobei dieses Behandlungsmittel dafür ausgebildet ist, die katalytische Reduktion der in diesen Gasen enthaltenen Stickoxide sicherzustellen.In the special case of a catalyst 32 for the reduction of nitrogen oxides, this catalyst 32 then inside a means (more specifically a ceramic or something analogous) for the treatment of the exhaust gases, which treatment agent is adapted to ensure the catalytic reduction of the nitrogen oxides contained in these gases.

Diesbezüglich ist anzumerken, dass die katalytische Reduktion der in den Abgasen enthaltenen Stickoxide begünstigt wird, wenn diese Gase ein Reduktionsmittel enthalten.In this regard, it should be noted that the catalytic reduction of the nitrogen oxides contained in the exhaust gases is favored when these gases contain a reducing agent.

Die Anwesenheit eines solchen Reduktionsmittels in diesen Gasen kann sichergestellt werden, indem im Inneren des Abgasstranges 2 und stromaufwärts des Katalysators 32 ein solches Reduktionsmittel eingeführt wird, oder der Vorläufer eines solchen Reduktionsmittels, welcher im Inneren des Abgasstranges 2 und stromaufwärts des Behandlungsmittels in ein solches Reduktionsmittel umgewandelt wird.The presence of such a reducing agent in these gases can be ensured by placing inside the exhaust line 2 and upstream of the catalyst 32 such a reducing agent is introduced, or the precursor of such a reducing agent, which in the interior of the exhaust line 2 and is converted into such a reducing agent upstream of the treating agent.

Zu diesem Zweck wird der Abgasstrang 2 durch ein Mittel 5 vervollständigt, das stromabwärts des Partikelfilters 31 und stromaufwärts des Katalysators 32 positioniert ist und so ausgebildet ist, dass es in das Innere dieses Abgasstranges 2 (insbesondere durch Einspritzung, spezieller nach Zerstäubung oder Verdampfung) einen Zusatz einbringt, welcher den Abgasen zur Herstellung eines Fluids beigemischt werden muss, das durch katalytische Reduktion im Inneren des Katalysators 32 zu behandeln ist. For this purpose, the exhaust system 2 by a means 5 completes, the downstream of the particulate filter 31 and upstream of the catalyst 32 is positioned and designed so that it enters the interior of this exhaust line 2 (In particular, by injection, more specifically after atomization or evaporation) introduces an additive which must be added to the exhaust gases for the production of a fluid by catalytic reduction in the interior of the catalyst 32 to treat.

Dieser eingebrachte Zusatz besteht aus einem Reduktionsmittel oder aus einem Vorläufer eines solchen Reduktionsmittels.This introduced additive consists of a reducing agent or a precursor of such a reducing agent.

Tatsächlich, und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, wird dieser Zusatz auf der Basis von Harnstoff hergestellt und kann aus einer (insbesondere wässrigen) Lösung mit einem geringen Harnstoffgehalt bestehen, die spezieller unter dem Namen AdBlue bekannt ist (Vorläufer eines Reduktionsmittels). Diese Lösung erfährt eine chemische Umwandlung (Thermolyse, Hydrolyse) im Inneren des Abgasstranges 2, derart, dass sie innerhalb des zu behandelnden Fluids mindestens in der Form von Ammoniak (NH3), welcher das den Abgasen beigemischte Reduktionsmittel darstellt, vorliegt.In fact, and according to a preferred embodiment, this additive is made on the basis of urea and may consist of a (especially aqueous) solution with a low urea content, more specifically known under the name AdBlue (precursor of a reducing agent). This solution undergoes a chemical transformation (thermolysis, hydrolysis) inside the exhaust line 2 in that it is present within the fluid to be treated at least in the form of ammonia (NH3), which is the reducing agent admixed with the exhaust gases.

Es ist außerdem anzumerken, dass die Effizienz der katalytischen Reduktion der Stickoxide, die in den Abgasen enthalten sind, sich mit zunehmender Homogenität des durch den Katalysator 32 zu behandelnden Fluids erhöht.It should also be noted that the efficiency of the catalytic reduction of the nitrogen oxides contained in the exhaust gases increases with homogeneity of the catalyst 32 increased to be treated fluids.

Um dieses Fluid zu homogenisieren, weist der Abgasstrang 2 außerdem ein statisches Mittel 6 zum Mischen des Zusatzes mit den Abgasen auf, wobei dieses Mittel 6 im weiteren Verlauf der Beschreibung aus Gründen der Bequemlichkeit ”Mischer 6” genannt wird.To homogenize this fluid, the exhaust line points 2 also a static means 6 for mixing the additive with the exhaust gases, this agent 6 in the further course of the description for the sake of convenience "mixer 6 " is called.

Ein solcher Mischer 6 ist dann dafür ausgebildet, die Abgase mit dem Zusatz zu mischen, der je nach dem vorliegenden Fall aus dem Reduktionsmittel (im Falle der Einbringung eines Zusatzes, der aus einem solchen Reduktionsmittel besteht, oder nach Umwandlung eines in den Strang 2 eingebrachten Vorläufers eines solchen Reduktionsmittels in ein Reduktionsmittel) und/oder aus dem Vorläufer eines solchen Reduktionsmittels (im Falle der Einbringung eines Zusatzes, der aus einem solchen Vorläufer eines Reduktionsmittels besteht) besteht.Such a mixer 6 is then adapted to mix the waste gases with the additive, which, depending on the present case of the reducing agent (in the case of incorporation of an additive which consists of such a reducing agent, or after conversion of one into the strand 2 incorporated precursor of such a reducing agent into a reducing agent) and / or from the precursor of such a reducing agent (in the case of incorporation of an additive consisting of such a precursor of a reducing agent).

Tatsächlich, und wie aus den beigefügten Figuren ersichtlich ist, ist dieser Mischer 6, entlang dem Abgasstrang 2 und innerhalb desselben 2, zwischen dem Mittel 5 zur Einbringung des Zusatzes und dem Mittel zur Behandlung dieses Fluids positioniert.In fact, and as can be seen from the attached figures, this mixer is 6 , along the exhaust system 2 and within it 2 , between the mean 5 positioned for introduction of the additive and the means for treating this fluid.

Dazu, und gemäß einer ersten, nicht dargestellten Ausführungsform kann ein solcher Mischer 6 im Inneren eines Abgaselements 3 angeordnet sein, das aus einer Vorrichtung 3 zur physikalischen und/oder chemischen Behandlung der Abgase besteht, mit welcher der Abgasstrang 2 ausgestattet ist.For this purpose, and according to a first, not shown embodiment, such a mixer 6 inside an exhaust element 3 be arranged, which consists of a device 3 for the physical and / or chemical treatment of the exhaust gases, with which the exhaust system 2 Is provided.

Diese Vorrichtung 3 zur Behandlung weist dann innen das Mittel 6 zum Beimischen eines Zusatzes zu den Abgasen auf, sowie stromabwärts dieses Mischers 6 ein Mittel zur physikalischen und/oder chemischen Behandlung des gemischten Fluids.This device 3 for treatment then has the agent inside 6 for admixing an additive to the exhaust gases, and downstream of this mixer 6 a means for physical and / or chemical treatment of the mixed fluid.

Vorzugsweise besteht dann diese Vorrichtung 3 zur Behandlung der Abgase aus einem Katalysator 32 zur katalytischen Reduktion der in den Abgasen enthaltenen Stickoxide, oder auch aus einer Vorrichtung 3 zur komplexeren Behandlung vom oben erwähnten Typ (cata-FAP), die einen solchen Katalysator 32 umfasst.Preferably then there is this device 3 for treating the exhaust gases from a catalyst 32 for the catalytic reduction of the nitrogen oxides contained in the exhaust gases, or from a device 3 to the more complex treatment of the type mentioned above (cata-FAP), which is such a catalyst 32 includes.

Jedoch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Mittel 6 zum Beimischen eines Zusatzes zu den Abgasen im Inneren eines Abgaselements 4 angebracht, das aus einer Abgasleitung 41 besteht.However, according to a preferred embodiment of the invention, the means 6 for admixing an additive to the exhaust gases in the interior of an exhaust element 4 attached, that from an exhaust pipe 41 consists.

Wie aus den beigefügten Figuren ersichtlich, besteht ein solches Abgaselement 4 vorzugsweise aus einer Abgasleitung 41 für den Anschluss eines Partikelfilters 31 an einen Katalysator 32.As can be seen from the attached figures, there is such an exhaust element 4 preferably from an exhaust pipe 41 for the connection of a particle filter 31 to a catalyst 32 ,

Tatsächlich, und wie aus den 5a bis 5d und 6a bis 6c ersichtlich, besteht eine solche Leitung 41 vorzugsweise aus zwei Abschnitten (411; 412) der Leitung 41, von denen mindestens einer 411 innen den Mischer 6 aufnimmt. Dieser Letztere 6 wird dann ins Innere dieses Abschnitts 411 der Leitung 41 über dessen Mündungsende und vor dem (insbesondere durch Herstellung einer festen Verbindung, zum Beispiel durch Schweißen durchgeführten) Anschluss dieses Abschnitts 411 der Leitung 41 an den anderen Abschnitt 412 dieser Leitung 41 eingeführt.In fact, and how from the 5a to 5d and 6a to 6c it can be seen that such a line exists 41 preferably of two sections ( 411 ; 412 ) of the line 41 of which at least one 411 in the mixer 6 receives. This latter 6 then goes inside this section 411 the line 41 beyond its mouth and before (in particular, by making a strong connection, for example by welding) connecting this section 411 the line 41 to the other section 412 this line 41 introduced.

Gleichgültig, von welcher Art ein solches Abgaselement. (3, 4) ist (Vorrichtung zur Behandlung 3 oder Leitung 41) und/oder welche Geometrie es aufweist, umfasst es außerdem innen ein Mittel 7 zur Aufnahme des Mischers 6 im Inneren dieses Abgaselements (3, 4).No matter which type of exhaust element. ( 3 . 4 ) is (treatment device 3 or lead 41 ) and / or which geometry it has, it also includes a means inside 7 for receiving the mixer 6 inside this exhaust element ( 3 . 4 ).

Tatsächlich, und wie aus den 5a bis 5d und 6a bis 6c ersichtlich, besteht ein solches Mittel 7 zur Aufnahme vorzugsweise aus einer speziellen Ausgestaltung des Abgaselements (3, 4), die insbesondere durch Verformung dieses Abgaselements (3, 4) hergestellt wird, genauer durch Verformung eines Mündungsendes, welches ein Abschnitt 411 einer Leitung 41 aufweist, aus der ein solches Abgaselement 4 besteht.In fact, and how from the 5a to 5d and 6a to 6c there is such a means 7 for receiving preferably from a special embodiment of the exhaust element ( 3 . 4 ), in particular by deformation of this exhaust element ( 3 . 4 ), more precisely by deformation of a mouth end, which is a section 411 a line 41 has, from the such an exhaust element 4 consists.

Gemäß der Erfindung besteht das Mittel 6 zum Beimischen des Zusatzes zu den Abgasen aus mindestens einer Wendelfläche (Helicoid) 61.According to the invention, the means exists 6 for admixing the additive to the exhaust gases from at least one helical surface (helicoid) 61 ,

Eine solche Wendelfläche 61 ist mindestens durch eine Ganghöhe, durch eine Länge, durch einen Durchmesser, durch eine Dicke, durch eine Breite, durch eine Achse, entlang der sie sich erstreckt, und durch eine Drehrichtung gekennzeichnet.Such a spiral surface 61 is characterized at least by a pitch, by a length, by a diameter, by a thickness, by a width, by an axis along which it extends, and by a direction of rotation.

Diesbezüglich ist anzumerken, dass die Breite einer solchen Wendelfläche 61 in der Strömungsrichtung D des Fluids in dem Abgaselement (3, 4) konstant sein kann. Gute Ergebnisse wurden jedoch für eine Wendelfläche 61 erzielt, für welche diese Breite in der Strömungsrichtung D des Fluids in dem Abgaselement (3, 4) zunehmend oder und vorzugsweise abnehmend ist.In this regard, it should be noted that the width of such a helical surface 61 in the flow direction D of the fluid in the exhaust element ( 3 . 4 ) can be constant. Good results were, however, for a helical surface 61 achieved for which this width in the flow direction D of the fluid in the exhaust element ( 3 . 4 ) is increasing or and preferably decreasing.

Tatsächlich, und gemäß einem anderen Merkmal einer solchen Wendelfläche 61, weist diese eine Breite auf, die an die Ausgestaltung des Abgaselements (3, 4) angepasst ist, die mindestens eine solche Wendelfläche 61 aufnimmt. Eine solche Ausführungsform ermöglicht vorteilhafterweise, die Breite mindestens einer solchen Wendelfläche 61 an eine solche Ausgestaltung anzupassen (spezieller an den Querschnitt dieses Abgaselements (3, 4), insbesondere derart, dass das gesamte Innenvolumen dieses Letzteren (3, 4) eingenommen wird).In fact, and according to another feature of such a helical surface 61 , this has a width which corresponds to the configuration of the exhaust element ( 3 . 4 ) is adapted, the at least one such helical surface 61 receives. Such an embodiment advantageously allows the width of at least one such helical surface 61 to adapt to such a configuration (more particularly to the cross section of this exhaust element ( 3 . 4 ), in particular such that the total internal volume of this latter ( 3 . 4 ) is taken).

Außerdem, und gemäß einem anderen Merkmal, weist eine solche Wendelfläche 61 eine Achse auf, die sich in einer Richtung erstreckt, welche mit der Strömungsrichtung D des Fluids in diesem Abgaselement (3, 4) einen bestimmten Winkel α bildet.In addition, and according to another feature, has such a spiral surface 61 an axis extending in a direction coincident with the flow direction D of the fluid in this exhaust element ( 3 . 4 ) forms a certain angle α.

Diesbezüglich ist anzumerken, dass die Erstreckungsrichtung der Achse einer solchen Wendelfläche 61 mit dieser Strömungsrichtung D des Fluids in diesem Abgaselement (3, 4) einen Winkel α im Bereich von 0 bis 30° bildet.In this regard, it should be noted that the direction of extension of the axis of such a helical surface 61 with this flow direction D of the fluid in this exhaust element ( 3 . 4 ) forms an angle α in the range of 0 to 30 °.

Gemäß einer nicht dargestellten speziellen Ausführungsform der Erfindung kann dieser Mischer 6 aus einer einzigen Wendelfläche 61 bestehen, die innerhalb einer Abgasleitung 41. angeordnet ist und deren Achse mindestens parallel zu der Achse und insbesondere identisch mit der Achse dieser Leitung 41 ist.According to a special embodiment of the invention, not shown, this mixer 6 from a single spiral surface 61 exist within an exhaust pipe 41 , is arranged and whose axis is at least parallel to the axis and in particular identical to the axis of this line 41 is.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist dieser Mischer 6 jedoch in Wirklichkeit mehrere Wendelflächen 61 auf.According to a preferred embodiment of the invention, this mixer 6 but in reality several spiral surfaces 61 on.

Eine solche Ausführungsform ermöglicht vorteilhafterweise, den Mischer 6 an den Querschnitt des Abgaselements (3, 4), das mit ihm ausgestattet ist, anzupassen und/oder die Qualität der Homogenisierung des Fluids am Ausgang des Mischers 6 zu verbessern, Beispielsweise kann ein solcher Mischer 6 dann umfassen:

  • zwei Wendelflächen 61 für ein Abgaselement (3, 4) mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt;
  • drei Wendelflächen 61 für ein Abgaselement (3, 4) mit einem im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt;
  • vier Wendelflächen 61 für ein Abgaselement (3, 4) mit einem im Wesentlichen quadratischen (6c) oder runden (5d) Querschnitt.
Such an embodiment advantageously allows the mixer 6 to the cross section of the exhaust element ( 3 . 4 ) equipped with it, and / or the quality of the homogenization of the fluid at the outlet of the mixer 6 For example, such a mixer 6 then include:
  • - two spiral surfaces 61 for an exhaust element ( 3 . 4 ) having a substantially rectangular cross section;
  • - three spiral surfaces 61 for an exhaust element ( 3 . 4 ) having a substantially triangular cross section;
  • - four spiral surfaces 61 for an exhaust element ( 3 . 4 ) with a substantially square ( 6c ) or round ( 5d ) Cross-section.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass diese Wendelflächen 61 jeweils eine Achse aufweisen, die sich einerseits in einer Richtung erstreckt, die mit der Erstreckungsrichtung der Achse der anderen Wendelfläche 61 oder der anderen Wendelflächen 61 des Mischers 6 einen bestimmten Winkel α' bildet, und sich andererseits in einer Richtung erstreckt, die mit der Strömungsrichtung D des Fluids in diesem Abgaselement (3, 4) einen bestimmten Winkel α bildet.Another feature of the invention is that these spiral surfaces 61 each having an axis which extends on the one hand in one direction, with the direction of extension of the axis of the other helical surface 61 or the other spiral surfaces 61 of the mixer 6 forms a certain angle α ', and on the other hand extends in a direction coinciding with the flow direction D of the fluid in this exhaust element ( 3 . 4 ) forms a certain angle α.

Diesbezüglich ist anzumerken, dass die Erstreckungsrichtung der Achse einer Wendelfläche 61 tatsächlich mit der Erstreckungsrichtung der Achse einer anderen Wendelfläche 61 oder der anderen Wendelflächen 61 einen Winkel α' im Bereich von 0 bis 30° bildet.In this regard, it should be noted that the direction of extension of the axis of a helical surface 61 actually with the extension direction of the axis of another spiral surface 61 or the other spiral surfaces 61 forms an angle α 'in the range of 0 to 30 °.

In einem derartigen Fall, und wie oben erwähnt, kann die Erstreckungsrichtung der Achse einer solchen Wendelfläche 61 auch mit der Strömungsrichtung D des Fluids in dem Abgaselement (3, 4) einen Winkel α im Bereich von 0 bis 30° bilden.In such a case, and as mentioned above, the extending direction of the axis of such a spiral surface 61 also with the flow direction D of the fluid in the exhaust gas element (FIG. 3 . 4 ) form an angle α in the range of 0 to 30 °.

Eine spezielle Ausführungsform (in den beigefügten Figuren dargestellt) besteht darin, dass die Winkel α und α' gleich null sind, so dass die Achse einer Wendelfläche 61 parallel zur Erstreckungsrichtung der Achse der anderen Wendelfläche 61 oder der anderen Wendelflächen 61 des Mischers 6 sowie zur Strömungsrichtung D des Fluids in diesem Abgaselement (3, 4) ist.A specific embodiment (shown in the accompanying figures) is that the angles α and α 'are equal to zero, so that the axis of a helical surface 61 parallel to the extension direction of the axis of the other helical surface 61 or the other spiral surfaces 61 of the mixer 6 and to the flow direction D of the fluid in this exhaust element ( 3 . 4 ).

In einem derartigen Fall sind die Erstreckungsachsen der Wendelflächen 61 parallel zueinander.In such a case, the extension axes of the helical surfaces 61 parallel to each other.

Jedoch, und gemäß einer anderen, nicht dargestellten Konfiguration, können diese Wendelflächen 61 so angeordnet sein, dass ihre Erstreckungsachsen in der Strömungsrichtung D des Fluids in dem Abgaselement (3, 4) divergieren oder, und vorzugsweise, konvergieren.However, and according to another configuration, not shown, these helical surfaces can 61 be arranged so that their axes of extension in the flow direction D of the fluid in the exhaust element ( 3 . 4 ) diverge or, and preferably, converge.

Wie oben erwähnt, weisen diese Wendelflächen 61 in der Strömungsrichtung D des Fluids in dem Abgaselement (3, 4) eine konstante, zunehmende oder abnehmende und/oder an die Ausgestaltung des Abgaselements (3, 4) angepasste Breite auf. As mentioned above, have these helical surfaces 61 in the flow direction D of the fluid in the exhaust element ( 3 . 4 ) a constant, increasing or decreasing and / or to the configuration of the exhaust element ( 3 . 4 ) adapted width.

Dieses Merkmal, kombiniert mit demjenigen der (insbesondere konvergenten oder divergenten) Erstreckungsrichtung der Achsen dieser Wendelflächen 61, ermöglicht auf vorteilhafte Weise, diese Wendelflächen 61 an die Ausgestaltung des Abgaselements (3, 4) (spezieller an den Querschnitt desselben) anzupassen, insbesondere derart, dass das gesamte Innenvolumen dieses Abgaselements (3, 4) eingenommen wird.This feature combines with that of the (in particular convergent or divergent) extension direction of the axes of these helical surfaces 61 , Advantageously, allows these spiral surfaces 61 to the configuration of the exhaust element ( 3 . 4 ) (more specifically to the cross section thereof), in particular such that the entire internal volume of this exhaust element ( 3 . 4 ) is taken.

Gemäß einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung sind die Achsen dieser Wendelflächen 61 in der Form einer (rechteckigen, dreieckigen, quadratischen usw.) Matrix, insbesondere einer regelmäßigen Matrix, angeordnet, entsprechend der (rechteckigen, dreieckigen, runden bzw. quadratischen usw.) geometrischen Form des Querschnitts dieses Abgaselements (3, 4). Eine solche Ausführungsform ermöglicht auf vorteilhafte Weise, die Anordnung und die Verteilung dieser Wendelflächen 61 im Inneren des Abgaselements (3, 4) bezüglich der und in Abhängigkeit von der Ausgestaltung dieses Letzteren (3, 4) zu optimieren.According to an additional feature of the invention, the axes of these helical surfaces 61 in the form of a (rectangular, triangular, square, etc.) matrix, in particular a regular matrix, arranged according to the (rectangular, triangular, round or square, etc.) geometric shape of the cross section of this exhaust element ( 3 . 4 ). Such an embodiment advantageously enables the arrangement and distribution of these helical surfaces 61 inside the exhaust element ( 3 . 4 ) with respect to and depending on the design of the latter ( 3 . 4 ) to optimize.

Wie oben erwähnt, weist jede Wendelfläche 61 eine Drehrichtung auf.As mentioned above, each helical surface has 61 one direction of rotation.

Diesbezüglich ist anzumerken, dass gemäß einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung zwei unmittelbar nebeneinander befindliche Wendelflächen 61 oder sogar sämtliche Wendelflächen 61 des Mischers 6 eine identische Drehrichtung aufweisen können.In this regard, it should be noted that, according to an additional feature of the invention, two helical surfaces located immediately adjacent to each other 61 or even all spiral surfaces 61 of the mixer 6 may have an identical direction of rotation.

Eine solche Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn das Fluid eine Längswirbelbewegung (Drall) stromaufwärts des Mischers 6 ausführt.Such an embodiment is particularly advantageous when the fluid is a longitudinal swirling motion (swirl) upstream of the mixer 6 performs.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (3, 5d, 6c) weisen solche unmittelbar nebeneinander befindlichen Wendelflächen 61 jedoch vorzugsweise eine entgegengesetzte Drehrichtung auf (gegenläufige Wendelflächen). Eine solche Ausführungsform ermöglicht vorteilhafterweise, ein zu behandelndes Fluid zu erhalten, das auf optimale Weise gemischt ist.According to a preferred embodiment of the invention ( 3 . 5d . 6c ) have such immediately adjacent spiral surfaces 61 but preferably an opposite direction of rotation on (opposite helical surfaces). Such an embodiment advantageously makes it possible to obtain a fluid to be treated which is optimally mixed.

Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Mischer 6 gemäß der Erfindung mehrere Wendelflächen 61 aufweist und dass diese Wendelflächen 61 innerhalb mindestens eines Satzes (611; 612) gruppiert sind, der mindestens zwei Wendelflächen 61 umfasst.Another feature of the invention is that the mixer 6 According to the invention several spiral surfaces 61 and that these spiral surfaces 61 within at least one sentence ( 611 ; 612 ) are grouped, the at least two spiral surfaces 61 includes.

Diesbezüglich ist anzumerken, dass die Wendelflächen 61 ein und desselben Satzes (611; 612) von Wendelflächen 61 je nach dem vorliegenden Fall eine entgegengesetzte Drehrichtung (gegenläufige Wendelflächen) oder (und vorzugsweise) eine identische Drehrichtung aufweisen (3, 4a, 4b, 5d, 6c).In this regard, it should be noted that the spiral surfaces 61 one and the same sentence ( 611 ; 612 ) of helical surfaces 61 depending on the present case an opposite direction of rotation (opposite spiral surfaces) or (and preferably) have an identical direction of rotation ( 3 . 4a . 4b . 5d . 6c ).

Eine spezielle, nicht dargestellte Ausführungsform kann dann in einem Mischer 6 bestehen, der einen einzigen Satz von mindestens zwei Wendelflächen 61 aufweist, der insbesondere an ein Abgaselement 4 mit rechteckigem oder länglichem Querschnitt angepasst ist.A special, not shown embodiment can then be in a mixer 6 consist of a single set of at least two helical surfaces 61 having, in particular to an exhaust element 4 is adapted with rectangular or oblong cross-section.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Mischer 6 jedoch einerseits mindestens einen Satz 611 (oder sogar mehrere, vorzugsweise parallele Sätze) von mindestens zwei (oder mehr) Wendelflächen 61 auf, die in einer bestimmten ersten Richtung ausgerichtet sind, und andererseits mindestens einen anderen Satz 612 (oder sogar mehrere andere, vorzugsweise parallele Sätze) von mindestens zwei (oder mehr) Wendelflächen 61, die in einer bestimmten zweiten Richtung ausgerichtet sind, welche einen (vorzugsweise rechten) Winkel mit der bestimmten ersten Richtung bildet.According to a preferred embodiment of the invention, the mixer 6 but on the one hand at least one sentence 611 (or even multiple, preferably parallel sets) of at least two (or more) helical surfaces 61 on which are aligned in a certain first direction, and on the other hand at least one other sentence 612 (or even several other, preferably parallel sets) of at least two (or more) helical surfaces 61 aligned in a particular second direction forming a (preferably right) angle with the determined first direction.

Diesbezüglich ist anzumerken, dass die Anzahl dieser Sätze (611; 612), die Anzahl der Wendelflächen 61, aus denen ein solcher Satz (611; 612) zusammengesetzt ist, sowie die Anordnung und die Ausrichtung dieser Sätze (611; 612) in Abhängigkeit von der Geometrie des. Abgaselements (3, 4), das den Mischer 6 aufnimmt, bestimmt werden, insbesondere mit dem Ziel, die Ausfüllung der Fläche, welche der Querschnitt des Abgaselements (3, 4) bietet, zu optimieren.In this regard, it should be noted that the number of these rates ( 611 ; 612 ), the number of spiral surfaces 61 from which such a sentence ( 611 ; 612 ), and the arrangement and orientation of these sentences ( 611 ; 612 ) as a function of the geometry of the exhaust element ( 3 . 4 ) that the mixer 6 be determined, in particular with the aim of filling the area, which is the cross section of the exhaust element ( 3 . 4 ) offers to optimize.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung (in den 3 bis 6c dargestellt) besteht darin, dass der Mischer 6 zwei Sätze (611; 612) von Wendelflächen 61 aufweist, die insbesondere zueinander senkrecht sind und jeweils ein Paar Wendelflächen 61 umfassen. Bei dieser Ausführungsform weisen die zwei Wendelflächen 61 ein und desselben Satzes (611; 612) eine identische Drehrichtung auf, während die zwei unmittelbar nebeneinander be- findlichen Wendelflächen 61 zweier verschiedener Sätze (611; 612) eine identische Drehrichtung aufweisen können, jedoch vorzugsweise, wie in den 3 bis 6c dargestellt, eine entgegengesetzte Drehrichtung aufweisen.A preferred embodiment of the invention (in the 3 to 6c shown) is that the mixer 6 two sentences ( 611 ; 612 ) of helical surfaces 61 which are in particular mutually perpendicular and in each case a pair of helical surfaces 61 include. In this embodiment, the two helical surfaces 61 one and the same sentence ( 611 ; 612 ) an identical direction of rotation, while the two immediately adjacent Wendelflächen 61 two different sentences ( 611 ; 612 ) may have an identical direction of rotation, but preferably, as in the 3 to 6c shown, have an opposite direction of rotation.

Ein solcher Mischer 6 mit vier Wendelflächen 61 kann im Inneren eines Abgaselements (3, 4) angeordnet sein, das entweder aus einer Vorrichtung 3 zur Behandlung der Gase wie oben erwähnt besteht oder aus einer Abgasleitung 4 von herkömmlicher Konstruktion (und die am gebräuchlichsten ist) besteht, und das einen runden Querschnitt aufweist (2 bis 6c).Such a mixer 6 with four spiral surfaces 61 can be inside an exhaust element ( 3 . 4 ) arranged either from a device 3 to treat the gases as mentioned above or from an exhaust pipe 4 of conventional construction (and the most common) exists, and which has a round cross section ( 2 to 6c ).

In diesem letzteren Fall sind die Achsen dieser vier Wendelflächen 61 vorzugsweise in der Form einer quadratischen Matrix angeordnet, die der runden Geometrie des Querschnitts des Abgaselements 41 entspricht.In this latter case, the axes of these four spiral surfaces 61 preferably arranged in the form of a square matrix, the circular geometry of the cross section of the exhaust element 41 equivalent.

Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in den 5a bis 5d dargestellt ist, sind diese vier Wendelflächen 61 im Inneren eines Abschnitts 411 mit rundem Querschnitt dieser Abgasleitung 41 angeordnet.According to a first embodiment, which in the 5a to 5d are shown, these are four spiral surfaces 61 inside a section 411 with round cross-section of this exhaust pipe 41 arranged.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in den 6a bis 6c dargestellt ist, sind diese vier Wendelflächen 61 jedoch im Inneren eines speziellen Abschnitts 411' mit quadratischem Querschnitt angeordnet, der im Bereich dieser Abgasleitung 41 mit rundem Querschnitt definiert ist. Eine solche Ausführungsform ermöglicht vorteilhafterweise, die Wirksamkeit des Mischers 6 zu erhöhen, indem die Fläche des Querschnitts der Leitung 41, die wenig (oder gar überhaupt nicht) von der Wirkung der Wendelflächen 61 beeinflusst wird, bezüglich eines runden Querschnitts proportional verkleinert wird.According to a preferred embodiment of the invention, which in the 6a to 6c are shown, these are four spiral surfaces 61 however, inside a special section 411 ' arranged with a square cross-section, in the region of this exhaust pipe 41 is defined with a round cross-section. Such an embodiment advantageously enables the effectiveness of the mixer 6 increase by the area of the cross-section of the pipe 41 that have little (or not at all) the effect of helical surfaces 61 is reduced proportionally with respect to a round cross-section.

Tatsächlich kann dieser Abschnitt 411' mit quadratischem Querschnitt durch Verformung der Abgasleitung 41 mit rundem Querschnitt, insbesondere durch Aufweitung, definiert werden.Actually, this section can 411 ' with square cross section by deformation of the exhaust pipe 41 be defined with a round cross section, in particular by expansion.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung weisen diese Wendelflächen 61 einen Durchmesser von 25 bis 40% (vorzugsweise von etwa 35%) des Innendurchmessers (Abschnitt 411 mit rundem Querschnitt der Leitung 4) oder des maximalen Querschnitts (Abschnitt 411' mit quadratischem Querschnitt der Leitung 4) des Abschnitts (411, 411') der Abgasleitung 4, der diese Wendelflächen 61 aufnimmt, auf.According to another feature of the invention, these helical surfaces 61 a diameter of 25 to 40% (preferably about 35%) of the inside diameter (section 411 with round cross-section of the pipe 4 ) or the maximum cross-section (Section 411 ' with square cross section of the pipe 4 ) of the section ( 411 . 411 ' ) of the exhaust pipe 4 who has these spiral surfaces 61 picks up.

Oben wurde eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, die einen Mischer 6 betrifft, der zwei Sätze (611, 612) umfasst, die jeweils aus zwei Wendelflächen 61 bestehen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch in keiner Weise auf eine solche Konfiguration beschränkt.Above, a preferred embodiment has been described, which is a mixer 6 concerns the two sentences ( 611 . 612 ), each consisting of two spiral surfaces 61 consist. However, the present invention is by no means limited to such a configuration.

Dieser Mischer 6 kann auch, gemäß einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform, mindestens einen Satz (611; 612) aufweisen, der aus mehr als zwei (insbesondere 3, 4 oder mehr) Wendelflächen 61 besteht, die in eine Richtung ausgerichtet sind. Weiterhin kann eine andere Ausführungsform in einem Mischer 6 bestehen, der mehrere Sätze umfasst, von denen wenigstens einige eine unterschiedliche Anzahl von Wendelflächen 61 aufweisen.This mixer 6 can also, according to another, not shown embodiment, at least one sentence ( 611 ; 612 ) comprising more than two (in particular 3, 4 or more) helical surfaces 61 exists, which are aligned in one direction. Furthermore, another embodiment may be in a mixer 6 consisting of several sets, at least some of which have a different number of helical surfaces 61 exhibit.

So ist ein Mischer 6 vorstellbar, der einerseits mindestens einen Satz 611 (oder sogar mehrere, vorzugsweise parallele Sätze) umfasst, der 3, 4 oder mehr Wendelflächen 61 aufweist, die in einer bestimmten ersten Richtung ausgerichtet sind, und andererseits mindestens einen anderen Satz 612 (oder sogar mehrere andere, vorzugsweise parallele Sätze) von mindestens zwei (oder mehr) Wendelflächen 61, die in einer bestimmten zweiten Richtung ausgerichtet sind, welche einen (vorzugsweise rechten) Winkel mit der bestimmten ersten Richtung bildet.Such is a mixer 6 conceivable, on the one hand at least one sentence 611 (or even several, preferably parallel sets) comprising 3, 4 or more helical surfaces 61 which are aligned in a certain first direction and on the other hand at least one other set 612 (or even several other, preferably parallel sets) of at least two (or more) helical surfaces 61 aligned in a particular second direction forming a (preferably right) angle with the determined first direction.

Ein zusätzliches Merkmal besteht darin, dass diese Wendelflächen 61 eine Länge im Bereich von 60 bis 100 mm, vorzugsweise von etwa 80 mm, insbesondere von 82 mm aufweisen.An additional feature is that these spiral surfaces 61 have a length in the range of 60 to 100 mm, preferably of about 80 mm, in particular of 82 mm.

Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung umfasst das statische Mittel 6 zum Beimischen des Zusatzes zu den Abgasen mindestens ein Modul 62, wobei jedes Modul einerseits eine Platte (621; 622) aufweist, die parallel zur Strömungsrichtung D des Fluids in dem Abgaselement ausgerichtet ist, und andererseits mindestens eine Wendelfläche 61 oder einen Satz (611; 612) von mindestens zwei Wendelflächen 61, die bzw. der sich in der stromabwärtigen Verlängerung dieser Platte (621; 622) erstreckt.According to another feature of the present invention, the static means comprises 6 for admixing the additive to the exhaust gases, at least one module 62 where each module is a plate ( 621 ; 622 ), which is aligned parallel to the flow direction D of the fluid in the exhaust element, and on the other hand, at least one helical surface 61 or a sentence ( 611 ; 612 ) of at least two helical surfaces 61 which is located in the downstream extension of this plate ( 621 ; 622 ).

Diesbezüglich ist anzumerken, dass eine solche Platte (621; 622) zwei Längsseiten aufweist, und das insbesondere von einer dieser Längsseiten aus (insbesondere von der stromab- wärtigen Längsseite aus) und in deren Verlängerung sich mindestens eine Wendelfläche 61 erstreckt oder sich die Wendelflächen 61 eines Satzes (611; 612) von Wendelflächen 61 erstrecken, welche bzw. welchen das Modul 62 aufweist.In this regard, it should be noted that such a plate ( 621 ; 622 ) has two longitudinal sides, and in particular from one of these longitudinal sides (in particular from the downstream long side) and in its extension at least one helical surface 61 extends or the helical surfaces 61 a sentence ( 611 ; 612 ) of helical surfaces 61 extend which or which the module 62 having.

Tatsächlich, und gemäß einer ersten, nicht dargestellten Ausführungsform, kann ein solcher Mischer 6 ein einziges Modul 62 umfassen, das eine Platte 621 sowie eine Wendelfläche 61 oder einen Satz von mindestens zwei Wendelflächen 611 aufweist.In fact, and according to a first, not shown embodiment, such a mixer 6 a single module 62 include a plate 621 and a helical surface 61 or a set of at least two helical surfaces 611 having.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der besagte Mischer 6 jedoch mehrere Module 62, die einerseits jeweils eine Platte (621; 622) sowie einen Satz (611; 612) von mindestens zwei Wendelflächen 61 aufweisen und andererseits paarweise, insbesondere auf eine senkrechte Weise, durch Verbindungsmittel 63 verbunden sind, mit denen mindestens eine Platte (621; 622) mindestens eines solchen Moduls 62 ausgestattet ist.According to a preferred embodiment, said mixer comprises 6 however, several modules 62 , on the one hand each a plate ( 621 ; 622 ) as well as a sentence ( 611 ; 612 ) of at least two helical surfaces 61 and on the other hand in pairs, in particular in a vertical manner, by connecting means 63 connected to at least one plate ( 621 ; 622 ) at least one such module 62 Is provided.

Diesbezüglich ist anzumerken, dass diese Verbindungsmittel 63 einerseits aus einem Zusammenfügungsmittel 631 bestehen, mit dem eine Platte 621 versehen ist, und andererseits aus einem komplementären Zusammenfügungsmittel 632, mit dem die andere Platte 622 versehen ist.In this regard, it should be noted that these connecting means 63 on the one hand, from a joining agent 631 exist, with which a plate 621 and on the other hand from a complementary joining means 632 with which the other plate 622 is provided.

Wie in den 4a und 4b ersichtlich, besteht ein solches Zusammenfügungsmittel 631 aus einer Ausklinkung, die im stromaufwärtigen Teil einer Platte 621 (insbesondere im Bereich der stromaufwärtigen Längsseite dieser Platte 621) ausgebildet ist, während das komplementäre Zusammenfügungsmittel 632 aus einer anderen Ausklinkung besteht, die in entsprechender Position im stromabwärtigen Teil der anderen Platte 622 (insbesondere im Bereich der stromabwärtigen Längsseite dieser Platte 622) ausgebildet ist.As in the 4a and 4b as can be seen, such a joining means exists 631 from a notch, in the upstream part of a plate 621 (Especially in the region of the upstream longitudinal side of this plate 621 ) while the complementary joining means 632 consists of another notch, which is in appropriate position in the downstream part of the other plate 622 (Especially in the region of the downstream longitudinal side of this plate 622 ) is trained.

Wie in den 3, 5d und 6c ersichtlich, wird eine solche Verbindung derart hergestellt, dass die Wendelfläche 61 eines Satzes 611 von Wendelflächen vorzugsweise zwischen zwei Wendelflächen 61 eines anderen Satzes 612 von Wendelflächen 61 eingefügt ist und gleichzeitig bezüglich der Ausrichtungsrichtung der zwei Wendelflächen 61 dieses anderen Satzes 612 seitlich verlagert ist.As in the 3 . 5d and 6c can be seen, such a compound is made such that the helical surface 61 of a sentence 611 of helical surfaces preferably between two helical surfaces 61 another sentence 612 of helical surfaces 61 is inserted and simultaneously with respect to the alignment direction of the two helical surfaces 61 this other sentence 612 is shifted laterally.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass ein Modul 62 im Bereich mindestens eines der Seitenränder einer Platte (621; 622) dieses Moduls 62 einen Schenkel (641; 642) aufweist, der sich in der Verlängerung dieser Platte (621; 622) befindet.Another feature is that a module 62 in the area of at least one of the side edges of a plate ( 621 ; 622 ) of this module 62 a thigh ( 641 ; 642 ) extending in the extension of this plate ( 621 ; 622 ) is located.

In dem speziellen Fall eines Mischers 6, der ein einziges Modul 62 umfasst, können die beiden Seitenränder einer solchen Platte 621 durch einen solchen Schenkel (641; 641') verlängert sein, welcher sich eigentlich seitlich bezüglich einer solchen Platte 621 erstreckt. Diese Schenkel (641; 641') stellen dann vorteilhafterweise ein Mittel 8 zur Montage des Mischers 6 im Inneren des Abgaselements (3, 4) dar, insbesondere indem sie von dem Aufnahmemittel 7 aufgenommen werden, mit dem dieses Abgaselement (3, 4) ausgestattet ist.In the special case of a mixer 6 , which is a single module 62 includes, the two side edges of such a plate 621 through such a leg ( 641 ; 641 ' ), which is actually laterally with respect to such a plate 621 extends. These thighs ( 641 ; 641 ' ) then advantageously provide a means 8th for mounting the mixer 6 inside the exhaust element ( 3 . 4 ), in particular by being picked up by the receiving means 7 be received, with which this exhaust element ( 3 . 4 ) Is provided.

Im Falle eines Mischers 6, der mehrere Module 62 umfasst, weist jedes dieser Module 62 im Bereich mindestens eines der Seitenränder einer Platte (621; 622) dieses Moduls 62 einen Schenkel (641; 642) auf, der sich in der Verlängerung dieser Platte (621; 622) befindet und in Richtung eines anderen Schenkels (642; 641) ausgerichtet ist, welchen die Platte (622; 621) eines anderen Moduls 62 aufweist und mit welchem dieser Schenkel (641; 642) fest verbunden werden kann, insbesondere durch Schweißen.In the case of a mixer 6 that has several modules 62 includes, assigns each of these modules 62 in the area of at least one of the side edges of a plate ( 621 ; 622 ) of this module 62 a thigh ( 641 ; 642 ) extending in the extension of this plate ( 621 ; 622 ) and in the direction of another leg ( 642 ; 641 ), which the plate ( 622 ; 621 ) of another module 62 and with which of these legs ( 641 ; 642 ), in particular by welding.

Eine bevorzugte Ausführungsform, die in den 3, 4a, 4b, 5d und 6c dargestellt ist, besteht darin, dass die Platten (621; 622) jedes Moduls 62 im Bereich ihrer beiden Seitenränder einen Schenkel (641, 641'; 642, 642') aufweisen, der sich in der Verlängerung einer solchen Platte (621; 622) befindet und in Richtung eines anderen Schenkels (642, 642'; 641, 641') ausgerichtet ist, welchen die andere Platte (622; 621) aufweist und mit welchem diese Schenkel (641, 641'; 642, 642') fest verbunden sind oder werden können, insbesondere durch Schweißen.A preferred embodiment, which in the 3 . 4a . 4b . 5d and 6c is that the plates ( 621 ; 622 ) of each module 62 in the area of its two margins one leg ( 641 . 641 '; 642 . 642 ' ) extending in the extension of such a plate ( 621 ; 622 ) and in the direction of another leg ( 642 . 642 '; 641 . 641 ' ), which the other plate ( 622 ; 621 ) and with which these legs ( 641 . 641 '; 642 . 642 ' ) are or can be firmly connected, in particular by welding.

Diesbezüglich ist anzumerken, dass diese Schenkel (641, 641'; 642, 642') tatsächlich und vorteilhafterweise ein Mittel 8 zur Montage des Mischers 6 im Inneren des Abgaselements (3, 4) darstellen, insbesondere indem sie von dem Aufnahmemittel 7 aufgenommen werden, mit dem dieses Abgaselement (3, 4) ausgestattet ist.In this regard, it should be noted that these legs ( 641 . 641 '; 642 . 642 ' ) actually and advantageously a means 8th for mounting the mixer 6 inside the exhaust element ( 3 . 4 ), in particular by being picked up by the receiving means 7 be received, with which this exhaust element ( 3 . 4 ) Is provided.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass ein Modul 62 von der oben beschriebenen Art vorzugsweise aus einem einzigen, insbesondere metallischen Teil besteht, das vorzugsweise durch Schneiden, Verwindung, insbesondere ergänzt durch eine Biegung, hergestellt ist.Another advantageous feature of the invention is that a module 62 of the type described above preferably consists of a single, in particular metallic part, which is preferably produced by cutting, twisting, in particular supplemented by a bend.

Insbesondere sind als Bestandteile eines solchen einzigen Teils definiert:

  • – eine Platte (621; 622);
  • mindestens eine Wendelfläche 61 oder ein Satz (611; 612) von mindestens zwei Wendelflächen 61;
  • – und, falls ein solches Modul 62 dies aufweist, ein Verbindungsmittel (63, 631, 632), mindestens ein Schenkel (641, 641'; 642, 642')
In particular, the following are defined as components of such a single part:
  • - a plate ( 621 ; 622 );
  • - At least one spiral surface 61 or a sentence ( 611 ; 612 ) of at least two helical surfaces 61 ;
  • - and, if such a module 62 this has a connecting means ( 63 . 631 . 632 ), at least one leg ( 641 . 641 '; 642 . 642 ' )

Wie oben erwähnt, kann das Abgaselement 3, das einen Mischer 6 umfasst, der die oben genannten Merkmale aufweist, aus einer Vorrichtung 3 zur physikalischen und/oder chemischen Behandlung der Abgase bestehen, die innen das Mittel 6 zum Beimischen eines Zusatzes zu den Abgasen sowie stromabwärts dieses Mischers 6 ein Mittel zur physikalischen und/oder chemischen Behandlung dieses Gemisches aufweist.As mentioned above, the exhaust element 3 that a mixer 6 comprising, having the above features, from a device 3 for the physical and / or chemical treatment of the exhaust gases, the inside the agent 6 for admixing an additive to the exhaust gases and downstream of this mixer 6 a means for physical and / or chemical treatment of this mixture.

Eine solche Vorrichtung zur Behandlung 3 kann dann bestehen:

  • – entweder aus einem Katalysator 32 zur Behandlung der in den Abgasen enthaltenen Stickoxide (NOx), insbesondere zur katalytischen Reduktion dieser Stickoxide (NOx), zum Beispiel einem Dreiwegekatalysator vom Typ TWC oder auch einem Katalysator vom Typ SCR (Selective Catalytic Reduction); oder aus einem komplexeren Abgaselement 3 (gewöhnlich ”cata-FAP” genannt), das einen solchen Katalysator 32 sowie ein Partikelfilter 31 vom oben erwähnten Typ beinhaltet.
Such a device for treatment 3 can then exist:
  • - either from a catalyst 32 for the treatment of the nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gases, in particular for the catalytic reduction of these nitrogen oxides (NOx), for example a TWC three-way catalyst or also an SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst; or from a more complex exhaust element 3 (commonly called "cata-FAP") which is such a catalyst 32 as well as a particle filter 31 of the type mentioned above.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Abgaselement 4 gemäß der Erfindung jedoch vorzugsweise aus einer Abgasleitung 41, die innen das Mittel 6 zum Beimischen eines Zusatzes zu den Abgasen umfasst, das die oben erwähnten Merkmale aufweist.According to a preferred embodiment, the exhaust element 4 according to the invention, however, preferably from an exhaust pipe 41 , the in the center 6 for admixing an additive to the exhaust gases, having the above-mentioned features.

Schließlich betrifft die Erfindung außerdem einen Abgasstrang 2 für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine 1, der, in der Reihenfolge entsprechend der Strömungsrichtung der Gase in diesem Abgasstrang 2 betrachtet, einerseits ein Mittel 5 zur Einbringung eines zu den Abgasen hinzuzufügenden Zusatzes in diesen Abgasstrang 2 und andererseits ein statisches Mittel 6 zum Beimischen dieses Zusatzes zu den Abgasen und, noch andererseits, ein Mittel zur physikalischen und/oder chemischen Behandlung dieses Gemisches aufweist.Finally, the invention also relates to an exhaust system 2 for a motor vehicle with an internal combustion engine 1 which, in order according to the flow direction of the gases in this exhaust line 2 considered, on the one hand, a means 5 for introducing an additive to be added to the exhaust gases in this exhaust gas line 2 and on the other hand a static means 6 for adding this additive to the exhaust gases and, on the other hand, a means for physical and / or chemical treatment of this mixture.

Gemäß der Erfindung umfasst dieser Abgasstrang 2 ein Abgaselement (3, 4), das die oben genannten Merkmale aufweist und das Mittel 6 zum Beimischen des Zusatzes zu den Abgasen umfasst. Dieser Mischer 6 ist dann zwischen dem Mittel 5 zur Einbringung des Zusatzes in den Abgasstrang 2 und dem Mittel zur Behandlung des Gemisches (welches insbesondere ein innerer Bestandteil einer Vorrichtung 3 zur physikalischen und/oder chemischen Behandlung dieses Gemisches ist, im Falle eines Abgaselements 3, das aus einer solchen Vorrichtung 3 besteht) angeordnet.According to the invention, this exhaust system comprises 2 an exhaust element ( 3 . 4 ) having the above features and the agent 6 for admixing the additive to the exhaust gases. This mixer 6 is then between the mean 5 for introducing the additive into the exhaust gas line 2 and the means for treating the mixture (which in particular is an internal component of a device 3 for the physical and / or chemical treatment of this mixture, in the case of an exhaust element 3 that comes from such a device 3 exists) arranged.

Diese Erfindung findet im Bereich der Herstellung der Anlagen zur Abführung der Gase Anwendung, die von dem Motor 1 eines Kraftfahrzeugs entwickelt werden und aus der Verbrennung eines Kraftstoffes, insbesondere eines Kraftstoffes vom Typ eines Dieselkraftstoffes, im Inneren eines solchen Motors 1 resultieren.This invention finds application in the field of production of the exhaust gas removal equipment used by the engine 1 a motor vehicle and from the combustion of a fuel, in particular a fuel of the type of diesel fuel, inside such an engine 1 result.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Durchsatz des Motors bei Volllast: 600 kg/h bei 600°C Mischer 6:

  • – zwei Paar Wendelflächen (611; 612);
  • – zwei Wendelflächen ein und desselben Paares mit einer identischen Drehrichtung;
  • – zwei Wendelflächen zweier verschiedener Paare mit einer entgegengesetzten Drehrichtung (gegenläufige Wendelflächen);
  • – Ganghöhe und Länge der Wendelflächen: 82 mm
  • – Durchmesser der Wendelflächen: 21 mm
  • – Abgaselement: Leitung mit einem Innendurchmesser von 60 mm
  • – stromabwärts des Mischers erzeugter Gegendruck: 33 mbar
Throughput of the engine at full load: 600 kg / h at 600 ° C mixer 6 :
  • - two pairs of spiral surfaces ( 611 ; 612 );
  • - Two spiral surfaces of the same pair with an identical direction of rotation;
  • - Two helical surfaces of two different pairs with an opposite direction of rotation (opposite helical surfaces);
  • - pitch and length of helical surfaces: 82 mm
  • - Diameter of the helical surfaces: 21 mm
  • - Exhaust element: pipe with an inner diameter of 60 mm
  • - Backpressure generated downstream of the mixer: 33 mbar

ZusammenfassungSummary

Die Erfindung betrifft ein Abgaselement (4), das Bestandteil eines Abgasstranges eines Kraftfahrzeugs mit Brennkraftmaschine ist und in dessen Innerem ein Fluid strömt, das aus Abgasen sowie aus einem Zusatz zu diesen Gasen besteht, wobei dieses Abgaselement (4) ein innen angebrachtes statisches Mittel (6) zum Beimischen dieses Zusatzes zu diesen Abgasen aufweist. Das statische Mittel (6) zum Beimischen des Zusatzes zu den Abgasen umfasst mindestens eine Wendelfläche (Helicoid) (61), die eine Achse aufweist, die sich in einer Richtung erstreckt, welche einen bestimmten Winkel mit der Strömungsrichtung (D) des Fluids in diesem Abgaselement (4) bildet.The invention relates to an exhaust element ( 4 ), which is part of an exhaust line of a motor vehicle with an internal combustion engine and in the interior of which flows a fluid which consists of exhaust gases and of an additive to these gases, this exhaust element ( 4 ) an internally mounted static means ( 6 ) for admixing this additive to these exhaust gases. The static means ( 6 ) for admixing the additive to the exhaust gases comprises at least one helical surface (helicoid) ( 61 ) having an axis which extends in a direction which is at a certain angle with the flow direction (D) of the fluid in this exhaust element ( 4 ).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 9300990 [0009] WO 9300990 [0009]
  • EP 1514591 [0010] EP 1514591 [0010]

Claims (17)

Abgaselement (3; 4), das Bestandteil eines Abgasstranges (2) eines Kraftfahrzeugs mit Brennkraftmaschine (1) ist und in dessen Innerem ein Fluid strömt, das aus Abgasen sowie aus einem Zusatz zu diesen Gasen besteht, wobei dieses Abgaselement (3; 4) ein innen angebrachtes statisches Mittel (6) zum Beimischen dieses Zusatzes zu diesen Abgasen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Mittel (6) zum Beimischen des Zusatzes zu den Abgasen mindestens eine Wendelfläche (Helicoid) (61) umfasst, die eine Achse aufweist, die sich in einer Richtung erstreckt, welche einen bestimmten Winkel (α) mit der Strömungsrichtung (D) des Fluids in diesem Abgaselement (3; 4) bildet.Exhaust element ( 3 ; 4 ), which is part of an exhaust system ( 2 ) of a motor vehicle with internal combustion engine ( 1 ) and in the interior of which flows a fluid which consists of exhaust gases and of an additive to these gases, this exhaust gas element ( 3 ; 4 ) an internally mounted static means ( 6 ) for admixing this additive to these exhaust gases, characterized in that the static agent ( 6 ) for admixing the additive to the exhaust gases, at least one helical surface (helicoid) ( 61 ) which has an axis extending in a direction which has a certain angle (α) with the flow direction (D) of the fluid in this exhaust element ( 3 ; 4 ). Abgaselement (3; 4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelfläche oder die Wendelflächen (61) eine zunehmende Breite in der Strömungsrichtung (D) des Fluids in dem Abgaselement (3; 4) aufweist bzw. aufweisen.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to claim 1, characterized in that the helical surface or the helical surfaces ( 61 ) an increasing width in the flow direction (D) of the fluid in the exhaust element ( 3 ; 4 ). Abgaselement (3; 4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelfläche oder die Wendelflächen (61) eine abnehmende Breite in der Strömungsrichtung (D) des Fluids in dem Abgaselement (3; 4) aufweist bzw. aufweisen.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to claim 1, characterized in that the helical surface or the helical surfaces ( 61 ) a decreasing width in the flow direction (D) of the fluid in the exhaust element ( 3 ; 4 ). Abgaselement (3; 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckungsrichtung der Achse einer Wendelfläche mit der Strömungsrichtung (D) des Fluids in dem Abgaselement einen Winkel (α) im Bereich von 0 bis 30° bildet.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the direction of extension of the axis of a helical surface with the flow direction (D) of the fluid in the exhaust element forms an angle (α) in the range of 0 to 30 °. Abgaselement (3; 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (6) mehrere Wendelflächen (61) umfasst, die jeweils eine Achse aufweisen, die sich einerseits in einer Richtung erstreckt, die mit der Erstreckungsrichtung der Achse einer anderen Wendelfläche (61) einen bestimmten Winkel (α') bildet, der insbesondere im Bereich von 0 bis 30° liegt, und sich andererseits in einer Richtung erstreckt, die mit der Strömungsrichtung (D) des Fluids in diesem Abgaselement (3; 4) einen bestimmten Winkel (α) bildet, der insbesondere im Bereich von 0 bis 30° liegt.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mixer ( 6 ) several spiral surfaces ( 61 ), each having an axis extending on the one hand in a direction coincident with the direction of extension of the axis of another helical surface ( 61 ) forms a certain angle (α '), which lies in particular in the range of 0 to 30 °, and on the other hand extends in a direction which corresponds to the flow direction (D) of the fluid in this exhaust element ( 3 ; 4 ) forms a certain angle (α), which lies in particular in the range of 0 to 30 °. Abgaselement (3; 4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelflächen (61) derart angeordnet sind, dass ihre Erstreckungsachsen in der Strömungsrichtung des Fluids in dem Abgaselement (3, 4) divergieren.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to claim 5, characterized in that the helical surfaces ( 61 ) are arranged such that their axes of extension in the flow direction of the fluid in the exhaust element ( 3 . 4 ) diverge. Abgaselement (3; 4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelflächen (61) derart angeordnet sind, dass ihre Erstreckungsachsen in der Strömungsrichtung des Fluids in dem Abgaselement (3, 4) konvergieren.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to claim 5, characterized in that the helical surfaces ( 61 ) are arranged such that their axes of extension in the flow direction of the fluid in the exhaust element ( 3 . 4 ) converge. Abgaselement (3; 4) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Wendelflächen (61) in der Form einer Matrix, insbesondere einer regelmäßigen Matrix, entsprechend der geometrischen Form des Querschnitts des Abgaselements (3, 4) angeordnet sind.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the axes of the helical surfaces ( 61 ) in the form of a matrix, in particular a regular matrix, corresponding to the geometric shape of the cross section of the exhaust element ( 3 . 4 ) are arranged. Abgaselement (3; 4) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei unmittelbar nebeneinander befindliche Wendelflächen (61) eine identische Drehrichtung aufweisen.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to any one of claims 5 to 8, characterized in that two directly adjacent helical surfaces ( 61 ) have an identical direction of rotation. Abgaselement (3; 4) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei unmittelbar nebeneinander befindliche Wendelflächen (61) eine entgegen- gesetzte Drehrichtung aufweisen.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to any one of claims 5 to 8, characterized in that two directly adjacent helical surfaces ( 61 ) have an opposite direction of rotation. Abgaselement (3; 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (6) mehrere Wendelflächen (61) umfasst und dass diese Wendelflächen (61) innerhalb mindestens eines Satzes (611; 612) gruppiert sind, der mindestens zwei Wendelflächen (61) umfasst, die eine vorzugsweise identische Drehrichtung aufweisen.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mixer ( 6 ) several spiral surfaces ( 61 ) and that these spiral surfaces ( 61 ) within at least one sentence ( 611 ; 612 ), which has at least two spiral surfaces ( 61 ), which have a preferably identical direction of rotation. Abgaselement (3; 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (6) mindestens ein Modul (62) umfasst, das einerseits eine Platte (621; 622) aufweist, die parallel zur Strömungsrichtung (D) des Fluids in dem Abgaselement (3; 4) ausgerichtet ist, und andererseits mindestens eine Wendelfläche (61) oder einen Satz (611; 612) von mindestens zwei Wendelflächen (61), die bzw. der sich in der stromabwärtigen Verlängerung dieser Platte (621; 622) erstreckt.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mixer ( 6 ) at least one module ( 62 ) comprising, on the one hand, a plate ( 621 ; 622 ) parallel to the flow direction (D) of the fluid in the exhaust element ( 3 ; 4 ) and at least one helical surface (FIG. 61 ) or a sentence ( 611 ; 612 ) of at least two helical surfaces ( 61 ) located in the downstream extension of this plate ( 621 ; 622 ). Abgaselement (3; 4) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (6) mehrere Module (62) umfasst, die einerseits jeweils eine Platte (621; 622) sowie einen Satz (611; 612) von mindestens zwei Wendelflächen (61) aufweisen und andererseits paarweise, insbesondere auf eine senkrechte Weise, durch Verbindungsmittel (63) verbunden sind, mit denen mindestens eine Platte (621; 622) mindestens eines solchen Moduls (62) ausgestattet ist.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to claim 12, characterized in that the mixer ( 6 ) several modules ( 62 ), which on the one hand in each case a plate ( 621 ; 622 ) as well as a sentence ( 611 ; 612 ) of at least two helical surfaces ( 61 ) and on the other hand in pairs, in particular in a vertical manner, by connecting means ( 63 ), with which at least one plate ( 621 ; 622 ) at least one such module ( 62 ) Is provided. Abgaselement (3; 4) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul (62) im Bereich mindestens eines der Seitenränder einer Platte (621; 622) dieses Moduls (62) einen Schenkel (641, 641'; 642, 642') aufweist, der sich in der Verlängerung dieser Platte (621; 622) befindet und in Richtung eines anderen Schenkels (642, 642'; 641, 641') ausgerichtet ist, welchen die Platte (622; 621) eines anderen Moduls (62) aufweist und mit welchem dieser Schenkel (641, 641'; 642, 642') fest verbunden ist, insbesondere durch Schweißen. Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to claim 13, characterized in that a module ( 62 ) in the region of at least one of the side edges of a plate ( 621 ; 622 ) of this module ( 62 ) a thigh ( 641 . 641 '; 642 . 642 ' ) extending in the extension of this plate ( 621 ; 622 ) and in the direction of another leg ( 642 . 642 '; 641 . 641 ' ), which the plate ( 622 ; 621 ) of another module ( 62 ) and with which of these legs ( 641 . 641 '; 642 . 642 ' ), in particular by welding. Abgaselement (3; 4) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (62) aus einem einzigen, insbesondere metallischen Teil besteht, das vorzugsweise durch Schneiden, Verwindung, insbesondere ergänzt durch eine Biegung, hergestellt ist.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to one of claims 12 to 14, characterized in that the module ( 62 ) consists of a single, in particular metallic part, which is preferably made by cutting, twisting, in particular supplemented by a bend. Abgaselement (3; 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgaselement (3; 4) ein Mittel (7) zur Aufnahme des Mischers (6) aufweist.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust element ( 3 ; 4 ) a means ( 7 ) for receiving the mixer ( 6 ) having. Abgaselement (3; 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgaselement (3; 4) entweder aus einer Abgasleitung (41) besteht, die innen das Mittel (6) zum Beimischen eines Zusatzes zu den Abgasen aufweist, oder aus einer Vorrichtung (3) zur physikalischen und/oder chemischen Behandlung der Abgase, die innen das Mittel (6) zum Beimischen eines Zusatzes zu den Abgasen sowie stromabwärts dieses Mischers (6) ein Mittel zur physikalischen und/oder chemischen Behandlung dieses Gemisches aufweist.Exhaust element ( 3 ; 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust element ( 3 ; 4 ) either from an exhaust pipe ( 41 ) that inside the agent ( 6 ) for admixing an additive to the exhaust gases, or from a device ( 3 ) for the physical and / or chemical treatment of the exhaust gases, which internally the agent ( 6 ) for admixing an additive to the exhaust gases and downstream of this mixer ( 6 ) has a means for physical and / or chemical treatment of this mixture.
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