DE102011085941B4

DE102011085941B4 - Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung

Info

Publication number: DE102011085941B4
Application number: DE102011085941.1A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Leicht; Felix Neumann; Benjamin ARLT; Oleksandr SEMENOV; Silvia Calvo Zueco; Joachim Braun; Tobias Wolf
Original assignee: Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2014-06-05
Anticipated expiration: 2031-11-09
Also published as: DE102011085941A1

Abstract

Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung für eine Abgasanlage (5) einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
– mit einem äußeren Tragkörper (19), der einen quer zur Axialrichtung (20) der Einrichtung (12) verlaufenden, flachen, durchströmbaren Querschnitt der Einrichtung (12) in der Umfangsrichtung umschließt,
– mit mindestens zwei inneren Tragkörpern (21), die innerhalb des äußeren Tragkörpers (19) quer zur Axialrichtung (20) nebeneinander angeordnet sind und jeweils einen quer zur Axialrichtung (20) verlaufenden, durchströmbaren Teilquerschnitt der Einrichtung (12) in der Umfangsrichtung umschließen,
– wobei jeder innere Tragkörper (21) jeweils mehrere nach innen abstehende Leitschaufeln (22) aufweist,
– wobei der äußere Tragkörper (19) wenigstens eine nach innen abstehende Leitschaufel (25, 26, 33) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine mit einer derartigen Einrichtung ausgestattete Abgasanlage sowie einen mit einer derartigen Einrichtung ausgestatteten SCR-Katalysator.
Üblicherweise ist eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit Einrichtungen zum Reinigen bzw. Nachbehandeln der von der Brennkraftmaschine weggeführten Abgase ausgestattet. Dabei kann es erforderlich sein, ein flüssiges Edukt in den Abgasstrom einzubringen, darin zu verdampfen und mit dem Abgas zu vermischen. Beispielsweise kann es erforderlich sein, stromauf eines Oxidationskatalysators einen Kraftstoff dem Abgas zuzumischen, um durch eine exotherme Umsetzung des Kraftstoffs im Oxidationskatalysator eine Aufheizung des Abgasstroms zu bewirken. Der aufgeheizte Abgasstrom kann dann stromab des Oxidationskatalysators dazu genutzt werden, eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung auf Betriebstemperatur bzw. auf Regenerationstemperatur aufzuheizen, beispielsweise einen anderen Katalysator oder ein Partikelfilter. Ferner sind SCR-Systeme bekannt, die mit selektiver katalytischer Reaktion arbeiten und mit einem SCR-Katalysator ausgestattet sind, der NO_X aus dem Abgasstrom aufnimmt. Stromauf des SCR-Katalysators wird dem Abgasstrom ein geeignetes Reduktionsmittel zugeführt, beispielsweise Ammoniak bzw. Harnstoff, vorzugsweise eine wässrige Harnstofflösung. Im SCR-Katalysator bewirkt das Ammoniak dann eine Umwandlung der eingelagerten Stickoxide in Stickstoff und Wasser.
Für alle in flüssiger Form dem Abgasstrom zugeführten Edukte gilt, dass der gewünschte Effekt nur dann zufriedenstellend erreichbar ist, wenn zwischen der Einleitstelle des flüssigen Edukts und einem Verbrauchsort des Edukts eine hinreichende Verdampfung des Edukts sowie eine hinreichende Durchmischung des gasförmigen Edukts mit dem Abgasstrom erfolgen kann. Zu diesem Zweck kommen die eingangs genannten Misch- und/oder Verdampfungseinrichtungen zum Einsatz, die im Strömungspfad des Abgases zwischen der Einleitstelle des Edukts und der Verbrauchsstelle des Edukts angeordnet werden.
Aus der DE 100 60 808 A1 , der FR 2 921 415 A1 und der JP 2002-349232 A ist jeweils eine Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine bekannt, die im Einbauzustand in einem Rohrkörper angeordnet ist, der einen quer zur Axialrichtung der Einrichtung verlaufenden, durchströmbaren Querschnitt der Einrichtung in der Umfangsrichtung umschließt, wobei die Einrichtung einen Tragkörpern aufweist, der innerhalb des Rohrkörpers einen quer zur Axialrichtung verlaufenden, durchströmbaren Querschnitt der Einrichtung in der Umfangsrichtung umschließt und mehrere nach innen abstehende Leitschaufeln aufweist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Einrichtung der eingangs genannten Art bzw. für einen damit ausgestatteten SCR-Katalysator bzw. für eine damit ausgestattete Abgasanlage eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich durch einen einfachen und somit preiswerten Aufbau auszeichnet, wobei außerdem ein geringer Durchströmungswiderstand angestrebt ist. Ferner ist eine verbesserte Strömungsverteilung über den Querschitt angestrebt, was vorteilhaft zu einer Reduzierung des Gegendrucks führt.
Dieses Problem wird bei der vorliegenden Erfindung insbesondere durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung mit einem äußeren Tragkörper auszustatten, der einen durchströmbaren Querschnitt der Einrichtung in der Umfangsrichtung umschließt, und in diesem äußeren Tragkörper zumindest zwei innere Tragkörper anzuordnen, die jeweils einen durchströmbaren Teilquerschnitt der Einrichtung in der Umfangsrichtung umschließen, wobei die inneren Tragkörper mit nach innen abstehenden Leitschaufeln ausgestattet sind. Durch die vorgeschlagene Bauweise der Einrichtung ist es insbesondere möglich, die Einrichtung in einen Abgaspfad mit flachem durchströmbarem Querschnitt einzubringen, wobei dann der äußere Tragkörper einen entsprechenden flachen durchströmbaren Querschnitt der Einrichtung umschließt und die inneren Tragkörper grundsätzlich beliebig geformte durchströmbare Teilquerschnitte umschließen, die innerhalb des flachen Querschnitts bezüglich der Hauptdurchströmungsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass für die inneren Tragkörper, die mit den Leitschaufeln ausgestattet sind, auf konventionelle Konstruktionen zurückgegriffen werden kann, die möglicherweise in großer Stückzahl und dementsprechend preiswert zur Verfügung stehen können. Die Verwendung des äußeren Tragkörpers ermöglicht dabei die Positionierung der inneren Tragkörper, die jeweils nur einen vergleichsweise kleinen durchströmbaren Teilquerschnitt abdecken, in einem vergleichsweise großen durchströmbaren Querschnitt, der vom äußeren Tragkörper umschlossen ist.
Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei welcher die Leitschaufeln am jeweiligen inneren Tragkörper sternförmig angeordnet sind. Dabei können die einzelnen Leitschaufeln an einem gemeinsamen Zentralkörper enden. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei welcher die Leitschaufeln in einem Zentrum des jeweiligen inneren Tragkörpers freistehend enden, so dass insbesondere keine Kontaktierung zwischen freien Enden der einzelnen Leitschaufeln auftreten kann.
Die Leitschaufeln können am jeweiligen inneren Tragkörper an zumindest einem axialen Ende angeordnet sein. Beispielsweise sind die Leitschaufeln nur an einer Anströmseite oder nur an einer Abströmseite des jeweiligen inneren Tragkörpers angeordnet. Ebenso ist eine Ausführungsform denkbar, bei welcher sowohl an der Anströmseite als auch an der Abströmseite derartige Leitschaufeln am jeweiligen inneren Tragkörper angeordnet sind.
Insbesondere kann der jeweilige innere Tragkörper im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltet sein, so dass die Leitschaufeln, die an demselben axialen Ende des jeweiligen inneren Tragkörpers angeordnet sind, eine ringförmige Leitschaufelreihe bilden. Je nach Ausgestaltung kann der jeweilige innere Tragkörper somit entweder eine anströmseitig Leitschaufelreihe oder eine abströmseitige Leitschaufelreihe oder sowohl eine anströmseitige als auch eine abströmseitige Leitschaufelreihe aufweisen. Alternativ ist durchaus auch denkbar, den inneren Tragkörper elliptisch und/oder oval zu konfigurieren. Auch sind grundsätzliche andere Querschnittsgeometrien denkbar, wie z. B. ein Rechteckquerschnitt, ein Quadratquerschnitt und ein Dreieckquerschnitt und dergleichen.
Der einzelnen Leitschaufeln sind zweckmäßig gegenüber der Axialrichtung des jeweiligen inneren Tragkörpers bzw. des äußeren Tragkörpers bzw. der gesamten Einrichtung angestellt sein. Die Axialrichtung entspricht dabei einer Hauptdurchströmungsrichtung der Einrichtung bzw. des jeweiligen äußeren oder inneren Tragkörpers. Die angestellten Leitschaufeln bewirken eine Ablenkung der Abgasströmung, was eine Durchmischung der Abgasströmung unterstützt.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann innerhalb des jeweiligen inneren Tragkörpers vorgesehen sein, dass alle zugehörigen Leitschaufeln gegenüber der Axialrichtung im Wesentlichen gleichförmig angestellt sind. Auf diese Weise kann bei der Durchströmung dieses inneren Tragkörpers der jeweilige Abgasteilstrom mit einem Drall beaufschlagt werden. Sofern zumindest zwei derartige innere Tragkörper mit gleichförmig angestellten Leitschaufeln vorgesehen sind, besteht die Möglichkeit, die benachbarten Abgasteilströme, welche durch die wenigstens zwei inneren Tragkörper hindurchströmen, mit gleichsinnigem Drall oder mit gegensinnigem Drall zu beaufschlagen.
Des Weiteren ist es möglich, bei einem inneren Tragkörper, der an beiden axialen Enden jeweils eine Leitschaufelreihe aufweist, innerhalb der beiden Leitschaufelreihen die Leitschaufeln zur Erzeugung eines Dralls jeweils gleichförmig anzustellen, die Drallrichtungen der beiden aufeinanderfolgenden Schaufelreihen jedoch gegensinnig zueinander zu orientieren. Auf diese Weise kann ein in der anströmseitigen Schaufelreihe erzeugter Drall in der abströmseitigen Schaufelreihe weitgehend wieder eliminiert werden. Hierdurch ergibt sich eine besonders intensive Durchmischung, was jedoch mit einem erhöhten Gegendruck einhergehen kann.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können die Leitschaufeln am jeweiligen inneren Tragkörper integral ausgeformt sein. Insbesondere kann der jeweilige innere Tragkörper gemeinsam mit seinen Leitschaufeln aus einem einzigen Blechkörper mittels Umformung hergestellt sein. Insbesondere handelt es sich bei dem inneren Tragkörper und den zugehörigen Leitschaufeln somit um Blechformteile.
Erfindungsgemäß weist der äußere Tragkörper wenigstens eine nach innen abstehende Leitschaufel auf. Hierdurch besitzen nicht nur die inneren Tragkörper nach innen abstehende Leitschaufeln, sondern auch der äußere Tragkörper ist mit wenigstens einer nach innen abstehenden Leitschaufel ausgestattet.
Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die inneren Tragkörper an einer Anströmseite des äußeren Tragkörpers angeordnet sind, wobei dann insbesondere vorgesehen sein kann, dass im äußeren Tragkörper abströmseitig außerdem wenigstens eine weitere Leitschaufel ausgebildet sein kann, die in den durchströmbaren Querschnitt vorsteht.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der äußere Tragkörper zwei einander gegenüberliegende lange Seitenwände und zwei einander gegenüberliegende kurze Seitenwände aufweisen, wobei die kurzen Seitenwände jeweils die beiden langen Seitenwände miteinander verbinden. Auf diese Weise kann der äußere Tragkörper besonders einfach an den flachen durchströmbaren Querschnitt der Einrichtung adaptiert werden. Die wenigstens zwei inneren Tragkörper können nun beabstandet von den kurzen Seitenwänden an den beiden langen Seitenwänden angeordnet sein. Beispielsweise können die inneren Tragkörper die beiden langen Seitenwände miteinander verbinden.
Ein derartiger „flacher” durchströmbarer Querschnitt charakterisiert sich dadurch, dass er in einer ersten senkrecht zur Axialrichtung verlaufenden Richtung einen Durchmesser aufweist, der größer ist als ein Durchmesser in einer senkrecht zur Axialrichtung und senkrecht zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung. Insbesondere kann der Durchmesser in der einen Richtung mindestens doppelt so groß sein wie in der anderen Richtung. Ausgeschlossen sind dadurch kreisförmige Querschnitte, während ovale und elliptische Querschnitte ebenfalls flach sind oder sein können. Die Begriffe „lang” und „kurz” sind hier nicht absolut, sondern relativ zueinander zu verstehen, so dass die langen Seitenwände in der Umfangsrichtung länger sind als die kurzen Seitenwände. Je nach Geometrie des durchströmbaren Querschnitts der Einrichtung sind die langen Seitenwände zweckmäßig eben, während die kurzen Seitenwände gekrümmt sein können.
Entsprechend einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung kann nun die wenigstens eine Leitschaufel des äußeren Tragkörpers in einem Bereich zwischen einer kurzen Seitenwand und einem inneren Tragkörper angeordnet sein. Durch die Verteilung der inneren Tragkörper und der Leitschaufeln des äußeren Tragkörpers entlang des durchströmbaren Querschnitts der Einrichtung kann innerhalb des durchströmbaren Querschnitts eine vorbestimmte Druckverteilung eingestellt werden.
Die wenigstens eine Leitschaufel des äußeren Tragkörpers kann grundsätzlich geradlinig konzipiert sein und dabei insbesondere von einer solchen langen Seitenwand in Richtung der anderen, gegenüberliegenden langen Seitenwand abstehen. Alternativ ist es ebenso möglich, dass die jeweilige Leitschaufel des äußeren Tragkörpers eine gekrümmte oder gebogene Form besitzt, um im Bereich zwischen der jeweiligen kurzen Seitenwand und dem benachbarten inneren Tragkörper eine Wirbelbildung zu unterstützen.
Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Leitschaufel des äußeren Tragkörpers stromab der Leitschaufeln wenigstens eines der inneren Tragkörper angeordnet ist. Insbesondere kann stromab der inneren Tragkörper eine Reihe von Leitschaufeln des äußeren Tragkörpers angeordnet sein, um so eine nachgeordnete weitere Verwirbelungs- und/oder Verdampfungsstufe innerhalb der Einrichtung zu bilden.
Eine erfindungsgemäße Abgasanlage umfasst zumindest einen SCR-Katalysator, eine Reduktionsmittelzuführeinrichtung, die zumindest einen Injektor zum Zuführen eines Reduktionsmittels zum Abgasstrom stromauf des SCR-Katalysators aufweist, und wenigstens eine Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung der vorbeschriebenen Art, die zwischen dem wenigstens einen Injektor und dem wenigstens einen SCR-Katalysator angeordnet ist.
Ein erfindungsgemäßer SCR-Katalysator umfasst dagegen ein Gehäuse, in dem zumindest ein SCR-Katalysatorelement angeordnet ist, sowie wenigstens eine Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung der vorbeschriebenen Art, die im Gehäuse des SCR-Katalysators stromauf des wenigstens einen SCR-Elements angeordnet ist.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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.
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.
Es zeigen, jeweils schematisch
1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage,
2 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Ansicht eines SCR-Katalysators,
3 jeweils einen Querschnitt des SCR-Katalysators entsprechend Schnittlinien III in 2, bei verschiedenen Ausführungsformen A und B,
4 und 5 jeweils eine isometrische Ansicht einer Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung bei verschiedenen Ausführungsformen.
Entsprechend 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 1 in üblicher Weise einen Motorblock 2, der mehrere Zylinder 3 aufweist. Eine Frischluftanlage 4 versorgt die Zylinder 3 des Motorblocks 2 mit Frischluft. Ein entsprechender Frischluftstrom ist dabei durch einen Pfeil 11 angedeutet. Eine Abgasanlage 5 führt im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 Verbrennungsabgase von den Zylindern 3 des Motorblocks 2 ab. Ferner bewirkt die Abgasanlage 5 eine Abgasreinigung bzw. Abgasnachbehandlung. Hierzu ist die Abgasanlage 5 mit wenigstens einem SCR-Katalysator 6 ausgestattet, der auf geeignete Weise in einen Abgasstrang 7 der Abgasanlage 5 eingebunden ist. Ferner umfasst die Abgasanlage 5 eine Reduktionsmittelzuführeinrichtung 8, die zumindest einen Injektor 9 aufweist, mit dessen Hilfe ein Reduktionsmittel in einen Abgasstrom 10 eingebracht werden kann, der im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 im Abgasstrang 7 strömt und durch Pfeile angedeutet ist. Die Eindüsung des flüssigen Reduktionsmittels in den Abgasstrom 10 erfolgt dabei stromauf des SCR-Katalysators 6.
Ferner umfasst die Abgasanlage 5 zumindest eine Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung 12, die im Folgenden verkürzt mit Einrichtung 12 bezeichnet wird. Die Einrichtung 12 ist dabei im Abgasstrang 7 zwischen dem Injektor 9 und dem SCR-Katalysator 6 angeordnet, so dass das Abgas mit dem zugeführten Reduktionsmittel zuerst die Einrichtung 12 durchströmen muss, bevor das Gemisch zum SCR-Katalysator 6 gelangt.
Der Abgasstrang 7 kann in einen Bereich 13, in dem die Einrichtung 12 angeordnet ist, einen flachen Durchströmungsquerschnitt aufweisen, während beispielsweise in einem Bereich 14, der sich stromauf des Injektors 9 befindet, ein kreisförmiger Querschnitt vorliegen kann. Dabei können in den Abschnitten 13, 14 die Querschnittsflächen gleich groß sein oder unterschiedlich groß sein.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Einrichtung 12 stromauf des SCR-Katalysators 6 im Abgasstrang 7 angeordnet und somit separat vom SCR-Katalysator 6 vorgesehen. Insbesondere befindet sich hier die Einrichtung 12 außerhalb eines Gehäuses 15 des SCR-Katalysators 6.
Im Unterschied dazu zeigt 2 eine Ausführungsform, bei welcher der SCR-Katalysator 6 und die Einrichtung 12 eine integrale Einheit bilden. Hierzu ist im Gehäuse 15 des SCR-Katalysators 6 zumindest ein SCR-Katalysatorelement 16 angeordnet, wobei im Gehäuse 15 stromauf dieses SCR-Katalysatorelements 16 außerdem die Einrichtung 12 angeordnet ist. Somit sind die Einrichtung 12 und das SCR-Katalysatorelement 16 in einem gemeinsamen Gehäuse 15 angeordnet. Im Beispiel der 2 umfasst das Gehäuse 15 einen Einlasstrichter 17 und einen Auslasstrichter 18, wobei die Einrichtung 12 und das SCR-Katalysatorelement 16 zwischen den beiden Trichtern 17, 18 angeordnet sind.
Gemäß den 3A und 3B kann das Gehäuse 15 zumindest im Bereich der Einrichtung 12 einen flachen Querschnitt besitzen, an den die jeweilige Einrichtung 12 angepasst ist. 3A zeigt dabei eine Ausführungsform, bei welcher der durchströmbare Querschnitt des Gehäuses 15 mit Hilfe einer einzigen Einrichtung 12 ausgefüllt ist. Im Unterschied dazu zeigt 3B eine Ausführungsform, bei welcher der durchströmbare Querschnitt des Gehäuses 15 mit Hilfe von zwei nebeneinander angeordneten Einrichtungen 12 ausgefüllt ist. Entsprechendes gilt dann auch für die Anordnung der Einrichtung 12 im Abgasstrang 7, so dass auch dort zumindest zwei Einrichtungen 12 nebeneinander im Bereich 13 angeordnet sein können, um den durchströmbaren Querschnitt des Abgasstrangs 7 auszufüllen.
Entsprechend den 4 und 5 umfasst die Einrichtung 12 einen äußeren Tragkörper 19, der einen durchströmbaren Querschnitt der Einrichtung 12 in der Umfangsrichtung umschließt, wobei besagter Querschnitt flach ist und sich quer zu einer in den 1, 2, 4 und 5 durch einen Doppelpfeil angedeuteten Axialrichtung 20 erstreckt. Ferner umfasst die Einrichtung 12 zumindest zwei innere Tragkörper 21, die innerhalb des äußeren Tragkörpers 19 angeordnet sind, und zwar quer zur Axialrichtung 20 nebeneinander. Die inneren Tragkörper 21 umschließen dabei jeweils einen durchströmbaren Teilquerschnitt der Einrichtung 12 in der Umfangsrichtung. Die inneren Tragkörper 21 besitzen jeweils mehrere nach innen abstehende Leitschaufeln 22.
In den hier gezeigten Beispielen sind die inneren Tragkörper 21 mit ihren Leitschaufeln 22 weitgehend identisch aufgebaut. Insbesondere sind die Leitschaufeln 22 am jeweiligen inneren Tragring 21 im Wesentlichen sternförmig angeordnet, wobei hier vorgesehen ist, dass die einzelnen Leitschaufeln 22 in einem Zentrum 23 des jeweiligen inneren Tragkörpers 21 jeweils freistehend enden. Somit berühren sich die Leitschaufeln 22 radial innen nicht gegenseitig.
Bei den hier gezeigten Ausführungsformen sind die inneren Tragkörper 21 im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltet, so dass die in der Umfangsrichtung zueinander benachbarten Leitschaufeln 22 eine ringförmige Leitschaufelreihe 24 bilden. Der jeweilige innere Tragkörper 21 kann an seiner Anströmseite einen derartigen Leitschaufelring 24 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der jeweilige innere Tragkörper 21 an seiner Abströmseite einen derartigen Leitschaufelring 24 aufweisen.
Die Leitschaufeln 22 des jeweiligen inneren Tragkörpers 21 sind gegenüber der Axialrichtung 20 angestellt. Innerhalb des gleichen Leitschaufelrings 24 besitzen die Leitschaufeln 22 zweckmäßig jeweils die gleiche Anstellung gegenüber der Axialrichtung 20, wodurch insgesamt bei der Durchströmung der jeweiligen Schaufelreihe 24 ein Drall erzeugt werden kann. Die beiden benachbarten inneren Tragkörper 21 können dabei die jeweilige Abgasteilströmung mit gleichsinnigem Drall oder mit gegensinnigem Drall beaufschlagen.
Zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei welcher die Leitschaufeln 20 am jeweiligen inneren Tragkörper 21 integral ausgeformt sind. Insbesondere handelt es sich beim jeweiligen inneren Tragkörper 21 um ein aus einem einzigen Blechkörper hergestelltes Blechformteil, das die zugehörigen Leitschaufeln 22 umfasst.
Bei den in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen weist außerdem der äußere Tragkörper 19 wenigstens eine Leitschaufel 25, 26 auf, die ebenfalls nach innen, also in den durchströmbaren Querschnitt vorsteht.
Bei den hier gezeigten Ausführungsformen besitzt der äußere Tragkörper 19 zwei einander gegenüberliegende lange Seitenwände 27, 28 und zwei einander gegenüberliegende kurze Seitenwände 29, 30, wobei die beiden langen Seitenwände 27, 28 über die beiden kurzen Seitenwände 29, 30 miteinander verbunden sind. Die beiden inneren Tragkörper 21 sind im äußeren Tragkörper 19 so angeordnet, dass sie die beiden langen Seitenwände 27, 28 berühren, insbesondere damit verbunden sind, während sie von den beiden kurzen Seitenwänden 29, 30 beabstandet sind. Der äußere Tragkörper 19 besitzt seine Leitschaufeln 25, 26 bevorzugt in einem Bereich 31, der sich zwischen einer der kurzen Seitenwände 29, 30 und einem der inneren Tragkörper 21 befindet.
Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform ist eine geradlinige Leitschaufel 25 in dem in 4 rechts dargestellten Bereich 31 vorgesehen. Sie ist dabei an einer Anströmseite 32 des äußeren Tragkörpers 19 angeordnet, was sich aus der durch einen Pfeil angedeuteten Strömungsrichtung der Abgasströmung 10 ergibt. Im Unterschied dazu zeigt 5 eine Ausführungsform, bei welcher im jeweiligen Bereich 31 jeweils an der Anströmseite 32 mehrere gekrümmte Leitschaufeln 26 angeordnet sind, die im Bereich 31 eine Wirbelbildung bei der Durchströmung dieses Bereichs 31 unterstützen.
Bei den hier gezeigten Ausführungsformen der 4 und 5 sind die beiden inneren Tragkörper 21 jeweils an der Anströmseite 32 des äußeren Tragkörpers 19 angeordnet. Außerdem sind die im Bereich 31 vorgesehenen Leitschaufeln 25, 26 ebenfalls anströmseitig 32 am äußeren Tragkörper 19 angeordnet. Optional kann nun der äußere Tragkörper 19 außerdem mit weiteren Leitschaufeln 33 ausgestattet sein, die an einer Abströmseite 34 des äußeren Tragkörpers 19 angeordnet sind und in den durchströmbaren Querschnitt hineinragen. Hierbei kann es sich wieder um geradlinige Leitschaufeln 33 handeln, die grundsätzlich baugleich zu den geradlinigen Leitschaufeln 25 an der Anströmseite 32 des äußeren Tragkörpers 19 ausgestaltet sein können. Sofern an der Abströmseite 34 mehrere derartige Leitschaufeln 33 quer zur Axialrichtung 20 nebeneinander angeordnet sind, ist an der Abströmseite 34 eine geradlinige Schaufelreihe ausgebildet, innerhalb der mehrere geradlinige Leitschaufeln 33 parallel zueinander und quer zur Axialrichtung 20 verlaufen und außerdem quer zur Axialrichtung 20 und quer zu ihrer Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Auch der äußere Tragkörper 19 kann mit seinen Seitenwänden 27, 28, 29, 30 integral aus einem einzigen Bauteil hergestellt sein. Insbesondere können auch die am äußeren Tragkörper 19 ausgebildeten Leitschaufeln 25, 26, 33 integral am äußeren Tragkörper 19 ausgeformt sein.

Claims

Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung für eine Abgasanlage (5) einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, – mit einem äußeren Tragkörper (19), der einen quer zur Axialrichtung (20) der Einrichtung (12) verlaufenden, flachen, durchströmbaren Querschnitt der Einrichtung (12) in der Umfangsrichtung umschließt, – mit mindestens zwei inneren Tragkörpern (21), die innerhalb des äußeren Tragkörpers (19) quer zur Axialrichtung (20) nebeneinander angeordnet sind und jeweils einen quer zur Axialrichtung (20) verlaufenden, durchströmbaren Teilquerschnitt der Einrichtung (12) in der Umfangsrichtung umschließen, – wobei jeder innere Tragkörper (21) jeweils mehrere nach innen abstehende Leitschaufeln (22) aufweist, – wobei der äußere Tragkörper (19) wenigstens eine nach innen abstehende Leitschaufel (25, 26, 33) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (22) am jeweiligen inneren Tragkörper (21) sternförmig angeordnet sind.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (22) in einem Zentrum (23) des jeweiligen inneren Tragkörpers (21) freistehend enden.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (22) des jeweiligen inneren Tragkörpers (21) gegenüber der Axialrichtung (20) angestellt sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige innere Tragkörper (21) kreisförmig ausgestaltet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (22) am jeweiligen inneren Tragkörper (21) integral ausgeformt sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, – dass der äußere Tragkörper (19) zwei einander gegenüberliegende lange Seitenwände (27, 28) und zwei einander gegenüberliegende kurze Seitenwände (29, 30) aufweist, – dass die kurzen Seitenwänden (29, 30) jeweils die beiden langen Seitenwände (29, 28) miteinander verbinden, – dass die wenigstens zwei inneren Tragkörper (21) beabstandet von den kurzen Seitenwänden (29, 30) an den langen Seitenwänden (27, 28) angeordnet sind.
Einrichtung nach Anspruche 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leitschaufel (25, 26, 33) des äußeren Tragkörpers (19) in einem Bereich (31) zwischen einer kurzen Seitenwand (29, 30) und einem inneren Tragkörper (21) angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leitschaufel des äußeren Tragkörpers (19) stromab der Leitschaufeln (22) wenigstens eines der inneren Tragkörper (21) angeordnet ist.
Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, – mit wenigstens einem SCR-Katalysator (6), – mit einer Reduktionsmittelzuführeinrichtung (8), die zumindest einen Injektor (9) zum Zuführen eines Reduktionsmittels zum Abgasstrom (10) stromauf des SCR-Katalysators (6) aufweist, – mit wenigstens einer Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die zwischen dem wenigstens einen Injektor (9) und dem wenigstens einen SCR-Katalysator (6) angeordnet ist.
SCR-Katalysator für eine Abgasanlage (5) einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, – mit einem Gehäuse (15), in dem zumindest ein SCR-Katalysatorelement (16) angeordnet ist, – mit mindestens einer Misch- und/oder Verdampfungseinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die im Gehäuse (15) stromauf des wenigstens einen SCR-Katalysatorelements (16) angeordnet ist.