DE-102022104509-B4 - Mischanordnung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine

Abstract

Mischanordnung (10) für eine Abgasanlage (12) einer Brennkraftmaschine zum Mischen von von der Brennkraftmaschine abgegebenem Abgas mit einem Reaktionsmittel, umfassend: - ein Gehäuse (14), - ein in dem Gehäuse (14) getragenes, in Richtung einer Außenrohr-Längsachse (L A ) langgestrecktes Mischstrecken-Außenrohr (20), wobei das Mischstrecken-Außenrohr (20) in einem stromaufwärtigen Endbereich (24) zu einem Abgaszuführvolumen (26) offen ist und in einem stromabwärtigen Endbereich (30) zu einem Abgasabführvolumen (32) offen ist, - einen Mischstrecken-Einsatz (38), wobei der Mischstrecken-Einsatz (38) einen an dem Gehäuse (14) festzulegenden Einsatzträger (40), ein an dem Einsatzträger (40) getragenes, in Richtung einer Innenrohr-Längsachse (L I ) langgestrecktes Mischstrecken-Innenrohr (50) und eine Heizanordnung (72) mit einem an einer Außenseite des Mischstrecken-Innenrohrs (50) angeordneten Heizbereich (74) umfasst.

Inventors

• Peter Kast
• Kirill KARELIN
• Shengxiao Lin
• Alex Paule

Assignees

• Purem GmbH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20220225

Claims (20)

1. Mischanordnung (10) für eine Abgasanlage (12) einer Brennkraftmaschine zum Mischen von von der Brennkraftmaschine abgegebenem Abgas mit einem Reaktionsmittel, umfassend: - ein Gehäuse (14), - ein in dem Gehäuse (14) getragenes, in Richtung einer Außenrohr-Längsachse (L A ) langgestrecktes Mischstrecken-Außenrohr (20), wobei das Mischstrecken-Außenrohr (20) in einem stromaufwärtigen Endbereich (24) zu einem Abgaszuführvolumen (26) offen ist und in einem stromabwärtigen Endbereich (30) zu einem Abgasabführvolumen (32) offen ist, - einen Mischstrecken-Einsatz (38), wobei der Mischstrecken-Einsatz (38) einen an dem Gehäuse (14) festzulegenden Einsatzträger (40), ein an dem Einsatzträger (40) getragenes, in Richtung einer Innenrohr-Längsachse (L I ) langgestrecktes Mischstrecken-Innenrohr (50) und eine Heizanordnung (72) mit einem an einer Außenseite des Mischstrecken-Innenrohrs (50) angeordneten Heizbereich (74) umfasst.
2. Mischanordnung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass in dem Gehäuse (14) an einer in Richtung der Außenrohr-Längsachse (L A ) dem stromaufwärtigen Endbereich (24) des Mischstrecken-Außenrohrs (20) gegenüberliegenden Gehäusewand eine Einsatz-Aufnahmeöffnung (36) vorgesehen ist, wobei bei an dem Gehäuse (14) festgelegtem Einsatzträger (40) der Einsatzträger (40) die Einsatz-Aufnahmeöffnung (36) überdeckend angeordnet ist und das Mischstrecken-Innenrohr (50) in das Mischstrecken-Außenrohr (20) eingreifend positioniert ist.
3. Mischanordnung (10) nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass bei an dem Gehäuse (14) festgelegtem Einsatzträger (40) das Mischstrecken-Außenrohr (20) und das Mischstrecken-Innenrohr (50) zueinander im Wesentlichen koaxial oder mit zueinander im Wesentlichen parallelen Längsachsen (L A , L I ) angeordnet sind, oder/und dass bei an dem Gehäuse (14) festgelegtem Einsatzträger (40) der Heizbereich (74) in Abstand zu einer Innenseite des Mischstrecken-Außenrohrs (20) angeordnet ist.
4. Mischanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 3 , dadurch gekennzeichnet , dass an dem Mischstrecken-Außenrohr (20) eine Stützanordnung (82) zum Abstützen des Mischstrecken-Innenrohrs (50) bezüglich des Mischstrecken-Außenrohrs (20) vorgesehen ist.
5. Mischanordnung (10) nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Stützanordnung (82) an einer Innenseite des Mischstrecken-Außenrohrs (20) festgelegt ist oder/und die Außenrohr-Längsachse (L A ) ringartig umgebend ausgebildet ist oder/und mit Drahtmaterial aufgebaut ist.
6. Mischanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 5 , dadurch gekennzeichnet , dass der Mischstrecken-Einsatz (38) einen Mischer (52) zwischen dem Einsatzträger (40) und dem Mischstrecken-Innenrohr (50) umfasst.
7. Mischanordnung (10) nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass der Mischer (52) einen in Richtung der Innenrohr-Längsachse (L I ) in Richtung von dem Einsatzträger (40) zu dem Mischstrecken-Innenrohr (50) sich radial erweiternden, ein Mischvolumen (66) umgrenzenden Mischerkörper (56) mit einer Mehrzahl von Abgaseintrittsöffnungen (68) umfasst.
8. Mischanordnung (10) nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass der Mischerkörper (56) mit einem stromaufwärtigen Ende (54) an den Einsatzträger (40) und mit einem stromabwärtigen Ende (58) an ein stromaufwärtiges Ende (60) des Mischstrecken-Innenrohrs (50) anschließt.
9. Mischanordnung (10) nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass der Mischerkörper (56) an seinem stromaufwärtigen Ende (54) an dem Einsatzträger (40) festgelegt ist und an seinem stromabwärtigen Ende (58) an dem stromaufwärtigen Ende (60) des Mischstrecken-Innenrohrs (50) festgelegt ist.
10. Mischanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 9 , dadurch gekennzeichnet , dass der Einsatzträger (40) zur Anbringung einer Reaktionsmittelabgabeeinheit (62) an dem Einsatzträger (40) ausgebildet ist.
11. Mischanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 10 , dadurch gekennzeichnet , dass an dem Gehäuse (14) eine Gehäuse-Montageformation (42) vorgesehen ist, und dass an dem Einsatzträger (40) eine zur Festlegung des Einsatzträgers (40) am Gehäuse (14) vermittels einer Mehrzahl von Befestigungsorganen (48) lösbar mit der Gehäuse-Montageformation (42) zu verbindende Einsatzträger-Montageformation (46) vorgesehen ist.
12. Mischanordnung (10) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die Gehäuse-Montageformation (42) die Einsatz-Aufnahmeöffnung (36) ringartig umgebend ausgebildet ist.
13. Mischanordnung (10) nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet , dass die Gehäuse-Montageformation (42) einen an dem Gehäuse (14) die Einsatz-Aufnahmeöffnung (36) umgebend festgelegten Montagering (44) umfasst.
14. Mischanordnung (10) nach einem der Ansprüche 11 - 13 , dadurch gekennzeichnet , dass die Gehäuse-Montageformation (42) oder/und die Einsatzträger-Montageformation (46) eine Mehrzahl von Befestigungsorgan-Eingriffsöffnungen umfasst.
15. Mischanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 14 , dadurch gekennzeichnet , dass der Heizbereich (74) an der Außenseite des Mischstrecken-Innenrohrs (50) mit windungsartigem Verlauf angeordnet ist.
16. Mischanordnung (10) nach Anspruch 15 , dass der Heizbereich (74) wenigstens bereichsweise einen mäanderartigen Verlauf aufweist, oder/und dass der Heizbereich (74) wenigstens bereichsweise einen die Innenrohr-Längsachse (L I ) schraubenwindungsartig umgebenden Verlauf aufweist.
17. Mischanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 16 , dadurch gekennzeichnet , dass der Heizbereich (74) an der Außenseite des Mischstrecken-Innenrohrs (50) festgelegt ist.
18. Mischanordnung (10) nach Anspruch 17 , dadurch gekennzeichnet , dass die Heizanordnung (72) wenigstens im Heizbereich (74) einen Heizleiter mit wenigstens einem in einem Mantel (78) elektrisch isoliert angeordneten Heizdraht (80) umfasst, wobei der Mantel (78) an der Außenseite des Mischstrecken-Innenrohrs (50) festgelegt ist.
19. Mischanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 18 , dadurch gekennzeichnet , dass die Heizanordnung (72) einen den Einsatzträger (40) durchsetzenden Anschlussabschnitt (76) aufweist.
20. Mischanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 19 , dadurch gekennzeichnet , dass das Mischstrecken-Außenrohr (20) in seinem stromaufwärtigen Endbereich (24) durch eine das Abgaszuführvolumen (26) begrenzende Wandung (16) am Gehäuse (14) festgelegt ist, oder/und dass das Mischstrecken-Außenrohr (20) in seinem stromabwärtigen Endbereich (30) durch eine das Abgasabführvolumen (32) begrenzende Wandung (18) am Gehäuse (14) festgelegt ist.

Description

Der vorliegende Erfindung betrifft eine Mischanordnung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine. Vermittels einer derartigen Mischanordnung wird das von einer Brennkraftmaschine ausgestoßene Abgas mit einem Reaktionsmittel, beispielsweise einer Harnstoff/Wasser-Lösung, vermischt, um den Schadstoffanteil, beispielsweise den Stickoxidanteil, im Abgas beispielsweise vermittels einer selektiven katalytischen Reduktion zu senken. Bei einer aus der DE 10 2017 124 276 A1 bekannten Mischanordnung ist ein in Richtung einer Außenrohr-Längsachse langgestrecktes Mischstrecken-Außenrohr in seinen stromaufwärtigen Endbereich zur Aufnahme von Abgas aus einem Abgaszuführvolumen offen und ist in einem stromabwärtigen Endbereich des Mischstrecken-Außenrohrs ein SCR-Katalysator angeordnet. In dem Mischstrecken-Außenrohr ist ein in Richtung einer Innenrohr-Längsachse langgestrecktes Mischstrecken-Innenrohr angeordnet, welches an seiner Außenseite einen in Form einer Heizwendel ausgebildeten Heizbereich umfasst. Vermittels einer Reaktionsmittelabgabeeinheit kann ein Reaktionsmittel durch den stromaufwärtigen Endbereich des Mischstrecken-Außenrohrs hindurch in das Mischstrecken-Innenrohr eingespritzt werden. Aus der KR 10 2 338 746 B1 ist eine Mischanordnung mit zwei in Abgasströmungsrichtung aufeinander folgend angeordneten Mischstreckenrohren bekannt. Ein stromabwärtiger Endbereich des stromaufwärtigen Mischstreckenrohrs ist in einen stromaufwärtigen Endbereich des stromabwärtigen Mischstreckenrohrs eingeführt. An dem stromaufwärtigen Mischstreckenrohr ist ein Ansatz zur Aufnahme einer Reaktionsmittelabgabeeinheit vorgesehen. Die RU 2 612 306 C1 offenbart eine Mischanordnung, bei welcher in einem in Richtung einer Außenrohr-Längsachse langgestreckten Mischstrecken-Außenrohr ein in Richtung einer Innenrohr-Längsachse langgestrecktes Mischstrecken-Innenrohr angeordnet ist. Ein stromaufwärtiger Endbereich des Mischstrecken-Außenrohrs ist zur Aufnahme von Abgas offen, welches das Mischstrecken-Innenrohr und ein zwischen diesem und dem Mischstrecken-Außenrohr gebildetes Volumen durchströmt. Über eine in dem Mischstrecken-Innenrohr positionierte Einspritzdüse einer Reaktionsmittelabgabeeinheit kann ein Reaktionsmittel in das im Mischstrecken-Innenrohr strömende Abgas eingeleitet werden. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mischanordnung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine vorzusehen, vermittels welcher eine zuverlässige Vermischung von Abgas und Reaktionsmittel gewährleistet ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Mischanordnung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine zum Mischen von von der Brennkraftmaschine abgegebenem Abgas mit einem Reaktionsmittel, umfassend:- ein Gehäuse,- ein in dem Gehäuse getragenes, in Richtung einer Außenrohr-Längsachse langgestrecktes Mischstrecken-Außenrohr, wobei das Mischstrecken-Außenrohr in einem stromaufwärtigen Endbereich zu einem Abgaszuführvolumen offen ist und in einem stromabwärtigen Endbereich zu einem Abgasabführvolumen offen ist,- einen Mischstrecken-Einsatz, wobei der Mischstrecken-Einsatz einen an dem Gehäuse festzulegenden Einsatzträger, ein an dem Einsatzträger getragenes, in Richtung einer Innenrohr-Längsachse langgestrecktes Mischstrecken-Innenrohr und eine Heizanordnung mit einem an einer Außenseite des Mischstrecken-Innenrohrs angeordneten Heizbereich umfasst. Durch das Zuordnen der Heizanordnung zu dem Mischstrecken-Innenrohr wird die Verdampfung des im Allgemeinen in flüssiger Form bzw. in Form eines Sprühnebels in das Abgas eingespritzten Reaktionsmittels unterstützt, und es wird die Gefahr, dass Ablagerungen des Reaktionsmittels an Oberflächenbereichen der Mischanordnung entstehen, deutlich gemindert. Da das Mischstrecken-Innenrohr die Heizanordnung und der Einsatzträger zu einem modulartigen Einsatz zusammengefasst sind, welcher in seiner Gesamtheit als vormontierte Baugruppe an dem Gehäuse montiert bzw. von dem Gehäuse entfernt werden kann, besteht in einfacher Weise die Möglichkeit, Wartungsarbeiten durchzuführen oder, sofern erforderlich, einen nicht mehr oder nicht vollständig funktionsfähigen Mischstrecken-Einsatz durch einen neuen Mischstrecken-Einsatz zu ersetzen und somit einen zuverlässigen Betrieb der Mischanordnung auch über eine lange Betriebslebensdauer hinweg zu gewährleisten. Um beim Festlegen des Mischstrecken-Einsatzes an dem Gehäuse eine Zusammenwirkung des Mischstrecken-Außenrohrs mit dem Mischstrecken-Innenrohr zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass in dem Gehäuse an einer in Richtung der Außenrohr-Längsachse dem stromaufwärtigen Endbereich des Mischstrecken-Außenrohrs gegenüberliegenden Gehäusewand eine Einsatz-Aufnahmeöffnung vorgesehen ist, wobei bei an dem Gehäuse festgelegtem Einsatzträger der Einsatzträger die Einsatz-Aufnahmeöffnung überdeckend angeordnet ist und das Mischstrecken-Innenrohr in das Mischstrecken-Außenrohr eingreifend positioniert ist. Um einerseits einen kompakten Einsatz zu err