DE-102023101603-B4 - Sekundärgas-Einleitanordnung

Abstract

Sekundärgas-Einleitanordnung zum Einleiten von Gas in eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, umfassend einen rohrartigen Einleitkörper (28) mit einer ein Gasaufnahmevolumen (54) umgrenzenden, eine Körperlängsachse (K) umgebenden Umfangswandung (36), wobei in der Umfangswandung (36) eine Gasdurchtrittsöffnungsformation (56) zum Austritt von Gas aus dem Gasaufnahmevolumen (54) in ein die Umfangswandung (36) umgebendes Volumen (35) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, - dass die Umfangswandung (36) doppelwandig ausgebildet ist mit einer inneren Wand (40) und einer äußeren Wand (42), wobei zwischen der inneren Wand (40) und der äußeren Wand (42) ein Gasdurchtrittsvolumen (57) gebildet ist, - dass die Gasdurchtrittsöffnungsformation (56) innere Öffnungen (58) in der inneren Wand (40) umfasst, wobei über die inneren Öffnungen (58) das Gasaufnahmevolumen (54) in Verbindung mit dem Gasdurchtrittsvolumen (57) ist, - dass die Gasdurchtrittsöffnungsformation (56) äußere Öffnungen (60) in der äußeren Wand (42) umfasst, wobei über die äußeren Öffnungen (60) das Gasdurchtrittsvolumen (57) zu dem die Umfangswandung (36) umgebenden Volumen (35) offen ist, und - dass wenigstens eine innere Öffnung (58) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) oder/und in Richtung der Körperlängsachse (K) nicht vollständig von einer äußeren Öffnung (60) überlappt ist, oder/und dass wenigstens eine äußere Öffnung (60) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) oder/und in Richtung der Körperlängsachse (K) nicht vollständig von einer inneren Öffnung (58) überlappt ist.

Inventors

• Kresimir Jambrosic
• Markus Burg

Assignees

• Purem GmbH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20230124

Claims (20)

1. Sekundärgas-Einleitanordnung zum Einleiten von Gas in eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, umfassend einen rohrartigen Einleitkörper (28) mit einer ein Gasaufnahmevolumen (54) umgrenzenden, eine Körperlängsachse (K) umgebenden Umfangswandung (36), wobei in der Umfangswandung (36) eine Gasdurchtrittsöffnungsformation (56) zum Austritt von Gas aus dem Gasaufnahmevolumen (54) in ein die Umfangswandung (36) umgebendes Volumen (35) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , - dass die Umfangswandung (36) doppelwandig ausgebildet ist mit einer inneren Wand (40) und einer äußeren Wand (42), wobei zwischen der inneren Wand (40) und der äußeren Wand (42) ein Gasdurchtrittsvolumen (57) gebildet ist, - dass die Gasdurchtrittsöffnungsformation (56) innere Öffnungen (58) in der inneren Wand (40) umfasst, wobei über die inneren Öffnungen (58) das Gasaufnahmevolumen (54) in Verbindung mit dem Gasdurchtrittsvolumen (57) ist, - dass die Gasdurchtrittsöffnungsformation (56) äußere Öffnungen (60) in der äußeren Wand (42) umfasst, wobei über die äußeren Öffnungen (60) das Gasdurchtrittsvolumen (57) zu dem die Umfangswandung (36) umgebenden Volumen (35) offen ist, und - dass wenigstens eine innere Öffnung (58) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) oder/und in Richtung der Körperlängsachse (K) nicht vollständig von einer äußeren Öffnung (60) überlappt ist, oder/und dass wenigstens eine äußere Öffnung (60) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) oder/und in Richtung der Körperlängsachse (K) nicht vollständig von einer inneren Öffnung (58) überlappt ist.
2. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass eine Mehrzahl innerer Öffnungen (58) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) oder/und in Richtung der Körperlängsachse (K) nicht vollständig von einer äußeren Öffnung (60) überlappt ist, oder/und dass eine Mehrzahl äußerer Öffnungen (60) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) oder/und in Richtung der Körperlängsachse (K) nicht vollständig von einer inneren Öffnung (58) überlappt ist.
3. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass jede innere Öffnung (58) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) oder/und in Richtung der Körperlängsachse (K) nicht vollständig von einer äußeren Öffnung (60) überlappt ist, oder/und dass jede äußere Öffnung (60) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) oder/und in Richtung der Körperlängsachse (K) nicht vollständig von einer inneren Öffnung (58) überlappt ist.
4. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 1 , 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens eine innere Öffnung (58) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) und in Richtung der Körperlängsachse (K) von keiner äußeren Öffnung (60) überlappt ist, oder/und dass wenigstens eine äußere Öffnung (60) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) und in Richtung der Körperlängsachse (K) von keiner inneren Öffnung (58) überlappt ist.
5. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass eine Mehrzahl innerer Öffnungen (58) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) und in Richtung der Körperlängsachse (K) von keiner äußeren Öffnung (60) überlappt ist, oder/und dass eine Mehrzahl äußerer Öffnungen (60) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) und in Richtung der Körperlängsachse (K) von keiner inneren Öffnung (58) überlappt ist.
6. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass jede innere Öffnung (58) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) und in Richtung der Körperlängsachse (K) von keiner äußeren Öffnung (60) überlappt ist, oder/und jede äußere Öffnung (60) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) und in Richtung der Körperlängsachse (K) von keiner inneren Öffnung (58) überlappt ist.
7. Sekundärgas-Einleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 6 , dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens eine innere Öffnung (58) einen größeren Öffnungsquerschnitt aufweist, als wenigstens eine äußere Öffnung (60) oder/und dass wenigstens ein Teil der inneren Öffnungen (58) langlochartig ausgebildet ist.
8. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass mehrere innere Öffnungen (58) oder jede innere Öffnung (58) einen größeren Öffnungsquerschnitt aufweist, als mehrere äußere Öffnungen (60) oder jede äußere Öffnung (60), oder/und dass jede innere Öffnung (58) langlochartig ausgebildet ist.
9. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 7 oder 8 , dadurch gekennzeichnet , dass die langlochartig ausgebildeten inneren Öffnungen (58) mit einer Öffnungslängsachse (L) in Richtung der Körperlängsachse (K) orientiert angeordnet sind, oder/und dass die langlochartig ausgebildeten inneren Öffnungen (58) in einer Mehrzahl von Reihen (62) von aufeinander folgenden inneren Öffnungen (58) mit zueinander parallelen Öffnungslängsachsen (L) oder/und in einer Mehrzahl von Ringen (64) von in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) aufeinander folgenden inneren Öffnungen (58) mit zueinander parallelen Öffnungslängsachsen (L) angeordnet sind.
10. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , dass in den Reihen (62) von aufeinander folgenden inneren Öffnungen (58) die inneren Öffnungen (58) in Richtung der Öffnungslängsachse (L) aufeinander folgen.
11. Sekundärgas-Einleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 10 , dadurch gekennzeichnet , dass die Anzahl äußerer Öffnungen (60) größer ist als die Anzahl innerer Öffnungen (58), oder/und dass wenigstens ein Teil der äußeren Öffnungen (60) mit kreisrundem Öffnungsquerschnitt ausgebildet ist.
12. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet , dass jede äußere Öffnung (60) mit kreisrundem Öffnungsquerschnitt ausgebildet ist.
13. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 11 oder 12 , dadurch gekennzeichnet , dass die mit kreisrundem Querschnitt ausgebildeten äußeren Öffnungen (60) in einer Mehrzahl von Reihen (66) von aufeinander folgenden äußeren Öffnungen (60) oder/und in einer Mehrzahl von Ringen (68) von in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) aufeinander folgenden äußeren Öffnungen (60) angeordnet sind.
14. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet , dass in den Reihen (66) von aufeinander folgenden äußeren Öffnungen (60) die äußeren Öffnungen (60) in Richtung der Körperlängsachse (K) aufeinander folgen.
15. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 9 und Anspruch 13 oder 14 , dadurch gekennzeichnet , dass in Umfangsrichtung zwischen wenigstens zwei in Umfangsrichtung unmittelbar aufeinander folgenden Reihen (66) äußerer Öffnungen (60) wenigstens eine Reihe (62) innerer Öffnungen (58) vorgesehen ist.
16. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet , dass in Umfangsrichtung zwischen allen in Umfangsrichtung unmittelbar aufeinander folgenden Reihen (66) äußerer Öffnungen (60) wenigstens eine Reihe (62) innerer Öffnungen (58) vorgesehen ist.
17. Sekundärgas-Einleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 16 oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Gasdurchtrittsöffnungsformation (56) eine Mehrzahl von Gasdurchtrittsöffnungen (76) umfasst, und dass wenigstens einer Gasdurchtrittsöffnung (76) ein Strömungsablenkelement (70) zum Ablenken von durch die Gasdurchtrittsöffnung (76) hindurchströmendem Gas (G) in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse (K) oder/und in Richtung der Körperlängsachse (K) zugeordnet ist.
18. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 17 , dadurch gekennzeichnet , dass einer Mehrzahl der Gasdurchtrittsöffnungen (76) jeweils ein Strömungsablenkelement (70) zugeordnet ist.
19. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 18 , dadurch gekennzeichnet , dass jeder Gasdurchtrittsöffnung (76) jeweils ein Strömungsablenkelement (70) zugeordnet ist.
20. Sekundärgas-Einleitanordnung nach Anspruch 17 , 18 oder 19 , dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens ein Strömungsablenkelement (70) durch Umformen der Umfangswandung (36) gebildet ist, oder/und dass wenigstens ein Strömungsablenkelement (70), bezüglich der Umfangswandung (36) radial versetzt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sekundärgas-Einleitanordnung zum Einleiten von Gas, insbesondere Luft, in die Abgasanlage einer Brennkraftmaschine. Um in Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen eine oder mehrere in einer Abgasbehandlungsanordnung vorgesehene Abgasbehandlungseinheiten, wie zum Beispiel Oxidationskatalysator, SCR-Katalysator oder Partikelfilter, am Beginn des Arbeitsbetriebs einer Brennkraftmaschine schnell auf eine zur Durchführung einer katalytischen Reaktion erforderliche Betriebstemperatur zu bringen, ist es bekannt, stromaufwärts derartiger Abgasbehandlungseinheiten im Allgemeinen elektrisch betriebene Heizeinheiten anzuordnen. Die Heizeinheiten werden von dem von einer Brennkraftmaschine ausgestoßenen Abgas durchströmt. Das Abgas nimmt an einer derartigen Heizeinheit Wärme auf und transportiert diese in Richtung zu einer oder mehreren stromabwärts dann folgenden Abgasbehandlungseinheiten. Die in derartigen Heizeinheiten bereitgestellte Wärme kann bereits vor Beginn des Arbeitsbetriebs einer Brennkraftmaschine genutzt werden, um eine oder mehrere Abgasbehandlungseinheiten vorzuwärmen, wenn stromaufwärts derselben ein Sekundärgas, im Allgemeinen Luft, in die Abgasanlage eingespeist wird. Bei noch nicht vorhandenem Abgasstrom durchströmt das Sekundärgas eine stromaufwärts einer oder mehrerer Abgasbehandlungseinheiten angeordnete Heizeinheit und transportiert die dort aufgenommene Wärme zu der bzw. den Abgasbehandlungseinheiten. Aus der DE 10 2018 108 592 A1 und der DE 10 2019 134 859 A1 ist jeweils eine Sekundärgas-Einleitanordnung mit einem in Richtung einer Körperlängsachse langgestreckten, im Wesentlichen zylindrischen Einleitkörper bekannt. Der Einleitkörper weist eine Umfangswandung auf, in welcher eine Gasdurchtrittsöffnungsformation mit einer Vielzahl von Öffnungen ausgebildet ist. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sekundärgas-Einleitanordnung bereitzustellen, mit welcher eine gleichmäßige Verteilung von in eine Abgasanlage eingeleitetem Sekundärgas im Strömungsquerschnitt der Abgasanlage erreicht wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Sekundärgas-Einleitanordnung zum Einleiten von Gas, insbesondere Luft, in eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, umfassend einen rohrartigen Einleitkörper mit einer ein Gasaufnahmevolumen umgrenzenden, eine Körperlängsachse umgebenden Umfangswandung, wobei in der Umfangswandung eine Gasdurchtrittsöffnungsformation zum Austritt von Gas aus dem Gasaufnahmevolumen in ein die Umfangswandung umgebendes Volumen vorgesehen ist. Bei einem Ausgestaltungskonzept der vorliegenden Erfindung zeichnet sich die Sekundärgas-Einleitanordnung dadurch aus,- dass die Umfangswandung doppelwandig ausgebildet ist mit einer inneren Wand und einer äußeren Wand, wobei zwischen der inneren Wand und der äußeren Wand ein Gasdurchtrittsvolumen gebildet ist,- dass die Gasdurchtrittsöffnungsformation innere Öffnungen in der inneren Wand umfasst, wobei über die inneren Öffnungen das Gasaufnahmevolumen in Verbindung mit dem Gasdurchtrittsvolumen ist,- dass die Gasdurchtrittsöffnungsformation äußere Öffnungen in der äußeren Wand umfasst, wobei über die äußeren Öffnungen das Gasdurchtrittsvolumen zu dem die Umfangswandung umgebenden Volumen offen ist, und- dass wenigstens eine innere Öffnung in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse oder/und in Richtung der Körperlängsachse nicht vollständig von einer äußeren Öffnung überlappt ist, oder/und dass wenigstens eine äußere Öffnung in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse oder/und in Richtung der Körperlängsachse nicht vollständig von einer inneren Öffnung überlappt ist. Durch diese Anordnung äußerer Öffnungen und innerer Öffnungen bezüglich einander wird ein im Wesentlichen nur radial bezüglich der Körperlängsachse orientierter Hindurchtritt von Gas durch die Umfangswandung und damit ein im Wesentlichen nur radial bezüglich der Körperlängsachse orientierter Austritt von Gas in das die Umfangswandung umgebende Volumen verhindert. Dadurch wird aufgrund des Umstandes, dass in das die Umfangswandung umgebende Volumen strömendes Gas auch Strömungsrichtungskomponenten in Umfangsrichtung um die Körperlängsachse bzw. in Richtung der Körperlängsachse hat, eine stärkere Verwirbelung des Gasstroms und damit eine gleichmäßigere Verteilung über den gesamten Querschnitt eines Strömungsvolumens im Inneren einer Abgasanlage erreicht. Infolgedessen werden eine stromabwärts der Einleitung von Gas positionierte Heizeinheit bzw. auch eine stromabwärts der Einleitung von Gas positionierte Abgasbehandlungsanordnung mit einer oder mehreren Abgasbehandlungseinheiten über deren Querschnitte gleichmäßiger angeströmt, wodurch einerseits eine lokale thermische Überlastung insbesondere einer derartigen Heizeinheit vermieden werden kann und andererseits eine gleichmäßige Erwärmung einer oder mehrerer Abgasbehandlungseinheiten über den gesamten Querschnitt erreicht wird. Für eine besonders effiziente Verwirbelung in der Um