Title:
Statischer Mischer
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft einen statischen Mischer (1), welcher in einem Abgasrohr (2) einer Brennkraftmaschine angeordnet ist.
Erfindungsgemäß umfasst der statische Mischer (1) mindestens ein erstes Strömungsleitelement (6) in einem stromaufwärtigen Bereich (4) des statischen Mischers (1) sowie mindestens ein zweites Strömungsleitelement (7) und mindestens ein drittes Strömungsleitelement (8) in einem stromabwärtigen Bereich (5) des statischen Mischers (1).
Das erste Strömungsleitelement (6) kann ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in Richtung der Innenwandung (9) des Abgasrohres (2) beeinflussen.
Das zweite Strömungsleitelement (7) kann ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in einer Drehrichtung beeinflussen.
Das dritte Strömungsleitelement (8) kann ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in Richtung der Längsachse (3) des statischen Mischers (1) beeinflussen.




Inventors:
RADHAKRISHNAN AJAY SUNDER (DE)
Application Number:
DE102016112556A
Publication Date:
01/11/2018
Filing Date:
07/08/2016
Assignee:
IAV GMBH INGENIEURGESELLSCHAFT AUTO & VERKEHR (Berlin, DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102014006491B3N/A2015-05-28
DE102011111765A1N/A2013-02-28
DE102010009043A1N/A2011-08-25



Claims:
1. Statischer Mischer (1), welcher in einem Abgasrohr (2) einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der statische Mischer (1) mindestens ein erstes Strömungsleitelement (6) in einem stromaufwärtigen Bereich (4) des statischen Mischers (1) sowie mindestens ein zweites Strömungsleitelement (7) und mindestens ein drittes Strömungsleitelement (8) in einem stromabwärtigen Bereich (5) des statischen Mischers (1) umfasst, wobei das erste Strömungsleitelement (6) ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in Richtung der Innenwandung (9) des Abgasrohres (2) beeinflussen kann, und wobei das zweite Strömungsleitelement (7) ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in einer Drehrichtung beeinflussen kann, und wobei das dritte Strömungsleitelement (8) ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in Richtung der Längsachse (3) des statischen Mischers (1) beeinflussen kann.

2. Statischer Mischer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der statische Mischer mindestens zwei zweite Strömungsleitelemente (7) und mindestens zwei dritte Strömungsleitelemente (8) umfasst, wobei die zweiten Strömungsleitelemente (7) und die dritten Strömungsleitelemente (8) alternierend angeordnet sind.

3. Statischer Mischer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der statische Mischer (1) in dem stromabwärtigen Bereich (5) mindestens ein viertes Strömungsleitelement umfasst, welches ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in einer Drehrichtung erzeugt, die entgegensetzt zu der mittels des zweiten Strömungsleitelements (7) erzeugten Drehrichtung ist.

Description:
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen statischen Mischer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Abgasanlagen angeordnete statische Mischer dienen zur Vermischung von flüssigem oder gasförmigem Reduktionsmittel im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen mit SCR-Abgasnachbehandlungssystemen (SCR engl. Abkürzung für selective catalytic reduction). Die statischen Mischer dienen zur möglichst homogenen Verteilung des eingebrachten Reduktionsmittels.

Stand der Technik

Aus der DE 10 2011 111 765 A1 ist eine Mischereinrichtung mit zumindest einer die Strömungsrichtung des Gasstroms beeinflussenden Mischschaufel bekannt. Die Mischerschaufel weist einen ersten Schaufelabschnitt und einen zweiten Schaufelabschnitt auf, die in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Der erste Schaufelabschnitt lenkt den die Mischereinrichtung anströmenden Gasstrom so um, dass dieser eine erste Drallkomponente erhält. Der zweite Schaufelabschnitt lenkt anschließend den Gasstrom so um, dass dieser eine zweite Drallkomponente erhält, wobei die erste Drallkomponente und die zweite Drallkomponente einander entgegengesetzt sind.

Die statischen Mischer, die zur Verdunstung und Vermischung von flüssigem oder gasförmigem Reduktionsmittel eingesetzt werden, verursachen teilweise einen hohen Abgasgegendruck bei einer schlechten Mischqualität, die vom Betriebspunkt abhängig ist. Der Zielkonflikt zwischen hoher Mischqualität und geringem Abgasgegendruck ist oftmals nicht im gesamten Motorkennfeld gelöst. Weiterhin können die statischen Mischer Schwächen hinsichtlich der Überdeckung in Strömungsrichtung des Abgasmassenstromes aufweisen.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen statischen Mischer bereitzustellen, welcher eine hohe Mischqualität bei gleichzeitig geringem Abgasgegendruck gewährleistet.

Lösung der Aufgabe

Die Erfindung wird durch einen statischen Mischer gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Mittels des erfindungsgemäßen statischen Mischers wird der mit Reduktionsmittel versetzte Abgasmassenstrom beim Durchströmen des statischen Mischers zuerst mittels des ersten Strömungsleitelements von innen nach außen gelenkt und anschließend mittels des zweiten Strömungsleitelements in eine Rotationsbewegung versetzt und mittels des dritten Strömungsleitelements von außen nach innen gelenkt. Beim Austritt aus dem statischen Mischer wird eine hohe Qualität der Vermischung sowie ein geringer Abgasgegendruck innerhalb einer kurzen Mischstrecke ermöglicht.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die zweiten Strömungsleitelemente und die dritten Strömungsleitelemente alternierend angeordnet. Durch die abwechselnde Änderung der Strömungsrichtung entstehen zwischen den zweiten und dritten Strömungsleitelementen freie Scherschichten, welche eine Vermischung verbessern.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der statische Mischer im stromabwärtigen Bereich mindestens ein viertes Strömungsleitelement auf. Das vierte Strömungsleitelement erzeugt ein Strömungsprofil des Abgasmassenstroms in einer Drehrichtung, die entgegensetzt zu der mittels des zweiten Strömungsleitelements erzeugten Drehrichtung ist. Hierdurch kann die Verwirbelung der Strömung beeinflusst werden.

Zeichnungen

Es zeigen:

1: eine perspektivische Ansicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen statischen Mischers;

2: eine Rückansicht des statischen Mischers gemäß 1;

3: eine Vorderansicht des statischen Mischers gemäß 1.

Die 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen statischen Mischers 1. Der statische Mischer 1 ist in einem Abgasrohr 2 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angeordnet. Ein mit Reduktionsmittel versetzter Abgasmassenstrom strömt in Richtung des Pfeils P1.

Eine Längsachse 3 des statischen Mischers 1 stimmt mit der Längsachse des Abgasrohres 2 überein.

Der statische Mischer 1 weist einen stromaufwärtigen Bereich 4 und einen stromabwärtigen Bereich 5 auf.

In dem stromaufwärtigen Bereich 4 umfasst der statische Mischer 1 erste Strömungsleitelemente 6.

In dem stromabwärtigen Bereich 5 sind zweite Strömungsleitelemente 7 sowie dritte Strömungsleitelemente 8 des statischen Mischers 1 angeordnet.

Der mit dem Reduktionsmittel versetzte Abgasmassenstrom strömt in Richtung des Pfeils P1 durch den statischen Mischer 1.

Die ersten Strömungsleitelemente 6 leiten einen Teil des Abgasmassenstroms in Richtung einer Innenwandung 9 des Abgasrohres 2 (Pfeil P2). Hierdurch wird der Abgasmassenstrom von der Längsachse 3 hin zur äußeren Querschnittsfläche verteilt.

Die zweiten Strömungsleitelemente 7 erzeugen bei einem Teil des Abgasmassenstroms eine Strömung in einer Drehrichtung (Pfeil P3).

Die dritten Strömungsleitelemente 8 leiten einen Teil des Abgasmassenstroms in Richtung der Längsachse 3 des statischen Mischers 1 (Pfeil P4).

In dieser Ausführungsform sind die zweiten Strömungsleitelemente 7 und die dritten Strömungsleitelemente 8 alternierend angeordnet. Zwischen den beiden Teilströmen (Pfeil P3 und P4) bildet sich eine freie Scherschicht, in welcher eine Vermischung stattfindet.

Der statische Mischer 1 kann aus gebogenen Blech bestehen.

Bezugszeichenliste

1
statischer Mischer
2
Abgasrohr
3
Längsachse
4
stromaufwärtiger Bereich
5
stromabwärtiger Bereich
6
erstes Strömungsleitelement
7
zweites Strömungsleitelement
8
drittes Strömungsleitelement
9
Innenwandung
P1
Pfeil
P2
Pfeil
P3
Pfeil
P4
Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 102011111765 A1 [0003]