(57)【要約】本発明は、圧縮空気および液体還元剤の混合物を提供するための装置（１）であって、還元剤用の第１の流入ダクト（２）を有し、圧縮空気用の第２の流入ダクト（３）を有し、混合物用の吐出ダクト（１２）を有する、装置（１）に関する。装置において、圧縮空気および還元剤が溶け合う混合点（４）、および、混合点（４）に隣接して、混合点（４）および吐出ダクト（１２）を接続する混合ダクト（５）は、設けられる。第１の流入ダクト（２）は、軸線方向（２５）において混合点に通じる。第２の流入ダクト（３）は、少なくとも１つのインジェクションダクト（７）を介して混合点（４）に接続され、少なくとも１つのインジェクションダクト（７）は、接線方向（１９）において混合点（４）に通じる。【選択図】図１
2014530979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気および液体還元剤の混合物を提供するための装置（１）であって、還元剤用の第１の流入ダクト（２）を有し、圧縮空気用の第２の流入ダクト（３）を有し、混合物用の吐出ダクト（１２）を有し、圧縮空気および還元剤が溶け合う混合点（４）を有し、前記混合点（４）に隣接して、前記混合点（４）および前記吐出ダクト（１２）を接続する混合ダクト（５）を有し、前記第１の流入ダクト（２）は、軸線方向（２５）において前記混合点に通じ、前記第２の流入ダクト（３）は、少なくとも１つのインジェクションダクト（７）を介して前記混合点（４）に接続され、前記少なくとも１つのインジェクションダクト（７）は、接線方向（１９）において前記混合点（４）に通じる、装置（１）。
【請求項２】
前記混合点（４）の領域において前記還元剤のまわりに圧縮空気ジャケット（６）が形成されるというようなやり方で、前記圧縮空気は、前記混合点（４）に供給される、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
２つのインジェクションダクト（７）は、周囲部分（３１）において前記混合点（４）に接線方向に通じ、前記２つのインジェクションダクト（７）間にガイド構造（１８）が配置され、前記ガイド構造は、前記インジェクションダクト（７）を通って前記混合点（４）に入る圧縮空気フロー（８）を還元剤フロー（９）に関して半径方向（２０）に偏向させるのに適している、請求項２に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記混合ダクト（５）は、前記第１の流入ダクト（２）の軸線方向（２５）に関して４５°〜８５°の第１の角度（１０）にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記吐出ダクト（１２）は、前記第１の流入ダクト（２）と平行に配列される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記第１の流入ダクト（２）および前記第２の流入ダクト（３）は、互いに平行に配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記混合点（４）および前記混合ダクト（５）は、ポリマー材料によって形成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項８】
前記混合ダクト（５）は、前記吐出ダクト（１２）から離れて湾曲するプロフィールを有し、前記吐出ダクト（１２）と前記混合ダクト（５）との間には、５０°〜９０°の第２の角度（１１）が形成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項９】
混合物を形成するために液体還元剤および圧縮空気を混合する方法であって、少なくとも、
ａ）還元剤フロー（９）を生成するステップ、
ｂ）ジャケットフロー（３４）が形成されるように前記還元剤フロー（９）のまわりに圧縮空気ジャケット（６）を生成するステップ、
ｃ）前記ジャケットフロー（３４）を混合ダクト（５）に導入するステップ、
ｄ）混合フロー（２６）が形成されるように前記混合ダクト（５）において前記圧縮空気ジャケット（６）および前記還元剤フロー（９）を混合するステップ、および、
ｅ）前記混合フロー（２６）を吐出ダクト（１２）に供給するステップ、
を含む、方法。
【請求項１０】
ステップｃ）の前に、前記ジャケットフロー（３４）は、４５°〜８５°の第１の角度（１０）によって偏向される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ステップｄ）において、前記還元剤フロー（９）が混合フロー（２６）に変換されるように、前記圧縮空気ジャケット（６）は、前記還元剤フロー（９）に供給され、その変換の間、前記混合フロー（２６）は、拡大され、前記圧縮空気ジャケット（６）は、枯渇され、前記圧縮空気ジャケット（６）が少なくとも９０パーセント枯渇したときに、前記混合フロー（２６）は、前記混合ダクト（５）と最初に接触する、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
内燃機関（１４）、前記内燃機関（１４）の排ガスの浄化のための排ガス処理装置（１５）、還元剤ソース（１６）、圧縮空気ソース（１７）、還元剤および圧縮空気の混合物であって、前記排ガス処理装置（１５）に供給されることができる混合物を生成するための請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置（１）、を有する自動車両（１３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気および液体還元剤の混合物を提供するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に自動車分野において、内燃機関の排ガスの浄化のために、排ガス中の汚染物質の転換を支援する流体が排ガスに添加される排ガス処理プロセスの使用は、なされる。流体が供給される特に一般的に用いられる排ガス処理プロセスは、選択接触還元［ＳＣＲ］プロセスである。前記プロセスにおいて、還元剤は、排ガスに供給される。そしてそれを用いて、排ガス中の還元剤酸化窒素化合物は、減少することができる。特に一般的に用いられる還元剤は、アンモニアである。アンモニアは、通常、直接ではなく、むしろアンモニアを形成するために変換されることができる還元剤前駆体溶液の形で、自動車両に格納される。これは、排ガス中においておよび／または触媒反応器を用いて熱的に発生する。そしてそれは、排ガスの範囲内におよび／またはその外側に配置されることができる。還元剤前駆体溶液として、例えば、水性尿素溶液の使用は、なされてよい。特に一般に使われるのは、商品名ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）の下で利用可能な３２．５％の尿素水溶液である。「還元剤」および「還元剤前駆体」の語句は、以下で互いに同義的に使われる。
【０００３】
還元剤は、通常、インジェクション装置によって排ガス処理装置に供給される。還元剤が純粋な形ではなくむしろ還元剤および空気の混合物としてインジェクションされることが有利でもよいことは、分かっている。特に高温が排ガス処理装置の領域において起こるので、これは、一方で有利である。前記高温は、還元剤のインジェクションのためのインジェクション装置へ、しばしば移転される。このようにして、アンモニアへの還元剤の化学変化または部分的な転換は、インジェクション装置ですでに起こることがありえる。分散媒体としての圧縮空気と一緒の還元剤のインジェクションは、結果として、特に有効なフラッシングおよびインジェクション装置の冷却になる。さらに、還元剤は、比較的短時間の間、インジェクション装置内に留まる。インジェクション装置内での還元剤の化学反応は、このようにして防止される。
【０００４】
圧縮空気と一緒の還元剤のインジェクションは、排ガス処理装置における還元剤の分布をさらに改良する。インジェクション中に発生するスプレー霧は、圧縮空気の結果として、より細かい。
【０００５】
さらに、圧縮空気をともなう還元剤のインジェクションの場合、純粋な圧縮空気をともなうインジェクション装置のフラッシングが、排ガス処理装置の稼動停止後に起こることができる。このようにして、インジェクション装置に存在する混合物は、インジェクション装置から運び出されることができる。従来の還元剤（例えばＡｄＢｌｕｅ（登録商標））は−１１℃の温度で凍結するので、稼動停止が生じた場合に還元剤または混合物がインジェクション装置から運び出されることは、有利である。インジェクション装置を空にする結果、インジェクション装置内の還元剤の凍結を、そして結果として生じるインジェクション装置への損傷を回避することができる。
【０００６】
空気と一緒の還元剤の供給についての課題は、しばしば混合物の生成である。還元剤／空気混合物は、排ガス処理装置においてできるだけ均一に分配されなければならない。同時に、還元剤および空気の混合が生じる混合点の領域において還元剤の堆積を防止することが必要である。堆積は、例えば、還元剤からの結晶性尿素沈殿物の形で起こる。この種の堆積は、混合点を塞いで、流動状況を変える。さらに、この種の堆積は、分解することができて、混合点での、そしてインジェクション装置においても損傷を引き起こすことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記先行技術を出発点として、先行技術と合わせて強調される技術的課題を軽減するかまたは解決することは、本発明の目的である。それは、特に、圧縮空気および液体還元剤の混合物を提供するための特に安価でかつ特に有利な装置を開示しようとする。さらに、それは、液体還元剤および圧縮空気の混合物を生成するための特に有利な方法を記載しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的は、請求項１の特徴による装置によって、そして請求項９の特徴による方法によっても達成される。本発明のさらに有利な改良は、それぞれの従属請求項において特定される。強調される本発明のさらなる設計変形については、請求項において個々に特定される特徴は、いかなる所望の技術的に意味があるやり方において互いに組み合わされてよく、記載からの説明的な事実によって補充されてよい。
【０００９】
本発明は、圧縮空気および液体還元剤の混合物を提供するための装置であって、還元剤用の第１の流入ダクトを有し、圧縮空気用の第２の流入ダクトを有し、混合物用の吐出ダクトを有し、圧縮空気および還元剤が溶け合う混合点を有する、装置に関する。また、混合点に隣接して、混合点および吐出ダクトを接続する混合ダクトは、設けられ、第１の流入ダクトは、軸線方向において混合点に通じ、第２の流入ダクトは、少なくとも１つのインジェクションダクトを介して混合点に接続され、少なくとも１つのインジェクションダクトは、接線方向において混合点に通じる。少なくとも１つのインジェクションダクトは、好ましくは混合点のおよび／または混合ダクトのおよび／または第１の流入ダクトの周囲部分を通して混合点に通じる。
【００１０】
第１の流入ダクトは、そして第２の流入ダクトも、いずれの場合も、圧縮空気および還元剤の量を分注するために役立つ１つのバルブを有してよい。前記バルブは、本発明による装置の構成要素である必要はない。例えばバルブは、本発明による装置が接続されることができるポンプモジュールの構成要素でもよい。還元剤は、概して３〜７バールの圧力で第１の流入ダクトに供給される。圧縮空気は、概して３〜５バールの圧力で第２の流入ダクトに供給される。特に、還元剤の圧力は、装置の稼動中に強く変動してもよい。稼動中の還元剤の平均圧力は、通常、圧縮空気の平均圧力よりも低い。第１の流入ダクトにおける還元剤の平均圧力は、好ましくは３．０〜３．５バールである。第２の流入ダクトにおける圧縮空気の平均圧力は、好ましくは３．５〜４．０バールである。
【００１１】
混合点は、好ましくは、装置を通る還元剤のための流路のうちの、圧縮空気が供給される領域である。少なくとも１つの混合ダクトは、好ましくは混合点に直接隣接して形成される。還元剤用の第１の流入ダクトおよび混合ダクトは、好ましくは互いに直接溶け込む（ｍｅｒｇｅ）。そして、混合点は、第１の流入ダクトから混合ダクトまでの移行を形成する。そして、第１の流入ダクトおよび混合ダクトは、還元剤のための流路をあらかじめ定義する。混合点の正確な位置、または連続した流路がもはや第１の流入ダクトとしてではなくむしろ混合ダクトとして称される正確な位置は、圧縮空気の供給の位置によって定義されてよい。したがって、混合点の位置は、少なくとも１つのインジェクションダクトの開口点によって定義されてよい。同様に、第１の流入ダクトのおよび／または混合ダクトの流路の拡幅は、混合点として定義されてよい。
【００１２】
圧縮空気は、少なくとも１つのインジェクションダクトを介して混合点に供給される。圧縮空気は、圧縮空気用の第２の流入ダクトを介してインジェクションダクトに供給される。第２の流入ダクトに関して、少なくとも１つのインジェクションダクトは、少なくとも断面において好ましくは狭くなる。これは、少なくとも１つのインジェクションダクトまたは多数のインジェクションダクトが圧縮空気用の第２の流入ダクトの断面積よりも小さい総断面積を有することを意味する。このようにして、圧縮空気は、少なくとも１つのインジェクションダクトの領域において加速されて、したがって加速後に混合点に供給されることを確実にすることができる。特に圧縮空気による還元剤の微細な霧吹き作用は、このようにして達成される。
【００１３】
第２の流入ダクトは、好ましくは最初に収集領域に通じる。そしてそこから、少なくとも１つのインジェクションダクトは、分岐する。インジェクションダクトは、好ましくは周囲部分を通して混合点に通じる。換言すれば、特に、少なくとも１つのインジェクションダクトは、混合点のまわりでダクトの想像上の周面に通じる。還元剤の流れ方向または第１の流入ダクトの配列および混合ダクトの配列は、接線方向が定義される軸線方向を定義する。この観点から、混合点の領域において、第１の流入ダクトまたは混合ダクトは、周面および軸線または中心線を有するパイプ形状を有する。軸線または中心線は、軸線方向を定義する。少なくとも１つのインジェクションダクトは、次いで、そのパイプの周面の、混合点の、混合ダクトの、または第１の流入ダクトの、周囲部分に通じる。
【００１４】
混合点の領域において還元剤のまわりに圧縮空気ジャケットが形成されるようなやり方で圧縮空気がこの種の混合点に供給される場合、装置は、特に有利である。圧縮空気が周囲部分を通してインジェクションダクトを介して混合点に供給される場合、インジェクションダクトを通り直接インジェクション後の混合点での圧縮空気は、還元剤の周辺外側に、または還元剤フローの周辺にすでに位置する。前記状態が少なくとも主に維持されるように、混合点、第１の流入ダクト、混合ダクトおよび／またはインジェクションダクトは、目下好ましくは設計される。これにより、還元剤は、好ましくは混合点のまたは混合ダクトの中心領域にそのままある。圧縮空気は、還元剤を少なくとも部分的にまたは断面において囲む圧縮空気ジャケットを形成する。この種の構成は、例えば、圧縮空気が還元剤を混合点の中心領域の方へ強制することによって、および、還元剤と圧縮空気との間の渦構造が混合点の外縁領域まで実質的に妨げられるように、混合点が設計されることによって、達成されてよい。
【００１５】
２つのインジェクションダクトが周囲部分において混合点に接線方向に通じ、２つのインジェクションダクト間にガイド構造が配置され、ガイド構造は、インジェクションダクトを通って混合点に入る圧縮空気フローを還元剤フローに関して半径方向に偏向させるのに適している場合、装置は、さらに有利である。この種の構成によって、圧縮空気が還元剤を混合点の中心領域へと強制して、したがって還元剤の周辺に圧縮空気ジャケットを形成することは、達成するのが可能である。このようにして、中心に還元剤フローを有して、還元剤フローの周辺に圧縮空気ジャケットが位置するジャケットフローは、生成される。一般に、２つのインジェクションダクトを有する装置の実施形態は、好ましい。しかしながら、装置が異なる数のインジェクションダクト（例えば１つのインジェクションダクト、３つのインジェクションダクトまたは４つのインジェクションダクト）を備えることも、可能である。
【００１６】
混合ダクトが第１の流入ダクトの軸線方向に関して４５°〜８５°の第１の角度にあることも、特に有利である。前記第１の角度は、混合点の直接下流に位置するかまたはまだ混合点の領域に位置することが好ましい。還元剤フローは、このように圧縮空気フローと混合されて、同時に偏向される。前記偏向は、好ましくは、少なくとも１つのインジェクションダクトが混合点に通じる接線方向とは反対に起こる。さらに、第１の角度によって得られる偏向は、しかしながら、圧縮空気フローが混合点でガイド構造によって偏向される半径方向において起こる。このようにして、４５°〜８５°の第１の角度による還元剤の偏向は、圧縮空気によって助けられることができる。圧縮空気は、第１の角度の方向に還元剤を強制する。混合点とのまたは混合ダクトとのおよび／または混合点の壁とのまたは混合ダクトの壁との還元剤の接触は、これにより防止されることができる。
【００１７】
混合ダクトが吐出ダクトから離れて湾曲するプロフィールを有し、吐出ダクトと混合ダクトの間に５０°〜９０°の第２の角度が形成される場合、装置はまた、有利である。
【００１８】
吐出ダクトが第１の流入ダクトと平行に配列される場合、それも有利である。
【００１９】
したがって、第２の角度による還元剤のまたは混合物のさらなる偏向は、第１の角度の後で好ましくは起こる。前記偏向は、混合ダクトに続いて、または混合ダクトと吐出ダクトとの間で起こる。混合ダクトは、湾曲する（軸線方向に関して）プロフィールを有するのが望ましい。第１の角度によってあらかじめ定義される混合点の領域における湾曲は、混合ダクトにおいて類似の様式で好ましくは続けられる。混合ダクトは、その全長を通して５°〜１０°の湾曲を有するのが好ましい。したがって、第２の角度は、第１の角度よりも都合よくわずかに大きい。第２の角度は、好ましくは５０°と９０°との間にある。一緒に見られる第１の流入ダクトおよび混合ダクトは、好ましくはＳ字状に構成される。装置の特にコンパクトな設計は、このようにして得られることができる。
【００２０】
第１の流入ダクトおよび第２の流入ダクトが互いに平行に配置される場合、本発明による装置は、さらに有利である。第１の流入ダクトおよび第２の流入ダクトは、互いに直接隣接して配置されるポートを好ましくは有する。装置は、圧縮空気を提供するためのおよび還元剤を提供するための装置上に、あるいは、平坦なまたは平面の取り付け面上に、特に単純なやり方でこのようにマウントされてよい。圧縮空気および還元剤を提供するためのこの種の装置は、例えば、本発明による装置のための接触面を有するポンプモジュールでもよい。
【００２１】
混合点および混合ダクトがポリマー材料によって形成される場合、装置は、さらに有利である。ポリマー材料については、例えば、プラスチック材料またはゴム材料を意味する。永続的な高性能プラスチックは、この目的のために好ましくは用いられる。この文脈において特に有利なプラスチックは、例えば商品名Ｆｏｒｔｒｏｎ（登録商標）の下で利用可能なＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）である。
【００２２】
プラスチックは、混合ダクトで出会う圧力範囲において特定程度の可撓性を有するのが好ましい。圧力範囲は、３〜８バールである。このようにして、混合点のおよび混合ダクトの表面が可撓性であり、わずかに移動可能であることは、達成されることができる。前記表面上に堆積を形成する場合に備えて、これらは、可撓性または材料表面の動きの結果として、おそらく解除される。さらに、還元剤は、化学的に非常に活性（ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ）である。記載されたプラスチックは、還元剤に関して特に高い耐化学性を有する。
【００２３】
本発明はまた、混合物を形成するために液体還元剤および圧縮空気を混合する方法であって、少なくとも、
ａ）還元剤フローを生成するステップ、
ｂ）ジャケットフローが形成されるように還元剤フローのまわりに圧縮空気ジャケットを生成するステップ、
ｃ）ジャケットフローを混合ダクトに導入するステップ、
ｄ）混合フローが形成されるように混合ダクトにおいて圧縮空気ジャケットおよび還元剤フローを混合するステップ、および、
ｅ）混合フロー（２６）を吐出ダクト（１２）に供給するステップ、
を含む方法を請求する。
【００２４】
本発明による装置に関して説明される利点および特別な設計の特徴は、本発明による方法に適用されることができて、移転されることができる。本発明による方法に関して以下に強調する改良および利点にも同様に適用される。これらは、本発明による装置に移転されることができる。
【００２５】
ステップａ）〜ｅ）は、還元剤の流れ方向に沿って定まった順序において好ましくは実行される。
【００２６】
ステップａ）において、還元剤フローは、例えば、第１の流入ダクトを通って提供される液体還元剤によって発生される。ステップｂ）において、混合点で周囲部分を通して接線方向に供給される圧縮空気によって、圧縮空気ジャケットは、次いで、還元剤フロー周辺で発生することができる。圧縮空気は、次いで、還元剤周辺に実質的に位置する。特に明確なジャケットフローは、これにより形成される。
【００２７】
ステップｃ）中の混合ダクトへのジャケットフローの導入の間、還元剤がジャケットフローの外側領域に過剰な範囲まで通らないように、圧縮空気ジャケットは、実質的に貫通されないことが好ましい。本発明による方法が生じる装置における還元剤の堆積が効果的に減少するかまたは防止さえされることは、これにより可能である。
【００２８】
ステップｄ）において圧縮空気ジャケットおよび還元剤フローを混合することは、混乱状にではなくむしろ層流状に起こることが好ましく、または少なくとも共通の流路の一部を通しての拡散によって起こることが好ましい。還元剤がジャケットフローの外側領域へと非制御様式で通るのを防止することは、このように可能である。
【００２９】
混合ダクトは、ステップｂ）が起こる混合点の直接下流にほぼ円形の断面形状を有するように好ましくは設計される。これは、圧縮空気ジャケットを有するジャケットフローが発生して、維持されることを特に容易にする。ジャケットフローの断面は、混合ジェットが提供される吐出ダクトの方向において好ましくは平らにされる。例えば、混合ダクトが混合点側において円形の設計で、吐出ダクト側の平らにされた形状へと連続的に溶け込むような混合ダクトの設計によって、対応する状況は、達成される。
【００３０】
混合ダクトの平坦化が還元剤フローの周辺で圧縮空気ジャケットを維持することを困難にするにもかかわらず、しかしながら、それは、還元剤および圧縮空気の混合通過を促進する。混合ダクトの断面の平坦化は、特に、還元剤への圧縮空気にとっての拡散経路を短縮する。平坦化領域において圧縮空気ジャケットを通過する還元剤の増加した危険度は、圧縮空気および還元剤の混合通過がすでに起こったという点で、吐出ダクトの近くで減少する。濃縮還元剤はそこでもはや存在しない。むしろ、圧縮空気によってすでに部分的に混合された還元剤だけである。したがって、濃縮還元剤は、前記領域における圧縮空気ジャケットをもはや通過することができない。
【００３１】
ステップｅ）における混合フローの供給は、混合物をインジェクション装置へ導くためのラインが接続されることができるポートを介して、好ましくは起こる。インジェクション装置は、好ましくは、排ガス処理装置に混合物を供給するように設計される。
【００３２】
還元剤フロー周辺で圧縮空気ジャケットを形成することによって、さもなければ、還元剤が装置に、そして特に混合点および／または混合ダクトに有するかもしれない腐食性の衝撃は、減少する。還元剤フローの流れ方向は、圧縮空気ジャケットによって、混合点および／または混合ダクトの壁と少なくとも部分的に平行に配列される。還元剤フロー中に結晶性排出が存在するかもしれない。そしてそれは、例えば、（固体）尿素および／またはアンモニア前駆体を含む。これらの（固体）排出物が混合点の壁および／または混合ダクトに高速度とともに、そして対応する高い運動エネルギーとともにぶつかる場合には、壁の浸食が発生する。壁に沿った流れの少なくとも部分的に平行な配列によって、壁に対して高い運動のエネルギーとともに排出物を打つことは、効果的に減少されることができるかまたは防止されることさえできる。というのも、特に、壁に垂直な排出物の速度の成分は、著しく減少しているからである。
【００３３】
圧縮空気ジャケットはまた、装置上の、そして特に混合点および／または混合ダクト上の還元剤の化学効果を減少させる。圧縮空気ジャケットは、混合点のおよび／または混合ダクトの壁を還元剤フローから少なくとも部分的に隔離する。加えて、還元剤フローは、次いで、壁に化学的に作用することができない。
【００３４】
還元剤フロー中の還元剤の量に対する圧縮空気フロー中の圧縮空気の量の比率によって、混合フロー中の還元剤の最大濃縮度は、調整されることができる。この最大濃縮度は、混合フロー中の結晶性排出の形成が広範囲に回避されるように調整されることができる。
【００３５】
圧縮空気フローによって、還元剤、それぞれの還元剤フローは、混合点からおよび／または混合ダクトから運び出される。混合物の提供が終了する場合には、最初に還元剤フローを停止させて、隣接的に（時間遅延して）圧縮空気フローを停止させることは、特に可能である。この手順によって、圧縮空気フローが装置、特に混合点および混合ダクトから還元剤フローを運び出すことは、完全に達成されることができる。
【００３６】
ステップｃ）の前に、ジャケットフローが４５°〜８５°の第１の角度によって偏向される場合、方法はまた、有利である。ジャケットフローが発生した直後に特に偏向によって特に安定になること、そして、ジャケットフローの乱流が特に効果的に排除されることができることは、分かっている。
【００３７】
ステップｄ）において、還元剤フローが好ましくは連続的に混合フローに変換されるように、圧縮空気ジャケット（６）が還元剤フローに供給され、その変換の間、混合フローが拡大され、圧縮空気ジャケットが枯渇され、圧縮空気ジャケットが少なくとも９０％枯渇したときに、混合フローが混合ダクトと最初に接触する場合、方法は、さらに有利である。
【００３８】
圧縮空気ジャケットの枯渇の間、圧縮空気ジャケットは、還元剤フローに、または混合フローに供給される。圧縮空気ジャケットの枯渇または混合フローへの圧縮空気の供給は、好ましくは実質的に層流によって、または拡散によって起こる。還元剤および圧縮空気の層流の存在は、レイノルズ数の、還元剤フローのまたは圧縮空気フローの、そして混合フローの適切な選択によって得られてよい。レイノルズ数は、混合チャンバの設計によって影響されてよい。
【００３９】
圧縮空気ジャケットが少なくとも９０％枯渇したときに、したがって、特に還元剤フローまたは混合フローが少なくとも９０％圧縮空気ジャケットと混合されたときに、還元剤の噴出が混合ダクトとおよび／または混合ダクトの壁と最初に接触するという事実は、還元剤の堆積が混合ダクトにおいて、または特に混合点でも形成することができないことを意味する。
【００４０】
本発明はまた、内燃機関、内燃機関の排ガスの浄化のための排ガス処理装置、還元剤ソース、圧縮空気ソース、還元剤および圧縮空気の混合物であって、排ガス処理装置に供給されることができる混合物を生成するための本発明による装置、を有する自動車両を請求する。自動車両における装置はまた、特に、本発明による方法を実施するのにも適している。
【００４１】
本発明および発明の技術分野は、図に基づいて以下でさらに詳細に説明される。図は、特に好適な例示的実施形態を示す。しかしながら、本発明はそれに制限されない。特に、図および特に図示のプロポーションは、単に概略的なだけである点に注意する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明による装置を示す。
【図２】図２は、本発明による装置の第２コンポーネントの上方からの図を示す。
【図３】図３は、本発明による装置の第１コンポーネントの下方からの図を示す。
【図４】図４は、本発明による装置の第１コンポーネントの上方からの図を示す。
【図５】図５は、本発明による装置の第２コンポーネントの下方からの図を示す。
【図６】図６は、ジャケットフローの図解を示す。
【図７】図７は、図６を通る断面を示す。
【図８】図８は、本発明による装置を有する自動車両を示す。
【００４３】
図１は、本発明による装置１を貫く断面を示す。装置１は、下方の第１コンポーネント２３および上方の第２コンポーネント２４から構成される。そしてそれは、ベースプレート２７上に一緒にマウントされることができる。例えばベースプレート２７は、還元剤を送給するためにおよび／または空気を送給するために役に立つポンプモジュールの構成要素でもよい。空気は、第１の流入ダクト２を介して装置１内を通る。還元剤は、第２の流入ダクト３を介して装置１内を通る。還元剤の供給は、第１の流入ダクト２内の第１のバルブ２１によって調整されることができる。空気の供給は、第２の流入ダクト３内の第２のバルブ２２によって調整されることができる。第１の流入ダクト２は、装置１の混合点４に通じる。混合ダクト５は、混合点４から分岐する。混合ダクト５は、ある意味では、第１の流入ダクト２の延長である。第１の流入ダクト２と混合ダクト５との間には、４５°〜８５°の第１の角度１０がある。混合ダクト５は、湾曲３２を有する。湾曲は、好ましくは混合ダクト５の全長にわたって５°と１０°との間にある。混合ダクト５は、吐出ダクト１２に通じる。混合ダクト５と吐出ダクト１２との間には、第２の角度１１がある。第２の流入ダクト３は、収集領域３３にまず通じる。インジェクションダクト（図１に示されない）は、収集領域３３から分岐して、混合点４へと接線方向に通じる。図１はまた、混合点４へと延びるガイド構造１８を示す。
【００４４】
図２〜図５は、本発明による装置の第１コンポーネント２３および第２コンポーネント２４を詳細に説明して、共同してここに記載される。図３、図４は、いずれの場合も第１コンポーネント２３を示す。その一方で、図２、図５は、第２コンポーネント２４を示す。図２、図４において、第１コンポーネント２３および第２コンポーネント２４は、いずれの場合も上方から示される。図３、図５は、いずれの場合も、第１コンポーネント２３および第２コンポーネント２４の下方からの眺めを示す。
【００４５】
図３は、圧縮空気のための第２の流入ダクトが通じる収集領域３３を示す。還元剤のための第１の流入ダクトが通じる混合点４も、図示される。混合点４へと軸線方向２５において通じる還元剤フロー９は、矢印として示される。混合ダクト５（それの始まりは、図３に見ることができる）は、混合点４から進んで延びる。混合ダクト５の延長は、図４に示される。そしてそれは、上方からの眺めにおいて図３の第１コンポーネント２３を示す。
【００４６】
収集領域３３の圧縮空気は、２つのインジェクションダクト７を介して混合点４へと出て行く。ここで、圧縮空気は、混合点４への接線方向１９におけるインジェクションダクト７を通る圧縮空気フロー８として流れる。混合点４の周囲部分は、図３に示されない。周囲部分は、この場合、例えば、混合点４のまわりの想像上のシリンダの部分である。混合点４において、第１コンポーネント２３は、ガイド構造１８を有する。ガイド構造１８によって、圧縮空気フロー８は、半径方向２０に偏向される。このようにして、圧縮空気フロー８は、混合ダクト５への還元剤フロー９の偏向を助ける。
【００４７】
第１コンポーネント２３は、それによって図１に示すベースプレート上にマウントされることができる平面状の第１の接触面２８を有する。ベースプレートは、図１に示される。それは、圧縮空気および還元剤のためのポートを有する平面状の接触面を好ましくは有する。そしてそのポートは、第１の流入ダクトおよび第２の流入ダクトを形成するか、または第１の流入ダクトにおよび／または第２の流入ダクトにマッチする。前記第１の接触面２８は、前記平面状の接触面に対して配置されることができる。さらに、第１コンポーネント２３は、図４に示す第２の接触面２９を有する。そしてその第２の接触面２９に対して、第２コンポーネント２４は、第３の接触面３０によってマウントされることができる。第２コンポーネント２４の第３の接触面３０は、図５に見ることができる。図２、図５はまた、混合ダクト５が図３に示す混合点４からどのように進み続けて、そして、還元剤および空気の混合物が提供される吐出ダクト１２に通じるかを示す。
【００４８】
図６は、本発明による装置における、または本発明による方法にしたがう、混合物の提供を図解する意図を有する概略図を示す。方法ステップａ）において、還元剤フロー９がどのように生成されるかが示される。方法ステップｂ）により、還元剤フロー９のまわりの圧縮空気ジャケット６がどのように生成されるか、そうするとジャケットフロー３４が形成されるかも示される。この目的のために、圧縮空気フロー８は、接線方向に供給される。ステップｃ）において、ジャケットフロー３４は、ここで図示されない混合ダクト５に供給される。方法ステップｄ）では、混合ダクト５において、圧縮空気ジャケット６とジャケットフロー３４の還元剤フロー９とが互いに混合される。この目的のために、圧縮空気ジャケット６からの圧縮空気は、還元剤フロー９に供給される。そうすると、還元剤フロー９は、混合フロー２６へとますます、または連続的に変換される。これは、圧縮空気がどのように還元剤フロー９に導入されるかを示す矢印によって示される。ここで、圧縮空気ジャケット６は、これまでより薄くなるが、混合フロー２６は、これまでより厚くなる。
【００４９】
ステップｂ）とステップｃ）またはステップｄ）との間で、ジャケットフロー３４は、第１の角度１０によって偏向される。ステップｄ）とステップｅ）との間で、混合フロー２６は、第２の角度１１によって偏向される。適切な場合、ステップｄ）は、流れのわずかな偏向を伴ってもよい。そして前記偏向は、混合ダクトの湾曲によってあらかじめ定義される。
【００５０】
図７は、混合点４を通る図６の断面Ａ−Ａを示す。圧縮空気フロー８が混合点４の周囲部分３１を通してどのように接線方向１９に供給されるかは、示される。また、混合点４において中心的に配置される還元剤フロー９は、示される。圧縮空気フローは、還元剤フロー９に関して半径方向２０へとガイド構造１８によって偏向される。圧縮空気は、還元剤フロー９のまわりで圧縮空気ジャケット６を形成する。
【００５１】
図８は、内燃機関１４を有し、そして、内燃機関の排ガスの浄化のための排ガス処理装置１５を有する、自動車両１３を示す。自動車両１３はまた、還元剤ソース１６および圧縮空気ソース１７を有する。圧縮空気ソース１７からの圧縮空気および還元剤ソース１６からの還元剤は、本発明による装置１において混合されて、排ガス処理装置１５に供給される。還元剤ソース１６は、例えば、還元剤のためのタンクおよび送給装置でもよい。圧縮空気ソース１７は、例えば、還元剤を提供する目的で特に設けられる圧縮空気ソース（例えば小さいコンプレッサ）によって実現されてよい。それは、例えば、圧縮空気ソース１７として使われる内燃機関１４のターボチャージャによって生成される圧縮空気についても代わりに可能である。自動車両１３のブレーキ系統の圧縮空気が、圧縮空気ソース１７として使われてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…装置
２…第１の流入ダクト
３…第２の流入ダクト
４…混合点
５…混合ダクト
６…圧縮空気ジャケット
７…インジェクションダクト
８…圧縮空気フロー
９…還元剤フロー
１０…第１の角度
１１…第２の角度
１２…吐出ダクト
１３…自動車両
１４…内燃機関
１５…排ガス処理装置
１６…還元剤ソース
１７…圧縮空気ソース
１８…ガイド構造
１９…接線方向
２０…半径方向
２１…第１のバルブ
２２…第２のバルブ
２３…第１コンポーネント
２４…第２コンポーネント
２５…軸線方向
２６…混合フロー
２７…ベースプレート
２８…第１の接触面
２９…第２の接触面
３０…第３の接触面
３１…周囲部分
３２…湾曲
３３…収集領域
３４…ジャケットフロー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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