Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung eines Abgasreinigungssystems einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine zur Vermischung von Harnstofflösung mit Abgas der Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine.

Zur Entfernung von Stickoxiden aus Abgas von insbesondere mager betriebenen Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen durch selektive katalytische Reduktion an einem so genannten SCR-Katalysator ist es gebräuchlich, wässrige Harnstofflösung dem Abgas zuzugeben. Durch Thermolyse und/oder Hydrolyse wird im heißen Abgas aus dem Harnstoff Ammoniak freigesetzt, welcher als eigentliches Reduktionsmittel für die Stickoxide wirkt und an den katalytischen Zentren des SCR-Katalysators Stickoxide selektiv zu Stickstoff reduziert. Dabei besteht eine Schwierigkeit darin, die Harnstofflösung möglichst gleichmäßig im Abgas zu verteilen und dabei Ablagerungen zu vermeiden. Hierzu wurde bereits vorgeschlagen, dem Abgas vor der Zugabe der Harnstofflösung eine rotierende Strömung aufzuprägen. Beispielsweise ist aus der US 2013/0064725 A1 eine Mischvorrichtung eines Abgasreinigungssystems bekannt, bei welcher Abgas aus einem Abgas- rohr einem senkrecht zu diesem ausgerichteten Mischrohr zugeführt wird, wobei das Abgas in seiner Hauptströmungsrichtung umgelenkt wird und ihm eine Rotationsströmung aufgeprägt wird. In die Rotationsströmung wird mittels einer endseitig am Mischrohr angeordneten Dosiervorrichtung Harnstofflösung eingesprüht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Mischvorrichtung zur Vermischung von Harnstofflösung mit Abgas anzugeben, bei welcher die Vermischung weiter verbessert ist und Ablagerungen noch wirksamer vermieden werden können. Diese Aufgabe wird durch eine Mischvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung weist ein gerades kreiszylindrisches Drallrohr mit einem ersten Ende und einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende und einer Mantelfläche mit einer Ausschnittsöffnung auf. In dem Drallrohr ist koaxial zu diesem ein kreiszylindrisches Mischrohr angeordnet, welches ein innerhalb des Drallrohrs angeordnetes offenes erstes Ende aufweist und ein Bodenteil des zweiten Drallrohrendes durchstößt. Ferner ist ein wenigstens annähernd tangential derart in das Drallrohr einmündendes Abgaszufuhrrohr vorgesehen, dass Abgas aus dem Abgaszufuhrrohr durch die Ausschnittsöffnung in der Mantelfläche des Drallrohrs wenigstens annähernd tangential in das Drallrohr eintreten kann und nach seinem Eintritt in das Drallrohr eine um das Mischrohr herum rotierende Strömung ausbildet, wobei es unter Beibehaltung einer rotierenden Strömung vollständig in das offene erste Ende des Mischrohrs eintritt und das Innere des Drallrohrs vollständig durch das Mischrohr verlässt. Mittels einer am ersten Ende des Drallrohrs angeordneten Dosiervorrichtung kann Harnstofflösung mit einem kegelförmigen Sprühbild so in das Drallrohr eingesprüht werden, dass sie wenigstens annähernd vollständig in das offene erste Ende des Mischrohrs eintritt und von der rotierenden Strömung des Abgases mitgerissen wird und zusammen mit dem Abgas durch das Mischrohr aus dem Inneren des Drallrohrs ausgetragen wird.

Beibehaltung einer rotierenden Strömung bedeutet dabei nicht zwingend, dass ein ursprünglich vorhandener Drall in Bezug auf Stärke und Richtung der Strömungsgeschwindigkeit beibehalten wird, sondern dass eine beim Einströmen in das Drallrohr dem Abgas aufgeprägte, um das Mischrohr im Wesentlichen schraubenförmig herum verlaufende Rotationsströmung insoweit auch im Mischrohr fortgesetzt ist, als hier die Gasströmung einen mittleren Drehimpulsvektor aufweist, der auch eine in Achsrichtung ausgerichtete Komponente aufweist. Insgesamt sind infolge der erfindungsgemäßen Ausführung der Mischvorrichtung in dem Drallrohr Rezirkulationen von Abgas und

Strömungstotzonen und damit Ablagerungen weitestgehend vermeidbar.

Zwischen dem offenen ersten Mischrohrende und dem ersten Drallrohrende entsteht ein gewisser Staudruck dadurch, dass das Abgas vollständig in das Mischrohr gezwungen wird, was die von der Dosiervorrichtung unter Druck abgesprühte Harnstofflösung zusätzlich beschleunigt. Da in das Drallrohr eintretendes Abgas das Mischrohr umströmt, wird dieses zusätzlich von Abgas aufgeheizt, was im Mischrohr eine Ausbildung von Kristalli- sationsablagerungen wirksam verhindert. Dabei gewährleistet der entsprechend spitzwinklig kegelförmig ausgebildete Sprühstrahl, dass Harnstofflösung wenigstens annähernd ausschließlich in das Mischrohr gelangt und somit praktisch nicht die Innenseite des typischerweise etwas kälteren Drallrohrs benetzten und dann dort Ablagerungen ausbilden kann. Bereits im Mischrohr kann eine Aufbereitung der Harnstofflösung nicht allein durch Vermischung mit Abgas erfolgen, sondern es erfolgt auch eine Verdampfung der wässrigen Bestandteile und ferner in mehr oder großem Umfang eine Zersetzung von Harnstoff unter Freisetzung von gasförmigem Ammoniak infolge von Thermolyse und/oder Hydrolyse. Insofern ist unter einem gemeinsamen Austrag von Harnstofflösung und Abgas aus dem Mischrohr zu verstehen, dass umgewandelte Bestandteile der Harnstofflösung zusammen mit dem Abgas aus dem Mischrohr ausgetragen werden. Aufgrund der sich praktisch im gesamten Drallrohr ausbildenden rotatorischen Abgasströmung erfolgt eine Vermischung von Harnstofflösung mit Abgas bereits unmittelbar nach deren Absprühen. Infolge der auch im Mischrohr vorhandenen Rotationsströmung des Abgases erfolgt eine weitergehende Vermischung und Aufbereitung und es ist eine gleichmäßige Verteilung der eingesprühten Harnstofflösung über den Mischrohrquerschnitt ermöglicht.

In Ausgestaltung der Erfindung weist das Mischrohr eine geschlossene Mantelfläche auf. Dies gewährleistet, dass Abgas ausschließlich in das der Dosiervorrichtung gegenüberliegende offene Ende eintreten kann und die infolge des wenigstens annähernd tangentialen Abgaseinlaufs in das Drallrohr verursachte rotierende Abgasströmung bis zum Eintritt in das Mischrohr und darüber hinaus erhalten bleibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Abgaszufuhrrohr an seiner

Einmündung in das Drallrohr eine sich in Bezug auf das Drallrohr in axialer Richtung ausdehnende Querschnittsvergrößerung auf. Durch diese Maßnahme werden

Strömungswiderstände für das Abgas speziell beim Übertritt vom Abgaszufuhrrohr in das Drallrohr und somit Druckverluste verringert. Stromauf der Querschnittsvergrößerung ist der Querschnitt des Abgaszufuhrrohrs vorzugsweise wenigstens abschnittsweise gleichbleibend und rund ausgebildet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Ausschnittsöffnung in ihrer bezüglich der Drallrohrachse längsten Ausdehnung von einem Bereich nahe des zweiten Endes des Drallrohrs bis in einen Bereich nahe des offenen ersten Ende des Mischrohrs. Vorzugsweise reicht die Ausschnittsöffnung bis auf wenige Millimeter, d.h. bis auf weniger als 10 mm, insbesondere weniger als 5 mm an das zweite Drallrohrende heran. Auf der gegenüber liegenden Seite reicht die Ausschnittsöffnung in Bezug auf die Achse von Mischrohr bzw. Drallrohr vorzugsweise bis auf weniger als 30 mm, insbesondere weniger als 20 mm an das offenen erste Ende des Mischrohrs heran. Der im Inneren des Drallrohrs angeordnete Mischrohrabschnitt weist somit eine Länge auf, welche nur wenig größer als die in Achsrichtung gesehene längste Ausdehnung der Ausschnittsöffnung ist. Vorzugsweise beträgt die Länge des im Inneren des Drallrohrs angeordneten

Mischrohrabschnitts etwa 125 % der in Achsrichtung gesehen längsten Ausdehnung der Ausschnittsöffnung. Der im Inneren des Drallrohrs angeordnete Mischrohrabschnitt weist vorzugsweise eine Länge auf, welche etwa 60 % - 70 % der Gesamtlänge des Drallrohrs ausmacht. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauform.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung entspricht die Querschnittsfläche des Mischrohrs wenigstens annähernd der kleinsten Querschnittsfläche des Abgaszufuhrrohrs, wobei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Differenz der Querschnittsfläche des Drallrohrs und der Querschnittsfläche des Mischrohrs um wenigstens 30 Prozent größer als die kleinste Querschnittsfläche des Abgaszufuhrrohrs ist. Infolge dieser Ausführung sind Verengungen des Abgasströmungswegs stromab der Einmündung des Abgaszufuhrrohrs in das Drallrohr vermieden. Dadurch, dass die Freifläche zwischen Mischrohr und Drallrohr größer als die Querschnittsfläche des Abgaszufuhrrohrs ausgebildet ist, ergibt sich beim Einströmen des Abgases in das Drallrohr zudem eine sprunghafte Vergrößerung des Strömungsquerschnitts, welcher wiederum eine akustische Dämpfung bewirkt. Daher ist das Strömungsgeräusch besonders niedrig.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein sich in Richtung des offenen ersten Mischrohrendes kegelförmig öffnendes Trichterelement mit einer wenigstens annähernd zur Drallrohrachse kollinearen Kegelachse und einer perforierten Kegelmantelfläche vorgesehen, in welches die Dosiervorrichtung die Harnstofflösung wenigstens annähernd vollständig einsprühen kann. Das Trichterelement nimmt den kegelförmigen Sprühstrahl der von der Dosiervorrichtung abgesprühten Harnstofflösung wenigstens annähernd vollständig auf. Dabei ermöglicht die Perforierung der Kegelmantelfläche einen etwa radial gerichteten Abgaszutritt ins Innere des Trichterelements. Ein Abgaszutritt in das Trichterelement ist jedoch auch in axialer Richtung durch eine kreiszylindrische Öffnung am spitzen Ende des Trichterelements ermöglicht, durch welche der Sprühstrahl in das Innere des Trichterelements gelangt. Dadurch kann abgesprühte Harnstofflösung in Absprührichtung bzw. in Achsrichtung vom Abgas in Richtung des offenen Mischrohrendes von der Abgasströmung erfasst und mitgenommen werden. Vorzugsweise ist durch konstruktive Auslegung dafür gesorgt, dass die Abgasströmungsgeschwindigkeit im Bereich des Trichterelements mehr als doppelt so groß ist als an der Eintrittsstelle in das Drallrohr. Vorzugsweise ist sie auch deutlich größer als die ursprüngliche

Geschwindigkeit der abgesprühten Harnstoff lösungströpfchen. Damit ist ein effektives Mitreißen der Tröpfchen und deren zerkleinernder Aufteilung zu einem feinen Spray ermöglicht. Das weitere offene Ende des Trichterelements reicht bis auf einige Millimeter, vorzugsweise etwa 20 mm an das offene Mischrohrende heran. Der Durchmesser der größeren Trichterelementöffnung beträgt vorzugsweise etwa die Hälfte des Mischrohrdurchmessers. Dadurch ist gewährleistet, dass abgesprühte Harnstofflösung wenigstens annähernd vollständig in das Mischrohr eingesprüht werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein das Trichterelement aufnehmendes Hüllrohr mit großflächig perforierter Mantelfläche vorgesehen. Das Hüllrohr kann kreiszylindrisch oder konisch, bzw. stumpfkeglig ausgeführt sein. Im Falle einer stumpfkegligen Ausführung ist vorzugsweise eine Kegelöffnung in Richtung des ersten Drallrohrendes vorgesehen. Durch das Hüllrohr ist eine mechanische Halterung des Trichterelements ermöglicht. Hierzu schließt das Hüllrohr an einem Ende etwa mit der größeren Öffnung des Trichterelements ab und ist randseitig kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit diesem verbunden. Das andere Ende des Hüllrohrs ist vorzugsweise mit einem Bodenteil des ersten Drallrohrendes oder mit einer die Dosiervorrichtung tragenden Konsole randseitig kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden. Mit dieser Ausführungsform ist eine hohe mechanische Stabilität gewährleistet. Die Lochfläche der Perforation des Hüllrohrs macht vorzugsweise wenigstens die Hälfte der gesamten Mantelhüllfläche aus.

Dadurch ist eine Behinderung der Abgasströmung weitestgehend vermieden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Strömungsleitblech mit sich wenigstens annähernd V-förmig in Richtung des zweiten Drallrohrendes öffnenden Schenkeln vorgesehen, wobei die Schenkel entlang ihrer einen V-förmigen Profillinie formschlüssig mit der Mantelfläche des Mischrohrs verbunden sind und entlang ihrer gegenüberliegenden anderen V-förmigen Profillinie wenigstens annähernd Berührkontakt mit der Mantelfläche des Drallrohrs aufweisen und eine Verbindungslinie der Schenkel

wenigstens annähernd in einer zur Längsrichtung des Abgaszufuhrrohrs parallelen Richtung orientiert ist. In Längsrichtung des Strömungsleitblechs erstreckt sich dieses etwa von der in Höhe der Mittelachse des Abgaszufuhrrohrs angeordneten Verbindungslinie der Schenkel bis wenigstens annähernd zum Boden des zweiten Drallrohrendes. Dabei ist bevorzugt der dem Abgaszufuhrrohr näher zugewandte Schenkel wenigstens annähernd in Achsrichtung des Mischrohrs bzw. Drallrohrs ausgerichtet. Der Öffnungswinkel der Schenkel beträgt vorzugsweise etwa 45 Grad. Das Strömungsleitblech bewirkt eine Lenkung der Strömung von in das Drallrohr eingetretenem Abgas in Richtung des offenen Mischrohrendes unter Ausbildung einer spiralförmig um das Mischrohr herum rotierenden Strömung. Insbesondere gilt dies für Strömungsfäden von Abgas, welche nahe des zweiten Drallrohrendes nahezu vollständig um das Mischrohr herum gelaufen sind.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht und werden nachfolgend beschrieben, wobei sich entsprechende Bauteile in den Figuren durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale sind dabei nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Mischvorrichtung,

Fig. 2 eine zweite Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung nach

Fig. 1 und Fig. 2,

Fig. 4 eine erste Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Mischvorrichtung,

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung nach

Fig. 4 und Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung eines endseitigen Bereichs der

erfindungsgemäßen Mischvorrichtung.

Zur Erläuterung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung wird zunächst Bezug auf die Figuren 1 bis 3 genommen. Dabei zeigt Fig. 1 zeigt die Mischvorrichtung 1 in einer Draufsicht in Richtung einer ersten Achse 2. In Fig. 2 ist eine senkrecht hierzu gesehene Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A - A gezeigt. Fig. 3 zeigt die Mischvorrichtung 1 in einer Explosionsdarstellung. Die

Darstellungen sind wenigstens annähernd maßstabsgetreu.

Die Mischvorrichtung 1 weist ein Abgaszufuhrrohr 3, ein Drallrohr 4 mit einem ersten Ende 5 und einem gegenüberliegenden zweiten Ende 6 sowie ein Mischrohr 7 auf. Die Rohre 3, 4, 7 sind vorliegend kreiszylindrisch ausgeführt. Insbesondere das Abgaszufuhrrohr 3 kann jedoch auch eine andere Querschnittsform, beispielsweise annähernd rechteckig mit abgerundeten Ecken, aufweisen. Abgaszufuhrrohr 3 und Drallrohr 4 sind dabei so zueinander angeordnet, dass eine Mittelachse 8 des Abgaszufuhrrohrs 3 in einer Querschnittsebene des Drallrohres 4 liegt. Das Abgaszufuhrrohr 3 mündet in das Drallrohr 4 wenigstens annähernd tangential ein, wozu das Drallrohr 4 auf seiner ansonsten geschlossenen Mantelfläche eine Ausschnittsöffnung 9 aufweist, deren Randkontur mit der Randkontur des Abgaszufuhrrohrendes ringsum bündig und materialschlüssig verbunden ist. Die annähernd tangentiale Einmündung des Abgaszufuhrrohrs 3 in das Drallrohr 4 ergibt sich dadurch, dass die Mittelachse 8 des Abgaszufuhrrohrs 3 einerseits auf einen Bereich außerhalb der Querschnittsmitte des Drallrohrs 4 gerichtet ist und andererseits, wie dargestellt, im Endbereich des Abgaszufuhrrohrs 3 vorzugsweise annähernd parallel zur Außenkontur des Drallrohrs 3 verläuft.

Das Mischrohr 7 weist ebenfalls eine geschlossene Mantelfläche auf und ist koaxial zu dem mit größerem Durchmesser ausgeführten Drallrohr 4 so angeordnet, dass ein über den gesamten Querschnitt offenes erstes Ende 10 des Mischrohrs 7 innerhalb des Drallrohrs 4 und näher an dessen erstem Ende 5 als an dessen zweitem Ende 6 liegt. Das Mischrohr 7 durchstößt das mit einem ringförmigen zweiten Bodenteil 1 1 abgeschlossene zweite Ende 6 des Drallrohrs 4. Das zweite Bodenteil 11 ist einerseits außenumfangsseitig gasdicht mit dem Drallrohr 4 an dessen zweitem Ende 6 und andererseits innenumfangsseitig gasdicht mit dem Mantel des Mischrohrs 7 verbunden. Somit kann am zweiten Drallrohrende 6 Abgas lediglich über das Mischrohr 7 den Innenbereich des Drallrohrs 4 verlassen. Ein erstes Bodenteil 12 schließt das erste Ende 5 des Drallrohrs 4 ab. An diesem ersten Bodenteil 12 ist eine in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestellte Dosiervorrichtung angeordnet, welche Harnstofflösung oder eine andere, Ammoniak in freier oder gebundener Form enthaltende Flüssigkeit etwa in Richtung der Achse 2 in das Drallrohr 4 bzw. in das Mischrohr 7 absprühen kann, worauf weiter unten näher eingegangen wird. Das Mischrohr 7 ist mechanisch lagestabilisiert in Bezug auf das Drallrohr 4 einerseits an dessen zweitem Ende 6 durch umfangsseitige Verbindung mit dem zweiten Bodenteil 1 1 und andererseits durch ein ringförmig ausgebildetes Halteelement 13 mit radial verlaufenden Speichen. Dabei ist das Halteelement 13 wie dargestellt vorzugsweise am offenen ersten Ende 10 des Mischrohrs 7 angeordnet und stützt dieses allseitig radial gegen das Drallrohr 4 ab.

Infolge dieser Ausführungsform der Mischvorrichtung 1 wird über das Abgaszufuhrrohr 3 in das Drallrohr 4 einströmendem Abgas eine schraubenförmig um das Mischrohr 7 herum verlaufende Rotation aufgeprägt. Diese weist im Zylinderringbereich zwischen Drallrohr 4 und Mischrohr 7 eine Richtungskomponente auf, welche vom zweiten Ende 6 des Drallrohrs 4 zu dessen erstem Ende 5 gerichtet ist. Das in das Drallrohr 4 eingeströmte Abgas wird durch das offene erste Ende 10 des Mischrohrs 7 vollständig in dieses gezwungen, wobei es weiterhin eine Rotationsbewegung ausführt. Da ein

Ausströmen aus dem Innenbereich des Drallrohrs 4 ausschließlich über das Mischrohr 7 möglich ist, weist die Abgasströmung im Inneren des Mischrohrs 7 zwangsläufig auch eine Komponente in Richtung der Achse 2 auf, welche jedoch im Vergleich zur Abgasströmung im Zylinderringbereich zwischen Drallrohr 4 und Mischrohr 7 entgegengesetzt gerichtet ist.

Zur Unterstützung der Drehimpulserzeugung für in das Drallrohr 4 einströmendes Abgas und zur Vermeidung einer Rückströmung ist vorliegend ein Strömungsleitbiech 14 vorgesehen. Das Strömungsleitbiech 14 ist vorzugsweise im Bereich des zweiten Endes 6 des Drallrohrs 4 auf der Oberseite des Mischrohrs 7 angeordnet, d.h. auf dessen Außenseite aufsitzend und wenigstens annähernd weitestmöglich parallel zur Mittelachse 8 des Abgaszufuhrrohr 3 entgegengesetzt zur Abgaseinströmungsrichtung orientiert. Das Strömungsleitbleich 14 weist vorliegend zwei sich spitzwinklig und etwa V-förmig in Richtung des zweiten Drallrohrendes 6 öffnende Schenkel 15, 16 auf, welche entlang einer parallel zur Richtung der Mittelachse 8 des Abgaszufuhrrohrs 3 orientierten

Verbindungslinie 17 miteinander verbunden sind. Der dem Abgaszufuhrrohr 3 näher liegende Schenkel 15 ist dabei bevorzugt wenigstens annähernd in Richtung der ersten Achse 2 ausgerichtet. Vorzugsweise sind die beiden Schenkel 15, 16 entlang ihrer oberen Profillinie mit der Innenseite des Drallrohrzylindermantels und entlang ihrer unteren Profillinie mit der Außenseite des Mischrohrzylindermantels formschlüssig verbunden. Die der Verbindungslinie 17 gegenüberliegenden Schenkelenden liegen vorzugsweise am zweiten Bodenteil 1 1 an oder sind mit diesem form- und/oder materialschlüssig verbunden. Zumindest reichen die beiden Schenkel 15, 16 bis auf eine sehr geringe Entfernung an das zweite Bodenteil 11 heran.

Nachfolgend wird unter Bezug auf die Figuren 4 und 5 eine zweite vorteilhafte

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung 1 erläutert, wobei im

Wesentlichen auf die im Vergleich zur oben erläuterten ersten Ausführungsform vorhandenen Unterschiede eingegangen wird. Dabei zeigt Fig. 4 schematisch eine perspektivische Ansicht und Fig. 5 eine Explosionsansicht ähnlich Fig. 3.

Wie ersichtlich, zeichnet sich die zweite vorteilhafte Ausführungsform der Mischvorrichtung 1 durch eine Querschnittserweiterung des Abgaszufuhrrohrs 3 unmittelbar vor der Einmündung in das Drallrohr 4 aus. Die Erweiterung des Querschnitts wird dabei vorliegend durch eine spiegelsymmetrische Verbreiterung des stromauf der Querschnittserweiterung rund ausgeführten Abgaszufuhrrohrs 3 in Richtung der Mittelachse 2 erzielt. Das Drallrohr 4 kann hierfür im Vergleich zu der in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen ersten Ausführungsform verlängert ausgeführt sein. Infolge der Querschnittserweiterung an der Überströmstelle vom Abgaszufuhrrohr 3 zum Drallrohr 4 sind Druckverluste speziell bei der Einströmung des Abgases in das Drallrohr 4 vermindert. Weiterhin ist die Stabilität und Gleichmäßigkeit der Rotationsströmung verbessert.

Nachfolgend wird unter zusätzlichem Bezug auf Fig. 6 näher auf das Einbringen der Harnstofflösung in das Drallrohr 4 eingegangen. Dabei zeigt Fig. 6 einen endseitigen Bereich der Mischvorrichtung 1 mit montierter Dosiervorrichtung für Harnstoff lösung in einer schematischen Schnittdarstellung.

Die in Fig. 6 mit dem Bezugszeichen 18 gekennzeichnete Dosiervorrichtung ist über einen vorzugsweise als Feingussbauteil ausgebildeten Flansch 19 mit dem Drallrohr 4 bzw. mit dessen erstem Bodenteil 12 unter Zwischenschaltung einer als Kühlblech 20 ausgebildeten Konsole verbunden bzw. verschraubt. Hierzu ist der mit entsprechenden Schraublöchern versehene runde Flansch 19 ringsum formschlüssig bzw. materialschlüssig mit einer Randkontur einer im ersten Bodenteil 2 vorgesehenen und zentrisch angeordneten Öffnung verbunden. Die Anordnung ist vorzugsweise so ausgeführt, dass eine Düsenspitze der Dosiervorrichtung 18 mit ihrer Düsenöffnung im Bereich der Öffnung des ersten Bodenteils 12 wenigstens annähernd auf der Mittelachse 2 des Drallrohrs 4 bzw. des Mischrohrs 7 angeordnet ist. Die Dosiervorrichtung 18 kann Harnstoff lösung mit einem sich in Richtung des offenen ersten Endes 10 des Mischrohrs 7 öffnenden kegelförmigen Sprühstrahl 21 so absprühen, dass abgesprühte Harnstofflösung wenigstens annähernd vollständig in das offene erste Ende 10 des Mischrohrs 7 eintritt, wo es von der rotierenden Abgasströmung erfasst und durch das Mischrohr 7 aus dem Innenbereich des Drallrohrs 4 ausgetragen und weiter in Richtung eines nicht dargestellten SCR-Katalysators transportiert wird. Dabei erfolgen einerseits noch im Mischrohr 7 eine gleichmäßige Verteilung der abgesprühten Harnstofflösung und andererseits eine Verdampfung und eine Freisetzung von Ammoniak.

Zur weiteren Verbesserung der Sprühstrahlformung und der Verteilung von abgesprühter Harnstofflösung und ferner für eine Zentrierung der Abgas-Rotationsströmung bezüglich der Mittelachse 2 ist ein sich in Richtung des offenen ersten Endes 10 des Mischrohrs 7 öffnendes und an den Enden jeweils offenes Trichterelement 22 vorgesehen, in welches der Sprühstrahl 21 hineingesprüht wird. Dabei ist das offene weite Ende des Trichterelements 22 mit etwa 20 mm Abstand zum offenen ersten Ende 10 des Mischrohrs angeordnet. Das gegenüberliegende Ende des Trichterelements 22 ist in unmittelbarer Nähe der Düsenspitze der Dosiervorrichtung 18 angeordnet. Das Trichterelement 22 weist eine kleinperforierte Kegelmantelfläche mit einer Vielzahl von Löchern auf, durch welche Abgas ins Innere des Trichterelements 22 annähernd radial eintreten kann.

Dadurch wird abgesprühte Harnstofflösung in Richtung des Mischrohrs 7 beschleunigt. Eine zusätzliche Beschleunigung abgesprühter Harnstofflösung ist durch einen Abgaseintritt in die am spitzen Ende des Trichterelements 22 angeordnete Öffnung ermöglicht. Der Öffnungswinkel des Trichterelements 22 entspricht wenigstens annähernd dem Öffnungswinkel des Sprühstrahls 21 , so dass der Sprühstrahl 21 vom Mantel des

Trichterelements 22 umschlossen wird. Das Trichterelement 22 wird von einem

vorliegend kreiszylindrisch ausgeführten Hüllrohr 23 gehalten, welches mit einem Ende mit dem weiten Ende des Trichterelements 22 bündig abschließt und dort umfangsseitig mit dem Trichterelement 22 formschlüssig bzw. materialschlüssig verbunden ist. An seinem anderen Ende ist das Hüllrohr 23 mit dem Flansch 19 verbunden. Das Hüllrohr 23 ist großflächig perforiert ausgeführt, um einen weitestgehend ungehinderten Abgaseintritt zu gewährleisten.

Sehr vorteilhafte Strömungsverhältnisse sind bei der Mischvorrichtung 1 mit folgenden Abmessungen erzielbar. Einerseits wird der Durchmesser D _M des Mischrohrs 7 vorzugsweise wenigstens annähernd gleich dem Durchmesser D _z des Abgaszufuhrrohrs 3 vor einer gegebenenfalls vorgesehenen Querschnittserweiterung gewählt. Für über das Mischrohr 7 aus dem Drallrohr 4 ausströmendes Abgas ergibt sich somit wenigstens etwa der gleiche Strömungswiderstand wie für über das Abgaszufuhrrohr 3 in das Drallrohr 4 einströmendes Abgas. Andererseits wird der Durchmesser D _D des Drallrohrs 4

wenigstens um 50 % größer als der Durchmesser D _z des Abgaszufuhrrohrs 3 vor einer gegebenenfalls vorgesehenen Querschnittserweiterung gewählt. Infolge dieser

Dimensionierung ergibt sich ein Sprung des freien Strömungsquerschnitts für in das Drallrohr 4 einströmendes Abgas. Dies wirkt sich positiv auf die Akustik der Mischvorrichtung 1 aus, d.h. die Strömungsgeräusche des Abgases sind vermindert. Ferner ist vorgesehen, dass sich die Ausschnittsöffnung 9 im Mantel des Drallrohrs 4 in Bezug auf ihre längste Ausdehnung in Richtung der Achse 2 von einem Bereich nahe dem zweiten Ende 6 des Drallrohrs 4 bis in einen Bereich nahe des offenen Endes 10 des Mischrohrs 7 erstreckt. Daraus resultiert eine kompakte und kurz bauende Ausführung der Mischvorrichtung 1. Maßgeblich infolge des Einsprühens von Harnstofflösung in eine

rotatorische Abgasströmung in das von Abgas umspülte Mischrohr 7 ist dennoch eine hervorragende Aufbereitung der eingesprühten Harnstofflösung ermöglicht.

Bezugszeichenliste

1 Mischvorrichtung

2 Achse

3 Abgaszufuhrrohr

4 Drallrohr

5 Erstes Drallrohrende

6 Zweites Drallrohrende

7 Mischrohr

8 Mittelachse Abgaszufuhrrohr

9 Ausschnittsöffnung

10 Erstes Mischrohrende

11 Zweites Bodenteil

12 Erstes Bodenteil

13 Halteelement

14 Strömungsleitblech

15 Schenkel Halteelement

16 Schenkel Halteelement

17 Verbindungslinie

18 Dosiervorrichtung

19 Flansch

20 Kühlblech

21 Sprühstrahl

22 Trichterelement

23 Hüllrohr

D _M Durchmesser Mischrohr

D _z Durchmesser Abgaszufuhrrohr

D _D Durchmesser Drallrohr