1.技术领域
本发明涉及一种使用混合器的方法并且涉及混合器本身。
2.现有技术
从最紧密关联的现有技术中已知若干单级混合器。
在DE102006024778B3中，描述了一种混合器，为该混合器提供了用于流动引导表面的壁结构，其基本上填充了壳体的轮廓并且因此造成相对高的动压力损失。该壁结构是由平行于流动方向对齐的若干层波状条带材料制成的。这些单个层各自横向于流动方向延伸并且彼此上下地堆叠成横向于流动方向对齐。在此，这些单个层中的条带材料被堆叠在其自身的顶部上，其方式为使得在相邻层的条带材料之间形成了多个单元格，该多个单元格可以各自在流动方向上对应地被流动穿过。
在圆的波纹旁边，还提供的是，条带材料的波纹被设计具有矩形或梯形的形式，其结果是，可以获得对于这些单个单元格的轮廓，这些轮廓是矩形或六边形的、或者具有蜂巢形状。条带材料形成支撑件，在该支撑件上形成了成对地作为混合翅片的多个流动引导表面。为此目的，该支撑件交替地包括具有混合翅片的区域和与其相连接的没有混合翅片的区域，使得一个混合翅片延伸进入每个单元格。
在DE202006017848U1中，描述了一种用于进行混合排气的装置，其中，由被安排为直接相互跟随的翅片构成的翅片单元致使排气混合。这些翅片单元是横向于流动方向彼此邻近的、并且在流动方向上彼此前后安排的。这些翅片没有支撑件地彼此直接连接，并且相对于中心平面镜像对称地安排。
DE102005059971A1描述了一种用于使流体与流入气体通道中的大的气体量流进行混合、尤其用于将还原剂添加到包含氮氧化物的排气中的装置。为此目的，使用了喷嘴喷枪，该喷嘴喷枪具有用于递送流体的喷嘴，该喷嘴喷枪的轴线与气体量流的流动方向形成了角度。喷嘴被指配了具有空隙的扁平混合器元件，该扁平混合器元件与气体量流的流动方向形成了角度。在混合器元件上形成了多个流动漩涡，并且至少流体的一部分进入这些流动漩涡。为了防止涂层的形成，所提供的是，当将液体用作流体时，喷嘴喷枪装备有至少两个雾化器喷嘴，这些雾化器喷嘴向气体量流的流动方向倾斜并且在相反的方向上朝向彼此。雾化器喷嘴被指配给圆盘式混合器元件，使得蒸发的气态部分和未蒸发的液滴部分的分离是可能的。
DE102006043225A1描述了一种用于燃烧机器的排气设备，该排气设备具有引导排气的排气管线以及用于将液体注入到排气管线中的注入装置。在注入装置的下游，蒸发单元被设置在排气管线中并且引起了注入的液体的改善蒸发，该蒸发单元包括在排气管线的纵向方向上延伸的至少一个管状板体。此外，设置了弹簧式卡夹装置，该弹簧式卡夹装置在排气管线中附连蒸发装置或将其拉紧靠在所述排气管线上。
作为最紧密关联的现有技术，在DE102005052064A1中描述了一种排气系统，该排气系统具有用于还原剂的注入装置，其中，在注入装置下游安排了包括至少一个壁的板体，该至少一个壁在排气管线的纵向方向上延伸并且在两侧上曝露给排气流。还原剂被至少部分地喷洒到壁上，导致液体还原剂转变为雾态或气态。
技术实现要素：
本发明的理念是提供一种方法，该方法根据排气管的形状增加了排气和流体的混合程度。
解决方案是一种用于在排气系统的排气管中将排气流与流体进行混合的方法，其中，流体通过注入装置而被注入到排气管中，其特征为以下方法阶段：
a)在排气管中，在注入装置的区域中、在平行于排气管的流动方向引导该排气流，
b)在以角度se与流动方向偏离的中央注入方向上直接将流体注入到被安排在排气管中的偏转元件上，
c)通过设置在偏转元件上并且关于流动方向至少部分地以角度sv扬起的至少一个片金属零件使排气流部分地关于流动方向从其流动方向转向到中央分配方向上，
d)使流体在冲击偏转元件之前和之后至少部分地被排气流的在分配方向上经转向的部分携带，并且被扬起的片金属零件转向到分配方向上。在此，必要的是，排气流在混合器前被片金属零件转向到分配方向上，其显著地与流动方向偏离。对于该方向与流体可被注入的方向之间的角度se在此可以在270°与360°之间改变。
作为结果，在一侧上注入的流体在中心方向上和在排气管的整个轮廓上被传输、并且因此在混合器的整个轮廓上冲击混合器、并且然后可以与排气流混合。甚至当由于安装空间使排气管不是直的而是弯的时，当流体运动方向可以被偏转元件相对于排气管的进程来影响时是有利的。
一个进一步的理念是，流体至少部分地冲击关于注入方向被安排在片金属零件之前的修正板、并且至少部分地经历转向到流动方向上、并且然后由具有至少一个混合元件的静态混合器转向到若干混合方向上、并且因此进一步混合。这些修正板基本上被安排为在片金属零件上方平行于片金属零件、在该片金属零件的注入流体的一侧上分布。当流体流的另外的部分在到达片金属零件之前已经由修正板从注入方向转向到流动方向上时，流体在混合器之前的分配可以增加。
有利的是，片金属零件的扬起是借助于若干翅片实现的，这些翅片被设置在片金属零件上、以相同或不同的角度sv扬起，其中角度sv在0°与85°之间。由于这些翅片扬起的事实，片金属零件可以自身被安排为平行于流动方向，使得只有这些翅片来确保排气流的和因此的流体的必要转向的发生。
进一步有利的是，修正板包括在钻头方向上延伸的若干钻孔，其中钻头方向关于流动方向以在45°与135°之间的角度bs延伸。作为结果，流体的一部分可以进一步被分配穿过在混合器的轮廓上的一个或多个修正板。因此流体可以部分地在注入装置中进一步流动并且部分地被这些修正板转向。流动的累积部分被进一步转向并且在流动方向被携带，而穿过钻孔的流动的非累积部分到达在注入方向上的下一个修正板或片金属零件。
修正板被安排为平行于流动方向并且包括若干修正翅片，这些修正翅片关于流动方向以角度sk扬起，其中，角度sk在95°与265°之间。这些修正翅片被压印出修正板，使得没有累积的流体可以穿过由于压印形成的开口来流动穿过修正板。与此同时，通过这些修正翅片使流体稳定，使得与上述流动状态相比，流体被流动方向上的排气流转向得更慢。
在混合元件上设置了若干混合翅片，这些混合翅片关于流动方向以角度ms扬起并且关于分配方向以角度mv扬起，其中，角度ms的最大值为70°，并且角度mv大于1°。为了混合过程，有利的是，流体进一步被这些混合翅片转向并且不被进一步引导在由翅片或修正翅片确定的相同方向上。
对于此方法，用于安排在排气系统的排气管中并且用于保留借助于注入装置注入到排气系统中的流体的偏转元件是有利的，该排气管引导排气流，其中，偏转元件可以被定位在流动方向上在具有至少一个混合元件的静态混合器之前并且包括至少一个片金属零件，该至少一个片金属零件可以被定位在排气流中，其中，该片金属零件在分配方向上至少部分地关于流动方向以角度sv扬起，其结果是，排气流与流体至少部分地从流动方向转向到分配方向上。在片金属零件上形成了以角度sv扬起的翅片。片金属零件被安排在流动方向上在混合器之前，以便在排气管的轮廓上、并且因此在流体的整个混合器轮廓上实现对称分配，流体已经部分地转变为气态。气态部分越小，偏转元件在通过混合器的混合过程方面的效果越大。片金属零件至少部分地由相对于流动方向成角度sv的翅片在分配方向上扬起，其结果是，排气流与流体至少部分地从流动方向转向到分配方向。可以忽略片金属零件自身在偏转方面的影响，该片金属零件被安排为平行于流动方向。
在片金属零件上，形成了以角度sv扬起的若干翅片。通过若干翅片实现了分配在排气管的轮廓上的流体的转向。通过在流动方向上彼此前后安排的若干翅片，流动元件的转向更大，因为由这些翅片实现的在流动方向上的转向被部分地累积起来。
可将偏转元件定位在排气管中，其方式为使得流体大程度地冲击在偏转元件上的方向。作为结果，首先由偏转元件减小了流体速度并且因此可以更加容易地改变流动方向。
取决于排气质量流和排气温度，流体在排气管中的穿透深度和流体在偏转元件上的冲击区域发生改变。
偏转元件包括一个或若干修正面板，这些修正面板被安排为平行于流动方向或平行于片金属零件。这些修正板使流体减速并且使流体能够被排气流提早转向。这些修正板可以包括不同的长度、或者可以被设计成具有相等的长度。
修正板包括以在95°与265°之间的角度sk扬起的一个或若干修正翅片、和通过这些修正翅片横向于流动方向形成的若干开口、和/或在钻头方向上延伸的若干钻孔，其中，钻头方向关于流动方向以在45°与135°之间的角度bs延伸。替代地，设置了在钻头方向上延伸的若干钻孔，其中，钻头方向相对于流动方向以在45°与135°之间的角度bs延伸。作为结果，流体的一部分可以直接在其注入方向上流动穿过开口或钻孔并且不减速。通过这些修正板实现了对流动的修正和稳定化。
片金属零件关于相反的流动方向突出超过所有修正板并且片金属零件关于中央注入方向被安排在最后的修正板之后。由于片金属零件因此被安排为与排气管的与注入点相对的壁相邻的事实，片金属零件可以影响注入流体的总量。
偏转元件被设计为关于中央平面镜像对称，该中央平面被定向成与流动方向成直角，或者这些翅片和/或修正翅片被安排为关于中央平面镜像对称。作为这种对称的结果，可以显著更大的程度地影响在排气管中的同样注入流体的中央流动区域，因为中央混合元件或流动元件具有相同的对齐。
多级分配器是有利的，该多级分配器由根据以上说明的偏转元件以及被附连到偏转元件上、或间接地安排在具有至少一个混合元件的偏转元件后的静态混合器构成，其中，混合元件包括用于多个混合翅片或一个流动元件的至少一个支撑件。由于偏转元件与混合器的组合，用于混合的高效方法是可能的。
片金属零件或修正板平行于或斜向于流动方向地被安排在支撑件上或流动元件上。作为结果，混合器和偏转元件至少部分地(或者也整体地)被设计为单件式并且具有相同的材料。
这些混合翅片或流动元件关于流动方向以高达70°的角度ms扬起，并且关于分配方向以大于1°的角度mv扬起。
混合元件被设计为关于中央平面镜像对称，该中央平面被安排成与流动方向成直角，或者这些混合翅片和/或这些支撑件被安排为关于中央平面镜像对称。
取决于应用，应该有利的是，混合元件被设计为关于流动方向点对称，或者这些混合翅片和/或这些支撑件被安排为关于流动方向点对称。由于这种安排，在排气管中在混合器后面产生了反向旋转涡旋。
为了组装或改装，应该有利的是，此外，设置了平行于排气管并且平行于排气的流动方向的壳体，支撑件或流动元件被安排在该壳体上，并且该壳体可以被定位在排气管上或排气管中。作为结果，混合器的流动元件或混合元件可以在它们被插入到排气管中之前预组装在壳体中。
有利地，静态混合器包括用于排气的若干混合元件，这些混合元件被安排为横向于流动方向彼此相邻，其中，每个混合元件都包括若干混合翅片，并且每个混合翅片都包括关于流动方向的一个后边界区域和两个侧边界区域。每个混合元件都包括支撑件，该支撑件平行于流动方向对齐，这些混合翅片经由其后边界区域来安排在该支撑件上并且相对于该支撑件扬起。每个支撑件都包括两个末端区域，相应支撑件经由这些末端区域来附连到排气管上。设置了至少三个混合元件，这些混合元件的支撑件被安排为各自在横向于流动方向的末端区域之间的区域中以距彼此至少5mm的距离彼此相邻。所有混合翅片通过所有侧边界区域并且通过前边界区域来安排在距排气管一段距离处。优选地，相邻的支撑件具有在5mm与100mm之间、优选地在12mm与15.5mm之间的距离。作为结果，甚至在增加的排气流动和热量输入的过程中，这些混合元件可以经由在排气管上或在分开的壳体上的支撑件来焊接，并且该混合元件的稳定性是借助于这些支撑件和被安排在其上的混合翅片来固持的。由于每个混合元件的隔热安装并且由于被安排在相应的支撑件上距彼此一段距离和面朝管壁的这些混合翅片，实现了这些翅片的改善的流通和因此改善的混合。
如果该静态混合器包括横向于流动方向彼此相邻的若干个混合元件，并且相应的混合元件包括平行于流动方向对齐的支撑件以及被安排在支撑件上并且相对于该支撑件扬起的若干个混合翅片，则静态混合器或分配器也可以是有利的。每个支撑件都包括两个末端区域和两个连接区域，这两个连接区域被安排在这两个末端区域之间并且被安排为在该支撑件的方向上面朝彼此并且在距这些末端区域一段距离处。相应的支撑件的末端区域和第一连接区域彼此连接，使得该支撑件的局部区域形成了封闭的单元格，并且在该支撑件的围绕该单元格的局部区域上，至少两个混合翅片被安排在该支撑件上。作为结果，相应的单元格没有被支撑件的局部区域(在其上没有设置混合翅片)封闭、并且被定位在延伸到该单元格中的混合翅片的前部。
对于静态混合器或分配器还可以是有利的是，该混合器包括用于排气的若干流动元件，这些流动元件被安排为横向于流动方向彼此相邻。相应的流动元件是由具有波状横截面轮廓的片金属板形成的，该片金属板包括若干通道，该若干通道在平行的轮廓轴线的方向上彼此相邻地延伸。相应的流动元件的轮廓轴线关于流动方向被定向成高达70°的角度ms或高达-70°的角度ms。这些轮廓轴线通过至少两个流动元件来对齐，该至少两个流动元件被安排为以在方向和尺寸方面相等的角度ms彼此相邻。作为结果，在横向于流动方向的方向上流动的、到达混合器中心的流体的流动基本上被具有相同对齐的两个中央流动元件捕获并且可以在另一个方向被转向。横截面轮廓优选地是规律的波状，并且这些轮廓轴线均平行安排。
一种用于将排气流与被注入到排气管中的流体进行混合的混合器包括管状壳体，该管状壳体具有定位在第一末端与第二末端之间的减小尺寸的中央部分。该壳体包括穿过该中央部分延伸的圆周地间隔开的多个孔口。第一混合元件包括定位在这些孔口中的一个孔口内的第一周边部分以及定位在这些孔口中的另一个孔口内的第二周边部分。第二混合元件包括定位在该壳体的其他孔口内的第三周边部分和第四周边部分。
用于将注入到排气管中的流体的排气流进行混合的混合器包括管状壳体，该管状壳体具有被定位在该壳体的一个开放末端处的前导套环部分和被定位在该壳体的相反开放末端处的后导套环部分。中央部分包括与前导套环部分和后导套环部分相比减小的外尺寸和减小的内尺寸。混合元件被定位在壳体内并且延伸到延伸穿过中央部分的两个孔口中。混合元件在与这两个孔口中的每个孔口相邻的位置处固定到壳体的中央部分上。
在专利权利要求书和说明书中解释、并且在附图中示出了本发明的进一步的优点和细节。
附图说明
图1示出了具有排气管和注入装置的排气系统的一部分的视图，其中，混合器被安排有偏转元件，该偏转元件相对于流动方向是扬起的；
图2示出了根据图1的具有混合器和带多个修正板的偏转元件的视图；
图3示出了根据图1的具有混合器和与混合器以相似方式设计的偏转元件的视图；
图4示出了镜像对称混合器；
图5示出了具有带单元格的混合元件的点对称混合器；
图6示出了根据图4的在排气管中的混合器；
图7示出了具有相距一段距离的多个支撑件的点对称混合器；
图8示出了具有交替扬起的多个混合翅片的支撑件的侧视图；
图9示出了根据图7的具有带多个修正翅片的偏转元件的混合器的侧视图；
图9a示出了根据图7的具有带多个钻孔的偏转元件的混合器的侧视图；
图10示出了带有彼此相接触的多个流动元件的混合器的视图；
图11示出了用于根据图10的混合器的三个流动元件，这些流动元件相对于其相应的轮廓轴线不同地安排；
图12示出了根据图10的在排气管中的混合器的侧视图，该排气管具有预激活的偏转元件；
图13示出了对于偏转元件和注入装置的角度图；
图14示出了对于混合翅片相对于偏转元件的角度图；
图15是替代混合器的透视图；
图16是替代混合器的另一个透视图；
图17是替代混合器的端视图；
图18是沿如图17中示出的18-18线截取的混合器的截面视图；
图19是沿如图18中示出的19-19线截取的局部截面视图；
图20是混合器的侧视图；
图21是另一个替代混合器的透视图；
图22是另一个替代混合器的透视图；
图23是另一个替代混合器的局部透视图；
图24是图23中所描绘的混合器的局部端视图；
图25是另一个替代混合器的透视图；
图26是图25中描绘的混合器以另一个角度截取的透视图；
图27是图25和图26中所描绘的混合器的分解透视图；
图28是包括另一个替代混合器的排气后处理系统的一部分的局部截面视图；
图29是另一个替代混合器的侧视图；
图30是图29中所描绘的替代混合器的端视图；并且
图31是另一个替代混合器的壳体的截面视图。
具体实施方式
图1示出了作为排气系统4的一部分的排气管40，作为还原剂的流体在注入方向E上经由被安排在排气管40上的凸缘50和定位在凸缘50上的注入装置5来注入。为了清楚起见，附图示出了中央注入方向E而不是在图3中由形成了V形的两条虚线表示的实际的圆锥形流动状态。
在排气管40中，排气基本上在流动方向S上平行于排气管40流动。为了说明本发明，出于简化的目的假设流动方向S在偏转元件6之前在排气管40的整个管横截面上平行延伸。
取决于还原剂的质量流，还原剂在注入方向E上流动并且流入到排气管40中，被排气流较大或较小程度地转向。在注入装置5之后，在流动方向S上设置了由具有偏转元件6的混合器1构成的分配器。分配器经由混合器1和凸缘连接41定位在排气管40中。
还原剂大程度地冲击偏转元件6使得还原剂的流动冲量减小。偏转元件6相对于流动方向S以角度sv扬起，使得排气流经由偏转元件6从流动方向S转向到分配方向V上。由于这种经转向的排气流，还原剂部分地在其冲击偏转元件6之前和尤其是之后在分配方向V上掠过并且被引导到排气管40的管中心中。
图2示出了如参照图1描述的排气系统4的一部分，尽管在此，混合器1整合了多个混合翅片31，如总体上在图4至图7中更详细示出的。用于具有多个混合翅片31的这种混合器1的偏转元件6在图9中被更详细地示出并且包括作为偏转元件6的一部分的片金属零件60，该片金属零件被安排为平行于流动方向、具有以角度sv扬起的翅片61和另外的具有多个修正翅片64的多个修正板62。
根据图4、图6和图7的混合器1包括三个混合元件3和一至两个附加混合元件3a，该三个混合元件被安排为横向于流动方向S并且各自邻近于彼此。混合元件3、3a基本上由支撑件30、30a和被安排在其上的一个或若干个混合翅片31、31a构成。相应的混合翅片31、31a相对于流动方向S经由其边界区域hR附连到支撑件30、30a上。侧边界区域sR和前边界区域vR关于流动方向S形成多个自由流动边缘，并且既不与另一个混合翅片31、31a连接也不与壳体2或排气管40连接。
支撑件30在其两个末端上分别包括一个末端区域34，其中没有设置混合翅片31，并且该末端区域根据图7是成角度的。支撑件30经由两个末端区域34如在图7中的实例示出的附连在壳体2上或根据图6附连在排气管40上。在这两个末端区域34之间，支撑件30自由地悬挂在壳体2中或在排气管40中，即，该支撑件既不被另外的构造元件支撑或保持也不支撑或保持另外的构造元件。此外，这些支撑件30基本上被安排为在这些末端区域34之间的区域中彼此平行并且在距彼此约13.5mm的距离35处。
壳体2是圆柱形管部分，这些混合元件3和取决于示例性实施例的附加混合元件3a被附连在其内护套表面20上。这种类型的混合器1与壳体2一起插入到排气系统4的排气管40中，如在图2中示出的，并且排气在平行于壳体2的中央轴线23的流动方向S上流动穿过该混合器。
支撑件30由具有在图8中限定的宽度32的条带状片金属材料构成并且平行于流动方向S对齐。流动方向S指的是在混合器1内的排气的主要流动方向并且平行于混合器1的中央轴线12和壳体2的中央轴线23延伸。由于支撑件30平行于流动方向S、并且因此平行于排气管40的壁延伸的事实，混合器1可以被简单地安装为在排气管40中横向于流动方向。
在根据图7的示例性实施例中，通过基本上彼此邻近并且点对称安排的三个混合元件3，这些混合元件3各自由支撑件30和四个混合翅片31形成。因此，整个混合元件3由支撑件30和四个混合翅片31构成。
支撑件30可以在这些末端区域34之间被划分为三个局部区域36至38。多个外局部区域37、38各自在相对侧上邻接中央局部区域36。这些外局部区域37、38各自相对于中央局部区域36是成角度的，即，中央局部区域36与这两个外局部区域37、38各自围成角度α。因此，这两个外局部区域37、38关于平行于流动方向S延伸的第一轴线11以约12°的角度α切穿中央局部区域36。这些外局部区域37、38关于中央局部区域36相反地成角度，使得支撑件30被设计为关于中央轴线12点对称，该中央轴线平行于流动方向S，即，支撑件30和这些混合翅片31被形成和安排为彼此点对称。
和这三个混合元件3一样，还在靠近这些混合元件3的区域中设置了两个附加混合元件3a。附加混合元件3a是由支撑件30a和混合翅片31a形成的。附加混合元件3a经由其两个末端区域34a附连到壳体2的内护套表面20上、并且以自由支撑的方式附连在这两个末端区域34a之间。
通过根据图4的示例性实施例，支撑件30可以根据图7的示例性实施例来划分为三个局部区域36至38。多个外局部区域37、38各自在相对侧上邻接中央局部区域36。这些外局部区域37、38各自相对于中央局部区域36成角度，即，中央局部区域36与这两个外局部区域37、38各自围成角度α。因此，这两个外局部区域37、38关于平行于流动方向S延伸的第一轴线11以约9°的角度γ切穿中央局部区域36。这些外局部区域37、38关于中央局部区域36以相同方向成角度，使得支撑件30被设计为关于中央平面10镜像对称，该中央平面平行于流动方向S。
作为点对称的结果，在中央平面10的一侧上的流动向上并且向外地转向，与在中央平面10的另一侧上在横向于流动方向S的方向上的流动相反。在图7中，流动是由多个箭头表示的。
在根据图4至图9a的示例性实施例中，这些混合翅片31关于支撑件30的方向围成角度β并且关于流动方向S围成角度ms。这些混合翅片31是交替示出的。如在图8和图9中更详细示出的，角度β是+135°或-135°，并且角度ms是+45°或-45°。此外，如尤其在图7中示出的，部分地直接相邻的混合翅片31包括距彼此至少1mm的规则距离33。
在未示出的示例性实施例中，相邻的末端区域34通过两个支撑件30彼此连接，这两个支撑件被安排为彼此相邻。此外，这些附加混合元件3a各自的一个末端区域34a与相邻混合元件3各自的一个末端区域34连接。这是借助于以下事实实现的：这三个混合元件3和这两个附加混合元件3a是由单片金属带产生的。
如在图7和图9中示出的，在壳体2的外侧21上设置了固定元件24。固定元件24被设计为一个凸节(burl)并且与外侧21相反地突出。由于固定元件24，混合器1可以被紧固而不在排气管40中绕中央轴线23翻转。此外，当被紧固时，固定元件24还服务于以下目的：同时指定混合器1在排气系统4中关于中央轴线23的旋转位置。为此目的，在某个位置处设置了没有更详细示出的对应的固位件，固定元件24在中央轴线23的方向上被推入该固位件中。
根据图9，混合器1在两个排气管40、40'之间安装具有壳体2。为此目的，这两个排气管40、40'在两侧上附接到壳体2上。为了焊接这两个排气管40、40'并且为了这些排气管40、40'与混合器1的焊接连接，在这些排气管40、40'之间设置了间隙42。间隙42是由于以下事实产生的：排气管40、40'在中央轴线12的方向上由圆周分配的调整元件22彼此间距开，相应的排气管40、40'在一侧上在中央轴线12的方向上各自邻接到这些调整元件上。
根据图4和图6的混合器1被设计为与中央平面10镜像对称，该中央平面被定向为平行于流动方向S，即，支撑件30和这些混合翅片31被形成和安排为彼此镜像对称。这些混合器1包括被安排为彼此平行和相邻的三个混合元件3，其中，这些混合元件3各自是由支撑件30和被安排在该支撑件30上的一个或三个混合翅片31形成的。
支撑件30可以在这些末端区域34之间被划分为三个局部区域36至38。多个外局部区域37、38各自在相对侧上邻接中央局部区域36。这些外局部区域37、38各自相对于中央局部区域36是成角度的，即，中央局部区域36与这两个外局部区域37、38各自围成角度γ。因此，这两个外局部区域37、38关于平行于流动方向S延伸的第一轴线11以约9°的角度γ切穿中央局部区域36。这些外局部区域37、38关于中央局部区域36以相同方向成角度，使得支撑件30被设计为关于中央轴线12镜像对称，该中央轴线平行于流动方向S。
中央混合翅片31在其中心包括切口39，该切口的长度LS在混合翅片31的长度LM的50％与80％之间。由于切口39，减少了涡旋的形成，因为在中央区域中的流动较小程度地转向。此外，正好在混合器1的中央区域中(其中质量流最大)，减小了混合器1的流动动态阻力。
和这三个混合元件3一样，在这三个混合元件3下方设置了附加混合元件3a。附加混合元件3a是由支撑件30a和混合翅片31a形成的，该混合翅片也包括切口39。附加混合元件3a经由其两个末端区域34a附连到壳体2的内护套表面20上、并且以自由支撑的方式附连在这两个末端区域34a之间。
图5示出了具有两个相同的混合元件3、3'的点对称混合器1。相应的混合元件3、3'各自包括两个末端区域34、340和被设置在这些末端区域34、340之间的两个连接区域370、380。相应的支撑件30的末端区域34和第一连接区域370彼此连接，使得支撑件30的局部区域301形成了封闭的单元格300。在支撑件30的围绕单元格300的局部区域301上，两个混合翅片31被安排在支撑件30上。混合元件3经由末端区域340和第二连接区域380附连到排气管40上。
根据图5和图7的示例性实施例的点对称混合器1可以同样地与偏转元件6结合，根据图4和图6的示例性实施例的镜像对称混合器1可以同样是这样。如在图9和图9a中示出的，偏转元件6包括具有一个或若干个翅片61的片金属零件60，该一个或若干个翅片以约20°的角度扬起。由于这些翅片61，排气流在分配方向V上向上转向，并且是因此还原剂也向上掠过。片金属零件60被直接安排在支撑件30、30a上并且根据示出的示例性实施例与混合元件3、3a形成了构造元件，该构造元件是单件式的并且由相同的材料制成。
偏转元件6包括若干修正板62、62'、62″，这些修正板被安排为平行于流动方向S并且平行于片金属零件60，这致使还原剂直接在混合器1之前被分配。修正板62被直接安排在支撑件30、30a上并且根据示出的示例性实施例与混合元件3、3a形成了构造元件，该构造元件是单件式的并且由相同的材料制成。
这些修正板62、62'、62″包括根据图9的若干修正翅片64，这些修正翅片关于流动方向S以155°的角度sk扬起。如在图14中详细示出的，这些修正翅片64被部分地压印出修正板62并且在相邻的修正板62的方向和/或在片金属零件60的方向上从修正板62突出。作为结果，在修正翅片64下方，开口63被形成在相应的修正板62上，对应于从该修正板62突出的修正翅片64的区域。修正翅片64可以在修正板62的一侧或两侧上突出。
同样地，在片金属零件60上的翅片61被压印出，使得片金属零件60包括在各个翅片61下方的开口63，该开口对应于翅片61从片金属零件60突出的区域。如在图14中示出的，修正翅片64在两侧上从修正板62突出，并且翅片61在一侧上从片金属零件60突出。
根据图9a的修正板62、62'、62″包括替代修正翅片的若干钻孔65，该若干钻孔在钻头方向B上定向，该钻头方向与流动方向S成90°的角度bs，排气流与还原剂可以至少部分地在中央轴线12的方向上穿过这些钻孔来流动穿过偏转元件6。
图3还示出了如在图1和图2中描述的排气系统4的一部分，然而，在这个示例性实施例中，混合器1结合有偏转元件6，该偏转元件以与混合器1自身相似的方式来构造。这种类型的混合器1是根据图10由邻接彼此的若干个流动元件7、7'形成的。
图11详细示出了混合器1是由邻接彼此的若干流动元件7、7'、7”构造的。相应的流动元件7、7'、7″是由具有波状横截面轮廓71的片金属板70形成的，该片金属板包括前侧73和若干通道72，该若干通道在平行的轮廓轴线74的方向彼此相邻地延伸。这两个相邻流动元件7、7'的轮廓轴线74、74'关于流动方向S交替地以+40°和-40°的角度ps扬起延伸。作为结果，在由这两个流动元件7、7'形成的通道中，流动同时向上和向下转向。
然而，根据本发明，关于中央平面10相邻的两个中央流动元件7'、7″的轮廓轴线74'、74″平行延伸(即，以-40°的角度ps，在其方向和尺寸方面是相同的)并且因此不彼此邻接。作为结果，如在图10中由箭头阐明的，在由这两个流动元件7'、7″形成的通道内的流动仅向上(即，在相同方向上)转向。在以上描述的示例性实施例中，角度ps对应于角度ms。
由于关于中央平面10相对的并且同时彼此相邻安排的这两个流动元件7'、7″的轮廓轴线74'、74″的相同对齐，实现了混合器1关于中央平面10的镜像对称几何。排气流和还原剂在混合器1的中心中流动的部分因此在这两个流动元件7'、7″内的一个方向上被转向。
图12示出了混合器1的横截面，其中，轮廓轴线74、74'以±30°的角度扬起。在混合器1之前，安排了与混合器1以相似方式构造的偏转元件6。通过偏转元件6，具有横截面轮廓66的若干个片金属零件60也被安排为直接彼此相邻。相邻的片金属零件60的偏转元件6的轮廓轴线67、67'不关于流动方向S扬起，即，它们平行于流动方向S延伸。因此，偏转元件6在单独的片金属零件60之间形成了与混合器1的这两个中央流动元件7'、7″相对应的多个单独的通道，在这些单独的通道中排气流和还原剂仅在平行于流动方向S的方向上被引导。
图13示出了表示以上对于修正翅片64和注入方向E、与分配方向V和流动方向S一起描述的角度和角度比的角度图。图14示出了关于混合翅片31和片金属板70、并且关于分配方向V和流动方向S的这种概观。
图15至图20描绘了以参考数字400标识的替代混合器。混合器400包括第一混合元件402、第二混合元件404、第三混合元件406和第四混合元件408。这些混合元件402、404、406、408各自固定到彼此上以将混合器400设置为一件式组件。第一混合元件402起固持器或壳体以及混合元件的作用。为了实现这种作用，第一混合元件402包括与第二弧形侧壁414间隔开的第一弧形侧壁412。基本上平面的底座416将第一侧壁412与第二侧壁414互连以限定“U”形。如在附图中示出的，底座416可以是弯曲的或者包括小幅的弯曲以提供弯折的拐点415、417。第一侧壁412包括与第二侧壁414的远端419间隔开的远端418。混合器400被定位在排气管40内，使得在末端418、419之间的间隙与注入装置5对齐。可以沿管40的上内表面流动的试剂将不被混合器壁限制而将替代地在下游在末端418、419之间流动。
整体形成的偏转元件420轴向地从底座416基本上平行于流动方向S地延伸。偏转元件420包括多个修正翅片422，这些修正翅片关于流动方向以30°的角度A扬起。混合翅片426相对于流动方向S以45°的角度B延伸。切口428延伸到混合翅片426中以部分地使该翅片分叉。
第二混合元件404包括与第二凸缘432间隔开的第一凸缘430。底座434将第一凸缘430与第二凸缘432互连。底座434基本上与底座416平行并且偏置地延伸。第一凸缘430包括被定位成与第一侧壁412的内表面440接合的外表面438。利用例如焊接、铆接或一些其他的机械紧固技术的工艺将第一凸缘430固定到第一侧壁412上。以相似的方式，第二凸缘432包括被定位成与第二侧壁414的内表面444接合的外表面442。
第二凸缘432被固定到第二侧壁414上。第二混合元件404还包括相对于流动方向S以40°的角度C延伸的一个或多个修正翅片450。混合翅片452与修正翅片450在相反的方向上以40°的角度D延伸。在图15至图20中描绘的实施例中，单个修正翅片450被描绘为在两个侧向间隔开的混合翅片452的上游。另一个部分分叉的混合翅片454平行于翅片426延伸。外混合翅片456和458关于流动方向S以45°的角度E延伸。应理解的是，角度E不必等于角度B，并且经常有益的是具有相对于翅片426以非平行方式延伸的混合翅片454。可以改变这些角度以在特定系统内“调整”混合器400来最佳实现均匀的还原剂分配。
第三混合元件406基本上类似于第二混合元件404。第三混合元件406包括第一凸缘和第二凸缘464、468。底座470将第一凸缘464与第二凸缘468互连。底座470被定位成基本上平行于流动方向S和底座434延伸。第一凸缘464和第二凸缘468被成型和定位成被固定到第一混合元件402的内表面440、444上。以与第二混合元件404相似的方式，第三混合元件406包括修正翅片474、一对侧向间隔开的混合翅片476、分叉的混合翅片478和多个外侧混合翅片480、482。这个混合元件406的翅片基本上平行于第二混合元件404的类似翅片延伸。应理解的是，这种关系仅是示例性的并且可以限定其他的角度。
第四混合元件408基本上类似于第二混合元件404和第三混合元件406。第四混合元件408包括第一凸缘和第二凸缘486、488。底座490将第一凸缘486与第二凸缘488互连。底座490被定位成基本上平行于流动方向S和底座470延伸。第一凸缘486和第二凸缘488被成型和定位成被固定到第一混合元件402的内表面440、444上。以与第二混合元件404相似的方式，第四混合元件408包括修正翅片494、一对侧向间隔开的混合翅片496、分叉的混合翅片498和多个外侧混合翅片500、502。
第五混合元件610包括被定位在槽缝688、690内并且被固定到第七唇缘和第八唇缘692、694上的第九凸缘和第十凸缘684、686。
一旦第二混合元件404、第三混合元件406和第四混合元件408被固定到了第一混合元件402上，就可以将混合器组件400定位在排气导管(例如之前描述的排气管40)内。应理解的是，第一侧壁412和第二侧壁414的大小和形状可以被确定为与排气管40的内表面接触或紧靠。混合器400可以被放置在排气管40内所希望的轴向位置和角度取向处并且然后可以通过任何数量的工艺(包括焊接、机械紧固、卡夹等等)来固定到其上。
图21描绘了以参考数字400a标识的替代混合器。混合器400a基本上类似于之前描述的混合器400，除了第一侧壁412a包括被定位在弧形部分415与417之间的基本上平面的部分413。基本上平面的部分413与排气管40的内表面间隔开，而部分415和417符合该内表面并且通过例如焊接的工艺来固定到其上。以相似的方式，第二侧壁414a包括被定位在弯曲部分421与另一个弯曲部分423之间的基本上平面的中央部分419。基本上平面的中央部分419与排气管40的内表面间隔开。
图22至图24描绘了以参考数字600标识的另一个替代混合器。混合器600包括多个横向间隔开的混合元件602、604、606、608和610。混合器600包括接收了这些混合元件602至610中的每个混合元件的壳体612。壳体612可以是单独的元件并且被定位在排气管内侧，或者替代地，元件612可以代表排气管自身。
壳体612包括开放末端614，若干对槽缝轴向地从该开放末端延伸。第一对槽缝616、618彼此平行地从开放末端614轴向地延伸一段预定距离，该预定距离终止在多个停止面617、619处。槽缝616、618可以被形成为压印操作的一部分，其中制成了延伸穿过壳体612的多个切口并且用工具形成了多个向内突出的唇缘(例如第一唇缘620和第二唇缘622)。第一唇缘620基本上平行于第二唇缘622延伸。
第一混合元件602包括第一周边部分或凸缘624以及间隔开且基本上平行的第二周边部分或凸缘626。底座628将第一凸缘和第二凸缘624、626互连。第一凸缘624延伸到与第一唇缘620相邻的槽缝618中。以相似的方式，第二凸缘626延伸到槽缝616中并且被定位成与第二唇缘622相邻。第一凸缘和第二凸缘624、626通过焊接或钎焊来固定到第一唇缘和第二唇缘620、622上。凸缘624、626的终端凹陷在由壳体612的大部分限定的圆柱表面632下方。以此方式，混合器600可以被容易地插入在具有圆形横截面的排气导管内。底座628被描绘成基本上是平面的并且包括一对轴向延伸的肋状物636、638。肋状物636、638提供了多个拐点，第一混合元件602可以关于这些拐点弯曲以容纳基于热膨胀系数在元件尺寸方面的增大。应理解的是，可以包括任何数量的几何特征来实现所希望的流动和混合特性。例如，预期混合元件602、604、606、608、610中的任一个混合元件可以包括类似于修正翅片450和/或混合翅片476、478或480的一个或多个弯曲或突出的接片。
第二混合元件604基本上类似于第一混合元件602、具有轴向延伸的第三凸缘和第四凸缘642、644。第二对槽缝646、648延伸穿过壳体612并且各自接收第三凸缘和第四凸缘642、644。第二混合元件604被固定到壳体612的第三唇缘和第四唇缘647、649上。
在壳体612中形成了一对相反的凹口650、652。槽缝654、656在凹口650、652内延伸穿过壳体612。邻近槽缝654、656没有形成从壳体612向内延伸的唇缘，例如唇缘620、622。相反，槽缝654被定位在壳体612的彼此间隔开的并且面对的端面657、659之间。第三混合元件606包括延伸到槽缝654、656中的基本上径向延伸的第五凸缘和第六凸缘660和662。
第三混合元件606包括与径向延伸的周边部分或凸缘660、662偏置的底座部分664。底座部分664通过成角度的壁668、670与径向延伸的凸缘660、662互连，从而确保混合器600可以承受重复的加热和冷却事件并且不会由于这些混合元件的热膨胀系数而在结构方面受到损害。每个混合元件都包括被定位成从中央平面底座部分径向朝外的弯曲或一些几何形状，从而提供弯曲拐点。在加热过程中，随着基本上平面的中央底座部分在宽度方面增大，如果必要的话，每个混合元件将发生弯曲来释放应力并且使施加在壳体612上的力最小化。还预期的是，一个或多个混合元件可以包括中央底座部分和共平面的多个周边部分。该壳体可以包括弹簧元件(例如凹口650的一部分)以将热膨胀纳入考虑。在这种构型中，没有在这些混合元件上设置拐点。
返回到图22至图24的实施例，应该注意的是，这些凸缘660、662的周边部分不是向上翻卷的而是基本上平行于底座部分664。如此，凸缘660的一个表面被定位为与端面657相邻而凸缘660的相反端面被定位为与端面659相邻。相似的安排存在具有凸缘662和端面界定槽缝656。
第四混合元件608基本上类似于第二混合元件604，除了其间隔开的第七凸缘和第八凸缘674、676在与第三凸缘和第四凸缘642、644相反的方向上朝外延伸。为了容纳这种安排，第五唇缘和第六唇缘678、680向内朝第三唇缘和第四唇缘647、649延伸。
可以利用对金属片的压印或成形操作来构造这些混合元件中的每个混合元件。这些混合元件的尺寸和形状可以被标准化或被单独地为特定应用定制。此外，应该理解的是，虽然附图描绘了混合器具有五个混合元件，其他混合器预期具有比那些示出的更少或更多个混合元件。例如，图23和图24描绘了混合器600a。混合器600a基本上与混合器600。如此，类似的元件将标识有带后缀“a”的参考数字。混合器600a包括第一混合元件604a、第二混合元件606a和第三混合元件608a。壳体612a仅包括必要数量的槽缝来接收这些混合元件。
图25至图27描绘了替代混合器700，该替代混合器对应地包括从第一混合元件至第六混合元件702、704、706、708、710和712。混合器700的这些混合元件基本上类似于混合器400的混合元件和混合器600的混合元件606，除了这些混合元件各自的本体部分被成形为具有相对于其成角度延伸的多个翅片的基本上平坦的板。这些混合元件702-710各自包括被标识有“a”后缀的多个向上翻卷的混合翅片。混合元件712包括具有多个修正翅片712a的朝外延伸的偏转元件716，这些修正翅片面朝与混合翅片702a-710a相反的方向。混合元件704至712还包括多个后导混合翅片，该多个后导混合翅片位于每个混合元件的中央部分中并且被标识有“b”后缀。元件704至710还包括被标识有小写的“c”后缀的多个后导侧向间隔开的外侧混合翅片。应理解的是，每种类型的混合翅片的量和其从基本上平面的底座部分延伸的角度可以被特别地定制为使注入的试剂在特定排气处理系统内最佳分配。
每个混合元件都包括具有减小宽度的舌状物部分，该舌状物部分被标识有带“d”后缀的混合元件参考数字，该舌状物部分与本体部分共平面地延伸，该本体部分具有全部宽度并且被标识有“e”后缀。舌状物的宽度减小以使环720的基本上圆柱形的内表面718通过。
环720包括多个径向朝内延伸的凹口724。每个凹口都包括穿过其延伸的槽缝726。这些凹口和这些槽缝成对地设置并且标识有“a”至“l”的后缀字母。这些槽缝还标识有根据成对位置的对应的后缀字母。具有后缀“d”的减小宽度的舌状物部分被首先插入到环720中。具有“e”后缀的较宽的本体部分的周边部分延伸穿过对应的槽缝对。例如，本体部分702e的周边部分侧向地延伸到槽缝726a和726b中。如之前关于第三混合元件606描述的，这些混合元件702至712各自的轴向位置被对应的槽缝的长度以及在具有“d”后缀的舌状物部分与标识有“e”后缀的本体部分之间的过渡的轴向位置限定。
定位在每个槽缝726的一侧上的是弹簧元件730，并且另一个弹簧元件732被定位在槽缝726的相反侧上。为了清楚起见，在图26和图27中仅标识了弹簧元件730b和732b。弹簧元件730、732在混合元件702的温度增加并且其宽度相应地由于线性热膨胀系数而增加的热事件过程中径向地朝外偏转。其余的弹簧元件在其关联混合元件随温度改变而改变尺寸时起相似的作用。
在图28处描绘了替代混合器800。混合器800包括基本上类似于以上描述的混合器之一的混合器802，以上描述的混合器包括混合器1、混合器400、混合器600或混合器700。混合器800将混合器802与第二混合器804结合以改善试剂在排气管40中的分配。
混合器802包括最上面的朝后的混合翅片806，该混合翅片基本上类似于在图18中描绘的混合翅片500或如在图39a中示出的混合翅片31。混合器800将混合器802与第二混合器804的混合特征结合来解决注入试剂在排气管40的上表面810上或附近流动的顾虑。上表面810被限定为排气管40的内表面的在注入装置5的近似有角度位置处的下游延伸的部分。第二混合器804对排气气流的流动提供修改以改善试剂在下游的分布。
第二混合器804被描绘为从上表面810径向朝内突出的基本上球形的突出部814。突出部814包括缩进排气管40的直径的约百分之10的最大径向朝内的位置的点816。第二混合器804被定位成与来自混合器802的输出相互作用。具体地，构造线820被绘成从下游延伸的混合翅片806延伸。构造线820在突出部814继续径向朝内延伸的位置处与第二混合器804相交。以另一种方式来说，构造线820在点816的上游位置处与突出部814相交。在图中描绘的具体实例中，构造线820在一个点处与突出部814相交，在该点处，突出部814的百分之25处于交点的上游，而突出部814的百分之75依然位于在构造线820与突出部814之间的交点的下游。
有利地，第二混合器804通过其最小的向内的突出部提供了小到没有的背压贡献。排气速度分布依然基本上相同，而试剂均匀性表明与简单地利用混合器802的安排有百分之7至百分之12的改善。计算流体力学建模表明：通过使用混合器802与第二混合器804的结合，扩散了试剂浓度以及种类分布的梯度。预期的是，突出部814可以轴向地定位成使得构造线820与第二混合器804在从突出部的轴向长度的百分之10到百分之50的范围内的位置处相交。以此方式，沿上表面810行进的排气和试剂将径向朝内地偏转，而穿过混合翅片806行进的排气和试剂在径向朝外的方向上被引导。
在图29和图30处描绘了另一个替代混合器900。混合器900有点类似于混合器700，其中，混合元件902、904、906、908各自被成形为基本上平面的平板。这些混合元件可以任选地包括没有在图29和图30中示出但是在图26和图27中被描绘为标识有“a”后缀的混合翅片的混合翅片。混合器900的混合元件中的至少一个混合元件还可以包括类似于具有修正翅片712a的偏转元件716的朝外延伸的偏转元件。后导混合翅片还可以被定位在混合器900的混合元件中的一个或多个混合元件上，其基本上类似于在图25至图27中标识有“b”后缀的那些混合翅片。混合器900的混合元件中的一个或多个混合元件还可以包括类似于关于混合器700由小写的“c”后缀标识的那些混合翅片的外侧间隔开的混合翅片。
混合器900包括环912，该环包括前导边缘914和后导边缘916。前导套环部分918被成形为从前导边缘914轴向延伸至过渡线920的基本上的圆柱体。后导套环部分924也被成形为基本上的圆柱体。后导套环部分924从后导边缘916延伸至过渡线926。前导套环部分918的外径等于后导套环部分924的直径。减小直径的中央部分930轴向地定位在前导套环部分918与后导套环部分924之间。圆锥形的或以其他方式的第一扩展部分934将中央部分930与前导套环部分918互连。以相似的方式，第二扩展部分或圆锥形部分938将中央部分930与后导套环部分924互连。预期的是，环912是由具有基本上恒定壁厚的金属材料构造成的连续不间断环。
环912包括孔口对：948a、948b；950a、950b；952a、952b；和954a、954b。每个孔口都基本上类似于另一个孔口并且仅将详细描述一个孔口。孔口948a包括轴向延伸部分960、第一圆周延伸部分962和第二圆周延伸部分964。轴向延伸部分960终止在位于中央部分930中的第一边缘968处。边缘968没有延伸到第一扩展部分934或前导套环部分918中。如此，边缘968从中央部分930的内圆柱表面970延伸至中央部分930的外圆柱表面972。轴向延伸部分960终止在相反边缘978处。部分960延伸直至后导套环部分924。轴向延伸部分960延伸穿过第二展开部分938。圆周延伸部分962和964至少部分地限定顺性接片982。
利用例如焊接的工艺将混合元件902固定到接片982的远端986上。在附图中未描绘焊接点。混合元件902与环912的其余部分间隔开，除了在其相反末端处，混合元件902在该处被固定到与孔口948b关联的另一个接片的远端上。接片982和其与孔口948b关联的配对部分起弹簧的作用，其偏转以将混合元件902的热膨胀系数纳入考虑。在混合器900的运行温度方面的改变是通过允许接片随着混合元件的宽度变化而弯曲来解决的。通过使混合元件902与环912仅在接片982和其配对部分处连接，通过将简单焊接的使用应用于接片982与混合元件902接触的中央部分930的外表面972上使制造简化。焊接点依然从由前导套环部分918和后导套环部分924限定的外径径向朝内定位。
混合元件902的总体宽度被限定为突出穿过孔口948a和948b超过中央部分930的表面972。还设定了混合元件902的宽度的尺寸，该尺寸确保该混合元件不突出超过前导套环部分918和后导套环部分924的外圆柱表面。优选地，混合元件902的宽度接近延伸跨过后导套环部分924的内圆柱表面988的弦。在混合元件902与环912的特征之间的相对尺寸关系允许通过将该混合元件沿由孔口948a、948b的轴向延伸部分限定的纵向轴线平移来将混合元件902插入。混合元件902可以被插入在环912内的距离是由边缘968的轴向位置限定的。混合元件902的前导边缘990被定位在邻近于边缘968的最小空隙处，使得从混合器900上游注入的还原剂至少部分地堵塞不与焊接互连的混合元件902和环912接触。其余的孔口950a、950b、952a、952b、954a、954b的大小和形状以与之前关于孔口948a、948b和混合元件902描述的相似方式来确定。
图31描绘了替代环912a。环912a基本上类似于环912，除了减小尺寸的中央部分930a包括椭圆的或其他非圆形横截面形状。内表面970a包括最小径向朝内突出部的点T和点B。由于靠近点T和点B提供的增加的横截面流动面积，相对于流动穿过环912，排气流动穿过环912a的限制被最小化。
上述讨论仅仅披露和描述了本披露的示例性实施例。本领域技术人员将从这种讨论中、并且从附图以及权利要求书中容易地认识到，在不脱离本披露的如在以下权利要求书中限定的精神和范围的情况下，可以在其中作出不同的改变、修改、以及变化。