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WO2023242029A1 - Brenner für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen brenner - Google Patents

Brenner für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen brenner Download PDF

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WO2023242029A1
WO2023242029A1 PCT/EP2023/065262 EP2023065262W WO2023242029A1 WO 2023242029 A1 WO2023242029 A1 WO 2023242029A1 EP 2023065262 W EP2023065262 W EP 2023065262W WO 2023242029 A1 WO2023242029 A1 WO 2023242029A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
swirl
air
flow
chamber
swirl chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2023/065262
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Zoeller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Publication of WO2023242029A1 publication Critical patent/WO2023242029A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F01N2240/14Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel burner
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    • F01N2610/1453Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • F01N2610/146Control thereof, e.g. control of injectors or injection valves

Definitions

  • the invention relates to a burner for an exhaust tract through which exhaust gas from an internal combustion engine of a motor vehicle can flow.
  • the invention further relates to a motor vehicle with at least one such burner.
  • exhaust tracts Motor vehicles with internal combustion engines and exhaust systems, which are also referred to as exhaust tracts, are known from the general state of the art and in particular from series vehicle construction.
  • the exhaust gas from the respective internal combustion engine also known as an internal combustion engine, can flow through the respective exhaust tract.
  • a high temperature of the exhaust gas may be desirable in order, for example, to be able to quickly heat up and/or keep warm an exhaust gas aftertreatment device arranged in the exhaust tract, although in these operating states or operating situations the actual temperature of the exhaust gas is only insufficiently high is.
  • DE 3729 861 C2 discloses a method for operating a soot filter device for a diesel engine as known.
  • the object of the present invention is to create a burner for an exhaust tract of a motor vehicle and a motor vehicle with at least one such burner, so that a particularly advantageous operation of the burner can be realized.
  • a first aspect of the invention relates to a burner for an exhaust gas tract through which exhaust gas from an internal combustion engine of a motor vehicle, also referred to as an internal combustion engine or internal combustion engine, can flow.
  • a motor vehicle which can preferably be designed as a motor vehicle and most preferably as a passenger car, has the internal combustion engine and the exhaust tract in its fully manufactured state and can be driven by the internal combustion engine.
  • combustion processes take place in the internal combustion engine, in particular in at least one or more combustion chambers of the internal combustion engine, resulting in the exhaust gas from the internal combustion engine.
  • the exhaust gas can flow out of the respective combustion chamber and flow into the exhaust tract, and subsequently flow through the exhaust tract, which is also referred to as the exhaust system.
  • At least one component such as an exhaust gas aftertreatment element for aftertreating the exhaust gas, can be arranged in the exhaust gas tract.
  • the exhaust gas aftertreatment element is, for example, a catalyst, in particular an SCR catalyst, wherein, for example, a selective catalytic reduction (SCR) can be catalytically supported and/or brought about by means of the SC R catalyst, so that, for example, the SCR catalyst for the SCR is catalytically active.
  • SCR selective catalytic reduction
  • any nitrogen oxides contained in the exhaust gas are at least partially removed from the exhaust gas by the nitrogen oxides reacting with ammonia to form nitrogen and water during the selective catalytic reduction.
  • the ammonia is provided, for example, by a particularly liquid reducing agent.
  • the exhaust gas aftertreatment element can be a particle filter, in particular a diesel particle filter, or a particle filter, in particular a diesel particle filter, wherein particles contained in the exhaust gas, in particular soot particles, can be filtered out of the exhaust gas by means of the particle filter.
  • the exhaust gas aftertreatment element has at least one SCR catalytic converter.
  • the exhaust gas aftertreatment element can comprise at least one oxidation catalyst, in particular a diesel oxidation catalyst, or the exhaust gas aftertreatment element can be such an oxidation catalyst.
  • the burner has a combustion chamber, also known as the main combustion chamber, in which a mixture comprising air and a preferably liquid fuel can be ignited and thereby burned.
  • a burner exhaust gas from the burner is generated, in particular in the combustion chamber.
  • the burner exhaust can for example, flow out of the combustion chamber and flow into the exhaust tract, that is, for example, in an exhaust duct of the exhaust tract through which the exhaust gas of the internal combustion engine can flow, in particular at an introduction point, which is, for example, in the flow direction of the exhaust gas of the internal combustion engine flowing through the exhaust tract or the exhaust duct upstream of the aforementioned component is arranged.
  • the exhaust gas from the internal combustion engine is also referred to as internal combustion engine exhaust or engine exhaust.
  • the burner exhaust gas mixes with the engine exhaust gas of the internal combustion engine. This is particularly advantageous in the case of a cold start or an internal combustion engine that has not yet fully reached an operating temperature, since as a result the burner exhaust gas, in particular the burner exhaust gas mixed with the exhaust gas of the internal combustion engine, can flow through the component, for example, whereby the component is heated up, that is, heated can.
  • the burner exhaust gas can flow out of the combustion chamber and flow into the exhaust tract or into the aforementioned exhaust duct and is thereby mixed with exhaust gas of the internal combustion engine flowing through the exhaust tract, also referred to as engine exhaust gas, and/or with a gas flowing through the exhaust tract, whereby the exhaust gas of the internal combustion engine or the gas is heated.
  • exhaust gas temperature a particularly high temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine or of the gas, also referred to as exhaust gas temperature
  • the gas can be, for example, air or combustion air, which flows through the exhaust tract or the exhaust duct, for example, while the internal combustion engine does not operate in a fired manner, so that the internal combustion engine does not provide any exhaust gas, in which case, for example, the gas, in particular the air, which is conveyed by the internal combustion engine through the exhaust tract.
  • the component Due to the high exhaust gas temperature, the component can be heated because the exhaust gas with the burner exhaust or the gas with the burner exhaust flows through the component.
  • the burner exhaust gas is introduced from the combustion chamber at the aforementioned introduction point into the exhaust tract or into the exhaust duct and thus into the exhaust gas or gas flowing through the exhaust tract.
  • an ignition device in particular an electrically operable one, wherein the burner can include the ignition device.
  • the ignition device is at least partially arranged in the combustion chamber.
  • the ignition device in particular in the combustion chamber and/or using electrical Energy, at least one ignition spark for igniting the mixture, in particular in the combustion chamber, are provided, that is, generated, so that the mixture can be ignited in the combustion chamber, in particular by means of the ignition spark.
  • the ignition device is, for example, a glow plug or a spark plug.
  • the burner has an inner swirl chamber through which a first part of the air forming the mixture in the combustion chamber can flow and which causes a swirl-shaped flow of the first part of the air, which is therefore preferably upstream of the combustion chamber in the flow direction of the first part of the air flowing through the inner swirl chamber is arranged.
  • the air is, for example, ambient air.
  • the inner swirl chamber has, in particular, a first outflow opening through which the first part of the air flowing through the inner swirl chamber can flow, via which the first part of the air flowing through the first outflow opening can be removed from the inner swirl chamber and, for example, introduced into the combustion chamber.
  • the combustion chamber is arranged downstream of the inner swirl chamber in the flow direction of the first part of the air flowing through the inner swirl chamber.
  • At least a first portion of the inner Swirl chamber flows through in a swirl shape, and / or the first part of the air only has a swirl-shaped flow at least in a first flow region arranged downstream of the inner swirl chamber and outside the inner swirl chamber, which is arranged, for example, in the combustion chamber.
  • the first part of the air flows out of the inner swirl chamber in a swirl shape via the first outflow opening and/or flows in a swirl shape into the combustion chamber, so that it is very preferably provided that the first part of the air has its swirl shape at least in the combustion chamber Has flow.
  • the first part of the air already has its swirl-shaped flow in the inner swirl chamber, at least in the aforementioned, at least a first portion of the inner swirl chamber.
  • the burner also has an introduction element, in particular an injection element, which has at least or exactly one outlet opening through which the preferably liquid fuel can flow.
  • Introduction element has several, in particular more than two, outlet openings through which the preferably liquid fuel can flow.
  • the fuel can flow through the introduction element.
  • the introduction element has at least or exactly three outlet openings through which the fuel can flow.
  • the fuel can be introduced, in particular directly, into the inner swirl chamber, in particular injected, so that the at least one outflow opening is also supplied by the preferably liquid, in particular ejected, via the outlet opening from the introduction element, and thereby, in particular directly, into the fuel introduced, in particular injected, into the inner swirl chamber can flow through.
  • the first part of the air and the fuel can flow through the first outflow opening along a common, first flow direction and thereby flow out of the inner swirl chamber.
  • the burner comprises an outer swirl chamber, which surrounds at least a length region of the inner swirl chamber and preferably also the first outflow opening in the circumferential direction of the inner swirl chamber, in particular completely circumferentially.
  • the circumferential direction of the inner swirl chamber runs, for example, in the aforementioned first flow direction, which runs, for example, in the axial direction of the inner swirl chamber and thus of the first outflow opening, and therefore coincides with the axial direction of the inner swirl chamber and thus of the first outflow opening.
  • the inner swirl chamber is in the flow direction of the first part flowing through the first outflow opening and thus in the flow direction of the fuel flowing through the first outflow opening, therefore in the axial direction of the inner swirl chamber and thus the first outflow opening at the first outflow opening or at its end ends.
  • the outer swirl chamber whose axial direction coincides with the axial direction of the inner swirl chamber, can be flowed through by a second part of the air and is designed to cause a swirl-shaped flow of the second part of the air.
  • the second part of the air flows in a swirling manner in the outer swirl chamber, and therefore flows in a swirling manner through at least a second portion of the outer swirl chamber, and/or the second part of the air points in a second part flowing through the outer swirl chamber in the flow direction of the outer swirl chamber
  • Part of the air has its swirl-shaped flow in the second flow region arranged downstream of the outer swirl chamber, which, for example, coincides with the aforementioned first flow region, the second flow region, for example, outside the outer swirl chamber and For example, can be arranged within the combustion chamber.
  • the aforementioned first flow region is arranged outside the outer swirl chamber.
  • the second part of the air flows out of the outer swirl chamber in a swirl shape and / or flows in a swirl shape into the combustion chamber, so that it is preferably provided that the second part of the air flows in a swirl shape at least in the combustion chamber having.
  • the outer swirl chamber has, in particular precisely, a second part of the air flowing through the outer swirl chamber, of the fuel flowing through the first outflow opening and of the first part of the air flowing through the inner swirl chamber and the first outflow opening and, for example, in the flow direction of the Parts of the air and the fuel have a second outflow opening arranged downstream of the first outflow opening, via which the second part of the air can be removed from the outer swirl chamber and the parts of the air and the fuel can be introduced into the combustion chamber.
  • the feature that the outer swirl chamber causes or can cause a swirl-shaped flow of the second part of the air flowing through the outer swirl chamber is to be understood in particular as meaning that the second part of the air flows through the outer swirl chamber in a swirl-shaped manner, i.e. at least a second part Partial area of the outer swirl chamber flows through in a swirl shape, and / or the second part of the air only has its swirl-shaped flow at least in a second flow region arranged downstream of the outer swirl chamber and outside the outer swirl chamber, which is arranged, for example, in the combustion chamber.
  • the second part of the air flows out of the outer swirl chamber in a swirl shape via the second outflow opening and/or flows in a swirl shape into the combustion chamber, so that it is very preferably provided that the second part of the air has its swirl shape at least in the combustion chamber Has flow.
  • the second part of the air already has its swirl-shaped flow in the outer swirl chamber, at least in the aforementioned, at least a second portion of the outer swirl chamber.
  • the combustion chamber is arranged downstream of the inner swirl chamber and/or downstream of the outer swirl chamber in the flow direction of the respective part of the air flowing through the respective swirl chamber.
  • the parts of the air and the fuel can flow along a second flow direction through the second outflow opening and thus over the second outflow opening flows into the combustion chamber, for example the second flow direction running parallel to the first flow direction or coinciding with the first flow direction.
  • the second flow direction runs in the axial direction of the outer swirl chamber, and therefore coincides with the axial direction of the outer swirl chamber, so that it is very preferably provided that the axial direction of the inner swirl chamber corresponds to the axial direction of the outer swirl chamber or vice versa.
  • the axial direction of the inner swirl chamber coincides with the axial direction of the outer swirl chamber or vice versa.
  • the respective axial direction of the respective swirl chamber runs perpendicular to the respective radial direction of the respective swirl chamber, the radial direction of the inner swirl chamber preferably coinciding with the radial direction of the outer swirl chamber or vice versa.
  • the first outflow opening is, for example, in the outer swirl chamber arranged.
  • the outer swirl chamber in particular in the flow direction of the second part of the air flowing through the second outflow opening, ends at the second outflow opening, in particular at its end.
  • the respective swirl chamber can have at least one or more swirl generators, by means of which the respective swirl-shaped flow can be generated or is generated.
  • the respective swirl generator is arranged in the respective swirl chamber.
  • the respective swirl generator can be, for example, a guide vane, by means of which, for example, the respective part, that is, the respective air forming the respective part, is deflected at least or exactly once, in particular by at least or exactly 70 degrees, in particular by at least essentially 90 degrees, that is, for example around 70 degrees to 90 degrees.
  • the respective swirl-shaped flow is to be understood as meaning a flow which extends in a swirl-shaped manner, that is, at least essentially in a helical or helical shape, around the respective axial direction of the respective swirl chamber or the respective outflow opening.
  • the respective axial direction of the respective outflow opening runs perpendicular to a plane in which the respective outflow opening runs.
  • the respective axial direction of the respective outflow opening coincides with the respective axial direction of the respective swirl chamber.
  • the respective outflow opening is also referred to, for example, as the respective nozzle, whose cross section through which the respective part of the air can flow does not necessarily have to taper along the respective flow direction, but can taper.
  • the second outflow opening is also referred to as an outer nozzle or second nozzle, with the first outflow opening, for example, also being referred to as an inner nozzle or first nozzle.
  • the air can be mixed with the preferably liquid fuel particularly advantageously, in particular via only a small mixing path, in particular in the combustion chamber, so that a particularly advantageous mixture preparation is realized, that is, the mixture can be formed particularly advantageously can.
  • the fuel can initially be mixed particularly well with the first part of the air, in particular in the inner swirl chamber, in particular due to the swirl-shaped flow of the first part of the air, in particular in the inner swirl chamber.
  • the fuel and, for example, the first part of the air already mixed with the fuel can be particularly advantageously mixed with the second part of the air, in particular in the outer swirl chamber and/or in the combustion chamber, since the second part of the air also has an advantageous, has a swirl-shaped flow.
  • the parts of the air and the fuel can be mixed particularly advantageously, so that an advantageous mixture preparation can be achieved.
  • the swirl-shaped flow of the first part of the air and the swirl-shaped flow of the second part of the air have the same direction of the respective swirl, in particular the two flows coincide.
  • the inner swirl chamber has a first, inner swirl generating device, by means of which the first, swirl-shaped flow of the first part of the air can be brought about.
  • the inner swirl generating device has the aforementioned, at least one swirl generator of the inner swirl chamber.
  • the outer swirl chamber has an external, second swirl generating device, by means of which the second, swirl-shaped flow of the second part of the air can be brought about.
  • the outer swirl generating device has the aforementioned, at least one swirl generator in the outer swirl chamber.
  • the two swirl generating devices form a swirl generating device or the swirl generating devices are components of a swirl generating device of the burner.
  • the two swirl generating devices formed in one piece with each other, that is, formed by a one-piece component, so that the two swirl generating devices are formed, for example, from a single piece, that is, by a single piece.
  • the swirl generating devices are not designed as components that are designed separately from one another and are connected to one another.
  • the swirl generating devices are components designed separately from one another and in particular connected to one another.
  • the first swirl generating device has at least one or more first swirl generating elements, such as preferably first guide vanes, wherein by means of the first swirl generating element or the first swirl generating elements, the air or the first part of the air can advantageously be guided or deflected or redirected in such a way that the swirl-shaped flow of the Firstly, part of the air can be effected, that is, is effected.
  • the first swirl generating element is the aforementioned swirl generator of the inner swirl chamber.
  • the second swirl generating device comprises at least one or more second swirl generating elements, such as preferably second guide vanes, wherein the air or the second part of the air can be guided or deflected or deflected in this way by means of the second swirl generating element or by means of the second swirl generating elements that the second swirl of the second part of the air can be effected, that is, is effected.
  • the second swirl generating element is the aforementioned swirl generator of the outer swirl chamber.
  • the swirl generating elements of the respective swirl generating device are arranged successively and/or spaced apart from one another in the circumferential direction of the respective swirl chamber, in particular around the respective axial direction of the swirl chamber.
  • the at least one first portion of the inner swirl chamber is arranged downstream of the first swirl generating device in the flow direction of the first part of the air flowing through the inner swirl chamber.
  • the at least one second portion of the outer swirl chamber is arranged downstream of the second swirl generating device in the flow direction of the second part of the air flowing through the outer swirl chamber.
  • the respective swirl generating elements of the respective swirl chamber form respective swirl channels through which the respective part of the air can flow, that is, in particular directly, limiting, so that the respective swirl-shaped flow can be brought about or is brought about by means of the swirl channels.
  • the swirl channels it is possible for the swirl channels to be arranged successively and in particular at a distance from one another in the circumferential direction of the respective swirl chamber.
  • the burner has a closure device, by means of which the swirl chambers can be fluidically separated from the combustion chamber while closing at least the second outflow opening.
  • at least the second outflow opening can be closed, that is fluidically blocked, by means of the closure device, whereby the swirl chambers can be fluidly separated from the combustion chamber.
  • the closure device can be switched between a closure state and a release state. In the closed state, at least the second outflow opening is closed, that is to say fluidically blocked, by means of the closure device, whereby in the closed state the swirl chambers are fluidically separated from the combustion chamber by means of the closure device.
  • the second outflow opening is arranged downstream of the first outflow opening in the flow direction of the respective part of the air flowing through the respective outflow opening
  • the second outflow opening is, for example, downstream of both swirl chambers in the flow direction of the respective part of the air flowing through the respective outflow opening, that is, downstream of the inner swirl chamber and arranged downstream of the outer swirl chamber, so that in the closed state by means of the closure device at least the second outflow opening is closed, in the closed state both swirl chambers are fluidically separated from the combustion chamber by means of the closure device.
  • an actuator for example electrically and/or pneumatically and/or hydraulically operable, is provided, by means of which the closure device can be switched between the closure state and the release state.
  • the invention can prevent the engine exhaust gas from flowing back into the swirl chambers.
  • at least the second outflow opening is closed by means of the closure device, whereby the swirl chambers are fluidically separated from the combustion chamber.
  • the engine exhaust gas could then optionally flow into the combustion chamber, but cannot flow from the combustion chamber into the swirl chambers since the swirl chambers are fluidically separated from the combustion chamber by means of the closure device.
  • undesirable penetration of the engine exhaust gas into the swirl chambers and in particular into components of the swirl chambers, in particular into the swirl generating devices can be avoided, so that undesirable deposits of components contained in the engine exhaust gas on components or areas of the swirl chambers can be avoided.
  • an air pump also known as a pump, which can be part of the burner. If the burner is activated so that the burner is in operation, the air and thus the parts of the air are conveyed by means of the pump, for example. If the burner is not in operation, so that the burner is deactivated, no air is conveyed through the swirl chambers by means of the air pump, and no fuel is introduced into the inner swirl chamber by means of the introduction element.
  • the burner is not in operation, but while the internal combustion engine is in its fired mode, then, for example, if no appropriate countermeasures have been taken, at least part of the engine exhaust gas flowing through the exhaust tract can flow into the combustion chamber and from the combustion chamber via the outflow openings into the swirl chambers reach, so that soot particles contained in the engine exhaust gas in particular can penetrate into the swirl chambers.
  • the engine exhaust, in particular the soot particles can or can in particular get into the aforementioned swirl channels.
  • the engine exhaust or the soot particles can reach the outlet openings of the introduction element, which are designed, for example, as bores.
  • the soot particles formed from soot can stick together and thereby, for example, narrow or even close the swirl channels, in particular the flow cross sections through which air can flow. Furthermore, the outlet openings or their flow cross sections can be narrowed or even narrowed be closed.
  • the closure device is a countermeasure by means of which engine exhaust gas, in particular components contained in engine exhaust gas such as soot particles, can be prevented from penetrating into the swirl chambers.
  • the insertion element for example designed as an injector or also referred to as an injector, can also be protected from the engine exhaust gas and thus from components contained in the engine exhaust gas, such as soot particles, since, in particular in the closed state, the insertion element is also fluidly separated from the combustion chamber by means of the closure device.
  • the closure device This is to be understood in particular as meaning that, for example, at least part of the insertion element is arranged in the inner swirl chamber. Since in the closed state the swirl chambers are fluidly separated from the combustion chamber by means of the closure device, the part of the burner is also fluidly separated from the combustion chamber and thus protected from the engine exhaust gas. This makes it possible to avoid an undesirable reduction in burner performance.
  • no engine exhaust gas can undesirably enter the swirl chambers because while the burner is in operation, the air flows through the swirl chambers, thereby preventing engine exhaust from flowing into the swirl chambers.
  • the burner exhaust gas flows out of the combustion chamber, so that in particular no undesirably large amount of engine exhaust gas can get into the combustion chamber. This means that particularly effective and efficient operation of the burner can be ensured over a long service life of the burner.
  • the closure device has a closure element which is movable relative to the swirl chambers between a closed position and at least one open position.
  • the actuator which can be operated electrically and/or pneumatically and/or hydraulically, is provided, by means of which the closure element can be moved between the closed position and the open position.
  • the closure device can include the actuator. In the closed position, at least the second outflow opening is closed, that is fluidically blocked, by means of the closure element, so that in the closed position the swirl chambers are fluidically separated from the combustion chamber by means of the closure element.
  • the closure element In the open position, the closure element releases the outflow openings, so that in the open position the swirl chambers are fluidly connected to the combustion chamber.
  • the closure element is preferably a solid body. Most preferably, the closure element is dimensionally stable, that is, inherently rigid. Furthermore, it is conceivable that the closure element is designed in one piece, that is to say is formed from a single piece, so that the closure element is preferably designed as a monobloc or is formed by a monoblock.
  • the closure element can be translationally movable, that is, displaceable, between the closed position and the open position, or the closure element can be pivoted, that is, rotationally movable, between the closed position and the open position.
  • the swirl chambers can be fluidically separated from the combustion chamber particularly easily and particularly safely.
  • a further embodiment is characterized in that in the closed position the closure element penetrates at least the second outflow opening.
  • the second outflow opening can be particularly well sealed, that is closed, by means of the closure element in the closed position, so that undesirable penetration of the engine exhaust gas into the swirl chambers can be particularly reliably avoided.
  • the closure element penetrates both the second outflow opening and the first outflow opening.
  • the outer swirl chamber has a first inner circumferential lateral surface which extends in the circumferential direction of the outer swirl chamber, in particular completely circumferentially, around the second outflow opening, so that, for example, the second outflow opening extends along its circumferential direction coinciding with the circumferential direction of the outer swirl chamber, in particular completely circumferentially , is limited directly by the first inner circumferential surface, in particular directly.
  • the inner swirl chamber has a second inner circumferential lateral surface, which extends, for example, in the circumferential direction of the inner swirl chamber and thus in the circumferential direction of the first outflow opening, in particular completely circumferentially, around the first outflow opening.
  • the first outflow opening is delimited, in particular directly, by the second inner circumferential lateral surface along its second circumferential direction, which coincides with the circumferential direction of the inner swirl chamber, in particular completely circumferentially.
  • the closure element rests directly on the first inner circumferential surface, in particular in the circumferential direction of the outer one Swirl chamber completely circumferential.
  • the closure element in the closed position rests, in particular directly, on the second inner circumferential lateral surface, in particular completely circumferentially in the circumferential direction of the inner swirl chamber.
  • the respective outflow opening can be sealed particularly effectively by means of the closure element, so that the swirl chambers can be fluidically separated from the combustion chamber in a particularly safe manner.
  • the closure element is conical or truncated in shape on the outer circumference.
  • closure element is conical or frusto-conical on the outer circumference and tapers in the direction of the swirl chambers, at least in the closed position.
  • the second outflow opening can be closed particularly well, so that the swirl chambers can be fluidically separated from the combustion chamber in a particularly safe manner.
  • a further embodiment is characterized in that the closure device has an iris diaphragm, which is adjustable between a blocking position that closes at least the second outflow opening and at least one release position that releases the outflow openings.
  • the closure device has an iris diaphragm, which is adjustable between a blocking position that closes at least the second outflow opening and at least one release position that releases the outflow openings.
  • at least the second outflow opening is closed, that is to say fluidically blocked, by means of the iris diaphragm, whereby in the blocked position the swirl chambers are fluidically separated from the combustion chamber by means of the iris diaphragm.
  • the release position the iris diaphragm releases the outflow openings, so that in the release position the swirl chambers are fluidly connected to the combustion chamber via the outflow openings.
  • the iris diaphragm in particular a ring of the iris diaphragm, can be flowed through in the release position by the parts of the air and the fuel that flow through the outflow openings.
  • the iris diaphragm has, for example, several, in particular inherently rigid and therefore dimensionally stable, slats which, for example, are pivoted together, in particular simultaneously, in the radial direction of the swirl chambers, either inwards or outwards, via a mechanism common to the slats. in particular rotated.
  • the iris diaphragm By pivoting the slats in the radial direction of the swirl chambers inwards, for example, the iris diaphragm can be closed, i.e. from the release position into the Locking position can be adjusted. By pivoting the slats outwards, the iris diaphragm can be opened and therefore moved from the locked position to the released position.
  • the closed position of the closure element causes the closure state, with the open position causing the release state of the closure device.
  • the second outflow opening can be selectively closed or released particularly as needed, safely and quickly, so that the swirl chambers can be fluidically separated from the combustion chamber in a particularly safe manner.
  • the iris diaphragm is arranged in the second outflow opening or downstream of the second outflow opening in the flow direction of the second part of the air flowing through the second outflow opening.
  • the first part of the air can be fed to the inner swirl chamber in the radial direction of the inner swirl chamber from the outside to the inside.
  • the first part of the air flows into the first swirl chamber not axially, but radially. In this way, a particularly advantageous mixture preparation can be achieved.
  • the second part of the air can be fed to the outer swirl chamber in the radial direction of the outer swirl chamber from the outside to the inside.
  • the second part of the air flows into the outer swirl chamber not in the axial direction of the outer swirl chamber, but in the radial direction of the outer swirl chamber, whereby a particularly advantageous mixture preparation and thus a particularly advantageous operation of the burner can be achieved.
  • a second aspect of the invention relates to a motor vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or as a commercial vehicle, which has an internal combustion engine by means of which the motor vehicle can be driven.
  • the motor vehicle also has an exhaust gas tract through which exhaust gas from the internal combustion engine can flow, which has at least one burner according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 1 shows a detail of a schematic sectional view of an exhaust tract of an internal combustion engine of a motor vehicle, with a burner;
  • Fig. 4 is a schematic longitudinal sectional view of the burner
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of a swirl generating device of the burner
  • FIG. 6 is a schematic and perspective longitudinal sectional view of the swirl generating device
  • FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view of the swirl generating device; 8 shows a schematic front view of a first embodiment of a closure device of the burner;
  • FIG. 9 shows a schematic and sectional side view of a closure element of a second embodiment of the closure device.
  • Fig. 10 is a schematic front view of an iris diaphragm of a third embodiment of the closure device
  • Fig. 1 shows a detail in a schematic sectional view of an exhaust tract 10, also referred to as an exhaust system, of a motor vehicle preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
  • the motor vehicle has a drive device, not shown in the figures, by means of which the motor vehicle can be driven.
  • the motor vehicle also has the exhaust tract 10.
  • the motor vehicle is a land vehicle.
  • the drive device has an internal combustion engine, also referred to as an internal combustion engine or internal combustion engine, which has an engine block, also referred to as a motor housing.
  • the internal combustion engine has at least one or more cylinders, which are formed or limited by the engine block, in particular directly.
  • a particularly liquid fuel is introduced into the respective cylinder within a respective working cycle of the internal combustion engine, in particular injected directly.
  • the internal combustion engine can be designed as a diesel engine, so that the fuel is preferably a diesel fuel.
  • a tank, referred to as a fuel tank, is also provided in which the fuel can be accommodated or accommodated.
  • a respective injector is assigned to the respective cylinder, by means of which the fuel can be introduced into the respective cylinder, in particular directly injected.
  • the fuel is conveyed from the tank to a high-pressure pump, by means of which the fuel is conveyed to the injectors or to a fuel distribution element common to the injectors and also referred to as a rail or common rail.
  • the injectors are medium of the fuel distribution element can be supplied with the fuel from the fuel distribution element common to the injectors and can introduce the fuel from the fuel distribution element into the respective cylinder, in particular inject it directly.
  • the drive device comprises, for example, an intake tract through which fresh air can flow, by means of which the fresh air flowing through the exhaust tract is guided to and into the cylinders.
  • the fresh air forms a fuel-air mixture with the fuel, which includes the fresh air and the fuel and is ignited in the respective cylinder within the respective working cycle and thereby burned.
  • the fuel-air mixture is ignited by self-ignition. Igniting and burning the fuel-air mixture results in the exhaust gas of the internal combustion engine, the exhaust gas of which is also referred to as machine exhaust gas or engine exhaust gas.
  • the drive device has, for example, the exhaust gas tract 10 through which the exhaust gas from the cylinder of the internal combustion engine can flow.
  • the internal combustion engine also includes, for example, an exhaust gas turbocharger, which has a compressor arranged in the intake tract and a turbine arranged in the exhaust tract.
  • the exhaust gas can first flow out of the cylinders into the turbine, flow out of the turbine into the exhaust tract 10 and then flow through the exhaust tract 10.
  • the turbine can be driven by the exhaust gas flowing through the exhaust tract 10.
  • the compressor can be driven by the turbine, in particular via a shaft of the exhaust gas turbocharger. By driving the compressor, the fresh air or ambient air flowing through the intake tract is compressed by means of the compressor.
  • a first of the components 11 is, for example, an oxidation catalyst, in particular a diesel oxidation catalyst (DOC).
  • DOC diesel oxidation catalyst
  • the first component 11 can be a nitrogen oxide storage catalyst (NSK) or the first component 11 can have such a nitrogen oxide storage catalyst.
  • a second of the components can be an SCR catalytic converter, which is also simply called SCR referred to as.
  • a third of the components can be a particle filter, in particular a diesel particle filter (DPF), whereby the diesel particle filter (DPF) can also act as the first component 11.
  • a fourth of the components can be, for example, a second SCR catalyst and/or an ammonia barrier catalyst (ASC). In other words, for example, the fourth component can have a second SCR catalyst and/or an ammonia barrier catalyst.
  • the motor vehicle has a structure designed, for example, as a self-supporting body, which forms or delimits an interior of the motor vehicle, also referred to as a passenger cell or safety cell or passenger compartment. People can be in the interior while the motor vehicle is traveling.
  • the structure forms or delimits an engine compartment in which the internal combustion engine is arranged.
  • the exhaust gas turbocharger is also arranged in the engine compartment.
  • the structure also has a floor, also referred to as a main floor, through which the interior is at least partially, in particular at least predominantly or completely, limited downwards in the vertical direction of the vehicle.
  • the first component, the second component and the third component are arranged in the engine compartment, so that, for example, the first component, the second component and the third component form a so-called hot end or are part of a so-called hot end ) are.
  • the hot end can be flanged directly to the turbine.
  • the fourth component is, for example, arranged outside the engine compartment and below the floor in the vertical direction of the vehicle, so that, for example, the fourth component forms a so-called cold end or is part of a so-called cold end.
  • the exhaust tract 10 can include at least one metering device, by means of which a particularly liquid reducing agent can be introduced into the exhaust tract 10 and, for example, into the exhaust gas flowing through the exhaust tract 10 at an introduction point.
  • the reducing agent is preferably an aqueous urea solution, which can provide ammonia, which can react with any nitrogen oxides contained in the exhaust gas to form water and nitrogen during a selective catalytic reduction.
  • the selective catalytic reduction can be catalytically effected and/or supported by the SCR catalyst.
  • the introduction point is arranged, for example, upstream of the second component and downstream of the first component 11, the second Component is arranged downstream of the first component 11. It is also conceivable that the insertion point is arranged upstream of the first component 11.
  • the fourth component is arranged downstream of the third component, with the third component being arranged downstream of the second component.
  • the exhaust tract has a mixing chamber in which the reducing agent introduced into the exhaust gas at the point of introduction can advantageously be mixed with the exhaust gas, for example the mixing chamber can be arranged upstream of the second component and, for example, downstream of the first component 11.
  • the exhaust tract 10 and thus the drive device and the motor vehicle also include a burner 12, by means of which, as will be explained in more detail below, at least one of the components, for example the first component 11 and/or the second component and/or the third component and / or the fourth component can be heated and / or kept warm quickly and efficiently, the at least one component being arranged in particular downstream of the burner 12.
  • the burner 12 can burn a mixture, in particular to form a flame, which results in burner exhaust gas from the burner 12, which provides the burner exhaust gas.
  • the burner exhaust gas or the flame can be introduced into the exhaust gas tract 10 at an introduction point E, that is, into an exhaust gas duct 14 of the exhaust gas tract 10 through which the exhaust gas can flow.
  • the burner 12 is arranged at the introduction point E, so to speak.
  • the exhaust gas from the internal combustion engine is guided via an inflow line 15 in the exhaust gas duct 14 to the introduction point E of the burner 12 and discharged into the exhaust gas duct 14.
  • the inflow line 15 can be dispensed with, so that the exhaust gas from the internal combustion engine flows from the turbine into the exhaust duct 14.
  • the introduction point E is arranged upstream of the second component, upstream of the third component and upstream of the fourth component and downstream of the first component.
  • the burner 12 is arranged upstream of the second component, upstream of the third component and upstream of the fourth component and downstream of the first component.
  • the burner 12 or the introduction point E is arranged upstream of the first component and in particular downstream of the turbine.
  • the aforementioned mixture to be burned in the burner 12 or by means of the burner 12 comprises air and a preferably liquid fuel.
  • the aforementioned fuel is used as the fuel.
  • at least a portion of the air, which is supplied to the burner 12 and used to form the mixture for example from the intake tract.
  • a fuel supply path is provided which is, on the one hand, fluidly connected or connectable to the burner 12 and, on the other hand, fluidly connected to a fuel line.
  • the fuel can flow through the fuel line from the tank to the injectors or to the fuel distribution element.
  • the fuel supply path is fluidly connected to the fuel line at a first connection point, the first connection point being arranged downstream of the low-pressure pump and upstream of the high-pressure pump in the flow direction of the fuel flowing from the tank to the fuel distribution element or to the respective injector.
  • At the first connection point at least part of the fuel, in particular liquid fuel, flowing through the fuel line can be branched off from the fuel line and introduced into the fuel supply path.
  • the fuel introduced in the fuel supply path can flow through the fuel supply path and is conducted as valuable fuel by means of the fuel supply path to and in particular into the burner 12.
  • a first valve element is arranged in the fuel supply path, by means of which an amount of fuel flowing through the fuel supply path and thus to be supplied to the burner 12 can be adjusted.
  • an electronic computing device also referred to as a control device, is provided, by means of which the first valve element can be controlled, so that the amount of fuel flowing through the fuel supply path and to be supplied to the burner 12 can be adjusted, in particular regulated, by means of the control device via the first valve element.
  • the fuel supply path has a controlled pump for delivering the fuel from the tank to the burner 12.
  • an air supply path is provided, via which or by means of which the burner can be supplied or is supplied with the air to form the mixture.
  • a pump also known as an air pump
  • the air supply path is arranged in the air supply path, by means of which the air can be conveyed through the air supply path and thus conveyed towards the burner 12.
  • the low-pressure pump also known as a low-pressure fuel pump
  • the air supply path is fluidly connected to the intake tract, for example, at a second connection point.
  • a second connection point can divert at least part of the fresh air flowing through the intake tract from the intake tract and introduce it into the air supply path.
  • the fresh air introduced into the air supply path can flow through the air supply path as the air for forming the mixture and is guided to and in particular into the burner 12 by means of the air supply path.
  • a second valve element is arranged in the air supply path, by means of which the amount of air that flows through the air supply path and thus flows through the burner 12 and is used to form the mixture can be adjusted.
  • control device is designed to control the second valve element so that, for example, by means of the control device via the second valve element, the amount of air flowing through the air supply path and thus to be supplied to the burner 12, which is used to form the mixture, can be adjusted, in particular regulated.
  • the air supply path preferably has a controlled or regulated pump for conveying air, in particular fresh air or ambient air. The air is preferably sucked in by the pump via an air filter of the air supply path and conveyed to the burner 12.
  • the burner 12 has a combustion chamber 16 in which the air supplied to the burner 12, also referred to as burner air, from which the mixture is formed, and the air to the burner 12 supplied mixture comprising liquid fuel is to be ignited and thereby burned, that is to say ignited during operation of the burner 12 and thereby burned.
  • an ignition device 18 designed, for example, as a spark plug or glow plug or glow plug, in particular electrically operable, is provided, which is, for example, part of the burner 12.
  • the ignition device 18 at least one ignition spark can be generated in the combustion chamber 16, in particular using electrical energy or electrical current.
  • the mixture is ignited in the combustion chamber 16 and subsequently burned, in particular by providing the burner exhaust gas and/or by providing the aforementioned flame.
  • the burner exhaust gas or by means of the flame for example, the exhaust gas flowing through the exhaust gas tract 10, that is to say the exhaust gas flowing through the exhaust gas duct 14, can be heated quickly and efficiently and/or kept warm, so that by means of the heated and/or kept warm exhaust gas (engine exhaust gas), which, for example, flows through the first component 11 and the other components, can be heated up and/or kept warm quickly and efficiently.
  • the burner 12 has a first, inner swirl chamber 20, through which a first part of the air, also referred to as burner air, which is supplied to the burner 12, can flow through or flows through and causes a first swirl-shaped flow of the first part of the air, thus to Effecting a first swirl-shaped flow of the first part of the air is formed.
  • a first part of the air also referred to as burner air
  • burner air which is supplied to the burner 12
  • first swirl-shaped flow of the first part of the air thus to Effecting a first swirl-shaped flow of the first part of the air is formed.
  • the first part of the air flows in a swirl pattern through at least a first portion of the swirl chamber 20 and/or flows out in a swirl pattern from the swirl chamber 20 and/or flows in a swirl pattern into and thus in the combustion chamber 16.
  • the inner swirl chamber 20 has, in particular, a first outflow opening 22, through which the first part of the air can flow along a first passage direction of the outflow opening 22 and thus along a first flow direction coinciding with the first passage direction.
  • the first part of the air can be removed from the inner swirl chamber 20 into the combustion chamber 16 via the first outflow opening 22.
  • the burner 12 includes an introduction element 24, in the present case in the form of an electrically actuated injection element, through which the fuel, in the present case liquid, which is supplied to the burner 12, can flow through.
  • the introduction element 24 preferably, in particular precisely, has three outlet openings, also referred to as injection openings, through which the fuel supplied to the introduction element 24 can flow, the fuel flowing through the respective outlet openings flowing out of the introduction element 24, in particular as a whole.
  • the respective outlet openings are designed as a particularly round hole.
  • the respective outlet opening can be flowed through by the fuel, for example along a respective, second passage direction, so that the fuel flowing through the introduction element 24 can be ejected or can emerge from the introduction element 24 via the respective outlet opening and, in particular directly, can be injected into the inner swirl chamber 20 and thereby introduced is.
  • the second passage direction is slightly inclined to the axial direction of the swirl chamber 20, the axial direction of which, for example, coincides with the aforementioned first passage direction.
  • the axial direction of the swirl chamber 20 coincides with a burner longitudinal axis 25 of the burner 12, which is elongated, for example, along its burner longitudinal axis 25 extends and in particular, for example, the swirl chamber 20 and / or the combustion chamber 16 can be designed rotationally symmetrical with respect to the burner longitudinal axis 25.
  • the introduction element 24 is in particular designed to eject the fuel from the outlet openings (not specified) in a clocked manner and thus to inject it in a clocked manner into the swirl chamber 20, in particular onto a surface which directly delimits the swirl chamber 20, in particular in the radial direction of the swirl chamber 20, and is designed as an inner circumferential surface 26 to spray on.
  • the swirl chamber 20 is at least partially, in particular at least predominantly and therefore at least more than half or completely, directly delimited by the surface 26, which in the present case is an inner circumferential surface.
  • the respective, second passage direction of the respective outlet opening coincides with a respective, second flow direction along which the fuel can flow through the respective outlet opening and thus flow out of the introduction element 24 (injection element).
  • the fuel can be sprayed out of the introduction element 24 via the respective outlet opening, in particular to form a respective fuel jet, and thereby injected, in particular directly, into the swirl chamber 20.
  • the respective fuel jet whose longitudinal center axis coincides, for example, with the respective second passage direction or with the respective second flow direction, is at least essentially club-shaped or conical.
  • the insertion element 24 has a longitudinal direction or longitudinal extension or longitudinal extension direction, which runs parallel to the first passage direction and thus parallel to the first flow direction and parallel to the axial direction of the inner swirl chamber 20, in particular with the first passage direction and thus with the first flow direction and thus in particular coincides with the axial direction of the inner swirl chamber 20.
  • the respective second passage direction runs perpendicularly or, in this case, obliquely to the first passage direction and thus to the first flow direction and to the axial direction of the inner swirl chamber 20 and the first outflow opening 22.
  • the inner swirl chamber 20 is at least partially, in particular at least predominantly and therefore more than half or completely, formed or limited by a component 28 of the burner 12, so that component 28 also forms or delimits the first outflow opening 22, in particular directly.
  • the component 28 thus forms, for example, the surface 26.
  • the component 28 is also referred to as a prefilmer or film layer.
  • the burner 12 further has an outer swirl chamber 30, which surrounds at least one length region and in the present case also the first outflow opening 22 in the circumferential direction of the inner swirl chamber 20, which extends around the axial direction of the inner swirl chamber 20, in particular completely circumferentially.
  • the component 28 has a partition 32 which is arranged between the swirl chambers 20 and 30 in the radial direction of the inner swirl chamber 20 and thus in the radial direction of the outer swirl chamber 30, the radial direction of which coincides with the radial direction of the swirl chamber 20.
  • the swirl chambers 20 and 30, whose axial directions coincide, are separated from one another in the radial direction of the swirl chambers 20 and 30 by the partition 32.
  • the axial direction of the swirl chamber 20 coincides with the axial direction of the swirl chamber 30, with the radial direction of the swirl chamber 20 coinciding with the radial direction of the swirl chamber 30.
  • a second part of the air supplied in the burner 12 can flow through the outer swirl chamber 30 and is designed to cause a second swirl-shaped flow of the second part of the air.
  • the second part of the air flows through the swirl chamber 30 in a swirl pattern and/or flows out of the swirl chamber 30 in a swirl pattern and/or flows in a swirl pattern into and thus in the combustion chamber 16.
  • the second part of the air flows in a swirl pattern through at least a second portion of the outer swirl chamber 30 and/or flows out in a swirl pattern from the swirl chamber 30 and/or flows in a swirl pattern into and thus in the combustion chamber 16.
  • the outer swirl chamber 30 has, in particular precisely, a second outflow opening 34 which can flow through the second part of the air flowing through the outer swirl chamber 30, in particular along a third flow direction, the third passage direction of which coincides with the third flow direction, along which the outflow opening 34 of the second part of the air flowing through the swirl chamber 30 can flow through, in the present case coinciding with the axial direction of the swirl chamber 30 and thus the axial direction of the swirl chamber 20.
  • the third passage direction coincides with the third flow direction, along which the second part of the air flowing through the outer swirl chamber 30 flows or can flow through the outflow opening 34.
  • the first passage direction coincides with the third passage direction and the first flow direction coincides with the third flow direction, so that in the present case the first flow direction, the third flow direction, the first passage direction and third passage direction coincide with the axial direction of the swirl chamber 20 and with the axial direction of the swirl chamber 30 coincide.
  • the second outflow opening 34 is arranged downstream of the first outflow opening 22 and in particular is arranged or connected in series or in series with the outflow opening 22, so that the second outflow opening 34 the second part of the air, the first part of the air and the fuel can flow through.
  • the first part of the air is already mixed with the fuel in the swirl chamber 20, in particular to form a partial mixture.
  • the partial mixture can flow through the outflow opening 22 and thus flow out of the swirl chamber 20 and then flow through the second outflow opening 34 and is mixed with the second part of the air, in particular due to the advantageous, second swirl-shaped flow, whereby the mixture is prepared in a particularly advantageous manner, i.e. that Partial mixture is particularly advantageously mixed with the second part of the air.
  • the swirl chamber 30 is at least partially, in particular at least predominantly and therefore at least more than half or completely, limited in the radial direction of the respective swirl chamber 20, 30 inwards by the component 28, in particular by the partition 32 is.
  • the swirl chamber 20 is limited to the outside in the radial direction of the respective swirl chamber 20, 30 at least partially, in particular at least predominantly or completely, by the component 28, in particular by the partition 32.
  • the outer swirl chamber 30 is at least partially, in particular at least predominantly or completely, limited by a component 36 of the burner 12.
  • the swirl chamber 20 is at least partially delimited towards the outside in the radial direction of the swirl chamber 20, 30 by the surface 26, in particular directly.
  • the swirl chamber 30 is delimited, in particular directly, in the radial direction of the respective swirl chamber 20, 30 towards the outside at least partially by a second surface 38, which is in the present case designed as an inner circumferential surface, the second surface 38 being formed in particular by the component 36.
  • the component 36 and the component 28 are components designed separately from one another and in particular connected to one another.
  • the component 28 is at least partially, in particular at least predominantly, arranged in the component 36.
  • the second outflow opening 34 is, for example, at least partially, in particular at least predominantly and therefore at least more than half or completely, limited or formed by the component 36 or the second outflow opening 22 is, for example, partially limited or formed by the component 36 and partially by the component 28, in particular directly, in particular with regard to to the smallest or smallest flow cross section of the outflow opening 34 through which the second part of the air can flow.
  • the combustion chamber 16 is at least partially, in particular at least predominantly or completely, delimited, in particular directly, by a chamber element 40 of the burner 12.
  • the chamber element 40 has a surface 42 designed as an inner circumferential surface, through which the combustion chamber 16 is at least partially directly delimited.
  • the combustion chamber 16 is at least partially, in particular at least predominantly completely, delimited towards the outside in the radial direction of the respective swirl chamber 20, 30, preferably directly by the surface 42.
  • the chamber element 40 has a wall 44 which extends in the axial direction of the respective swirl chamber 20, 30 and thus in the first and third flow direction from the outflow openings 22 and 34 is spaced apart, the combustion chamber 16 extending in the axial direction of the respective swirl chamber 20, 30 and in the first or third flow direction, i.e. in a limiting direction which runs parallel to the axial direction in the respective swirl chamber 20, 30 and points away from the swirl chambers 20 and 30 the wall 44 is limited, in particular by a surface 46 of the wall 44 and thus of the chamber element 40. It is conceivable that the surfaces 42 and 46 are components of an overall surface of the chamber element 40 on the inner circumference. As can be seen particularly well from FIG.
  • the wall 44 is penetrated by several through openings 48, which completely penetrate the wall 44.
  • the through openings 48 are arranged successively and spaced apart from one another in the circumferential direction extending around the respective axial direction of the respective swirl chamber 20, 30 and are in particular arranged evenly distributed.
  • the through openings 48 are circular and thus designed as circles, the centers of which lie on another circle, the center of which lies on the axial direction of the respective swirl chamber 20, 30.
  • the swirl chamber 30 is designed to be rotationally symmetrical with respect to its axial direction and thus in particular with respect to the burner longitudinal axis 25.
  • the burner exhaust gas from the combustion chamber 16 can flow through the through openings 48 and thus flow out of the combustion chamber 16 via the through openings 48 and in particular flow into the exhaust tract 10, that is to say into the exhaust duct 14, at the second introduction point E2.
  • FIG. 4 it can be seen that the swirl-shaped flows in the combustion chamber 16, which are collectively designated 50 in FIG 25 run helically or helically.
  • a first exhaust part of the burner exhaust gas can, for example, flow through the through opening 48 and thereby flow into the exhaust tract 10, in particular into the exhaust duct 14.
  • a second exhaust part of the burner exhaust gas for example, initially flows against the wall 44 and is thereby deflected by means of the wall 44 and in particular deflected back (arrow 52), in particular in the direction of the surface 42 and / or the outflow opening 34, whereupon, for example, at least part of the second exhaust part Through opening 48 can flow through. This allows a particularly advantageous mixture preparation to be achieved by means of the existing backflow (arrow 52) in the combustion chamber 16.
  • the component 28 and the component 36 can be seen particularly well in FIGS. 4, 5 and 6.
  • the component 28 is at least partially inserted into the component 36.
  • the component 28 and the component 36 form a swirl generating device 54 of the burner 12.
  • the swirl generating device 54 comprises a first swirl generator 56, which are also referred to as first swirl generating elements and are designed, for example, as first guide vanes.
  • the first swirl generators 56 are the first swirl generators of the inner swirl chamber 20.
  • the component 28 has the first swirl generators 56.
  • the swirl generating device 54 also includes second swirl generators 58, which are also referred to as second swirl generating elements.
  • the second swirl generators 58 are second guide vanes.
  • the second swirl generators 58 are second swirl generators of the outer swirl chamber 30.
  • the component 36 has the second swirl generators 58.
  • the swirl generators 56 and 58 are in arranged around the axial direction of the respective swirl chamber 20, 30 in successive circumferential direction and in particular spaced apart from one another, in particular in such a way that swirl channels 60 and 62 are arranged in the circumferential direction of the respective swirl chamber 20, 30 between the swirl generators 56 and 58.
  • the swirl channels 60 and 62 are therefore arranged successively and at a distance from one another in the circumferential direction of the respective swirl chamber 20, 30 and are separated from one another in such a way that one of the respective swirl generators 56 and 58 is arranged in the circumferential direction of the respective swirl chamber 20, 30 between two of the swirl channels 60 and 62 is.
  • the respective swirl channel 60, 62 is directly delimited on both sides in the circumferential direction of the respective swirl chamber 20, 30 by two of the swirl generators 56 and 58, respectively.
  • the respective swirl channel is directly delimited on both sides in the circumferential direction of the respective swirl chamber 20, 30 by respective surfaces 64, in particular of the component 28.
  • the respective swirl channel 62 is directly delimited on both sides in the circumferential direction of the respective swirl chamber 20, 30 by respective surfaces 65, in particular of the component 36.
  • the component 28 or the inner swirl chamber 20 is also referred to as a prefilmer or film layer.
  • the swirl generators 56 form a first swirl generating device 55 of the inner swirl chamber 20, wherein the first swirl-shaped flow of the first part of the air can be brought about or is brought about by means of the swirl generating device 55.
  • the second swirl generators 58 form a second swirl generating device 57 of the outer swirl chamber 30, wherein the second swirl-shaped flow of the second part of the air can be or is effected by means of the second swirl generating device 57.
  • the swirl generating devices 55 and 57 are components of the swirl generating device 54.
  • the swirl generating device 55 is formed by the component 28, and the swirl generating device 57 is formed by the component 36.
  • the first outflow opening 22 ends, for example, in the flow direction of the first part of the air flowing through the first outflow opening 22 at a preferably specifically processed, sharp-edged end edge K (FIG. 6), which is formed by an atomizer lip 67, in particular designed as a solid body, which is in the flow direction of the
  • the first part of the air flowing through the first outflow opening 22 can taper up to the end edge K and ends, for example, at the end edge K.
  • the atomizer lip 67 is part of the component 28 or through the component 28 is formed.
  • the first outflow opening 22 in the flow direction of the first part of the air flowing through the first outflow opening 22 and thus in the flow direction of the fuel flowing through the first outflow opening 22 ends at the preferably specifically processed and therefore sharp or razor-sharp end edge K, which is formed by the atomizer lip 67, which is in particular designed as a solid body, which preferably tapers in the flow direction of the first part of the air flowing through the first outflow opening 22 and thus in the flow direction of the fuel flowing through the first outflow opening 22, in particular up to the end edge K and in particular ends at the end edge K.
  • the atomizer lip 67 has a taper that tapers in the first flow direction and thus in particular towards the combustion chamber 16, which ends, in particular, only at the end edge K.
  • the taper or the atomizer lip 67 is sharp-edged.
  • the atomizer lip 67 ends with a sharp edge, which means that a particularly advantageous mixture preparation can be achieved.
  • the particularly razor-sharp end edge K is formed by the atomizer lip 67, which in the present case is formed by the component 28.
  • the atomizer lip 67 tapers in the flow direction of the first part of the air flowing through the first outflow opening 22 and thus in the flow direction of the fuel flowing through the first outflow opening 22 up to the end edge K and ends at the end edge K.
  • the component 28, in particular the inner swirl chamber 20 in the radial direction of the swirl chamber 20 towards the outside and at least partially and directly delimiting the inner peripheral surface (surface 26), is a film layer or as a film layer between the swirl chambers 20 and 30 and thus between the swirl-shaped and therefore wired flows, also known as air flow.
  • the inner peripheral surface or the film layer is formed by the aforementioned partition 32.
  • the outlet opening is created by means of the insertion element 24 fuel flowing through and thus emerging from the introduction element 24, in particular sprayed out, in particular as a film, also referred to as a fuel film, is applied to the film layer, in particular to the surface 26, or atomized onto the film layer.
  • the fuel that has emerged from the introduction element 24, in particular that has been sprayed out, and is thereby introduced, in particular directly, into the inner swirl chamber 20, in particular injected, that is to say injected, is in particular higher than the fuel previously injected said film onto the film layer, in particular onto the surface 26, and flows or flows downstream to the first outflow opening 22 and thus to the end edge K.
  • the fuel is applied to the atomizer lip 67 and conveyed or transported to the end edge K.
  • the first outflow opening 22 preferably ends at the preferably razor-sharp end edge K, which here has or provides only a small area due to the taper described above, so that no excessively large droplets of fuel can form at the end edge K. Due to the appropriate design of the atomizer lip 67 and in particular the end edge K, only tiny droplets of the fuel tear off at the end edge K. In other words, only particularly small, i.e. tiny, droplets arise from the aforementioned fuel film at the end edge K, which break off at the end edge K, in particular from the atomizer lip 67 or from the component 28, and have a correspondingly large surface area. This effect leads to a particularly low-soot combustion of the mixture in the combustion chamber 16.
  • tiny droplets of fuel can be produced without complex, high injection pressures of the fuel and without costly injection elements, so that on the one hand the costs of the burner 12 can be kept particularly low.
  • particularly small droplets of fuel can be generated, so that even very small outputs of the burner 12 can be represented.
  • the second part of the air of the outer swirl chamber 30 can be fed in the radial direction of the outer swirl chamber 30 from the outside to the inside, and can therefore be introduced into the outer swirl chamber 30 from the outside inwards in the radial direction of the outer swirl chamber 30.
  • This is to be understood in particular as meaning that the first part of the air or the second part of the air is in a respective flow plane, that is to say in a respective one
  • the inflow direction running in the respective flow plane can be introduced into the respective swirl chamber 20, 30, the flow plane running perpendicular to the axial direction of the respective swirl chamber 20, 30.
  • the respective swirl channel 60 can be flowed through in a fourth flow direction by a respective part of the first part of the air and thereby in the radial direction of the swirl chamber 20 from the outside to the inside, in order to thereby flow through the first part to supply the air to the swirl chamber 20, thus introducing it into the swirl chamber 20, the fourth flow direction running in a first flow plane which runs perpendicular to the axial direction of the swirl chamber 20.
  • a respective part of the second part of the air can flow through the respective swirl channel 62 in a fifth flow direction and thereby in the radial direction of the swirl chamber 30 from the outside to the inside, in order to thereby supply the second part of the air to the swirl chamber 30, i.e. into the swirl chamber 30 initiate, wherein the fifth flow direction runs in a second flow plane, which runs perpendicular to the axial direction of the swirl chamber 30.
  • the first flow plane and the second flow plane are spaced apart from one another, particularly in the axial direction of the respective swirl chamber 20, 30, or the flow planes coincide.
  • the swirl generating device 54 with its swirl generating devices 55 and 57 and thus with the component 28 and the component 36 are shown in a schematic longitudinal sectional view in FIG. 8 shows a detail of a schematic longitudinal sectional view of the component 28, also referred to as a film layer or prefilmer.
  • the surface 26 is also referred to as the inner circumferential lateral surface.
  • the surface 26 is an inner circumferential lateral surface or formed by an inner circumferential lateral surface of the component 28.
  • the burner 12 has a closure device 66, which is shown in FIG. 8 according to a first Embodiment is shown.
  • a closure device 66 which is shown in FIG. 8 according to a first Embodiment is shown.
  • at least the second outflow opening 34 can be closed, that is, fluidically blocked, by means of the closure device 66, whereby both swirl chambers 20 and 30 can be fluidically separated from the combustion chamber 16 by means of the closure device 66.
  • the second outflow opening 34 is arranged downstream of the inner swirl chamber 20 in the flow direction of the parts of the air flowing through the outflow openings 22 and 34, so that by closing, that is, by fluidically blocking the second outflow opening 34, both swirl chambers 20 and 30 are fluidically separated the combustion chamber 16 can be separated. In other words, if at least the second outflow opening 34 is closed, that is, fluidically blocked, with respect to the outflow openings 22 and 34, then both swirl chambers 20 and 30 are fluidly separated from the combustion chamber 16.
  • open position can be pivoted about a pivot axis S.
  • closed position a closed state of the closure device 66 is set or brought about, since in the closed position at least the second outflow opening 34 is closed by means of the closure element 68 and thus by means of the closure device 66, whereby the swirl chambers 20 and 30 are fluidically separated from the combustion chamber 16.
  • open position a release state of the closure device 66 is effected or set, since in the open position the closure element 68 and thus the closure device 66 release the outflow openings 22 and 34.
  • the swirl chambers 20 and 30 are fluidly connected to the combustion chamber 16.
  • the closure element 68 is held, for example, on a pivoting lever 70, which, together with the closure element 68, can be pivoted about the pivot axis S relative to the swirl chambers 20 and 30 between the closed position and the open position.
  • the pivot axis S can be provided, for example, on an anti-recirculation plate 76 of the burner 12 in the combustion chamber 16. This is illustrated in FIG. 8 by an arrow 72. In Fig.
  • a particular imaginary movement path is illustrated with 74, with, for example, a point of the swivel lever 70 arranged in particular at one end of the swivel lever 70 describing the movement path 74 or being moved along the movement path 74 when the swivel lever 70 and with it the closure element 68 can be pivoted about the pivot axis S relative to the swirl chambers 20 and 30 between the open position and the closed position.
  • the pivot axis S is arranged parallel to the burner longitudinal axis 25 of the burner 12.
  • Fig. 9 shows a schematic and sectioned side view of a second embodiment of the closure device 66.
  • the closure element 68 is arranged in the closed position shown in Fig. 9 such that the closure element 68 in the closed position covers both the second outflow opening 34 and penetrates the first outflow opening 22.
  • the closure element 68 is conical on the outer circumference, whereby the outflow openings 22 and 34 are advantageously closed, that is, sealed, and as a result the swirl chambers 20 and 30 can be particularly well separated fluidly from the combustion chamber 16 or are separated in the closed position.
  • FIG. 9 also shows a section of the anti-recirculation plate 76, through which, for example, two parts 78 and 80 of the combustion chamber 16, also referred to as partial areas, in particular in the axial direction of the respective swirl chamber 20, 30 and thus in the flow direction of the respective outflow opening 22, 34 part of the air flowing through is at least partially separated from one another.
  • the anti-recirculation plate 76 can prevent the parts of the air and fuel from flowing out after they have flowed through the outflow opening 34 and into the combustion chamber 16, but in particular into the partial area 80 the sub-area 80 back in the direction of the swirl chambers 20 and 30 and thus flow from the sub-area 80 into the sub-area 78. It can be seen that at least a length region of the outer swirl chamber 30 is arranged in the anti-recirculation plate 76 and is therefore completely surrounded by the anti-recirculation plate 76, in particular in the circumferential direction of the outer swirl chamber 30.
  • Fig. 10 shows a third embodiment of the closure device 66.
  • the closure device 66 has an iris diaphragm 82, which is between a blocking position which effects or sets the closure state of the closure device 66 and at least one release position which effects or sets the release state of the closure device 66 is adjustable.
  • In the blocked position at least the outflow opening 34 is fluidically blocked by means of the iris diaphragm 82, so that in the blocked position the swirl chambers 20 and 30 are fluidically separated from the combustion chamber 16 by means of the iris diaphragm 82.
  • the iris diaphragm 82 releases both outflow openings 22 and 34, so that in the release position the swirl chambers 20 and 30 are fluidly connected to the combustion chamber 16, in particular via the outflow openings 22 and 34.
  • the iris diaphragm 82 has, for example, a particularly inherently rigid and therefore dimensionally stable ring 88 and in particular inherently rigid lamellae 90, which are pivotally held on the ring 88.
  • the slats 90 can optionally be pivoted outwards or inwards in the radial direction of the respective swirl chambers 20, 30 relative to the ring 88 and thus relative to the swirl chambers 20 and 30.
  • the iris diaphragm 82 By pivoting the slats 90 outwards, the iris diaphragm 82 is opened and therefore moved into its release position. By pivoting the slats 90 inwards, the iris diaphragm 82 is closed and therefore moved into its locked position.
  • the iris diaphragm 82 is held on the swirl chamber 30 or on the component 36 via its ring 88.
  • the ring 88 can thus be formed separately from the component 36 and connected to the component 36, or the ring 88 is formed, for example, by the component 36, and is therefore formed in one piece with the component 36, so that, for example, the component 36 and the ring 88 are integral formed with each other, that is, can be formed from a single piece. In other words, it would therefore be conceivable for the slats 90 to be held on the component 36 in a pivotable manner.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner (12) für einen von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs durchströmbaren Abgastrakt (10), mit einer Brennkammer (16), in welcher ein Luft und einen Brennstoff umfassenden Gemisch zu zünden und dadurch zu verbrennen ist, mit einer von einem ersten Teil der Luft durchströmbaren, inneren Drallkammer (20), welche eine erst Drallerzeugungseinrichtung (55), mittels welcher eine drallförmige Strömung (50) des ersten Teils der Luft bewirkbar ist, und eine von dem die innere Drallkammer (20) durchströmenden ersten Teil der Luft durchströmbare, erste Ausströmöffnung (22) aufweist, über welche der erste Teil der Luft aus der inneren Drallkammer (20) abführbar ist, und mit einem von dem Brennstoff durchströmbaren Einbringelement (24), mittels welchem der Brennstoff in die innere Drallkammer (20) einbringbar ist, eine zweite Ausströmöffnung (34) aufweist, über welche die Teile der Luft und der Brennstoff in die Brennkammer (16) einleitbar sind. Es ist eine Verschlusseinrichtung (66) zum Verschließen zumindest der zweiten Ausströmöffnung (34) vorgesehen, deren Verschlusselement (68) zwischen der Schließstellung und der Offenstellung um eine Schwenkachse (S) translatorisch und parallel zu einer Brennerlängsachse (25) bewegbar oder verschwenkbar ist.

Description

Brenner für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen Brenner
Die Erfindung betrifft einen Brenner für einen von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs durchströmbaren Abgastrakt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen Brenner.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau sind Kraftfahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschinen und Abgasanlagen bekannt, die auch als Abgastrakte bezeichnet werden. Der jeweilige Abgastrakt ist vom Abgas der jeweiligen, auch als Verbrennungsmotor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine durchströmbar. In einigen Betriebszuständen oder in einigen Betriebssituationen der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine kann eine hohe Temperatur des Abgases wünschenswert sein, um beispielsweise ein im Abgastrakte angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung schnell aufheizen und/oder warmhalten zu können, wobei jedoch in diesen Betriebszuständen oder Betriebssituationen die tatsächliche Temperatur des Abgases nur unzureichend hoch ist.
Des Weiteren ist der DE 3729 861 C2 ein Verfahren zum Betreiben einer Rußfiltervorrichtung für einen Dieselmotor als bekannt zu entnehmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Brenner für einen Abgastrakt eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen Brenner zu schaffen, so dass ein besonders vorteilhafter Betrieb des Brenners realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Brenner mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Brenner für einen von Abgas einer auch als Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichneten Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs durchströmbaren Abgastrakt. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen und ganz vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildet sein kann, in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine und den Abgastrakt aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine laufen in der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in wenigstens einem oder mehreren Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine, Verbrennungsvorgänge ab, woraus das Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Das Abgas kann aus dem jeweiligen Brennraum ausströmen und in den Abgastrakt einströmen, und in der Folge den Abgastrakt durchströmen, welcher auch als Abgasanlage bezeichnet wird. In dem Abgastrakt kann wenigstens eine Komponente wie beispielsweise ein Abgasnachbehandlungselement zum Nachbehandeln des Abgases angeordnet sein. Bei dem Abgasnachbehandlungselement handelt es sich beispielsweise um einen Katalysator, insbesondere um einen SCR-Katalysator, wobei beispielsweise mittels des SC R- Katalysators eine selektive katalytische Reduktion (SCR) katalytisch unterstützbar und/oder bewirkbar ist, so dass beispielsweise der SCR-Katalysator für die SCR katalytisch aktiv ist. Bei der selektiven katalytischen Reduktion werden im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide zumindest teilweise aus dem Abgas entfernt, indem bei der selektiven katalytischen Reduktion die Stickoxide mit Ammoniak zu Stickstoff und Wasser reagieren. Das Ammoniak wird beispielsweise von einem insbesondere flüssigen Reduktionsmittel bereitgestellt. Ferner kann das Abgasnachbehandlungselement ein Partikelfilter, insbesondere ein Dieselpartikelfilter sein, oder einen Partikelfilter, insbesondere einen Dieselpartikelfilter umfassen, wobei mittels des Partikelfilters im Abgas enthaltene Partikel, insbesondere Rußpartikel, aus dem Abgas herausgefiltert werden können. Ferner ist es denkbar, dass das Abgasnachbehandlungselement wenigstens einen SCR-Katalysator aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann das Abgasnachbehandlungselement wenigstens einen Oxidationskatalysator, insbesondere einen Dieseloxidationskatalysator, umfassen oder das Abgasnachbehandlungselement kann ein solcher Oxidationskatalysator, sein.
Der Brenner weist eine auch als Hauptbrennkammer bezeichnete Brennkammer auf, in welcher ein Gemisch, welches Luft und einen vorzugsweise flüssigen Brennstoff umfasst, gezündet und dadurch verbrannt werden kann. Durch das insbesondere in der Brennkammer stattfindende Verbrennen des Gemisches wird, insbesondere der Brennkammer, ein Brennerabgas des Brenners erzeugt. Das Brennerabgas kann beispielsweise aus der Brennkammer ausströmen und in den Abgastrakt, das heißt beispielsweise in einem von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgaskanal des Abgastrakts einströmen, insbesondere an einer Einleitstelle, die beispielsweise in Strömungsrichtung des den Abgastrakt beziehungsweise den Abgaskanal durchströmenden Abgases der Verbrennungskraftmaschine stromauf der zuvor genannten Komponente angeordnet ist. Das Abgas der Verbrennungskraftmaschine wird auch als Verbrennungskraftmaschinenabgas oder als Motorabgas bezeichnet. Beispielsweise vermischt sich das Brennerabgas mit dem Motorabgas der Verbrennungskraftmaschine. Die ist insbesondere bei einem Kaltstart oder einem noch nicht vollständig eine Betriebstemperatur aufweisenden Verbrennungskraftmaschine vorteilhaft, da in der Folge das Brennerabgas, insbesondere das mit dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine vermischte Brennerabgas, beispielsweise die Komponente durchströmen kann, wodurch die Komponente aufgeheizt, das heißt, erwärmt werden kann. Insbesondere ist es denkbar, dass das Brennerabgas aus der Brennkammer ausströmen und in den Abgastrakt beziehungsweise in den zuvor genannten Abgaskanal einströmen kann und dadurch mit dem Abgastrakt durchströmenden, auch als Motorabgas bezeichneten Abgas der Verbrennungskraftmaschine und/oder mit einem den Abgastrakt durchströmenden Gas vermischt wird, wodurch das Abgas der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise das Gas erwärmt wird. Mit anderen Worten kann hierdurch eine besonders hohe, auch als Abgastemperatur bezeichnete Temperatur des Abgases der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Gases realisiert werden. Insbesondere kann es sich bei dem Gas beispielsweise um Luft oder Verbrennungsluft handeln, die beispielsweise den Abgastrakt beziehungsweise den Abgaskanal durchströmt, während ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine unterbleibt, so dass die Verbrennungskraftmaschine kein Abgas bereitstellt, wobei dann beispielsweise das Gas, insbesondere die Luft, die von der Verbrennungskraftmaschine durch den Abgastrakt hindurch gefördert wird. Durch die hohe Abgastemperatur kann die Komponente erwärmt werden, da das Abgas mit dem Brennerabgas beziehungsweise das Gas mit dem Brennerabgas durch die Komponente hindurch strömt. So wird beispielsweise das Brennerabgas aus der Brennkammer an der zuvor genannten Einleitstelle in den Abgastrakt beziehungsweise in den Abgaskanal und somit in das den Abgastrakt durchströmende Abgas beziehungsweise Gas eingeleitet. Beispielsweise ist eine, insbesondere elektrisch betreibbare, Zündeinrichtung vorgesehen, wobei der Brenner die Zündeinrichtung umfassen kann. Insbesondere ist es denkbar, dass die Zündeinrichtung zumindest teilweise in der Brennkammer angeordnet ist. Mittels der Zündeinrichtung kann, insbesondere in der Brennkammer und/oder unter Nutzung von elektrischer Energie, wenigstens ein Zündfunke zum Zünden des Gemisches, insbesondere in der Brennkammer, bereitgestellt werden, das heißt, erzeugt werden, so dass insbesondere mittels des Zündfunkens das Gemisch in der Brennkammer gezündet werden kann. Die Zündeinrichtung ist beispielsweise eine Glühkerze oder aber eine Zündkerze.
Der Brenner weist eine von einem ersten Teil der das Gemisch in der Brennkammer bildenden Luft durchströmbare und eine drallförmige Strömung des ersten Teils der Luft bewirkende, innere Drallkammer auf, welche somit vorzugsweise in Strömungsrichtung des die innere Drallkammer durchströmenden, ersten Teils der Luft stromauf der Brennkammer angeordnet ist. Wenn im Folgenden die Rede von der Luft ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die das Gemisch in der Brennkammer bildende Luft, das heißt, die Luft zu verstehen, aus welcher insbesondere zusammen mit dem Brennstoff das Gemisch gebildet wird. Bei der Luft handelt es sich beispielsweise um Umgebungsluft. Die innere Drallkammer weist, insbesondere genau, eine von dem die innere Drallkammer durchströmenden ersten Teil der Luft durchströmbare, erste Ausströmöffnung auf, über welche der die erste Ausströmöffnung durchströmende, erste Teil der Luft aus der inneren Drallkammer abführbar und beispielsweise in die Brennkammer einleitbar ist. Somit ist insbesondere die Brennkammer in Strömungsrichtung des die innere Drallkammer durchströmenden, ersten Teils der Luft stromab der inneren Drallkammer angeordnet. Unter dem Merkmal, dass die innere Drallkammer eine drallförmige Strömung des die innere Drallkammer durchströmenden, ersten Teils der Luft bewirkt beziehungsweise bewirken kann, ist insbesondere zu verstehen, dass der erste Teil der Luft die innere Drallkammer drallfömig durchströmt, mithin zumindest einen ersten Teilbereich der inneren Drallkammer drallförmig durchströmt, und/oder der erste Teil der Luft weist erst zumindest in einem stromab der inneren Drallkammer und außerhalb der inneren Drallkammer angeordneten, ersten Strömungsbereich, welcher beispielsweise in der Brennkammer angeordnet ist, als eine drallförmige Strömung auf. Insbesondere ist es denkbar, dass der erste Teil der Luft über die erste Ausströmöffnung drallförmig aus der inneren Drallkammer ausströmt und/oder drallförmig in die Brennkammer einströmt, so dass es ganz vorzugsweise vorgesehen ist, dass der erste Teil der Luft zumindest in der Brennkammer seine drallförmige Strömung aufweist. Ganz insbesondere ist es denkbar, dass der erste Teil der Luft seine drallförmige Strömung bereits in der inneren Drallkammer aufweist, und zwar zumindest in dem zuvor genannten, zumindest einen ersten Teilbereich der inneren Drallkammer. Der Brenner weist außerdem ein Einbringelement, insbesondere ein Einspritzelement, auf, welches wenigstens oder genau eine von dem vorzugsweise flüssigen Brennstoff durchströmbare Austrittsöffnung aufweist. Insbesondere ist es denkbar, dass das Einbringelement mehrere, insbesondere mehr als zwei, Austrittsöffnungen aufweist, welche von dem vorzugsweise flüssigen Brennstoff durchströmbar sind. Das Einbringelement ist von dem Brennstoff durchströmbar. Insbesondere ist es denkbar, dass das Einbringelement wenigstens oder genau drei Austrittsöffnungen aufweist, die von dem Brennstoff durchströmbar sind. Mittels des Einbringelements ist der Brennstoff in die innere Drallkammer, insbesondere direkt, einbringbar, insbesondere einspritzbar, so dass die wenigstens eine Ausströmöffnung auch von dem vorzugsweise flüssigen, über die Austrittsöffnung aus dem Einbringelement ausgetretenen, insbesondere ausgespritzten, und dadurch, insbesondere direkt, in die innere Drallkammer eingebrachten, insbesondere eingespritzten, Brennstoff durchströmbar ist. Dies bedeutet insbesondere, dass der erste Teil der Luft und der Brennstoff entlang einer gemeinsamen, ersten Strömungsrichtung die erste Ausströmöffnung durchströmen und dadurch aus der inneren Drallkammer ausströmen können.
Des Weiteren umfasst der Brenner eine äußere Drallkammer, die zumindest einen Längenbereich der inneren Drallkammer und dabei auch vorzugsweise die erste Ausströmöffnung in Umfangsrichtung der inneren Drallkammer, insbesondere vollständig umlaufend, umgibt. Die Umfangsrichtung der inneren Drallkammer verläuft dabei beispielsweise in die zuvor genannte, erste Strömungsrichtung, die beispielsweise in axialer Richtung der inneren Drallkammer und somit der ersten Ausströmöffnung verläuft, mithin mit der axialen Richtung der inneren Drallkammer und somit der ersten Ausströmöffnung zusammenfällt. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die innere Drallkammer in Strömungsrichtung des die erste Ausströmöffnung durchströmenden, ersten Teils und somit in Strömungsrichtung des die erste Ausströmöffnung durchströmenden Brennstoffes, mithin in axialer Richtung der inneren Drallkammer und somit der ersten Ausströmöffnung an der ersten Ausströmöffnung beziehungsweise an deren Ende endet. Die äußere Drallkammer, deren axiale Richtung mit der axialen Richtung der inneren Drallkammer zusammenfällt, ist von einem zweiten Teil der Luft durchströmbar und dazu ausgebildet, eine drallförmige Strömung des zweiten Teils der Luft zu bewirken. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der zweite Teil der Luft in der äußeren Drallkammer drallförmig strömt, mithin zumindest einen zweiten Teilbereich der äußeren Drallkammer drallförmig durchströmt, und/oder der zweite Teil der Luft weist in einem in Strömungsrichtung des die äußere Drallkammer durchströmenden, zweiten Teils der Luft stromab der äußeren Drallkammer angeordneten, zweiten Strömungsbereich, welcher beispielsweise mit dem zuvor genannten, ersten Strömungsbereich zusammenfällt, seine drallförmige Strömung auf, wobei der zweite Strömungsbereich beispielsweise außerhalb der äußeren Drallkammer und beispielsweise innerhalb der Brennkammer angeordnet sein kann. Ferner ist es denkbar, dass der zuvor genannte, erste Strömungsbereich außerhalb der äußeren Drallkammer angeordnet ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es denkbar, dass der zweite Teil der Luft drallförmig aus der äußeren Drallkammer ausströmt und/oder drallförmig in die Brennkammer einströmt, so dass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass der zweite Teil der Luft zumindest in der Brennkammer seine drallförmige Strömung aufweist.
Die äußere Drallkammer weist, insbesondere genau, eine von dem die äußere Drallkammer durchströmenden, zweiten Teil der Luft, von dem die erste Ausströmöffnung durchströmenden Brennstoff und von dem die innere Drallkammer und die erste Ausströmöffnung durchströmenden, ersten Teil der Luft durchströmbare und beispielsweise in Strömungsrichtung der Teile der Luft und des Brennstoffes stromab der ersten Ausströmöffnung angeordnete, zweite Ausströmöffnung auf, über welche der zweite Teil der Luft aus der äußeren Drallkammer abführbar und die Teile der Luft und der Brennstoff in die Brennkammer einleitbar sind.
Somit ist zum Beispiel unter dem Merkmal, dass die äußere Drallkammer eine drallförmig Strömung des die äußere Drallkammer durchströmenden, zweiten Teils der Luft bewirkt beziehungsweise bewirken kann, insbesondere zu verstehen, dass der zweite Teil der Luft die äußere Drallkammer drallförmig durchströmt, mithin zumindest einen zweiten Teilbereich der äußeren Drallkammer drallförmig durchströmt, und/oder der zweite Teil der Luft weist erst zumindest in einem stromab der äußeren Drallkammer und außerhalb der äußeren Drallkammer angeordneten, zweiten Strömungsbereich, welche beispielsweise in der Brennkammer angeordnet ist, seine drallförmige Strömung auf. Insbesondere ist es denkbar, dass der zweite Teil der Luft über die zweite Ausströmöffnung drallförmig aus der äußeren Drallkammer ausströmt und/oder drallförmig in die Brennkammer einströmt, so dass es ganz vorzugsweise vorgesehen ist, dass der zweite Teil der Luft zumindest in der Brennkammer seine drallförmige Strömung aufweist. Ganz insbesondere ist es denkbar, dass der zweite Teil der Luft seine drallförmige Strömung bereits in der äußeren Drallkammer aufweist, und zwar zumindest in dem zuvor genannten, zumindest einen zweiten Teilbereich der äußeren Drallkammer.
Insbesondere kann somit vorgesehen sein, dass die Brennkammer in Strömungsrichtung des jeweiligen, die jeweilige Drallkammer durchströmenden Teils der Luft stromab der inneren Drallkammer und/oder stromab der äußeren Drallkammer angeordnet ist. Insbesondere können die Teile der Luft und der Brennstoff entlang einer zweiten Strömungsrichtung durch die zweite Ausströmöffnung hindurch strömen und somit über die zweite Ausströmöffnung in die Brennkammer einströmen, wobei beispielsweise die zweite Strömungsrichtung parallel zur ersten Strömungsrichtung verläuft oder mit der ersten Strömungsrichtung zusammenfällt. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Strömungsrichtung in axialer Richtung der äußeren Drallkammer verläuft, mithin mit der axialen Richtung der äußeren Drallkammer zusammenfällt, so dass es ganz vorzugsweise vorgesehen ist, dass die axiale Richtung der inneren Drallkammer der axialen Richtung der äußeren Drallkammer entspricht beziehungsweise umgekehrt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die axiale Richtung der inneren Drallkammer mit der axialen Richtung der äußeren Drallkammer zusammenfällt beziehungsweise umgekehrt. Die jeweilige, axiale Richtung der jeweiligen Drallkammer verläuft senkrecht zur jeweiligen, radialen Richtung der jeweiligen Drallkammer, wobei die radiale Richtung der inneren Drallkammer mit der radialen Richtung der äußeren Drallkammer vorzugsweise zusammenfällt beziehungsweise umgekehrt. Da beispielsweise die zweite Ausströmöffnung entlang der jeweiligen Strömungsrichtung, das heißt in Strömungsrichtung des jeweiligen Teils der Luft und in Strömungsrichtung des Brennstoffes stromab der ersten Ausströmöffnung angeordnet ist und da vorzugsweise die äußere Drallkammer die erste Ausströmöffnung umgibt, ist beispielsweise die erste Ausströmöffnung in der äußeren Drallkammer angeordnet. Insbesondere ist es denkbar, dass die äußere Drallkammer, insbesondere in Strömungsrichtung des die zweite Ausströmöffnung durchströmenden, zweiten Teils der Luft, an der zweiten Ausströmöffnung, insbesondere an deren Ende, endet.
Um die jeweilige, drallförmig Strömung zu erzeugen, kann die jeweilige Drallkammer wenigstens einen oder mehrere Drallerzeuger aufweisen, mittels welchem beziehungsweise welchen die jeweilige, drallförmige Strömung erzeugbar ist beziehungsweise erzeugt wird. Insbesondere ist der jeweilige Drallerzeuger in der jeweiligen Drallkammer angeordnet. Insbesondere kann es sich bei dem jeweiligen Drallerzeuger beispielsweise um eine Leitschaufel handeln, mittels welcher beispielsweise der jeweilige Teil, das heißt, die jeweilige, den jeweiligen Teil bildende Luft wenigstens oder genau einmal umgelenkt wird, insbesondere um wenigstens oder genau 70 Grad, insbesondere um zumindest im Wesentlichen 90 Grad, das heißt, beispielsweise um 70 Grad bis 90 Grad. Insbesondere ist unter der jeweiligen, drallförmigen Strömung eine solche Strömung zu verstehen, welche sich drallförmig, das heißt, zumindest im Wesentlichen schraubenförmig oder schraubenlinienförmig um die jeweilige axiale Richtung der jeweiligen Drallkammer beziehungsweise der jeweiligen Ausströmöffnung herum erstreckt. Insbesondere verläuft die jeweilige, axiale Richtung der jeweiligen Ausströmöffnung senkrecht zu einer Ebene, in welcher die jeweilige Ausströmöffnung verläuft. Dabei fällt beispielsweise die jeweilige, axiale Richtung der jeweiligen Ausströmöffnung mit der jeweiligen axialen Richtung der jeweiligen Drallkammer zusammen. Die jeweilige Ausströmöffnung wird beispielsweise auch als jeweilige Düse bezeichnet, deren von dem jeweiligen Teil der Luft durchströmbare Querschnitt sich jedoch nicht notwendigerweise entlang der jeweiligen Strömungsrichtung verjüngen muss, aber verjüngen kann. Somit wird beispielsweise die zweite Ausströmöffnung auch als äußere Düse oder zweite Düse bezeichnet, wobei beispielsweise die erste Ausströmöffnung auch als innere Düse oder erste Düse bezeichnet wird.
Durch das Bewirken der jeweiligen, drallförmigen Strömung kann die Luft besonders vorteilhaft insbesondere über einen auch nur geringen Mischungsweg mit dem vorzugsweise flüssigen Brennstoff vermischt werden, insbesondere in der Brennkammer, so dass eine besonders vorteilhafte Gemischaufbereitung realisiert, das heißt, das Gemisch besonders vorteilhaft gebildet werden kann. Insbesondere kann zunächst der Brennstoff, insbesondere in der inneren Drallkammer, besonders gut mit dem ersten Teil der Luft vermischt werden, insbesondere aufgrund der drallförmigen Strömung des ersten Teils der Luft, insbesondere in der inneren Drallkammer. Außerdem können der Brennstoff und beispielsweise auch der bereits mit dem Brennstoff vermischte erste Teil der Luft besonders vorteilhaft mit dem zweiten Teil der Luft vermischt werden, insbesondere in der äußeren Drallkammer und/oder in der Brennkammer, da auch der zweite Teil der Luft eine vorteilhafte, drallförmige Strömung aufweist. Insgesamt können aufgrund der drallförmigen Strömungen die Teile der Luft und der Brennstoff besonders vorteilhaft vermischt werden, so dass eine vorteilhafte Gemischaufbereitung darstellbar ist. Dabei weist die drallförmige Strömung des ersten Teils der Luft und die drallförmige Strömung des zweiten Teils der Luft eine gleiche Richtung des jeweiligen Dralls auf, insbesondere fallen die beiden Strömungen zusammen.
Die innere Drallkammer weist eine erste, innere Drallerzeugungseinrichtung auf, mittels welcher die erste, drallförmige Strömung des ersten Teils der Luft bewirkt werden kann. Somit weist beispielsweise die innere Drallerzeugungseinrichtung den zuvor genannten, wenigstens einen Drallerzeuger der inneren Drallkammer auf. Des Weiteren weist die äußere Drallkammer eine äußere, zweite Drallerzeugungseinrichtung auf, mittels welcher die zweite, drallförmige Strömung des zweiten Teils der Luft bewirkt werden kann. Somit weist beispielsweise die äußere Drallerzeugungseinrichtung den zuvor genannten, wenigstens einen Drallerzeuger der äußeren Drallkammer auf. Beispielsweise bilden die beiden Drallerzeugungseinrichtungen eine Drallerzeugungsvorrichtung beziehungsweise die Drallerzeugungseinrichtungen sind Bestandteile einer Drallerzeugungsvorrichtung des Brenners. Insbesondere ist es denkbar, dass die beiden Drallerzeugungseinrichtungen einstückig miteinander ausgebildet, das heißt, durch ein einstückiges Bauelement gebildet sind, so dass die beiden Drallerzeugungseinrichtungen beispielsweise aus einem einzigen Stück, das heißt, durch ein einziges Stück gebildet sind. Hierunter ist zu verstehen, dass die Drallerzeugungseinrichtungen nicht als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Bauteile ausgebildet sind. Ferner ist es denkbar, dass die Drallerzeugungseinrichtungen separat voneinander ausgebildete und insbesondere miteinander verbundene Bauteile sind. Beispielsweise weist die erste Drallerzeugungseinrichtung wenigstens ein oder mehrere, erste Drallerzeugungselemente wie vorzugsweise erste Leitschaufeln auf, wobei mittels des ersten Drallerzeugungselements beziehungsweise der ersten Drallerzeugungselemente die Luft beziehungsweise der erste Teil der Luft vorteilhafterweise derart geführt beziehungsweise abgelenkt oder umgelenkt werden kann, dass die drallförmige Strömung des erstens Teils der Luft bewirkbar ist, das heißt bewirkt wird. Somit ist beispielsweise das erste Drallerzeugungselement der zuvor genannte Drallerzeuger der inneren Drallkammer. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die zweite Drallerzeugungseinrichtung wenigstens ein oder mehrere, zweite Drallerzeugungselemente wie vorzugsweise zweite Leitschaufeln umfasst, wobei mittels des zweiten Drallerzeugungselements beziehungsweise mittels der zweiten Drallerzeugungselemente die Luft beziehungsweise der zweite Teil der Luft derart geführt beziehungsweise umgelenkt oder abgelenkt werden kann, dass die zweite drallförmige des zweiten Teils der Luft bewirkbar ist, das heißt, bewirkt wird. Insbesondere ist es denkbar, dass das zweite Drallerzeugungselement der zuvor genannte Drallerzeuger der äußeren Drallkammer ist. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Drallerzeugungselemente der jeweiligen Drallerzeugungseinrichtung in, insbesondere um die jeweilige, axiale Richtung der Drallkammer verlaufender Umfangsrichtung der jeweiligen Drallkammer, aufeinanderfolgend und/oder voneinander beabstandet angeordnet sind. Beispielsweise ist der zumindest eine erste Teilbereich der inneren Drallkammer in Strömungsrichtung des die innere Drallkammer durchströmenden, ersten Teils der Luft stromab der ersten Drallerzeugungseinrichtung angeordnet. Ferner ist es denkbar, dass der zumindest eine zweite Teilbereich der äußeren Drallkammer in Strömungsrichtung des die äußere Drallkammer durchströmenden, zweiten Teils der Luft stromab der zweiten Drallerzeugungseinrichtung angeordnet ist.
Insbesondere ist es denkbar, dass die jeweiligen Drallerzeugungselemente der jeweiligen Drallkammer jeweilige, von dem jeweiligen Teil der Luft durchströmbare Drallkanäle bilden, das heißt, insbesondere direkt, begrenzend, so dass mittels der Drallkanäle die jeweilige drallförmige Strömung bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird. Insbesondere ist es möglich, dass die Drallkanäle in Umfangsrichtung der jeweiligen Drallkammer aufeinanderfolgend und insbesondere voneinander beabstandet angeordnet sind.
Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb des Brenners insbesondere auch über eine hohe Lebensdauer des Brenners hinweg realisieren zu können, weist der Brenner eine Verschlusseinrichtung auf, mittels welcher unter Verschließen zumindest der zweiten Ausströmöffnung die Drallkammern von der Brennkammer fluidisch trennbar sind. Mit anderen Worten kann mittels der Verschlusseinrichtung zumindest die zweite Ausströmöffnung verschlossen, das heißt fluidisch versperrt werden, wodurch die Drallkammern von der Brennkammer fluidisch trennbar sind. Beispielsweise kann die Verschlusseinrichtung zwischen einem Verschlusszustand und einem Freigabezustand umgeschaltet werden. In dem Verschlusszustand ist mittels der Verschlusseinrichtung zumindest die zweite Ausströmöffnung verschlossen, das heißt fluidisch versperrt, wodurch in dem Verschlusszustand mittels der Verschlusseinrichtung die Drallkammern fluidisch von der Brennkammer getrennt sind. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind also in dem Verschlusszustand mittels der Verschlusseinrichtung die Drallkammern von der Brennkammer fluidisch getrennt. In dem Freigabezustand gibt die Verschlusseinrichtung die Ausströmöffnungen frei, so dass in dem Freigabezustand die Drallkammern insbesondere über die Ausströmöffnungen fluidisch mit der Brennkammer verbunden sind. Unter dem Merkmal, dass in dem Verschlusszustand mittels der Verschlusseinrichtung zumindest die zweite Ausströmöffnung verschlossen, das heißt fluidisch versperrt ist, ist zu verstehen, dass in dem Verschlusszustand mittels der Verschlusseinrichtung bezogen auf die Ausströmöffnungen ausschließlich die zweite Ausströmöffnung verschlossen ist, oder in dem Verschlusszustand sind mittels der Verschlusseinrichtung beide Ausströmöffnungen, das heißt sowohl die erste Ausströmöffnung als auch die zweite Ausströmöffnung verschlossen, das heißt fluidisch versperrt. Da beispielsweise die zweite Ausströmöffnung in Strömungsrichtung des jeweiligen, die jeweilige Ausströmöffnung durchströmenden Teils der Luft stromab der ersten Ausströmöffnung angeordnet ist, ist beispielsweise die zweite Ausströmöffnung in Strömungsrichtung des jeweiligen, die jeweilige Ausströmöffnung durchströmenden Teils der Luft stromab beider Drallkammern, das heißt, stromab der inneren Drallkammer und stromab der äußeren Drallkammer angeordnet, so dass dadurch, dass in dem Verschlusszustand mittels der Verschlusseinrichtung zumindest die zweite Ausströmöffnung verschlossen ist, in dem Verschlusszustand beide Drallkammern mittels der Verschlusseinrichtung von der Brennkammer fluidisch getrennt sind. Beispielsweise ist ein, beispielsweise elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch betreibbarer, Aktor vorgesehen, mittels welchem die Verschlusseinrichtung zwischen dem Verschlusszustand und dem Freigabezustand umgeschaltet werden kann.
Durch die Erfindung kann vermieden werden, dass es zu einem Rückströmen des Motorabgases in die Drallkammern kommt. Hierfür wird mittels der Verschlusseinrichtung zumindest die zweite Ausströmöffnung verschlossen, wodurch die Drallkammern von der Brennkammer fluidisch getrennt werden. Das Motorabgas könnte dann gegebenenfalls in die Brennkammer einströmen, kann jedoch nicht von der Brennkammer in die Drallkammern einströmen, da die Drallkammern mittels der Verschlusseinrichtung fluidisch von der Brennkammer getrennt sind. Dadurch kann ein unerwünschtes Vordringen des Motorabgases in die Drallkammern und insbesondere zu Bauelementen der Drallkammern, insbesondere zu den Drallerzeugungseinrichtungen, vermieden werden, so dass unerwünschte Ablagerungen von in dem Motorabgas enthaltenen Bestandteilen an Bauteilen oder Bereichen der Drallkammern vermieden werden können.
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Beispielsweise ist eine auch als Pumpe bezeichnete Luftpumpe vorgesehen, welche Bestandteil des Brenners sein kann. Ist der Brenner aktiviert, so dass sich der Brenner in seinem Betrieb befindet, so wird beispielsweise mittels der Pumpe die Luft und somit die Teile der Luft gefördert. Ist der Brenner nicht in Betrieb, so dass der Brenner deaktiviert ist, so wird mittels der Luftpumpe keine Luft durch die Drallkammern hindurchgefördert, und auch mittels des Einbringelements wird kein Brennstoff in die innere Drallkammer eingebracht. Ist der Brenner nicht in Betrieb, während sich jedoch die Verbrennungskraftmaschine in ihrem befeuerten Betrieb befindet, so kann beispielsweise, falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind, zumindest ein Teil des den Abgastrakt durchströmenden Motorabgases in die Brennkammer und von der Brennkammer über die Ausströmöffnungen in die Drallkammern gelangen, so dass insbesondere im Motorabgas enthaltene Rußpartikel in die Drallkammern vordringen können. Das Motorabgas, insbesondere die Rußpartikel, kann beziehungsweise können insbesondere in die zuvor genannten Drallkanäle gelangen. Ferner kann das Motorabgas beziehungsweise die Rußpartikel zu den beispielsweise als Bohrungen ausgebildeten Austrittsöffnungen des Einbringelements gelangen. In Kombination mit dem Brennstoff und Wärme können die aus Ruß gebildeten Rußpartikel verkleben und dadurch beispielsweise die Drallkanäle, insbesondere deren von der Luft durchströmbare Strömungsquerschnitte, verengen oder gar verschließen. Ferner können dadurch die Austrittsöffnungen beziehungsweise deren Strömungsquerschnitte verengt oder gar verschlossen werden. Eine Folge davon ist ein unerwünschter Leistungsabfall des Brenners, was nun jedoch durch die Erfindung vermieden werden kann. Mit anderen Worten ist die Verschlusseinrichtung eine Gegenmaßnahme, mittels welcher verhindert werden kann, dass Motorabgas, insbesondere in Motorabgas enthaltene Bestandteile wie beispielsweise Rußpartikel, in die Drallkammern vordringen kann beziehungsweise können. Außerdem kann auch das beispielsweise als Injektor ausgebildete oder auch als Injektor bezeichnete Einbringelement vor dem Motorabgas und somit vor in dem Motorabgas enthaltenen Bestandteilen wie Rußpartikeln geschützt werden, da insbesondere in dem Verschlusszustand auch das Einbringelement mittels der Verschlusseinrichtung von der Brennkammer fluidisch getrennt ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass beispielsweise zumindest ein Teil des Einbringelements in der inneren Drallkammer angeordnet ist. Da in dem Verschlusszustand mittels der Verschlusseinrichtung die Drallkammern fluidisch von der Brennkammer getrennt sind, ist auch der Teil des Brenners von der Brennkammer fluidisch getrennt und somit vor dem Motorabgas geschützt. Dadurch kann eine unerwünschte Leistungsreduktion des Brenners vermieden werden. Während des Betriebs des Brenners kann kein Motorabgas unerwünschterweise in die Drallkammern gelangen, da, während der Brenner im Betrieb ist, die Luft durch die Drallkammern hindurchströmt, wodurch verhindert wird, dass Motorabgas in die Drallkammern einströmen kann. Insbesondere strömt das Brennerabgas aus der Brennkammer aus, so dass insbesondere auch keine unerwünscht große Menge an Motorabgas in die Brennkammer gelangen kann. Somit kann ein besonders effektiver und effizienter Betrieb des Brenners auch über eine hohe Lebensdauer des Brenners hinweg gewährleistet werden.
Um die Drallkammern auf besonders einfache Weise besonders sicher von der Brennkammer fluidisch trennen zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Verschlusseinrichtung ein Verschlusselement aufweist, welches relativ zu den Drallkammern zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung bewegbar ist. Beispielsweise ist der, beispielsweise elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch betreibbare Aktor vorgesehen, mittels welchem das Verschlusselement zwischen der Schließstellung und der Offenstellung bewegbar ist. Dabei kann die Verschlusseinrichtung den Aktor umfassen. In der Schließstellung ist zumindest die zweite Ausströmöffnung mittels des Verschlusselements verschlossen, das heißt fluidisch versperrt, so dass in der Schließstellung mittels des Verschlusselements die Drallkammern fluidisch von der Brennkammer getrennt sind. In der Offenstellung gibt das Verschlusselement die Ausströmöffnungen frei, so dass in der Offenstellung die Drallkammern fluidisch mit der Brennkammer verbunden sind. Vorzugsweise ist das Verschlusselement ein Festkörper. Ganz vorzugsweise ist das Verschlusselement formstabil, das heißt eigensteif. Ferner ist es denkbar, dass das Verschlusselement einstückig ausgebildet, das heißt aus einem einzigen Stück gebildet ist, so dass das Verschlusselement vorzugsweise als ein Monoblick ausgebildet oder durch einen Monoblock gebildet ist.
Das Verschlusselement kann zwischen der Schließstellung und der Offenstellung translatorisch bewegbar, das heißt, verschiebbar sein, oder das Verschlusselement ist zwischen der Schließstellung und der Offenstellung verschwenkbar, das heißt rotatorisch bewegbar. Dadurch können die Drallkammern besonders einfach sowie besonders sicher von der Brennkammer fluidisch getrennt werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in der Schließstellung das Verschlusselement zumindest die zweite Ausströmöffnung durchdringt. Dadurch kann die zweite Ausströmöffnung mittels des Verschlusselements in der Schließstellung besonders gut abgedichtet, das heißt verschlossen werden, so dass ein unerwünschtes Vordringen des Motorabgases in die Drallkammern besonders sicher vermieden werden kann.
Um die Drallkammern besonders effektiv fluidisch von der Brennkammer trennen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in der Schließstellung das Verschlusselement sowohl die zweite Ausströmöffnung als auch die erste Ausströmöffnung durchdringt. Beispielsweise weist die äußere Drallkammer eine erste innenumfangsseitige Mantelfläche auf, welche sich in Umfangsrichtung der äußeren Drallkammer, insbesondere vollständig umlaufend, um die zweite Ausströmöffnung herum erstreckt, so dass beispielsweise die zweite Ausströmöffnung entlang ihrer mit der Umfangsrichtung der äußeren Drallkammer zusammenfallenden Umfangsrichtung, insbesondere vollständig umlaufend, direkt durch die erste innenumfangsseitige Mantelfläche, insbesondere direkt, begrenzt ist. Beispielsweise weist die innere Drallkammer eine zweite innenumfangsseitige Mantelfläche auf, welche sich beispielsweise in Umfangsrichtung der inneren Drallkammer und somit in Umfangsrichtung der ersten Ausströmöffnung, insbesondere vollständig umlaufend, um die erste Ausströmöffnung herum erstreckt. Somit ist beispielsweise die erste Ausströmöffnung entlang ihrer mit der Umfangsrichtung der inneren Drallkammer zusammenfallenden, zweiten Umfangsrichtung, insbesondere vollständig umlaufend, von der zweiten innenumfangsseitigen Mantelfläche, insbesondere direkt, begrenzt. Beispielsweise liegt das Verschlusselement in der Schließstellung direkt an der ersten innenumfangsseitigen Mantelfläche an, insbesondere in Umfangsrichtung der äußeren Drallkammer vollständig umlaufend. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Verschlusselement in der Schließstellung, insbesondere direkt, an der zweiten innenumfangsseitigen Mantelfläche anliegt, insbesondere in Umfangsrichtung der inneren Drallkammer vollständig umlaufend. Dadurch kann die jeweilige Ausströmöffnung besonders effektiv mittels des Verschlusselements abgedichtet werden, so dass die Drallkammern besonders sicher von der Brennkammer fluidisch getrennt werden können.
Um zumindest die zweite Ausströmöffnung besonders gut fluidisch versperren und somit abdichten und in der Folge die Drallkammern besonders gut von der Brennkammer fluidisch trennen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Verschlusselement außenumfangsseitig kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Verschlusselement außenumfangsseitig kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist, und sich zumindest in der Schließstellung in Richtung der Drallkammern verjüngt. Dadurch kann zumindest die zweite Ausströmöffnung besonders gut verschlossen werden, so dass die Drallkammern besonders sicher fluidisch von der Brennkammer getrennt werden können.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Verschlusseinrichtung eine Irisblende aufweist, welche zwischen einer zumindest die zweite Ausströmöffnung verschließenden Sperrstellung und wenigstens eine die Ausströmöffnungen freigebenden Freigabestellung verstellbar ist. Mit anderen Worten, in der Sperrstellung ist zumindest die zweite Ausströmöffnung mittels der Irisblende verschlossen, das heißt fluidisch versperrt, wodurch in der Sperrstellung mittels der Irisblende die Drallkammern fluidisch von der Brennkammer getrennt sind. In der Freigabestellung gibt die Irisblende die Ausströmöffnungen frei, so dass in der Freigabestellung die Drallkammern über die Ausströmöffnungen fluidisch mit der Brennkammer verbunden sind. Insbesondere ist die Irisblende, insbesondere ein Ring der Irisblende, in der Freigabestellung von den Teilen der Luft und von dem Brennstoff, die die Ausströmöffnungen durchströmen, durchströmbar. Wie aus dem allgemeinen Stand der Technik hinlänglich bekannt ist, weist die Irisblende beispielsweise mehrere, insbesondere eigensteif und damit formstabile Lamellen auf, die beispielsweise über eine den Lamellen gemeinsame Mechanik gemeinsam, insbesondere gleichzeitig, in radialer Richtung der Drallkammern wahlweise nach innen oder außen verschwenkt, insbesondere gedreht, werden können. Durch Verschwenken der Lamellen in radialer Richtung der Drallkammern nach innen kann beispielsweise die Irisblende verschlossen, mithin aus der Freigabestellung in die Sperrstellung verstellt werden. Durch Verschwenken der Lamellen nach außen kann die Irisblende geöffnet, mithin aus der Sperrstellung in die Freigabestellung verstellt werden.
Insbesondere bewirkt beispielsweise die Schließstellung des Verschlusselements den Verschlusszustand, wobei die Offenstellung den Freigabezustand der Verschlusseinrichtung bewirkt. Bezogen auf die Irisblende bedeutet dies, dass beispielsweise die Sperrstellung der Irisblende den Verschlusszustand der Verschlusseinrichtung bewirkt, und die Freigabestellung der Irisblende bewirkt den Freigabezustand der Verschlusseinrichtung, mithin geht mit dem Freigabezustand der Verschlusseinrichtung einher. Durch Verwendung der Irisblende kann die zweite Ausströmöffnung besonders bedarfsgerecht, sicher und schnell wahlweise verschlossen oder freigegeben werden, so dass die Drallkammern besonders sicher fluidisch von der Brennkammer getrennt werden können.
Dabei hat es sich zur Realisierung einer besonders vorteilhaften fluidischen Trennung der Drallkammern von der Brennkammer als vorteilhaft gezeigt, wenn die Irisblende in der zweiten Ausströmöffnung oder in Strömungsrichtung des die zweite Ausströmöffnung durchströmenden, zweiten Teils der Luft stromab der zweiten Ausströmöffnung angeordnet ist.
Um einen besonders vorteilhaften Betrieb des Brenners realisieren zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Teil der Luft der inneren Drallkammer in radialer Richtung der inneren Drallkammer von außen nach innen zuführbar ist. Mit anderen Worten strömt der erste Teil der Luft nicht etwa axial, sondern radial in die erste Drallkammer ein. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Gemischaufbereitung realisiert werden.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der zweite Teil der Luft der äußeren Drallkammer in radialer Richtung der äußeren Drallkammer von außen nach innen zuführbar ist. Mit anderen Worten strömt der zweite Teil der Luft nicht in axialer Richtung der äußeren Drallkammer, sondern in radialer Richtung der äußeren Drallkammer in die äußere Drallkammer ein, wodurch eine besonders vorteilhafte Gemischaufbereitung und somit ein besonders vorteilhafter Betrieb des Brenners realisiert werden können.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder als Nutzfahrzeug, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches eine Verbrennungskraftmaschine aufweist, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Das Kraftfahrzeug weist außerdem einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt auf, welcher wenigstens einen Brenner gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht eines Abgastrakts einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem Brenner;
Fig. 2 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht des Abgastrakts;
Fig. 3 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht des Abgastrakts;
Fig. 4 eine schematische Längsschnittansicht des Brenners;
Fig. 5 eine schematische Perspektivansicht einer Drallerzeugungsvorrichtung des Brenners;
Fig. 6 eine schematische und perspektivische Längsschnittansicht der Drallerzeugungsvorrichtung;
Fig. 7 eine schematische Längsschnittansicht der Drallerzeugungsvorrichtung; Fig. 8 zeigt eine schematische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer Verschlusseinrichtung des Brenners;
Fig. 9 eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines Verschlusselements einer zweiten Ausführungsform der Verschlusseinrichtung, und
Fig. 10 eine schematische Vorderansicht einer Irisblende einer dritten Ausführungsform der Verschlusseinrichtung
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht einen auch als Abgasanlage bezeichneten Abgastrakt 10 eines vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug weist eine in den Figuren nicht näher dargestellte Antriebseinrichtung auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Außerdem weist das Kraftfahrzeug den Abgastrakt 10 auf. Das Kraftfahrzeug ist ein Landfahrzeug. Die Antriebseinrichtung weist eine auch als Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichnete Verbrennungskraftmaschine auf, welche einen auch als Motorgehäuse bezeichneten Motorblock aufweist. Des Weiteren weist die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen oder mehrere Zylinder auf, die durch den Motorblock, insbesondere direkt, gebildet beziehungsweise begrenzt sind. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine laufen in den Zylindern jeweiligen Verbrennungsvorgänge ab, woraus ein Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Hierzu wird innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine ein insbesondere flüssiger Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt. Die Verbrennungskraftmaschine kann als ein Dieselmotor ausgebildet sein, sodass es sich bei dem Kraftstoff vorzugsweise um einen Dieselkraftstoff handelt. Dabei ist auch ein als Kraftstofftank bezeichneter Tank vorgesehen, in welchem der Kraftstoff aufnehmbar oder aufgenommen ist. Dem jeweiligen Zylinder ist beispielsweise ein jeweiliger Injektor zugeordnet, mittels welchem der Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder einbringbar, insbesondere direkt einspritzbar, ist. Beispielsweise wird mittels einer Niederdruckpumpe der Kraftstoff aus dem Tank zu einer Hochdruckpumpe gefördert, mittels welcher der Kraftstoff zu den Injektoren oder zu einem den Injektoren gemeinsamen und auch als Rail oder Common- Rail bezeichneten Kraftstoffverteilungselement gefördert wird. Die Injektoren sind mittels des Kraftstoffverteilungselements mit dem Kraftstoff aus dem den Injektoren gemeinsamen Kraftstoffverteilungselement versorgbar und können den Kraftstoff aus dem Kraftstoffverteilungselement in den jeweiligen Zylinder einbringen, insbesondere direkt einspritzen.
Die Antriebseinrichtung umfasst beispielsweise einen von Frischluft durchströmbaren Ansaugtrakt, mittels welchem die den Abgastrakt durchströmende Frischluft zu den und in die Zylinder geführt wird. Die Frischluft bildet mit dem Kraftstoff ein Kraftstoff-Luft- Gemisch, welches die Frischluft und den Kraftstoff umfasst und innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in dem jeweiligen Zylinder gezündet und dadurch verbrannt wird. Insbesondere wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch Selbstzündung gezündet. Aus dem Zünden und Verbrennen des Kraftstoff-Luft-Gemischs resultiert das Abgas der Verbrennungskraftmaschine, deren Abgas auch als Maschinenabgas oder Motorabgas bezeichnet wird.
Die Antriebseinrichtung weist dabei beispielsweise den von dem Abgas aus dem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt 10 auf. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst außerdem beispielsweise einen Abgasturbolader, welcher einen in dem Ansaugtrakt angeordneten Verdichter und eine in dem Abgastrakt angeordnete Turbine aufweist. Das Abgas kann aus den Zylindern zunächst in die Turbine ausströmen, aus der Turbine in den Abgastrakt 10 einströmen und daraufhin den Abgastrakt 10 durchströmen. Dabei ist die Turbine von dem den Abgastrakt 10 durchströmenden Abgas antreibbar. Der Verdichter ist, insbesondere über eine Welle des Abgasturboladers, von der Turbine antreibbar. Durch Antreiben des Verdichters wird mittels des Verdichters die den Ansaugtrakt durchströmende Frischluft bzw. Umgebungsluft verdichtet. In dem Abgastrakt 10 sind beispielsweise mehrere Komponenten angeordnet, welche als jeweilige Abgasnachbehandlungseinrichtungen oder Abgasnachbehandlungselemente, das heißt als Abgasnachbehandlungskomponenten zum Nachbehandeln des Abgases ausgebildet sind. In Strömungsrichtung des den Abgastrakt 10 durchströmenden Abgases der Verbrennungskraftmaschine sind die Komponenten aufeinanderfolgend angeordnet und somit in Reihe oder seriell zueinander geschaltet. Bei einer ersten der Komponenten 11 handelt es sich beispielsweise um einen Oxidationskatalysator, insbesondere um einen Dieseloxidationskatalysator (DOC). Ferner kann es sich bei der ersten Komponenten 11 um einen Stickoxidspeicherkatalysator (NSK) oder die erste Komponente 11 kann einen solchen Stickoxidspeicherkatalysator aufweisen. Bei einer zweiten der Komponenten kann es sich um einen SCR-Katalysator handeln, welcher einfach auch als SCR bezeichnet wird. Bei einer dritten der Komponenten kann es sich um einen Partikelfilter, insbesondere um einen Dieselpartikelfilter (DPF), handeln, wobei der Dieselpartikelfilter (DPF) auch als erste Komponente 11 vorgehen werden kann. Bei einer vierten der Komponenten kann es sich beispielsweise um einen zweiten SCR-Katalysator und/oder um einen Ammoniak-Sperrkatalysator (ASC) handeln. Mit anderen Worten kann beispielsweise die vierte Komponente einen zweiten SCR-Katalysator und/oder einen Ammoniak-Sperrkatalysator aufweisen.
Das Kraftfahrzeug weist einen beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau auf, welcher einen auch als Fahrgastzelle oder Sicherheitszelle oder Fahrgastraum bezeichneten Innenraum des Kraftfahrzeugs bildet oder begrenzt. Während einer jeweiligen Fahrt des Kraftfahrzeugs können sich in dem Innenraum Personen aufhalten. Beispielsweise bildet oder begrenzt der Aufbau einen Motorraum, in welchem die Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist. Dabei ist beispielsweise auch der Abgasturbolader in dem Motorraum angeordnet. Der Aufbau weist außerdem einen auch als Hauptboden bezeichneten Boden auf, durch welchen der Innenraum in Fahrzeughochrichtung nach unten hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, begrenzt ist. Dabei sind beispielsweise die erste Komponente, die zweite Komponente und die dritte Komponente in dem Motorraum angeordnet, sodass beispielsweise die erste Komponente, die zweite Komponente und die dritte Komponente ein so genanntes Hot-End bilden oder Bestandteil eines so genannten Hot-Ends (heißes Ende) sind. Insbesondere kann das Hot-End direkt an die Turbine angeflanscht sein. Die vierte Komponente ist beispielsweise außerhalb des Motorraums und dabei in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Bodens angeordnet, sodass beispielsweise die vierte Komponente ein so genanntes Cold-End (kaltes Ende) bildet oder Bestandteil eines so genannten Cold-Ends ist.
Der Abgastrakt 10 kann wenigstens eine Dosiereinrichtung umfassen, mittels welcher an einer Einbringstelle ein insbesondere flüssiges Reduktionsmittel in den Abgastrakt 10 und dabei beispielsweise in das den Abgastrakt 10 durchströmende Abgas einbringbar ist. Bei dem Reduktionsmittel handelt es sich vorzugsweise um eine wässrige Harnstofflösung, welche Ammoniak bereitstellen kann, das bei einer selektiven katalytischen Reduktion mit im Abgas etwaig enthaltenen Stickoxiden zu Wasser und Stickstoff reagieren kann. Die selektive katalytische Reduktion ist dabei durch den SCR-Katalysator katalytisch bewirkbar und/oder unterstützbar. In Strömungsrichtung des den Abgastrakt 10 durchströmenden Abgases ist die Einbringstelle beispielsweise stromauf der zweiten Komponente und stromab der ersten Komponente 11 angeordnet, wobei die zweite Komponente stromab der ersten Komponente 11 angeordnet ist. Es ist auch denkbar, dass die Einbringstelle stromauf der ersten Komponente 11 angeordnet ist.
Beispielsweise ist die vierte Komponente stromab der dritten Komponente angeordnet, wobei die dritte Komponente stromab der zweiten Komponente angeordnet ist. Beispielsweise weist der Abgastrakt eine Mischkammer auf, in welcher das an der Einbringstelle in das Abgas eingebrachte Reduktionsmittel vorteilhaft mit dem Abgas vermischt werden kann, wobei beispielsweise die Mischkammer stromauf der zweiten Komponente und beispielsweise stromab der ersten Komponente 11 angeordnet sein kann.
Der Abgastrakt 10 und somit die Antriebseinrichtung und das Kraftfahrzeug umfassen außerdem einen Brenner 12, mittels welchem, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, zumindest eine der Komponente, beispielsweise die erste Komponente 11 und/oder die zweite Komponente und/oder die dritte Komponente und/oder die vierte Komponente schnell und effizient aufgeheizt und/oder warmgehalten werden kann, wobei die zumindest eine Komponente insbesondere stromab des Brenners 12 angeordnet ist. Der Brenner 12 kann ein Gemisch insbesondere unter Ausbildung einer Flamme verbrennen, woraus Brennerabgas des Brenners 12 resultiert, welcher das Brennerabgas bereitstellt. Beispielsweise kann das Brennerabgas beziehungsweise die Flamme an einer Einleitstelle E in den Abgastrakt 10, das heißt in einen von dem Abgas durchströmbaren Abgaskanal 14 des Abgastrakts 10 eingeleitet werden. Dies bedeutet, dass sozusagen der Brenner 12 an der Einleitstelle E angeordnet ist. Wie insbesondere in Fig. 2 erkennbar, wird das Abgas der Verbrennungskraftmaschine über eine Zuströmleitung 15 im Abgaskanal 14 an die Einleitstelle E des Brenners 12 geführt und in den Abgaskanal 14 entlassen. Selbstverständlich kann auf die Zuströmleitung 15 verzichtet werden, so dass das Abgas der Verbrennungskraftmaschine aus der Turbine in den Abgaskanal 14 strömt. Beispielsweise ist die Einleitstelle E stromauf der zweiten Komponente, stromauf der dritten Komponente und stromauf der vierten Komponente und stromab der ersten Komponente angeordnet. Mit anderen Worten ist beispielsweise der Brenner 12 stromauf der zweiten Komponente, stromauf der dritten Komponente und stromauf der vierten Komponente und stromab der ersten Komponente angeordnet. Alternativ und in Fig. 2 gezeigt, ist es denkbar, dass der Brenner 12 beziehungsweise die Einleitstelle E stromauf der ersten Komponente und insbesondere stromab der Turbine angeordnet ist. Das zuvor genannte, in dem Brenner 12 beziehungsweise mittels des Brenners 12 zu verbrennende Gemisch umfasst Luft und einen vorzugsweise flüssigen Brennstoff. Beispielsweise wird bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel als der Brennstoff der zuvor genannte Kraftstoff verwendet. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine Teilmenge der Luft, die dem Brenner 12 zugeführt und zum Bilden des Gemisches verwendet wird, beispielsweise aus dem Ansaugtrakt stammen.
Beispielsweise ist ein Kraftstoffversorgungspfad vorgesehen, welcher einerseits fluidisch mit dem Brenner 12 und andererseits fluidisch mit einer Kraftstoffleitung verbunden oder verbindbar ist. Die Kraftstoffleitung ist von dem Tank zu den Injektoren beziehungsweise zu dem Kraftstoffverteilungselement von dem Kraftstoff durchströmbar. Insbesondere ist der Kraftstoffversorgungspfad an einer ersten Verbindungsstelle fluidisch mit der Kraftstoffleitung verbunden, wobei die erste Verbindungsstelle in Strömungsrichtung des von dem Tank zu dem Kraftstoffverteilungselement beziehungsweise zu dem jeweiligen Injektor strömenden Kraftstoff stromab der Niederdruckpumpe und stromauf der Hochdruckpumpe angeordnet ist. An der ersten Verbindungsstelle kann zumindest ein Teil des die Kraftstoffleitung durchströmenden, insbesondere flüssigen Kraftstoffs aus der Kraftstoffleitung abgezweigt und in den Kraftstoffversorgungspfad eingeleitet werden. Der in dem Kraftstoffversorgungspfad eingeleitete Kraftstoff kann den Kraftstoffversorgungspfad durchströmen und wird als Wertbrennstoff mittels des Kraftstoffversorgungspfads zu dem und insbesondere in den Brenner 12 geleitet. Dabei ist beispielsweise in dem Kraftstoffversorgungspfad ein erstes Ventilelement angeordnet, mittels welchem eine den Kraftstoffversorgungspfad durchströmende und somit den Brenner 12 zuzuführende Menge des Brennstoffs eingestellt werden kann. Dabei ist beispielsweise eine auch als Steuergerät bezeichnete, elektronische Recheneinrichtung vorgesehen, mittels welcher das erste Ventilelement ansteuerbar ist, sodass mittels des Steuergeräts über das erste Ventilelement die den Kraftstoffversorgungspfad durchströmende und dem Brenner 12 zuzuführende Menge des Brennstoffs einstellbar, insbesondere zu regeln, ist. Vorzugsweise weist der Kraftstoffversorgungspfad eine gesteuerte Pumpe bzw. eine geregelte Pumpe zum Fördern des Brennstoffs aus dem Tank zum Brenner 12 auf.
Des Weiteren ist beispielsweise ein Luftversorgungspfad vorgesehen, über weichen beziehungsweise mittels welchem der Brenner mit der Luft zum Bilden des Gemisches versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird. Dies bedeutet, dass der Luftversorgungspfad von der Luft, aus welcher das Gemisch gebildet wird, durchströmbar ist. Dabei ist in dem Luftversorgungspfad beispielsweise eine auch als Luftpumpe bezeichnete Pumpe angeordnet, mittels welcher die Luft durch den Luftversorgungspfad hindurchförderbar und somit zu dem Brenner 12 hin förderbar ist. Beispielsweise wird die auch als Niederdruckkraftstoffpumpe bezeichnete Niederdruckpumpe als Brennstoffpumpe bezeichnet, mittels welcher der Brennstoff durch den Kraftstoffversorgungspfad hindurchgefördert wird und somit zu dem Brenner 12 hin gefördert wird. Der Luftversorgungspfad ist beispielsweise an einer zweiten Verbindungsstelle fluidisch mit dem Ansaugtrakt verbunden. Somit kann beispielsweise eine zweite Verbindungsstelle zumindest einen Teil der den Ansaugtrakt durchströmenden Frischluft aus dem Ansaugtrakt abgezweigt und in den Luftversorgungspfad eingeleitet werden. Die in den Luftversorgungspfad eingeleitete Frischluft kann als die Luft zum Bilden des Gemisches den Luftversorgungspfad durchströmen und wird mittels des Luftversorgungspfad zu dem und insbesondere in den Brenner 12 geleitet. Dabei ist beispielsweise in dem Luftversorgungspfad ein zweites Ventilelement angeordnet, mittels welchem eine die den Luftversorgungspfad durchströmende und somit den Brenner 12 durchströmende Menge der Luft, die zum Bilden des Gemische verwendet wird, einstellbar ist. Dabei ist beispielsweise das Steuergerät dazu ausgebildet, das zweite Ventilelement anzusteuern, dass beispielsweise mittels des Steuergeräts über das zweite Ventilelement die den Luftversorgungspfad durchströmende und somit dem Brenner 12 zuzuführende Menge der Luft, die zum Bilden des Gemisches verwendet wird, einstellbar, insbesondere zu regeln, ist. Vorzugsweise weist der Luftversorgungspfad einen gesteuerte bzw. geregelte Pumpe zum Fördern von Luft, ins besondere von Frischluft oder Umgebungsluft, auf. Die Luft wird bevorzugt über einen Luftfilter des Luftversorgungspfads von der Pumpe angesaugt und zum Brenner 12 gefördert.
Wie aus insbesondere aus den Figuren 1, 2 und 4 erkennbar ist, weist der Brenner 12 eine Brennkammer 16 auf, in welcher das die dem Brenner 12 zugeführte, auch als Brennerluft bezeichnete Luft, aus welcher das Gemisch gebildet wird, und den dem Brenner 12 zugeführten, flüssigen Brennstoff umfassende Gemisch zu zünden und dadurch zu verbrennen ist, das heißt während eines Betriebs des Brenners 12 gezündet und dadurch verbrannt wird. Hierzu ist eine beispielsweise als Zündkerze oder Glühkerze oder Glühstift ausgebildete, insbesondere elektrisch betreibbare Zündeinrichtung 18 vorgesehen, welche beispielsweise Bestandteil des Brenners 12 ist. Mittels der Zündeinrichtung 18 kann insbesondere unter Nutzung von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom in der Brennkammer 16 wenigstens ein Zündfunke erzeugt werden. Mittels des Zündfunkens wird das Gemisch in der Brennkammer 16 gezündet und in der Folge verbrannt, insbesondere unter Bereitstellung des Brennerabgases und/oder unter Bereitstellung der genannten Flamme. Mittels des Brennerabgases beziehungsweise mittels der Flamme kann beispielsweise das den Abgastrakt 10 durchströmende Abgas, das heißt das den Abgaskanal 14 durchströmende Abgas schnell und effizient aufgeheizt und/oder warmgehalten werden, sodass mittels des aufgeheizten und/oder warm gehaltenen Abgases (Motorabgas), welches beispielsweise die erste Komponente 11 und die weiteren Komponenten durchströmt, schnell und effizient aufgeheizt und/oder warmgehalten werden kann.
Der Brenner 12 weist eine erste, innere Drallkammer 20 auf, welche von einem ersten Teil der auch als Brennerluft bezeichneten Luft, die dem Brenner 12 zugeführt wird, durchströmbar ist beziehungsweise durchströmt wird und eine erste drallförmige Strömung des ersten Teils der Luft bewirkt, mithin zum Bewirken einer ersten drallförmigen Strömung des ersten Teils der Luft ausgebildet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der erste Teil der Luft drallförmig durch zumindest einen ersten Teilbereich der Drallkammer 20 hindurchströmt und/oder drallförmig aus der Drallkammer 20 ausströmt und/oder drallförmig in die und somit in der Brennkammer 16 strömt. Die innere Drallkammer 20 weist, insbesondere genau, eine erste Ausströmöffnung 22 auf, die entlang einer ersten Durchgangsrichtung der Ausströmöffnung 22 und somit entlang einer mit der ersten Durchgangsrichtung zusammenfallenden, ersten Strömungsrichtung von dem ersten Teil der Luft durchströmbar ist. Über die erste Ausströmöffnung 22 ist der erste Teil der Luft aus der inneren Drallkammer 20 in die Brennkammer 16 abführbar. Das bedeutet, dass der erste Teil der Luft über die erste Ausströmöffnung 22 aus der inneren Drallkammer 20 herausströmen kann. Des Weiteren umfasst der Brenner 12 ein Einbringelement 24 vorliegend in Form eines elektrisch betätigten Einspritzelements, welches von dem vorliegend flüssigen Brennstoff, der dem Brenner 12 zugeführt wird, durchströmbar ist. Das Einbringelement 24 weist vorzugsweise, insbesondere genau, drei auch als Einspritzöffnungen bezeichnete Austrittsöffnungen auf, die von dem dem Einbringelement 24 zugeführten Brennstoff durchströmbar sind, wobei der die jeweiligen Austrittsöffnungen durchströmende Brennstoff aus dem Einbringelement 24, insbesondere insgesamt, ausströmt. Beispielsweise sind die jeweiligen Austrittsöffnungen als eine insbesondere runde Bohrung ausgebildet. Die jeweilige Austrittsöffnung ist beispielsweise entlang einer jeweiligen, zweiten Durchgangsrichtung von dem Brennstoff durchströmbar, sodass über die jeweilige Austrittsöffnung der das Einbringelement 24 durchströmende Brennstoff aus dem Einbringelement 24 ausspritzbar ist beziehungsweise austreten kann und, insbesondere direkt, in die innere Drallkammer 20 einspritzbar und dadurch einbringbar ist. Vorzugsweise ist die zweite Durchgangsrichtung leicht geneigt zur axialen Richtung der Drallkammer 20, deren axiale Richtung beispielsweise mit der zuvor genannten, ersten Durchgangsrichtung zusammenfällt. Des Weiteren fällt beispielsweise die axiale Richtung der Drallkammer 20 mit einer Brennerlängsachse 25 des Brenners 12 zusammen, welche sich beispielsweise entlang seiner Brennerlängsachse 25 länglich erstreckt und insbesondere kann beispielsweise bezüglich der Brennerlängsachse 25 die Drallkammer 20 und/oder die Brennkammer 16 rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Das Einbringelement 24 ist insbesondere dazu ausgebildet, den Brennstoff aus den nicht näher bezeichneten Austrittsöffnungen getaktet auszuspritzen und somit getaktet in die Drallkammer 20 einzuspritzen, insbesondere auf eine die Drallkammer 20 insbesondere in radialer Richtung der Drallkammer 20 nach außen direkt begrenzende, als innenumfangseitige Mantelfläche ausgebildete Oberfläche 26 aufzuspritzen. Mit anderen Worten ist die Drallkammer 20 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch die Oberfläche 26 direkt begrenzt, welche vorliegend eine innenumfangseitige Mantelfläche ist.
Die jeweilige, zweite Durchgangsrichtung der jeweiligen Austrittsöffnung fällt mit einer jeweiligen, zweiten Strömungsrichtung zusammen, entlang welcher der Brennstoff durch die jeweilige Austrittsöffnung hindurchströmen und somit aus dem Einbringelement 24 (Einspritzelement) ausströmen kann. Der Brennstoff kann über die jeweilige Austrittsöffnung insbesondere unter Ausbildung eines jeweiligen Brennstoffstrahls aus dem Einbringelement 24 ausgespritzt und dadurch, insbesondere direkt, in die Drallkammer 20 eingespritzt werden. Beispielsweise ist der jeweilige Brennstoffstrahl, dessen Längsmittelachse beispielsweise mit der jeweiligen zweiten Durchgangsrichtung beziehungsweise mit der jeweiligen zweiten Strömungsrichtung zusammenfällt, zumindest im Wesentlichen keulen- oder kegelförmig ausgebildet. Außerdem weist beispielsweise das Einbringelement 24 eine Längsrichtung oder Längserstreckung oder Längserstreckungsrichtung auf, welche parallel zur ersten Durchgangsrichtung und somit parallel zur ersten Strömungsrichtung und parallel zur axialen Richtung der inneren Drallkammer 20 verläuft, insbesondere mit der ersten Durchgangsrichtung und somit mit der ersten Strömungsrichtung und somit insbesondere mit der axialen Richtung der inneren Drallkammer 20 zusammenfällt. Beispielsweise verläuft die jeweilige, zweite Durchgangsrichtung senkrecht oder aber vorliegend schräg zur ersten Durchgangsrichtung und somit zur ersten Strömungsrichtung und zur axialen Richtung der inneren Drallkammer 20 und der ersten Ausströmöffnung 22.
Die innere Drallkammer 20 ist zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch ein Bauteil 28 des Brenners 12 gebildet oder begrenzt, sodass Bauteil 28 auch die erste Ausströmöffnung 22, insbesondere direkt, bildet beziehungsweise begrenzt. Somit bildet das Bauteil 28 beispielweise die Oberfläche 26. Das Bauteil 28 wird auch als Prefilmer oder Filmleger bezeichnet. Der Brenner 12 weist des Weiteren eine äußere Drallkammer 30 auf, welche zumindest einen Längenbereich und vorliegend auch die erste Ausströmöffnung 22 in um die axiale Richtung der inneren Drallkammer 20 verlaufender Umfangsrichtung der inneren Drallkammer 20, insbesondere vollständig umlaufend, umgibt. Dabei weist beispielsweise das Bauteil 28 eine Trennwand 32 auf, welche in radialer Richtung der inneren Drallkammer 20 und somit in radialer Richtung der äußeren Drallkammer 30, deren radiale Richtung mit der radialen Richtung der Drallkammer 20 zusammenfällt, zwischen den Drallkammern 20 und 30 angeordnet ist. Dadurch sind die Drallkammern 20 und 30, deren axiale Richtungen zusammenfallen, in radialer Richtung der Drallkammern 20 und 30 durch die Trennwand 32 voneinander getrennt. Die axiale Richtung der Drallkammer 20 fällt mit der axialen Richtung der Drallkammer 30 zusammen, wobei die radiale Richtung der Drallkammer 20 mit der radialen Richtung der Drallkammer 30 zusammenfällt. Die äußere Drallkammer 30 ist von einem zweiten Teil der Luft, die in dem Brenner 12 zugeführt wird, durchströmbar und dazu ausgebildet, eine zweite drallförmige Strömung des zweiten Teils der Luft zu bewirken. Die bedeutet, dass der zweite Teil der Luft die Drallkammer 30 drallförmig durchströmt und/oder drallförmig aus der Drallkammer 30 ausströmt und/oder drallförmig in die und somit in der Brennkammer 16 strömt. Insbesondere ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der zweite Teil der Luft drallförmig durch zumindest einen zweiten Teilbereich der äußeren Drallkammer 30 hindurchströmt und/oder drallförmig aus der Drallkammer 30 ausströmt und/oder drallförmig in die und somit in der Brennkammer 16 strömt.
Die äußere Drallkammer 30 weist, insbesondere genau, eine von dem die äußere Drallkammer 30 durchströmenden, zweiten Teil der Luft insbesondere entlang einer dritten Strömungsrichtung durchströmbare, zweite Ausströmöffnung 34 auf, deren dritte, mit der dritten Strömungsrichtung zusammenfallende Durchgangsrichtung, entlang welcher die Ausströmöffnung 34 von dem die Drallkammer 30 durchströmenden, zweiten Teil der Luft durchströmbar ist, vorliegend mit der axialen Richtung der Drallkammer 30 und somit der axialen Richtung der Drallkammer 20 zusammenfällt. Die dritte Durchgangsrichtung fällt mit der dritten Strömungsrichtung zusammen, entlang welcher der die äußere Drallkammer 30 durchströmende zweite Teil der Luft die Ausströmöffnung 34 durchströmt beziehungsweise durchströmen kann. Dies bedeutet insbesondere, dass die erste Durchgangsrichtung mit der dritten Durchgangsrichtung und die erste Strömungsrichtung mit der dritten Strömungsrichtung zusammenfällt, sodass vorliegend die erste Strömungsrichtung, die dritte Strömungsrichtung, die erste Durchgangsrichtung und dritte Durchgangsrichtung mit der axialen Richtung der Drallkammer 20 und mit der axialen Richtung der Drallkammer 30 zusammenfallen. In Strömungsrichtung der die Drallkammern 20 und 30, insbesondere die Ausströmöffnung 22 und 34, durchströmenden Luft ist die zweite Ausströmöffnung 34 stromab der ersten Ausströmöffnung 22 angeordnet und dabei insbesondere in Reihe beziehungsweise in Serie zu der Ausströmöffnung 22 angeordnet oder geschaltet, sodass die zweite Ausströmöffnung 34 von dem zweiten Teil der Luft, von dem ersten Teil der Luft und von dem Brennstoff durchströmbar ist. Insbesondere wird der erste Teil der Luft insbesondere aufgrund der drallförmigen ersten Strömung bereits in der Drallkammer 20 mit dem Brennstoff vermischt, insbesondere unter Bildung eines Teilgemisches. Das Teilgemisch kann die Ausströmöffnung 22 durchströmen und somit aus der Drallkammer 20 ausströmen und daraufhin die zweite Ausströmöffnung 34 durchströmen und wird mit dem zweiten Teil der Luft, insbesondere aufgrund der vorteilhaften, zweiten drallförmigen Strömung vermischt, wodurch das Gemisch besonders vorteilhaft aufbereitet wird, mithin das Teilgemisch besonders vorteilhaft mit dem zweiten Teil der Luft vermischt wird.
Es ist erkennbar, dass die Drallkammer 30 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, in radialer Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 nach innen hin durch das Bauteil 28, insbesondere durch die Trennwand 32, begrenzt ist. Dabei ist insbesondere die Drallkammer 20 in radialer Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 nach außen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch das Bauteil 28, insbesondere durch die Trennwand 32, begrenzt. In radialer Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 nach außen hin ist die äußere Drallkammer 30 zumindest teilweise insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch ein Bauelement 36 des Brenners 12 begrenzt. Insbesondere ist die Drallkammer 20 in radialer Richtung der Drallkammer 20, 30 nach außen hin zumindest teilweise durch die Oberfläche 26, insbesondere direkt, begrenzt. Die Drallkammer 30 ist in radialer Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 nach außen hin zumindest teilweise durch eine vorliegend als innenumfangseitige Mantelfläche ausgebildete, zweite Oberfläche 38, insbesondere direkt, begrenzt, wobei die zweite Oberfläche 38 insbesondere durch das Bauelement 36 gebildet ist.
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass das Bauelement 36 und das Bauteil 28 separat voneinander ausgebildete und insbesondere miteinander verbundene Bauteile sind. Dabei ist das Bauteil 28 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, in dem Bauelement 36 angeordnet. Die zweite Ausströmöffnung 34 ist beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch das Bauelement 36 begrenzt beziehungsweise gebildet oder die zweite Ausströmöffnung 22 ist beispielsweise teilweise durch das Bauelement 36 und teilweise durch das Bauteil 28, insbesondere jeweils direkt, begrenzt beziehungsweise gebildet, insbesondere im Hinblick auf den geringsten beziehungsweise kleinsten, von dem zweiten Teil der Luft durchströmbaren Strömungsquerschnitt der Ausströmöffnung 34.
Besonders gut aus Fig. 1 bis 4 ist erkennbar, dass die Brennkammer 16 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch ein Kammerelement 40 des Brenners 12, insbesondere direkt, begrenzt ist. Insbesondere weist das Kammerelement 40 eine als innenumfangsseitige Mantelfläche ausgebildete Oberfläche 42 auf, durch welche die Brennkammer 16 zumindest teilweise direkt begrenzt ist. Insbesondere ist die Brennkammer 16 in radialer Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 nach außen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend vollständig, vorzugsweise direkt durch die Oberfläche 42 begrenzt.
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen weist, wie insbesondere aus Fig. 3 erkennbar ist, das Kammerelement 40 eine Wandung 44 auf, welche in axialer Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 und somit in die erste beziehungsweise dritte Strömungsrichtung von den Ausströmöffnungen 22 und 34 beabstandet ist, wobei die Brennkammer 16 in axialer Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 und dabei in die erste beziehungsweise dritte Strömungsrichtung, mithin in ein parallel zur axialen Richtung in der jeweiligen Drallkammer 20, 30 verlaufende und von den Drallkammern 20 und 30 wegweisende Begrenzungsrichtung durch die Wandung 44, insbesondere durch eine Oberfläche 46 der Wandung 44 und somit des Kammerelements 40, begrenzt ist. Dabei ist es denkbar, dass die Oberflächen 42 und 46 Bestandteile einer innenumfangsseitigen Gesamtoberfläche des Kammerelements 40 sind. Wie besonders gut aus Fig. 3 erkennbar ist, ist die Wandung 44 von mehreren Durchgangsöffnungen 48 durchdrungen, welche die Wandung 44 vollständig durchdringt. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Durchgangsöffnungen 48 in um die jeweilige, axiale Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 verlaufender Umfangsrichtung aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnet und insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnet. Ferner sind beispielhaft die Durchgangsöffnungen 48 kreisrund und somit als Kreise ausgebildet, deren Mittelpunkte auf einem weiteren Kreis liegen, dessen Mittelpunkt auf der axialen Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 liegt. Insbesondere ist die Drallkammer 30 bezogen auf ihre axiale Richtung und somit insbesondere bezogen auf die Brennerlängsachse 25 rotationssymmetrisch ausgebildet. Das Brennerabgas aus der Brennkammer 16 kann die Durchgangsöffnungen 48 durchströmen und somit über die Durchgangsöffnungen 48 aus der Brennkammer 16 ausströmen und insbesondere an der zweiten Einleitstelle E2 in den Abgastrakt 10, das heißt in den Abgaskanal 14 einströmen.
In Fig. 4 ist erkennbar, dass die in Fig. 4 zusammenfassend mit 50 bezeichnetem, drallförmigen Strömungen in der Brennkammer 16 drallförmig verlaufen, derart, dass die drallförmigen Strömungen um die jeweilige, axiale Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 und somit um die Brennerlängsachse 25 schraubenförmig oder schraubenlinienförmig verlaufen. Ein erster Abgasteil des Brennerabgases kann beispielsweise die Durchgangsöffnung 48 durchströmen und dadurch in den Abgastrakt 10, insbesondere in den Abgaskanal 14, einströmen. Ein zweiter Abgasteil des Brennerabgases strömt beispielsweise zunächst gegen die Wandung 44 und wird dadurch mittels der Wandung 44 abgelenkt und insbesondere zurückgelenkt (Pfeil 52), insbesondere in Richtung der Oberfläche 42 und/oder der Ausströmöffnung 34, woraufhin beispielsweise zumindest ein Teil des zweiten Abgasteils die Durchgangsöffnung 48 durchströmen kann. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Gemischaufbereitung mittels der vorliegenden Rückströmung (Pfeil 52) in der Brennkammer 16 dargestellt werden.
Besonders gut aus Fig. 4, 5 und 6 sind das Bauteil 28 und das Bauelement 36 erkennbar. Beispielsweise ist das Bauteil 28 zumindest teilweise in das Bauelement 36 eingesteckt. Das Bauteil 28 und das Bauelement 36 bilden eine Drallerzeugungsvorrichtung 54 des Brenners 12. Die Drallerzeugungsvorrichtung 54 umfasst einen ersten Drallerzeuger 56, welcher auch als erste Drallerzeugungselemente bezeichnet werden und beispielsweise als erste Leitschaufeln ausgebildet sind. Dabei sind die ersten Drallerzeuger 56 erste Drallerzeuger der inneren Drallkammer 20. Außerdem weist das Bauteil 28 die ersten Drallerzeuger 56 auf. Die Drallerzeugungsvorrichtung 54 umfasst außerdem zweite Drallerzeuger 58, welche auch als zweite Drallerzeugungselemente bezeichnet werden. Insbesondere sind beispielsweise die zweiten Drallerzeuger 58 zweite Leitschaufeln. Die zweiten Drallerzeuger 58 sind zweite Drallerzeuger der äußeren Drallkammer 30. Außerdem ist es vorliegend vorgesehen, dass das Bauelement 36 die zweiten Drallerzeuger 58 aufweist. Mittels der ersten Drallerzeuger 56 wird die erste drallförmige Strömung des ersten Teils der Luft in der inneren Drallkammer 20 erzeugt, und mittels der zweiten Drallerzeuger 58 wird die zweite drallförmige Strömung des zweiten Teils der Luft in der äußeren Drallkammer 30 erzeugt. Die Drallerzeuger 56 beziehungsweise 58 sind in um die axiale Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 verlaufender Umfangsrichtung aufeinander folgend und insbesondere voneinander beabstandet angeordnet, insbesondere derart, dass in Umfangsrichtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 zwischen den Drallerzeugern 56 beziehungsweise 58 Drallkanäle 60 beziehungsweise 62 angeordnet sind. Die Drallkanäle 60 beziehungsweise 62 sind demzufolge in Umfangsrichtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnet und derart voneinander getrennt, dass in Umfangsrichtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 zwischen jeweils zwei der Drallkanäle 60 beziehungsweise 62 einer der jeweiligen Drallerzeuger 56 beziehungsweise 58 angeordnet ist. Es ist erkennbar, dass der jeweilige Drallkanal 60, 62 in Umfangsrichtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 beidseitig direkt durch jeweils zwei der Drallerzeuger 56 beziehungsweise 58 begrenzt ist. Mit anderen Worten ist beispielsweise der jeweilige Drallkanal in Umfangsrichtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 beidseitig durch jeweilige Oberflächen 64, insbesondere des Bauteils 28, direkt begrenzt.
Dementsprechend ist der jeweilige Drallkanal 62 in Umfangsrichtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 beidseitig direkt durch jeweilige Oberflächen 65, insbesondere des Bauelements 36, begrenzt. Das Bauteil 28 beziehungsweise die innere Drallkammer 20 wird auch als Prefilmer oder Filmleger bezeichnet.
Insbesondere bilden die Drallerzeuger 56 eine erste Drallerzeugungseinrichtung 55 der inneren Drallkammer 20, wobei mittels der Drallerzeugungseinrichtung 55 die erste drallförmige Strömung des ersten Teils der Luft bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird. Ferner bilden die zweiten Drallerzeuger 58 eine zweite Drallerzeugungseinrichtung 57 der äußeren Drallkammer 30, wobei mittels der zweiten Drallerzeugungseinrichtung 57 die zweite drallförmige Strömung des zweiten Teils der Luft bewirkt werden kann beziehungsweise bewirkt wird. Ferner ist erkennbar, dass die Drallerzeugungseinrichtung 55 und 57 Bestandteile der Drallerzeugungsvorrichtung 54 sind. Dabei ist die Drallerzeugungseinrichtung 55 durch das Bauteil 28 gebildet, und die Drallerzeugungseinrichtung 57 ist durch das Bauelement 36 gebildet.
Die erste Ausströmöffnung 22 endet beispielsweise in Strömungsrichtung des die erste Ausströmöffnung 22 durchströmende ersten Teils der Luft an einer vorzugsweise gezielt bearbeiteten, scharfkantigen Endkante K (Fig. 6), welche durch eine insbesondere als Festkörper ausgebildete Zerstäuberlippe 67 gebildet ist, die sich in Strömungsrichtung des die erste Ausströmöffnung 22 durchströmenden ersten Teils der Luft bis zu der Endkante K hin verjüngen kann und beispielsweise an der Endkante K endet. Dabei ist insbesondere die Zerstäuberlippe 67 Bestandteil des Bauteils 28 beziehungsweise durch das Bauteil 28 gebildet. Mit anderen Worten, um die beispielsweise als Abgasnachbehandlungseinrichtung beziehungsweise als Abgasnachbehandlungsanlage ausgebildete, insbesondere erste Komponente 11 besonders schnell und effizient aufheizen zu können, insbesondere auch dann, wenn das Abgas der Verbrennungskraftmaschine eine nur geringe Temperatur aufweist, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Ausströmöffnung 22 in Strömungsrichtung des die erste Ausströmöffnung 22 durchströmenden ersten Teils der Luft und somit in Strömungsrichtung des die erste Ausströmöffnung 22 durchströmenden Brennstoffes an der vorzugsweise gezielt bearbeiteten und dadurch scharfen beziehungsweise messerscharfen Endkante K endet, welche durch die insbesondere als Festkörper ausgebildete Zerstäuberlippe 67 gebildet ist, die sich vorzugsweise in Strömungsrichtung des die erste Ausströmöffnung 22 durchströmenden ersten Teils der Luft und somit in Strömungsrichtung des die erste Ausströmöffnung 22 durchströmenden Brennstoffes insbesondere bis zu der Endkante K hin verjüngt und insbesondere an der Endkante K endet. Dies bedeutet, dass die Zerstäuberlippe 67 eine sich in die erste Strömungsrichtung und somit insbesondere zu der Brennkammer 16 hin verjüngende Verjüngung aufweist, die, insbesondere erst, an der Endkante K endet. Hierdurch und insbesondere durch das gezielte Bearbeiten der Endkante K ist die Verjüngung beziehungsweise die Zerstäuberlippe 67 scharfkantig. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt endet die Zerstäuberlippe 67 scharfkantig, wodurch eine besonders vorteilhafte Gemischaufbereitung dargestellt werden kann.
Vorliegend ist die insbesondere messerscharfe Endkante K durch die Zerstäuberlippe 67 gebildet, die vorliegend durch das Bauteil 28 gebildet ist. Insbesondere verjüngt sich die Zerstäuberlippe 67 in Strömungsrichtung des die erste Ausströmöffnung 22 durchströmenden ersten Teils der Luft und somit in Strömungsrichtung des die erste Ausströmöffnung 22 durchströmenden Brennstoffes bis zur Endkante K hin und endet an der Endkante K.
Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das Bauteil 28, insbesondere dessen die innere Drallkammer 20 in radialer Richtung der Drallkammer 20 nach außen hin und zumindest teilweise und direkt begrenzende, innenumfangsseitige Mantelfläche (Oberfläche 26), ein Filmleger ist oder als ein Filmleger zwischen den Drallkammern 20 und 30 und somit zwischen den auch als Luftströmung bezeichneten, drallförmigen und somit verdrahten Strömungen fungiert. Insbesondere ist denkbar, dass die innenumfangsseitige Mantelfläche beziehungsweise der Filmleger durch die zuvor genannte Trennwand 32 gebildet ist. Dabei wird mittels des Einbringelements 24 der die Austrittsöffnung durchströmende und damit aus dem Einbringelement 24 ausgetretene, insbesondere ausgespritzte, Brennstoff insbesondere als ein auch als Brennstofffilm bezeichneter Film auf den Filmleger, insbesondere auf die Oberfläche 26, aufgebracht beziehungsweise auf den Filmleger zerstäubt. Durch aus der drallförmigen, ersten Strömung des ersten Teils der Luft resultierende Fliehkräfte legt sich der aus dem Einbringelement 24 ausgetretene, insbesondere ausgespritzte, und dadurch in die innere Drallkammer 20, insbesondere direkt, eingebrachte, insbesondere eingespritzte, das heißt eingedüste Brennstoff insbesondere als der zuvor genannte Film auf den Filmleger, insbesondere auf die Oberfläche 26, und fließt oder strömt stromab zu der ersten Ausströmöffnung 22 und somit zu der Endkante K. Hierdurch wird also der Brennstoff auf die Zerstäuberlippe 67 aufgebracht und zu der Endkante K gefördert oder transportiert. Vorzugsweise endet die erste Ausströmöffnung 22 an der vorzugsweise messerscharfen Endkante K, welche hier durch die zuvor beschriebene Verjüngung eine nur geringe Fläche aufweist oder bereitstellt, sodass sich an der Endkante K keine übermäßig großen Tröpfchen des Brennstoffes bilden können. Durch die entsprechende Ausgestaltung der Zerstäuberlippe 67 und insbesondere der Endkante K reißen an der Endkante K nur winzig kleine Tröpfchen des Brennstoffes ab. Mit anderen Worten entstehen aus dem zuvor genannten Brennstofffilm an der Endkante K nur besonders geringe, das heißt winzige Tröpfchen, die an der Endkante K, insbesondere von der Zerstäuberlippe 67 beziehungsweise von dem Bauteil 28, abreißen und eine entsprechend große Oberfläche aufweisen. Dieser Effekt führt zu einer besonders rußarmen Verbrennung des Gemisches in der Brennkammer 16. Hierdurch lassen sich auch ohne aufwändig erzeugte, hohe Einspritzdrücke des Brennstoffes und ohne kostenintensive Einspritzelemente winzige Tröpfchen des Brennstoffes erzeugen, sodass einerseits die Kosten des Brenners 12 besonders geringgehalten werden können. Andererseits können besonders kleine Tröpfchen des Brennstoffes erzeugt werden, sodass auch sehr kleine Leistungen des Brenners 12 dargestellt werden können.
Wie besonders gut aus Fig. 5 und 6 in Zusammenschau mit Fig. 1 und 4 erkennbar ist, ist der erste Teil der Luft der inneren Drallkammer 20 in radialer Richtung der anderen Drallkammer von außen nach innen zuführbar, mithin in radialer Richtung der inneren Drallkammer 20 von außen nach innen in die innere Drallkammer 20 einleitbar. Dabei ist der zweite Teil der Luft der äußeren Drallkammer 30 in radialer Richtung der äußeren Drallkammer 30 von außen nach innen zuführbar, mithin in radialer Richtung der äußeren Drallkammer 30 von außen nach innen in die äußere Drallkammer 30 einleitbar. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der erste Teil der Luft beziehungsweise der zweite Teil der Luft in einer jeweiligen Strömungsebene, das heißt in eine jeweilige, in der jeweiligen Strömungsebene verlaufende Einströmrichtung in die jeweilige Drallkammer 20, 30 einleitbar ist, wobei die Strömungsebene senkrecht zur axialen Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 verläuft. Dies ist bei dem Brenner 12 derart realisiert, dass der erste Teil der Luft über die Drallkanäle 60 in die Drallkammer 20 einleitbar, mithin der Drallkammer 20 zuführbar ist, wobei der zweite Teil der Luft über die Drallkanäle 62 der äußeren Drallkammer 30 zuführbar, mithin in die äußere Drallkammer 30 einleitbar ist, wobei der jeweilige Drallkanal 60 in der genannten Strömungsebene und dabei in radialer Richtung der Drallkammer 20 betrachtet von außen nach innen von dem ersten Teil der Luft durchströmbar ist, und wobei der jeweilige Drallkanal 62 in der genannten Strömungsebene und dabei in radialer Richtung der Drallkammer 30 betrachtet von außen nach innen von dem zweiten Teil der Luft durchströmbar ist.
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist es insbesondere vorgesehen, dass der jeweilige Drallkanal 60 in eine vierte Strömungsrichtung von einem jeweiligen Teil des ersten Teils der Luft und dabei in radialer Richtung der Drallkammer 20 von außen nach innen durchströmbar ist, um dadurch den ersten Teil der Luft der Drallkammer 20 zuzuführen, mithin in die Drallkammer 20 einzuleiten, wobei die vierte Strömungsrichtung in einer ersten Strömungsebene verläuft, die senkrecht zur axialen Richtung der Drallkammer 20 verläuft. Demzufolge ist der jeweilige Drallkanal 62 in eine fünfte Strömungsrichtung und dabei in radialer Richtung der Drallkammer 30 von außen nach innen von einem jeweiligen Teil des zweiten Teils der Luft durchströmbar, um dadurch den zweiten Teil der Luft der Drallkammer 30 zuzuführen, mithin in die Drallkammer 30 einzuleiten, wobei die fünfte Strömungsrichtung in einer zweiten Strömungsebene verläuft, welche senkrecht zur axialen Richtung der Drallkammer 30 verläuft. Dabei ist es denkbar, dass die erste Strömungsebene und die zweite Strömungsebene insbesondere in axialer Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 voneinander beabstandet sind, oder die Strömungsebenen fallen zusammen.
Die Drallerzeugungsvorrichtung 54 mit ihren Drallerzeugungseinrichtungen 55 und 57 und somit mit dem Bauteil 28 und dem Bauelement 36 sind in Fig. 7 in einer schematischen Längsschnittansicht gezeigt. Dabei zeigt Fig. 8 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht des auch als Filmleger oder Prefilmer bezeichneten Bauteils 28. Wie zuvor bereits angedeutet wurde, wird die Oberfläche 26 auch als innenumfangsseitige Mantelfläche bezeichnet. Mit anderen Worten ist die Oberfläche 26 eine innenumfangsseitige Mantelfläche oder durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Bauteils 28 gebildet. Wenn im Folgenden von der innenumfangsseitigen Mantelfläche die Rede ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die Oberfläche 26 des Bauteils 28 zu verstehen. Besonders gut aus Fig. 7 und 8 ist erkennbar, dass die innere Drallkammer 20 in radialer Richtung der inneren Drallkammer 20 nach außen hin direkt durch die innenumfangsseitige Mantelfläche begrenzt ist.
Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb des Brenners 12, insbesondere eine besonders hohe Leistungsfähigkeit des Brenners 12, insbesondere auch über eine hohe Lebensdauer des Brenners 12 hinweg realisieren zu können, weist der Brenner 12 eine Verschlusseinrichtung 66 auf, welche in Fig. 8 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt ist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist mittels der Verschlusseinrichtung 66 zumindest die zweite Ausströmöffnung 34 verschließbar, das heißt, fluidisch versperrbar, wodurch mittels der Verschlusseinrichtung 66 beide Drallkammern 20 und 30 von der Brennkammer 16 fluidisch getrennt werden können. Bei dem Brenner 12 ist die zweite Ausströmöffnung 34 in Strömungsrichtung der die Ausströmöffnungen 22 und 34 durchströmenden Teile der Luft stromab der inneren Drallkammer 20 angeordnet, so dass durch Verschließen, das heißt, durch fluidisches Versperren der zweiten Ausströmöffnung 34 beide Drallkammern 20 und 30 fluidisch von der Brennkammer 16 getrennt werden können. Mit anderen Worten, ist bezogen auf die Ausströmöffnungen 22 und 34 zumindest die zweite Ausströmöffnung 34 mittels der Verschlusseinrichtung 66 verschlossen, das heißt, fluidisch versperrt, so sind dadurch beide Drallkammern 20 und 30 von der Brennkammer 16 fluidisch getrennt. Dadurch kann beispielsweise dann, wenn der Brenner 12 deaktiviert ist, während sich die Verbrennungskraftmaschine in ihrem befeuerten Betrieb befindet, kein Motorabgas der Verbrennungskraftmaschine von der Brennkammer 16 durch die Ausströmöffnungen 22, 34 hindurchströmen, so dass das Motorabgas nicht in die Drallkammern 20 und 30 einströmen und insbesondere auch nicht zu dem Einbringelement 24 vordringen kann. Dadurch kann vermieden werden, dass es zu einer unerwünschten Ablagerung von Rußpartikeln in der jeweiligen Drallkammer 20, 30 oder an dem Einbringelement 24 kommt.
Bei der in Fig. 8 gezeigten, ersten Ausführungsform weist die Verschlusseinrichtung 66 ein Verschlusselement 68 auf, welches relativ zu den Drallkammern 20 und 30 zwischen einer zumindest die zweite Ausströmöffnung 34 verschließenden Schließstellung und wenigstens einen die Ausströmöffnungen 22 und 34 freigebenden, in Fig. 8 gezeigten Offenstellung um eine Schwenkachse S verschwenkbar ist. In der Schließstellung ist ein Verschlusszustand der Verschlusseinrichtung 66 eingestellt oder bewirkt, da in der Schließstellung mittels des Verschlusselements 68 und somit mittels der Verschlusseinrichtung 66 zumindest die zweite Ausströmöffnung 34 verschlossen ist, wodurch die Drallkammern 20 und 30 von der Brennkammer 16 fluidisch getrennt sind. In der Offenstellung ist ein Freigabezustand der Verschlusseinrichtung 66 bewirkt oder eingestellt, da in der Offenstellung das Verschlusselement 68 und somit die Verschlusseinrichtung 66 die Ausströmöffnungen 22 und 34 freigeben. Hierdurch sind die Drallkammern 20 und 30 fluidisch mit der Brennkammer 16 verbunden. Bei der ersten Ausführungsform ist das Verschlusselement 68 beispielsweise an einem Schwenkhebel 70 gehalten, welcher zusammen mit dem Verschlusselement 68 um die Schwenkachse S relativ zu den Drallkammern 20 und 30 zwischen der Schließstellung und der Offenstellung verschwenkbar ist. Die Schwenkachse S kann beispielsweise an einer Anti- Rezirkulationsplatte 76 des Brenners 12 in der Brennkammer 16 vorgesehen werden. Dies ist in Fig. 8 durch einen Pfeil 72 veranschaulicht. In Fig. 8 ist eine insbesondere gedachte Bewegungsbahn mit 74 veranschaulicht, wobei beispielsweise ein insbesondere an einem Ende des Schwenkhebels 70 angeordneter Punkt des Schwenkhebels 70 die Bewegungsbahn 74 beschreibt beziehungsweise entlang der Bewegungsbahn 74 bewegt wird, wenn der Schwenkhebel 70 und mit diesem das Verschlusselement 68 um die Schwenkachse S relativ zu den Drallkammern 20 und 30 zwischen der Offenstellung und der Schließstellung verschwenkt werden.
Dabei ist die Schwenkachse S parallel zur Brennerlängsachse 25 des Brenners 12 angeordnet.
Fig. 9 zeigt in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine zweite Ausführungsform der Verschlusseinrichtung 66. Bei der zweiten Ausführungsform ist das Verschlusselement 68 in der in Fig. 9 gezeigten Schließstellung derart angeordnet, dass das Verschlusselement 68 in der Schließstellung sowohl die zweite Ausströmöffnung 34 als auch die erste Ausströmöffnung 22 durchdringt. Dabei ist das Verschlusselement 68 außenumfangsseitig kegelförmig ausgebildet, wodurch die Ausströmöffnungen 22 und 34 vorteilhaft verschlossen, das heißt, abgedichtet und in der Folge die Drallkammern 20 und 30 besonders gut fluidisch von der Brennkammer 16 getrennt werden können beziehungsweise in der Schließstellung getrennt sind. Aus Fig. 9 ausschnittsweise erkennbar ist auch die Anti-Rezirkulationsplatte 76, durch welche beispielsweise zwei auch als Teilbereiche bezeichnete Teile 78 und 80 der Brennkammer 16 insbesondere in axialer Richtung der jeweiligen Drallkammer 20, 30 und somit in Strömungsrichtung des die jeweilige Ausströmöffnung 22, 34 durchströmenden Teils der Luft zumindest teilweise voneinander getrennt sind. Die Anti-Rezirkulationsplatte 76 kann vermeiden, dass die Teile der Luft und der Brennstoff, nachdem sie die Ausströmöffnung 34 durchströmt und in die Brennkammer 16, aber insbesondere in den Teilbereich 80 eingeströmt sind, von dem Teilbereich 80 zurück in Richtung der Drallkammern 20 und 30 und somit von dem Teilbereich 80 in den Teilbereich 78 strömen. Es ist erkennbar, dass zumindest ein Längenbereich der äußeren Drallkammer 30 in der Anti-Rezirkulationsplatte 76 angeordnet und somit insbesondere in Umfangsrichtung der äußeren Drallkammer 30 insbesondere vollständig umlaufend von der Anti-Rezirkulationsplatte 76 umgeben ist.
Schließlich zeigt Fig. 10 eine dritte Ausführungsform der Verschlusseinrichtung 66. Bei der dritten Ausführungsform weist die Verschlusseinrichtung 66 eine Irisblende 82 auf, welche zwischen einer den Verschlusszustand der Verschlusseinrichtung 66 bewirkenden oder einstellenden Sperrstellung und wenigstens einer, den Freigabezustand der Verschlusseinrichtung 66 bewirkenden oder einstellenden Freigabestellung verstellbar ist. In der Sperrstellung ist mittels der Irisblende 82 zumindest die Ausströmöffnung 34 fluidisch versperrt, so dass in der Sperrstellung mittels der Irisblende 82 die Drallkammern 20 und 30 fluidisch von der Brennkammer 16 getrennt sind. In der Freigabestellung gibt die Irisblende 82 beide Ausströmöffnungen 22 und 34 frei, so dass in der Freigabestellung die Drallkammern 20 und 30 insbesondere über die Ausströmöffnungen 22 und 34 fluidisch mit der Brennkammer 16 verbunden sind. Aus Fig. 10 ist erkennbar, dass die Irisblende 82 beispielsweise einen insbesondere eigensteifen und somit formstabilen Ring 88 und insbesondere eigensteife Lamellen 90 aufweist, welche verschwenkbar an dem Ring 88 gehalten sind. Die Lamellen 90 können wahlweise in radialer Richtung der jeweiligen Drallkammern 20, 30 relativ zu dem Ring 88 und somit relativ zu den Drallkammern 20 und 30 nach außen oder nach innen verschwenkt werden. Durch Verschwenken der Lamellen 90 nach außen wird die Irisblende 82 geöffnet, mithin in ihre Freigabestellung verstellt. Durch Verschwenken der Lamellen 90 nach innen wird die Irisblende 82 geschlossen, mithin in ihre Sperrstellung verstellt. Beispielsweise ist die Irisblende 82 über ihren Ring 88 an der Drallkammer 30 beziehungsweise an dem Bauelement 36 gehalten. Der Ring 88 kann somit separat von dem Bauelement 36 ausgebildet und mit dem Bauelement 36 verbunden sein, oder der Ring 88 ist beispielsweise durch das Bauelement 36 gebildet, mithin einstückig mit dem Bauelement 36 gebildet, so dass beispielsweise das Bauelement 36 und der Ring 88 einstückig miteinander ausgebildet, das heißt, aus einem einzigen Stück gebildet sein können. Somit wäre es mit anderen Worten denkbar, dass die Lamellen 90 verschwenkbar an dem Bauelement 36 gehalten sind. Bezugszeichenliste
10 Abgastrakt
11 Komponente
12 Brenner
14 Abgaskanal
15 Zuströmleitung
16 Brennkammer
18 Zündeinrichtung
20 innere Drallkammer
22 erste Ausströmöffnung
24 Einbringelement
25 Brennerlängsachse
26 Oberfläche
28 Bauteil
30 äußere Drallkammer
32 Trennwand
34 zweite Ausströmöffnung
36 Bauelement
38 Oberfläche
40 Kammerelement
42 Oberfläche
44 Wandung
46 Oberfläche
48 Durchgangsöffnung
50 Strömungen
52 Pfeil
54 Drallerzeugungsvorrichtung
55 erste Drallerzeugungseinrichtung
56 erster Drallerzeuger
57 zweite Drallerzeugungseinrichtung
58 zweiter Drallerzeuger
60 erster Drallkanal
62 zweiter Drallkanal
64 Oberfläche 6 Verschlusseinrichtung 8 Verschlusselement
70 Schwenkhebel
72 Pfeil
74 Bewegungsbahn
76 Anti-Rezirkulationsplatte
78 Teil
80 Teil
82 Irisblende
88 Ring
90 Lamelle E Einleitstelle S Schwenkachse

Claims

Patentansprüche Brenner (12) für einen von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs durchströmbaren Abgastrakt (10), mit:
- einer Brennkammer (16), in welcher ein Luft und einen Brennstoff umfassenden Gemisch zu zünden und dadurch zu verbrennen ist,
- einer von einem ersten Teil der Luft durchströmbaren, inneren Drallkammer (20), welche eine erste Drallerzeugungseinrichtung (55), mittels welcher eine drallförmige Strömung (50) des ersten Teils der Luft bewirkbar ist, und eine von dem die innere Drallkammer (20) durchströmenden ersten Teil der Luft durchströmbare, erste Ausströmöffnung (22) aufweist, über welche der erste Teil der Luft aus der inneren Drallkammer (20) abführbar ist,
- einem von dem Brennstoff durchströmbaren Einbringelement (24), mittels welchem der Brennstoff in die innere Drallkammer (20) einbringbar ist, deren erste Ausströmöffnung (22) auch von dem aus dem Einbringelement (24) abgeführten Brennstoff durchströmbar ist, und
- einer zumindest einen Längenbereich der inneren Drallkammer (20) in Umfangsrichtung der inneren Drallkammer (20) umgebenden, von einem zweiten Teil der Luft durchströmbaren, äußeren Drallkammer (30), welche eine zweite Drallerzeugungseinrichtung (57), mittels welcher eine drallförmige Strömung (50) des zweiten Teils der Luft bewirkbar ist, und eine von dem die äußere Drallkammer (30) durchströmenden zweiten Teil der Luft, von dem die erste Ausströmöffnung (22) durchströmenden Brennstoff und von dem die innere Drallkammer (30) und die erste Ausströmöffnung (22) durchströmenden ersten Teil der Luft durchströmbare, zweite Ausströmöffnung (34) aufweist, über welche die Teile der Luft und der Brennstoff in die Brennkammer (16) einleitbar sind, wobei eine Verschlusseinrichtung (66) vorgesehen ist, mittels welcher unter Verschließen zumindest der zweiten Ausströmöffnung (34) die Drallkammern (20, 30) von der Brennkammer (16) fluidisch trennbar sind und
- die Verschlusseinrichtung (66) ein Verschlusselement (68) aufweist, welches relativ zu den Drallkammern (20, 30) zwischen einer zumindest die zweite Ausströmöffnung (34) verschließenden Schließstellung und wenigstens einer die Ausströmöffnungen (22, 34) freigebenden Offenstellung bewegbar ist, in welcher die Drallkammern (20, 30) fluidisch mit der Brennkammer (12) verbunden sind und
- das Verschlusselement (68) zwischen der Schließstellung und der Offenstellung um eine Schwenkachse (S) translatorisch bewegbar oder verschwenkbar ist und
- die Schwenkachse (S) parallel zu einer Brennerlängsachse (25) des Brenners (12) angeordnet ist. Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist, und mit einem von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt (10), welcher wenigstens einen Brenner (12) nach Anspruch 1 aufweist.
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