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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit einem System zur Nachbehandlung
von Motorabgasen von Großdieselmotoren
in Fahrzeugen und stationären
Dieselmotoren, das zwischen einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung einen
Rußpartikelfilter,
einen Oxidationskatalysator, eine HC-Regeneration, einen Regenerationsbrenner
für den
Rußpartikelfilter
und/oder eine Stickoxidreduktionseinrichtung (SCR-System) aufweist.
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Beim
Betrieb von Dieselmotoren entstehen verschiedene Schadstoffe, beispielsweise
Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO), Russpartikel (PM) und
Stickoxide (NOx, d. h. NO und NO2). Zur Beseitigung der verschiedenen Schadstoffe
sind unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren bekannt. Kohlenwasserstoffe
und Kohlenmonoxid werden z. B. mit einem Oxidationskatalysator umgewandelt. Für die Reduktion
der Rußpartikel
werden beispielsweise Dieselpartikelfilter eingesetzt, die in der
Regel die emittierten Partikel um bis zu 99% zurückhalten, wobei die Reinigung
(Regeneration) des Filters ein grundlegendes Problem darstellt.
Stickoxide können mit
einem NOx-Reduktionssystem beseitigt werden. Je
nach geforderter NOx-Reduktionsrate kommen verschiedene
Technologien zum Einsatz, z. B. SCR-Systeme, Abgasrückführung, Wassereindüsung. Es
hat sich jedoch gezeigt, dass die verschiedenen Maßnahmen
unterschiedliche Anforderungen an die Motorabgase, insbesondere
die Temperatur der Motorabgase stellen. Beispielsweise ist eine HC-Regeneration
in Kombination mit einem Oxidationskatalysator nur sinnvoll bei
Temperaturen über 200°C. Jedoch
kann es auch dabei zu einem sogenannten HC-Schlupf kommen, d. h. zu einem Ausstoß ungefilterter
Kohlenwasserstoffe. Bei einer zu heißen Verbrennung kann es zur
Bildung von Stickoxiden kommen. Ein weiteres Problem besteht darin, dass
sich der Dieselpartikelfilter, d. h. der Rußpartikelfilter umso schneller
zusetzt, je niedriger die Abgastemperaturen sind. Bei einem zugesetzten
Filter kann es zu einem vollständigen
Verstopfen der Abgasführung
und damit zu einem Ausfall des Motors kommen. Bei einem Nebenstromfilter
kann das vollständige
Verstopfen der Abgasführung
zwar vermieden werden, jedoch entfällt bei einem zugesetzten Nebenfilter
dessen Filterleistung. Zur Reinigung des Partikelfilters sind verschiedene
Maßnahmen
bekannt, bei denen die Rußpartikel
abgebrannt werden. Dazu erfolgt beispielsweise das Senken der Zündtemperatur
der Rußpartikel,
damit diese leichter verbrennen können. Zum Senken der Zündtemperatur wird
beispielsweise ein Additiv dem Kraftstoff beigemischt, so dass die
Partikel auch bei niedrigeren Abgastemperaturen verbrennen. Eine
andere Maßnahme
sieht vor, die Abgastemperatur dadurch zu erhöhen, dass dem Motor möglichst
viel Leistung abverlangt wird, beispielsweise durch das Aktivieren
möglichst
vieler Verbraucher wie Heizung oder Klimaanlage. Eine weitere Maßnahme ist
das aktive Abbrennen mittels eines separaten Brenners, der die Russpartikel
soweit erhitzt, dass diese abbrennen. Dies bedingt jedoch in der
Regel einen möglichst
geringen Volumenstrom, weshalb dieser Vorgang üblicherweise dann ausgeführt wird,
wenn der Motor nicht in Betrieb ist. Normalerweise werden die verschiedenen Komponenten
je nach Anwendungsfall eingesetzt, wobei in der Regel jeweils separate
Konzepte der Abgasreinigungsanlage in Fahrzeuge oder entsprechende
stationäre
Vorrichtungen mit Dieselmotoren zu integrieren sind. Beispielsweise
wird ein Stadtbus in Frankfurt am Main mit einem aktiven Brenner
zur Regeneration des Rußpartikelfilters
ausgerüstet,
da es aufgrund der geographischen Situation in der Regel nicht zu
erhöhten
Abgastemperaturen kommt, um das Abbrennen der Partikel zu bewirken.
Der gleiche Motor kann für
den gleichen Bustyp aber auch für
unterschiedliche Lastprofile eingesetzt werden. Für beispiels weise
den Einsatz als Stadtbus in Stuttgart ist der aktive Brenner nicht
erforderlich, da es aufgrund der Talkessellage der Innenstadt öfter zu
ausreichend hohen Abgastemperaturen kommt. Eventuell kann der Motor
zur Abgasreinigung zusätzlich
mit einer Stickoxidreduktionseinrichtung versehen werden. Als weiteres
Beispiel für
unterschiedliche Anwendungsfälle
seien Diesellokomotiven genannt, bei denen sich die Anforderungen
für den
Rangierbetrieb völlig
von den Anforderungen für
einen normalen Zugbetrieb unterschieden. Auch Dieselmotoren von Baumaschinen
werden zwar mit Abgasreinigungsanlagen ausgerüstet, aufgrund unterschiedlicher
Einsatzgebiete und Betriebsarten ist eine optimale Abgasreinigung
jedoch nicht immer vorhanden. Da zur Anpassung der Abgasreinigung
an das zu erwartende Einsetzgebiet eine individuelle Zusammenstellung der
einzelnen Reinigungsvorrichtungen und Reinigungsstrategien erforderlich
ist, bedeutet dies einen hohen Planungs- und Montageaufwand, sowie
Mehrkosten aufgrund der erforderlichen Zulassungsverfahren. Es hat
sich gezeigt, dass der Mehraufwand in der Regel dazu führt, dass
seitens der Eigentümer oftmals
auf eine effiziente Abgasreinigung verzichtet wird und die bei gleichen
Fahrzeugtypen verwendeten Abgasreinigungsanlagen aufgrund unterschiedlicher
Einsatzgebiete eine effiziente Abgasreinigung nicht immer gewährleisten
können.
Neben den bereits erwähnten
Bussen, Lokomotiven und Baufahrzeugen gilt dies selbstverständlich auch
für andere Einsatzgebiete
von Dieselmotoren, und insbesondere Großdieselmotoren, z. B. in Lastkraftwagen
und Schiffen, sowie für
stationäre
Dieselmotoren, z. B. in Notstromaggregaten oder Blockheizkraftwerken.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein System
zur Nachbehandlung von Motorabgasen von Großdieselmotoren zur Verfügung zu
stellen, mit dem eine effiziente Abgasreinigung einfach erreicht
werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch ein System der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch
variierbar ist, dass der Rußpartikelfilter
je nach Anwendungsfall und Abgasqualität mit dem Oxidationskatalysator,
der HC-Regeneration, dem Regenerationsbrenner und/oder der Stickoxidreduktionseinrichtung
als Modul frei kombinierbar ist.
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Der
Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht
darin, dass das System grundsätzlich
die Möglichkeit
bietet, auf verschiede Anwendungen reagieren zu können. Der
Modulgedanke umfasst dabei, dass bereits im Vorfeld Vorkehrungen
für den
Einbau der verschiedenen Komponenten getroffen worden sind, so dass
eine freie Kombinierbarkeit gewährleistet
ist. Die individuelle Zusammenstellung des Moduls, d. h. eine für den Anwendungsfall
angepasste Konfiguration, kann bei der Fahrzeugherstellung oder
im Anlagenbau auf einfache Weise berücksichtigt werden. Auch die
nachträgliche
Umrüstung
mit einem Modul ist einfach möglich.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Modul ein Gehäuse
auf, bei dem an der Eintrittsöffnung
ein erster Flansch vorgesehen ist, an welchem der Oxidationskatalysator
innerhalb des Gehäuses
befestigbar ist, und Aufnahmemöglichkeiten für den Rußpartikelfilter
und den Regenerationsbrenner innerhalb des Gehäuses vorgesehen sind. Durch das
Gehäuse
wird das Volumen vorgegeben, das für den Einbau der verschiedenen
Komponenten erforderlich ist. Dies erleichtert die Planung, da die äußeren Rahmenbedingungen
für den
Einbau innerhalb eines Fahrzeugs auch bei unterschiedlicher Kombination
der Komponenten gleich sind.
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Vorzugsweise
ist an der Außenseite
des ersten Flansches eine Anschlussleitung befestigt, die eine Muffe
aufweist, an wel cher die HC-Regeneration anschließbar ist.
Durch die Anordnung der HC-Regeneration vor den anderen Komponenten
des Systems wird der HC-Schlupf weitestgehend ausgeschlossen.
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Weiter
bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei
welcher das Gehäuse
eine Auslassöffnung
mit einem zweiten Flansch aufweist und die Stickoxidreduktionseinrichtung
stromabwärts
an dem zweiten Flansch befestigbar ist. Dadurch kann das Gehäuse eine
möglichst
kompakte Bauform aufweisen, um es auch bei engen räumlichen
Verhältnissen
anwenden zu können.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
weist das Modul zur Überbrückung des
Rußpartikelfilters
eine Bypassleitung mit einem Bypassventil auf, dass die Bypassleitung
beim Überschreiten
eines Grenzdrucks freigibt. Dadurch ist das System in der Lage,
die volle Funktionsfähigkeit
des Motors auch bei einem zugesetzten Rußpartikelfilter, d. h. bei
einer mangelhaften Filterleistung, zu gewährleisten. Dies ist insbesondere
für die
diejenigen Motoren von Bedeutung, bei denen ein Ausfall der Motorleistung
beispielsweise aus Sicherheitsgründen
unbedingt vermieden werden muss, z. B. bei Schiffen, deren Manövrierfähigkeit
auf fließenden
Gewässern stets
gewährleistet
sein muss, oder bei Notstromaggregaten von z. B. Krankenhäusern, Kraftwerken oder
Produktionsanlagen, bei denen ein Ausfall fatale Folgen hat.
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Um
eine Schallbelästigung
bei einem überbrückten Rußpartikelfilter
auszuschließen,
mündet die
Bypassleitung vorzugsweise in einen Schalldämpfer, der innerhalb des Gehäuses vor
der Auslassöffnung
angeordnet ist. Der Schalldämpfer
entspricht dabei in seiner schalldämpfenden Wirkung beispielsweise
mindestens derjenigen des Rußpartikelfilters.
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Vorzugsweise
ist das Bypassventil stromabwärts
des Oxidationskatalysators vorgesehen, um eine Beseitigung der Kohlenwasserstoffe
und des Kohlenmonoxids auch bei ausgefallenem Rußpartikelfilter zu gewährleisten.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist das Bypassventil durch eine Verschlussplatte ausgebildet, die
bei Überschreiten
eines bestimmten Drucks zerbricht. Ein derartiges Bypassventil ist
einfach herzustellen und bedarf keiner zusätzlichen Drucküberwachung,
beispielsweise durch elektronische Sensoren. Bei der Verschlussplatte
handelt es sich um ein kostengünstiges
Bauteil, das auch leicht ausgewechselt werden kann, wenn es aufgrund
eines nicht richtig vorhergesehen Betriebs öfter zu einem Zusetzen des
Rußpartikelfilters
und damit zu einer Aktivierung des Bypassventils kommen sollte.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
sind an einem Motor mehrere Module angeschlossen, die in Strömungsrichtung
der Abgase parallel geschaltet sind. Dadurch kann das System für Motoren
mit unterschiedlichen Leistungen verwendet werden, da sich über die
Addition mehrerer Module eine Anpassung an die Motorleistung vornehmen lässt. Wenn
beispielsweise ein Modul für
200 bis 400 Kilowatt Leistung ausgelegt wird, erfolgt bei einem Motor
mit einer Leistung von z. B. 1100 Kilowatt eine Addition von fünf Modulen,
die, wie bereits erwähnt, parallel
geschaltet sind.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform,
bei der ein Sammelrohr vorgesehen ist, an dem die mehreren, in Strömungsrichtung
der Abgase parallel geschaltete Module angeschlossen sind. Dadurch
wird der Anschluss an den Motor vereinfacht, da von diesem in der
Regel eine einzeige Abgasleitung wegführt, die dann an das Sammelrohr
angeschlossen wird.
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Weiter
bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei
der zwischen dem Sammelrohr und den mehreren Modulen jeweils eine
individuell regelbare Drosselklappe vorgesehen ist. Dadurch kann
in Abhängigkeit
vom zulässigen
Abgasgegendruck eine optimale Auslastung der Reinigungsmodule erfolgen.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
ist während
des Fahrzeugsbetriebs wenigstens ein Modul durch Schließen der
jeweiligen Postklappe zur Regeneration des Rußpartikelfilters des jeweiligen
Moduls vorübergehend
von der Abgasreinigung abkoppelbar, um die Rußpartikelfilter auch während des
laufenden Betriebs regenerieren zu können, beispielsweise durch
Kraftstoffeinspritzung. Zur Regeneration erfolgt eine Verbrennung
der gefilterten Partikel durch Erhitzung des Rußes auf dessen Zündtemperatur
von ca. 600°C,
wobei der Ruß zu
ungiftigem CO2 oxidiert.
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Nachfolgend
wird anhand der beigefügten Zeichnungen
näher auf
Ausführungsbeispiele
der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
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1 ein
Modul des erfindungsgemäßen Systems
zur Nachbehandlung von Motorabgasen von Großdieselmotoren in einer perspektivischen
Ansicht, mit einem Rußpartikelfilter
und einer HC-Regeneration, einem Oxidationskatalysator, einem Regenerationsbrenner
für den
Rußpartikelfilter
sowie einer Stickoxidreduktionseinrichtung;
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2 das
Modul nach 1 in einer anderen Konfiguration,
nämlich
ohne die Stickoxidreduktionseinrichtung;
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3 das
Modul nach 1 ohne die Stickoxidreduktionseinrichtung
in einer Seitenansicht;
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4 das
Modul nach 3 in einer perspektivischen
Ansicht;
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5 das
Modul nach 4 in einem Längsschnitt entlang der Schnittlinie
A in 7;
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6 das
Modul nach 5 in einer weiteren Seitenansicht;
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7 das
Modul nach 5 in einer Draufsicht;
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8 und 9 das
Modul mit einem Rußpartikelfilter;
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10 bis 12 das
Modul mit einem Rußpartikelfilter
und einem Regenerationsbrenner für
den Rußpartikelfilter;
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13 und 14 das
Modul mit einem Rußpartikelfilter
und einem Oxidationskatalysator;
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15 und 16 das
Modul mit einem Rußpartikelfilter,
einer HC-Regeneration und einem Oxidationskatalysator;
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17 und 18 das
Modul mit einem Rußpartikelfilter,
einem Oxidationskatalysator und einem Regenerationsbrenner für den Rußpartikelfilter; und
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19 eine
Vorrichtung zur Abgasbehandlung mit mehreren in Serie geschalteten
Modulen des Systems nach 2.
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In 1 ist
ein System zur Nachbehandlung von Motorabgasen von Großdieselmotoren
in Fahrzeugen und stationären
Dieselmotoren gezeigt. Das System ist als Modul 10 aufgebaut,
bei dem in 1 zwischen einer Eintrittsöffnung 12 und
einer Austrittsöffnung 14 ein
Rußpartikelfilter 16,
ein Oxidationskatalysator 18, eine HC-Regeneration 20,
ein Regenerationsbrenner 22 für den Rußpartikelfilter 16 und eine
Stickoxidreduktionseinrichtung 24 gezeigt sind. Je nach
Anwendungsfall und Abgasqualität
kann der Rußpartikelfilter 16 mit
dem Oxidationskatalysator 18, der HC-Regeneration 20,
den Regenerationsbrenner 22 und/oder der Stickoxidreduktionseinrichtung 24 frei
kombiniert werden.
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Dazu
weist das Modul 10 ein Gehäuse 26 auf, bei dem
an der Eintrittsöffnung 12 ein
erster Flansch 28 vorgesehen ist, an welchem der Oxidationskatalysator 19 innerhalb
des Gehäuses 26 befestigt
ist. An der Außenseite
des ersten Flansches 28 ist eine Anschlussleitung 30 befestigt,
die eine Muffe 32 aufweist, an welcher die HC-Regeneration 20 angeschlossen
ist. Weiterhin sind innerhalb des Gehäuses 26 Aufnahmemöglichkeiten
für den
Rußpartikelfilter 16 und
den Regenerationsbrenner 22 vorgesehen.
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Das
Gehäuse 26 weist
weiter eine Auslassöffnung 34 mit
einem zweiten Flansch 36 auf, an dem die Stickoxidreduktionseinrichtung 24 stromabwärts befestigt
ist.
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Da
es während
des Betriebs unter ungünstigen
Umständen
vorkommen kann, dass sich der Rußpartikelfilter 16 im
Laufe der Zeit zusetzt, was zu einer Verstopfung des Systems führt, ist eine
Bypassleitung 40 mit einem Bypassventil 42 vorgesehen, das
beim Überschreiten
eines Grenzdrucks die Bypassleitung 40 freigibt. Die Bypassleitung 40 ist
in 1 und 2 als geschlossener Gehäusebereich ausgebildet.
Die Bypassleitung 40 mündet
in einen Schalldämpfer 43,
der vor der Auslassöffnung 34 des Gehäuses 26 angeordnet
ist. Durch den Schalldämpfer 43 wird
eine Schalldämpfung
des Moduls 10 auch bei verstopftem Rußpartikelfilter 16 gewährleistet. Das
Bypassventil 42 ist stromabwärts des Oxidationskatalysators 18 vorgesehen,
so dass sichergestellt ist, dass alle Abgase durch letzteren gereinigt werden.
Um auf eine aufwändige
und anfällige
Mechanik verzichten zu können,
ist das Bypassventil 42 im wesentlichen durch eine Verschlussplatte 44 ausgebildet,
die bei Überschreiten
eines bestimmten Drucks zerbricht. Der geschlossene Gehäusebereich ist
oberhalb des Bypassventils 42 mit einer Revisionsklappe 45 versehen,
um den Austausch der Verschlussplatte 44 zu erleichtern.
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Das
ungereinigte Abgas tritt durch die Eintrittsöffnung 12 in das System
ein, wobei sich am Eingang ein Twister 46 befindet. Zu
Beginn erfolgt die HC-Regeneration 20, beispielsweise durch
Einsprühen
von Kraftstoff, wozu an der HC-Regeneration 20 ein Anschluss 48 vorgesehen
ist. Danach durchströmt
das Abgas den Oxidationskatalysator 18, bei welchem es
sich z. B. um ein mit offenen Kanälen strukturiertes Bauteil
handelt, das beispielsweise aus plissierten Metallplatten, aus keramischen
Vollextrudaten oder aus Metalldrahtgestrick hergestellt ist. Die Oberfläche ist
mit Platin beschichtet, das mit dem vorbeiströmenden Abgas reagiert. Das
Abgas tritt über
den Oxidationskatalysator 18 in das Innere des Gehäuses 26 ein
und strömt
entlang des Rußfilters 16.
Das Abgas strömt
weiter durch den Rußpartikelfilter 16,
bei dem es sich beispielsweise um einen Sintermetallfilter handelt,
der den Vorteil aufweist, dass er im Vergleich zu sogenannten Wall-flow
Filtern mehr Ruß und
Asche speichern kann und der Druckanstieg beim Zusetzen flacher
verläuft.
Dadurch eignet sich der Filter besser für den Betrieb mit Treibstoffen,
die einen hohen Schwefelgehalt haben, z. B. Marine Diesel Fuel,
und für
den Betrieb mit Biokraftstoffen. Mit einem Sintermetallfilter können außerdem längere Wartungsintervalle
erreicht werden. Der Rußpartikelfilter 16 kann
z. B. mit einer geeigneten Auffangwanne mittels Wasser oder mit
einer geeigneten Absaugmöglichkeit
auch mittels Druckluft gereinigt, d. h. vor allem von Asche befreit
werden. Das Gehäuse 26 ist
mit einer horizontal oberhalb des Rußfilters 16 verlaufenden
Abdeckung 50 versehen, in der Öffnungen 52 vorgesehen
sind, damit das Abgas 16 aus dem Rußfilter in den oberen Bereich
des Gehäuses 26 gelangen
kann. Anschließend
tritt das Abgas aus der Austrittsöffnung 34 aus, wo
es entweder zu einem Endrohr der Abgasanlage des Fahrzeugs geleitet
wird, siehe 2, oder zur Stickoxidreduktionseinrichtung 24,
wie in 1 gezeigt. Die Stickoxidreduktion erfolgt beispielsweise
durch Einsprühen
eines Additivs, z. B. Harnstofflösungen. Nach
dem Passieren der Stickoxidreduktionseinrichtung 24 gelangt
das gereinigte Abgas über
die Austrittsöffnung 14 und
das nicht gezeigte Endrohr der Abgasanlage des Fahrzeugs ins Freie.
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In
den folgenden Zeichnungen wird die freie Kombinierbarkeit des Systems
anhand einiger beispielhafter Zusammenstellungen aufgezeigt.
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In 3 bis 7 ist
eine Konfiguration des Moduls nach 2 gezeigt,
die mit allen Komponenten bestückt
ist. Je nach Anwendungsfall können aber
auch Komponenten weggelassen werden, die für die Erzielung bestimmter
Abgaswerte nicht erforderlich sind oder bei bestimmten Kraftstoffen
nicht eingesetzt werden dürfen.
Die in den 3 bis 7 gezeigte
Kombination zeichnet sich durch ein flexibles Lastprofil bei maxi maler
Reinigungsmöglichkeit aus.
Aufgrund der HC-Regeneration 20 und des Oxidationskatalysators 18 können Biokraftstoffe
und Kraftstoffe mit hohem Schwefelgehalt nicht verwendet werden.
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Ein
sogenanntes Standardsystem, bei dem das Modul 10 lediglich
mit dem Rußpartikelfilter 16 ausgestattet
ist, d. h. ohne Schalldämpfer,
Bypass, Regenerationsbrenner, Oxidationskatalysator und HC-Regeneration,
ist in den 8 und 9 dargestellt.
Bei dieser Standardversion erfolgt im Verhältnis zu der in den 3 bis 7 gezeigten
Variante eine weniger effiziente Reinigung. Die Standardversion
erlaubt jedoch die Verwendung von Biokraftstoffen und Kraftstoffen
mit hohem Schwefelgehalt. Die Reinigung des Rußpartikelfilters 16 erfolgt
entweder manuell oder dadurch, dass die Abgastemperatur zumindest
gelegentlich die Zündtemperatur
der Rußpartikel
erreicht.
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In
den 10 bis 13 ist
eine weitere Variante gezeigt, bei welcher der Rußpartikelfilter 16 mit dem
Regenerationsbrenner 22 kombiniert ist. Zusätzlich ist
eine Volumenstromklappe 54 vorgesehen, die an dem ersten
Flansch 28 des Gehäuses 26 befestigt
ist. Da der Brenner 22 die Reinigung des Rußpartikelfilters 16 gewährleistet,
eignet sich diese Kombination für
Anwendungsfälle,
in denen die Abgastemperaturen die Zündtemperatur nicht erreichen,
d. h. für
Fälle mit
permanent niedrigen Abgastemperaturen. Ebenso wie die vorhergehende
Kombination können
Biokraftstoffe und Kraftstoffe mit hohem Schwefelgehalt verwendet
werden.
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In 13 und 14 verfügt das Modul
neben dem Rußpartikelfilter 16 zusätzlich über den
Oxidationskatalysator 18. Diese passive Variante eignet sich
für alle
Anwendungsfälle,
bei denen kontinuierlich eine hohe Abgastemperatur gewährleistet ist,
damit es zu einer katalytischen Reinigung durch den Oxidationskatalysator 18 kommt.
Aufgrund der hohen Abgastemperatur ist auch die Reinigung des Rußpartikelfilters 16 sichergestellt.
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In
der in 15 und 16 gezeigten
Konfiguration sind die HC-Regeneration 20 und
der Oxidationskatalysator 18 mit dem Rußpartikelfilter 16 kombiniert,
so dass sich diese Variante dank der HC-Regeneration auch dann eignet,
wenn hohe Abgastemperaturen nicht ununterbrochen gewährleistet werden
können.
Die Reinigung des Rußpartikelfilters erfolgt
dadurch, dass die Abgastemperatur wenigstens gelegentlich die Zündtemperatur
der Rußpartikel
erreicht. Der Einsatz von Biokraftstoffen und Kraftstoffen mit hohem
Schwefelgehalt ist jedoch ebenso wie in der vorhergehenden Kombination
nicht möglich.
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In
den 17 und 18 ist
die Konfiguration aus den 10 bis 12 mit
dem Oxidationskatalysator 18 erweitert. Diese Variante
ist für
diejenigen Fälle
gedacht, in denen die Abgastemperatur zwar für den Oxidationskatalysator 18 ausreichend hoch
ist, jedoch die Zündtemperatur
der Rußpartikel nicht
erreicht. Die Reinigung des Rußpartikelfilters 16 erfolgt
mittels des Regenerationsbrenners 22. Biokraftstoffe und
Kraftstoffe mit hohem Schwefelgehalt können nicht zum Einsatz kommen.
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Aufgrund
der freien Kombinierbarkeit des Systems kann die Abgasreinigung
je nach Anwendungsfall und Abgasqualität individuell angepasst werden,
um eine effiziente Abgasreinigung einfach zu erreichen. Dadurch
kann vom Prinzip ein und derselbe Motortyp für unterschiedliche Zwecke eingesetzt
werden, beispielsweise in einem Lastkraftwagen, einem Baufahrzeug
sowie als Schiffsmotor oder auch in einem Notstromaggregat. Aufgrund
der Variabilität
des Systems kann der Motor darü berhinaus auch
mit unterschiedlichen Kraftstoffen betrieben werden, z. B. mit Diesel,
Biokraftstoffen und Kraftstoffen mit hohem Schwefelgehalt wie beispielsweise Marine
Diesel Fuel.
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Ferner
ist in 19 eine Ausführungsform des Systems gezeigt,
bei der ein Sammelrohr 56 vorgesehen ist, an dem mehrere,
in Strömungsrichtung der
Abgase parallel geschaltete Module 10 angeschlossen sind.
Bei den Modulen 10 handelt es sich beispielsweise um eine
der zuvor beschriebenen Kombinationsmöglichkeiten, wobei auch andere
Varianten möglich
sind. Zwischen dem Sammelrohr 56 und den mehreren Modulen 10 ist
jeweils eine individuell regelbare Drosselklappe 58 vorgesehen,
so dass durch Schließen
der jeweiligen Drosselklappe 58 das jeweilige Modul 10 vorübergehend
von der Abgasreinigung abgekoppelt werden kann, um die Regeneration
des Rußpartikelfilters 16 durchzuführen, d.
h. um den Regenerationsbrenner 22 zu aktivieren, was bei
einem sehr geringen oder gar keinem Volumenstrom erfolgen sollte.
Die aus den einzelnen Modulen 10 austretenden gereinigten
Abgase können
beispielsweise über
ein weiteres Sammelrohr an ein Endrohr des Fahrzeugs geleitet werden,
oder über
einzelne Endrohre ins Freie gelangen. Selbstverständlich können die
Module 10 auch ohne die Drosselklappen 58 an das
Sammelrohr 56 angeschlossen werden, wenn die Regeneration
des Rußpartikelfilters 16 außerhalb
der Fahrzeugbetriebszeiten erfolgen kann.