DE102007026744A1 - Exhaust treatment device - Google Patents

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Abstract

Eine Abgasbehandlungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine hat einen SCR-Katalysator (10; 100; 200; 300), der ein Gehäuse (16) und eine im Gehäuse (16) aufgenommene Baugruppe aus einem gasdurchströmten Einleger (12) und einem den Einleger (12) wenigstens abschnittsweise umgebenden elastischen Ausgleichselement (14). Im Gehäuse (16) ist stromaufwärts des Einlegers (12) ein Element (26; 126; 226; 326; 326') angeordnet, das mit einem Katalysatormaterial für die Hydrolyse einer wäßrigen Harnstofflösung versehen ist.An exhaust gas treatment device for an internal combustion engine has an SCR catalytic converter (10; 100; 200; 300) comprising a housing (16) and a housing (16) housed in a gas-filled insert (12) and at least one insert (12) partially surrounding elastic compensating element (14). In the housing (16), upstream of the insert (12), there is disposed an element (26; 126; 226; 326; 326 ') provided with a catalyst material for the hydrolysis of an aqueous urea solution.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungsvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einem SCR-Katalysator, der ein Gehäuse und eine im Gehäuse aufgenommene Baugruppe aus einem gasdurchströmten Einleger und einem den Einleger wenigstens abschnittsweise umgebenden elastischen Ausgleichselement aufweist.The The invention relates to an exhaust gas treatment device, in particular for one Internal combustion engine, with an SCR catalytic converter, a housing and one in the housing recorded assembly of a gas-filled insert and a Insert at least partially surrounding elastic compensation element having.

SCR-Katalysatoren werden in der Fahrzeugtechnik angewandt, um z. B. bei Dieselfahrzeugen die Stickoxidemission zu senken. In einem chemisch selektiven Verfahren werden im Katalysator Stickoxide durch eine Reaktion mit Ammoniak zu molekularem Stickstoff und Wasser umgesetzt.SCR catalysts are used in automotive engineering to z. B. in diesel vehicles the To reduce nitrogen oxide emissions. In a chemically selective process are in the catalyst nitrogen oxides by a reaction with ammonia converted to molecular nitrogen and water.

Da freies Ammoniak hochgradig gesundheitsschädlich ist, wird das Ammoniak z. B. aus einer wäßrigen Harnstofflösung gewonnen, die unter dem Markennamen AdBlue® im Handel ist. Diese Harnstofflösung wird aus einem separaten Tank in geeigneter Dosierung stromaufwärts des SCR-Katalysators in die Abgasleitung eingebracht und im SCR-Katalysator katalytisch hydrolisiert, wobei der Harnstoff in Ammoniak und Kohlendioxid umgesetzt wird.Since free ammonia is highly harmful to health, the ammonia z. B. from an aqueous urea solution, which is under the brand name AdBlue ® in the trade. This urea solution is introduced from a separate tank at a suitable dosage upstream of the SCR catalyst in the exhaust pipe and catalytically hydrolyzed in the SCR catalyst, wherein the urea is converted into ammonia and carbon dioxide.

Eine gängige Form eines SCR-Katalysators besteht aus einem Einleger aus einem porösen Substrat, das mit einem geeigneten Katalysatormaterial (z. B. einem Zeolith) versehen ist. Der Einleger wird vom stickoxidhaltigen Abgas durchströmt, wobei die selektive Umwandlung der Stickoxide erfolgt.A common Form of an SCR catalyst consists of a deposit of a porous Substrate, which with a suitable catalyst material (eg Zeolite) is provided. The insert is made of nitric oxide-containing exhaust gas flows through wherein the selective conversion of the nitrogen oxides takes place.

Das poröse Substrat des Einlegers ist sehr empfindlich gegen mechanische Belastungen. Deshalb ist der Einleger von einem elastischen Ausgleichselement, z. B. einer Stützmatte, umgeben, die auch für eine Klemmung des Einlegers in einem die Baugruppe aus Einleger und Ausgleichselement umgebenden Gehäuse sorgt. Die Elastizität der Stützmatte kann jedoch durch Harnstoffeinlagerungen beeinträchtigt werden.The porous Substrate of the insert is very sensitive to mechanical stress. Therefore, the insert is of an elastic compensating element, z. B. a support mat, surrounded, which also for a clamping of the insert in an assembly of inserts and compensating element surrounding housing provides. The elasticity of the support mat However, it can be affected by urea deposits.

Aufgabe der Erfindung ist es, derartige Harnstoffeinlagerungen im Ausgleichselement nach Möglichkeit zu verhindern.task The invention is to such urea deposits in the compensation element if possible to prevent.

Dies wird erreicht, indem im Gehäuse stromaufwärts des Einlegers ein Element angeordnet ist, das mit einem Katalysatormaterial für die Hydrolyse einer wäßrigen Harnstofflösung versehen ist. Der Anteil der Harnstofflösung, der sich z. B. an der Gehäusewand niederschlägt und sonst durch Kriechen entlang der Gehäusewand in das Ausgleichselement gelangt, wird von dem Element abgefangen, wobei der enthaltene Harnstoff im Element hydrolisiert wird. Das dabei freigesetzte gasförmige Ammoniak kann nun mit dem Abgasstrom durch den Einleger geführt werden, und es gelangt kein oder weniger Harnstoff in das Ausgleichselement.This is achieved by placing in the housing upstream the insert is arranged an element which is filled with a catalyst material for the Hydrolysis of an aqueous urea solution provided is. The proportion of urea solution, the z. B. on the housing wall reflected and otherwise by creeping along the housing wall enters the compensation element, is trapped by the element, with the urea contained is hydrolyzed in the element. The released gaseous ammonia can now be guided with the exhaust gas flow through the insert, and there is no or less urea in the compensation element.

Bevorzugt liegt das Element an einer Innenwand des Gehäuses an, da es dort zwangsläufig in Kontakt mit an der Innenwand entlangkriechender Harnstofflösung kommt.Prefers the element abuts on an inner wall of the housing, since it is there inevitably in contact comes with on the inner wall along creeping urea solution.

Das Element kann z. B. ein Drahtgeflecht oder einen Metallschaum aufweisen, so daß es wenigstens abschnittsweise gasdurchlässig ist. Beide Materialien lassen sich einfach mit Katalysatormaterial versehen, z. B. durch eine Beschichtung.The Element can z. B. have a wire mesh or a metal foam, so that it at least partially gas-permeable. Both materials can be easily provided with catalyst material, eg. B. by a coating.

Es ist auch möglich, das Element mit einer porösen Beschichtung zu versehen. In diesem Fall kann als Träger z. B. eine glatte Oberfläche verwendet werden. Die Beschichtung kann z. B. eine sogenannte Washcoat-Beschichtung mit einer hohen Porosität und einer hohen effektiven Oberfläche sein. Erst auf diese Beschichtung wird dann das entsprechende Katalysatormaterial aufgebracht.It is possible, too, the element with a porous To provide coating. In this case, as a carrier z. B. a smooth surface be used. The coating may, for. B. a so-called washcoat coating with a high porosity and a high effective surface. Only on this coating then the corresponding catalyst material is applied.

In jedem Fall ist das Element vorteilhaft so gestaltet, daß die effektive Oberfläche des Elements möglichst groß ist.In In any case, the element is advantageously designed so that the effective surface the element as possible is great.

Vorzugsweise ist das Element ringförmig, um den gesamten Gehäuseumfang zu erfassen.Preferably if the element is ring-shaped, around the entire circumference of the housing capture.

In einer möglichen Ausführungsform erstreckt sich das Element über einen Ringspalt zwischen der Innenwand des Gehäuses und dem Einleger. Auf diese Weise dichtet das Element den kritischen Bereich im Gehäuse ab, über den ein Eintrag von Harnstoff in das Ausgleichselement erfolgen kann. Sämtliche Harnstofflösung, die in das Ausgleichselement gelangen könnte, muß das Element passieren, wo der Harnstoff in Ammoniak umgesetzt wird, so daß das Ausgleichselement einfach und sicher geschützt wird.In a possible embodiment the element extends over an annular gap between the inner wall of the housing and the insert. On this way, the element seals the critical area in the housing over which an entry of urea can be made in the compensation element. All Urea solution, which could get into the compensating element, the element must pass where The urea is converted into ammonia, so that the compensation element easy and safely protected becomes.

Es ist möglich, daß das Element Bereiche unterschiedlicher Porosität aufweist, wobei vorzugsweise in der Nähe des Einlegers die Porosität geringer, das Element also dichter ist, als stromaufwärts von diesem. So wird ein zusätzlicher Schutz des Ausgleichelements erreicht.It is possible, that this Element has regions of different porosity, preferably near of the depositor's porosity smaller, the element is thus denser, than upstream of this. So will an additional Protection of the compensation element achieved.

Es wäre auch möglich, das Element z. B. im Bereich des Ringspaltes weitgehend gasdicht zu machen, um ein Eindringen der Harnstofflösung in den Spalt und somit in das Ausgleichselement überhaupt zu verhindern.It would be too possible, the element z. B. largely gas-tight in the region of the annular gap to make penetration of the urea solution into the gap and thus into the compensation element at all prevent.

Das Element kann mit Kontakt zum Einleger angeordnet sein, so daß es sich in unmittelbarer Nähe zum zu schützenden Ausgleichselement befindet.The Element may be arranged with contact to the depositor so that it is close to be protected Compensation element is located.

Das Element fungiert auf diese Weise bezüglich der Harnstofflösung als Dichtung zwischen Einleger und Gehäuse am stromaufwärtigen Ende des Einlegers.The element acts in this way urea solution as a seal between the insert and housing at the upstream end of the insert.

Nach einer anderen Ausführungsform ist das Element im Einlaßbereich des Gehäuses, der vom Einleger beabstandet ist, angeordnet. In diesem Fall wird die Harnstofflösung bereits ein gutes Stück vor dem Einleger und vor dem Ausgleichselement abgefangen.To another embodiment is the element in the inlet area of the housing, which is spaced from the depositor, arranged. In this case will the urea solution already a good deal caught in front of the depositor and in front of the compensating element.

Auch für eine vom Einleger beabstandete Anordnung ist es vorteilhaft, wenn das Element ringförmig ist und über den gesamten Umfang des Gehäuses dicht an dessen Innenwand anliegt, um möglichst den gesamten Anteil der an der Wand entlangkriechenden Harnstofflösung zu erfassen und umzusetzen.Also for one from the depositor spaced arrangement, it is advantageous if the Element ring-shaped is and about the entire circumference of the case tight against the inner wall, as possible to the entire share to capture and react on the wall creeping urea solution.

Am Gehäuse kann eine Struktur ausgebildet sein, die das Element am Gehäuse sichert. Hierbei kann es sich z. B. um eine im Gehäuse eingeformte ringförmige Nut oder separate, entlang des Umfangs vorgesehene Einbuchtungen in der Gehäusewand handeln, in die entsprechende Vorsprünge des Elements eingreifen.At the casing a structure can be formed which secures the element to the housing. This may be z. B. a molded in the housing annular groove or separate, circumferentially provided indentations in act the housing wall, in the corresponding projections of the element intervene.

Nach einer weiteren möglichen Ausführungsform ist das Element durch einen beschichteten Rohrabschnitt gebildet. Der Rohrabschnitt ist vorzugsweise durch einen Teil der Gehäuseinnenwand des SCR-Katalysatorgehäuses gebildet. Dies hat den Vorteil, daß keine separaten Elemente in das Gehäuse eingebracht und an diesem befestigt werden müssen.To another possible embodiment the element is formed by a coated pipe section. The pipe section is preferably through a part of the housing inner wall of the SCR catalytic converter housing educated. This has the advantage that no separate elements in the case must be introduced and attached to this.

Um die Oberfläche des Rohrabschnitts im Bereich des Elements noch zu erhöhen, kann der Rohrabschnitt innenseitig gewellt sein.Around the surface of the pipe section in the area of the element can still increase the pipe section be wavy inside.

Als besonders effektiv hat sich herausgestellt, den Rohrabschnitt im Bereich des Elementes so auszubilden, daß dieser innenseitig eine spiralförmig verlaufende Nut aufweist, da auf diese Weise die Harnstofflösung auf einem langen Weg entlang des Elements geleitet wird.When Especially effective has been the pipe section in the Form area of the element so that this inside a spiral running Groove, since in this way the urea solution along a long path along of the element.

Diese Ausführungsform bietet sich besonders an, wenn der Rohrabschnitt an ein stromabwärtiges Ende einer Luftspaltisolierung angrenzt. Auf diese Weise wird auch die Wandung des Luftspalts vor eventuell dort hineinkriechender Harnstofflösung geschützt.These embodiment is particularly suitable when the pipe section to a downstream end an air gap insulation adjacent. That way, too Wall of the air gap protected against any urea solution sneaking in there.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of several embodiments with reference to the attached Drawings. In these show:

1 einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in einer schematischen Schnittansicht; 1 a section of an exhaust gas treatment apparatus according to the invention according to a first embodiment in a schematic sectional view;

2 einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer schematischen Schnittansicht; 2 a section of an exhaust gas treatment apparatus according to the invention according to a second embodiment in a schematic sectional view;

3 einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer Variation der zweiten Ausführungsform in einer schematischen Schnittansicht; 3 a section of an exhaust gas treatment device according to the invention according to a variation of the second embodiment in a schematic sectional view;

4 einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform in einer schematischen Schnittansicht; und 4 a section of an exhaust gas treatment apparatus according to a third embodiment according to the invention in a schematic sectional view; and

5 eine Variation der Ausführungsform nach 4. 5 a variation of the embodiment according to 4 ,

1 zeigt einen Abschnitt einer Abgasbehandlungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, mit einem SCR-Katalysator 10. 1 shows a portion of an exhaust treatment device of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, with an SCR catalyst 10 ,

SCR-Katalysatoren werden verwendet, um selektiv Stickoxide in einer Reaktion mit Ammoniak chemisch umzusetzen. Hierzu wird der Abgasstrom A, der in den Figuren von links kommend, in die Abgasbehandlungsvorrichtung eintritt, durch einen Einleger 12 aus einem porösen Substrat geleitet, das mit einem geeigneten Katalysatormaterial versehen ist. Als Katalysatormaterial werden z. B. TiO2, Al2O3, ZrO2, WO3, SiO2 oder eine Mischung daraus, vorzugsweise TiO2/WO3 verwendet. Ein anderes geeignetes Katalysatormaterial sind Zeolithe.SCR catalysts are used to selectively react nitrogen oxides in a reaction with ammonia. For this purpose, the exhaust gas flow A, which in the figures coming from the left, enters the exhaust gas treatment device, through an insert 12 from a porous substrate provided with a suitable catalyst material. As a catalyst material z. As TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , WO 3 , SiO 2 or a mixture thereof, preferably TiO 2 / WO 3 used. Another suitable catalyst material is zeolites.

Dem Abgasstrom A wird stromaufwärts des SCR-Katalysators 10 eine wäßrige Harnstofflösung in verdampfter oder feinverteilter Form beigemischt. Eine geeignete Harnstofflösung ist unter dem Markennamen AdBlue® erhältlich.The exhaust stream A becomes upstream of the SCR catalyst 10 an aqueous urea solution in vaporized or finely divided form added. A suitable urea solution is available under the trade name AdBlue ®.

Der Einleger 12 ist von einem elastischen Ausgleichselement 14, z. B. einer bekannten Stützmatte, umgeben. Die Baugruppe aus Einleger 12 und Ausgleichselement 14 ist wiederum unter Klemmung in einem Gehäuse 16 gehalten, das auch das Gehäuse des gesamten SCR-Katalysators 10 bildet.The depositor 12 is of an elastic compensation element 14 , z. B. a known support mat surrounded. The assembly of inserts 12 and compensation element 14 is in turn under clamping in a housing 16 This also includes the housing of the entire SCR catalytic converter 10 forms.

Stromaufwärts des Einlegers 12 weist das Gehäuse 16 einen kegelstumpfförmig verjüngten Einlaßkonus 18 auf, an den sich wiederum stromaufwärts ein Einlaßbereich 20 mit einem gegenüber dem Bereich des Einlegers 12 verjüngten Durchmesser anschließt.Upstream of the insert 12 shows the case 16 a frusto-conical tapered inlet cone 18 on, in turn, upstream of an inlet area 20 with one opposite the area of the depositor 12 tapered diameter connects.

Der Einlaßbereich 20 ist hier doppelwandig mit einer sogenannten Luftspaltisolierung 22 ausgebildet.The inlet area 20 is double-walled here with a so-called air gap insulation 22 educated.

Der Einlaßbereich 20 kann ein Teil des Harnstoffdosierungssystems sein und sich unmittelbar an eine Einlaßöffnung für die Harnstofflösung anschließen.The inlet area 20 may be part of the urea dosing system and immediately connect to an inlet port for the urea solution.

Das mit der Harnstofflösung versetzte Abgas (in 1 schematisch mit 24 bezeichnet) strömt durch den Einleger 12, wobei der Harnstoff durch das Katalysatormaterial in Ammoniak und Kohlendioxid aufgespalten wird. Das Ammoniak wiederum reagiert mit den Stickoxiden im Abgasstrom A zu Stickstoff und Wasser. Das gereinigte Abgas verläßt den Einleger 12 und den SCR-Katalysator 10 auf der in den Figuren rechten Seite.The mixed with the urea solution exhaust gas (in 1 schematically with 24 referred to) flows through the insert 12 wherein the urea is split by the catalyst material into ammonia and carbon dioxide. The ammonia in turn reacts with the nitrogen oxides in the exhaust stream A to nitrogen and water. The cleaned exhaust leaves the insert 12 and the SCR catalyst 10 on the right in the figures.

Ein Element 26, das mit einem Katalysatormaterial für die Hydrolyse einer wäßrigen Harnstofflösung versehen ist, ist stromaufwärts des Einlegers 12 im Gehäuse 16 angeordnet. Das Katalysatormaterial wird vorzugsweise in Form einer Beschichtung auf ein Trägerteil des Elements aufgebracht. Als Träger für das Katalysatormaterial dient ein Drahtgeflecht, ein Metallschaum oder eine poröse Beschichtung. Als Katalysatormaterial kann dasselbe Material verwendet werden, wie im Einleger 12 oder auch ein anderes, geeignetes Material.An element 26 which is provided with a catalyst material for the hydrolysis of an aqueous urea solution is upstream of the insert 12 in the case 16 arranged. The catalyst material is preferably applied in the form of a coating to a carrier part of the element. The support for the catalyst material is a wire mesh, a metal foam or a porous coating. As the catalyst material, the same material can be used as in the insert 12 or another suitable material.

Über die Drahtstärke, Maschengröße oder Porengröße lassen sich die effektive Oberfläche des Elements und dessen Gasdurchlässigkeit einfach und in einem weiten Bereich an die jeweiligen Anforderungen anpassen.About the Wire strength, Mesh size or pore size the effective surface of the element and its gas permeability easily and in one wide range to the respective requirements.

In der ersten Ausführungsform ist das Element 26 ein Ring aus einem Drahtgeflecht oder einem Metallschaum, der am Übergang zwischen dem Einlaßbereich 20 und dem Einlaßkonus 18 angeordnet ist. Bei dem in 1 dargestellten Beispiel ragt das Element 26 nicht in den Einlaßkonus 18 hinein. Das Element 26 liegt dabei direkt an der Innenwand des Gehäuses 14 an.In the first embodiment, the element is 26 a wire mesh or metal foam ring at the transition between the inlet area 20 and the inlet cone 18 is arranged. At the in 1 the example shown protrudes 26 not in the inlet cone 18 into it. The element 26 lies directly on the inner wall of the housing 14 at.

Die Dicke des Elements 26 ist geringfügig größer gewählt als die Breite des Luftspalts. Das Element 26 ragt ein Stück in den Luftspalt der Luftspaltisolierung 22 hinein und füllt den Luftspalt im wesentlichen aus. Durch diese Klemmwirkung wird das Element 26 auch im Gehäuse 16 befestigt. Zusätzlich kann es z. B. durch Schweißen fixiert sein.The thickness of the element 26 is chosen slightly larger than the width of the air gap. The element 26 protrudes a piece into the air gap of the air gap insulation 22 and fills the air gap substantially. By this clamping effect, the element 26 also in the case 16 attached. In addition, it may, for. B. be fixed by welding.

Aufgrund der ringförmigen Gestaltung ist der Großteil des Durchmessers des Einlaßbereichs 20 nach wie vor frei, so daß der Abgasstrom A den Einlaßbereich 20 praktisch ungehindert passieren kann.Due to the annular configuration, most of the diameter is the inlet area 20 still free, so that the exhaust stream A the inlet area 20 can happen practically unhindered.

Das Element 26 fängt wäßrige Harnstofflösung auf, die an der Innenseite des Gehäuses 16 bzw. in deren Nähe entlangströmt. Hierbei kann es sich sowohl um Tröpfchen als auch um gasförmiges Material handeln. Das Katalysatormaterial im Element 26 setzt den Harnstoff hydrolytisch um, so daß auf der stromabwärtigen Seite des Elements 26 kein oder nur sehr wenig Harnstoff im Bereich der Innenwand des Gehäuses 16 vorhanden ist.The element 26 Aqueous urea solution traps on the inside of the housing 16 or in the vicinity flows along. These may be both droplets and gaseous material. The catalyst material in the element 26 hydrolytically converts the urea so that on the downstream side of the element 26 no or only very little urea in the area of the inner wall of the housing 16 is available.

Aufgrund der Wirkung des Elements 26 gelangt daher praktisch kein Harnstoff zum Ausgleichselement 14, so daß Einlagerungen von Harnstoff im Ausgleichselement 14 verhindert werden. Die Erfindung eignet sich deshalb besonders für Abgasanlagen mit SCR-Katalysatoren, die stromaufwärts eines Partikelfilters angeordnet sind und daher keinen hohen Abgastemperaturen ausgesetzt sind, bei denen Harnstoffablagerungen im Ausgleichelements wieder zersetzt werden könnten.Due to the effect of the element 26 Therefore, virtually no urea reaches the compensation element 14 , so that incorporation of urea in the compensation element 14 be prevented. The invention is therefore particularly suitable for exhaust systems with SCR catalysts, which are arranged upstream of a particulate filter and are therefore not exposed to high exhaust gas temperatures at which urea deposits in the compensation element could be decomposed again.

Bei der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform ist das Element 126 in direktem Kontakt mit dem Einleger 12 stromaufwärts von diesem angeordnet.At the in 2 shown second embodiment is the element 126 in direct contact with the depositor 12 located upstream of this.

Ansonsten sind die SCR-Katalysatoren 100 und 10 im wesentlichen identisch. In 2 ist der Einlaßbereich 20 ohne Luftspaltisolierung 22 ausgebildet, hier könnte aber die gleiche Konstruktion wie bei der ersten Ausführungsform eingesetzt werden.Otherwise, the SCR catalysts 100 and 10 essentially identical. In 2 is the inlet area 20 without air gap insulation 22 formed, but here could be used the same construction as in the first embodiment.

Das Element 126 ist ringförmig und liegt direkt und dicht an der Innenwand des Gehäuses 16 an, wobei es den Ringspalt 127 zwischen dem Einleger 12 und der Innenwand des Gehäuses 16 ausfüllt. Das Element 126 umgreift den einlaßkonusseitigen Rand des Einlegers 12 zu einem geringen Maß. In axialer Richtung erstreckt sich das Element 126 etwa vom einlegerseitigen Ende des Einlaßkonus 18 bis knapp hinter den zum Einlaßkonus 18 gerichteten Rand des Einlegers 12. Zum Ausgleichselement 14 besteht in Axialrichtung ein Abstand.The element 126 is annular and lies directly and close to the inner wall of the housing 16 where it is the annular gap 127 between the depositor 12 and the inner wall of the housing 16 fills. The element 126 surrounds the inlet cone side edge of the insert 12 to a small extent. In the axial direction, the element extends 126 for example, from the insert end of the inlet cone 18 until just behind the inlet cone 18 directed edge of the depositor 12 , To compensation element 14 there is a gap in the axial direction.

Das Element 126 kann alleine durch die Klemmwirkung zwischen Gehäuse 16 und Einleger 12 im Gehäuse 16 fixiert sein oder auf andere geeignete Weise befestigt sein.The element 126 Can alone by the clamping action between the housing 16 and depositors 12 in the case 16 be fixed or attached in any other suitable manner.

Die in 3 gezeigte Ausführungsform ist im wesentlichen eine Variante der zweiten Ausführungsform.In the 3 embodiment shown is essentially a variant of the second embodiment.

Das Gehäuse 216 des SCR-Katalysators 200 besitzt am Übergang vom Einlaßkonus 18 zu dem den Einleger 12 umgebenden Gehäuseabschnitt eine Struktur 230, die zur Sicherung des Elements 226 am Gehäuse 216 dient. Die Struktur 230 ist z. B. durch eine ringförmig umlaufende Nut oder durch mehrere über den Umfang verteilte Vertiefungen gebildet. Das Element 226 ist in seiner Form an die Struktur 230 angepaßt oder wird dies beim Einsetzen in das Gehäuse 216, so daß das Element 226 durch Klemmung in der Struktur 230 gehalten wird.The housing 216 of the SCR catalyst 200 owns at the transition from the inlet cone 18 to the depositor 12 surrounding housing section a structure 230 that help secure the item 226 on the housing 216 serves. The structure 230 is z. B. formed by an annular circumferential groove or by a plurality of recesses distributed over the circumference. The element 226 is in its shape to the structure 230 adapted or will this be at Ein put in the case 216 so that the element 226 by clamping in the structure 230 is held.

Außerdem ist in dieser Ausführungsform das Element 226 mit Abschnitten unterschiedlicher Porosität ausgeführt. Der Bereich 228, der in direktem Kontakt mit dem Einleger 12 ist und auch den Ringspalt 127 zwischen dem Einleger 12 und der Innenseite des Gehäuses 16 ausfüllt, ist erheblich dichter als der stromaufwärts davon gelegene Bereich 234. Auf diese Weise wird verhindert, daß Harnstofflösung durch das Element 226 hindurchdringt und zum Ausgleichselement 14 gelangen kann.In addition, in this embodiment, the element 226 designed with sections of different porosity. The area 228 who is in direct contact with the depositor 12 is and also the annular gap 127 between the depositor 12 and the inside of the case 16 is significantly denser than the upstream area 234 , In this way it is prevented that urea solution through the element 226 penetrates and to the compensation element 14 can get.

Die unterschiedliche Porosität bzw. Dichte läßt sich z. B. durch die Verwendung verschieden grober Drahtgeflechte bzw. von Metallschäumen mit verschiedenen Porengrößen erreichen, oder auch einfach, indem ein einstückiges Metallgeflecht bzw. ein einstückiger Metallschaum abschnittsweise zusammengepreßt und somit verdichtet wird.The different porosity or density can be z. B. by the use of different coarse wire mesh or of metal foams reach with different pore sizes, or simply by a one-piece metal mesh or a one-piece Metal foam is compressed in sections and thus compacted.

Eine Ausbildung mit Abschnitten unterschiedlicher Porosität ist natürlich nicht auf die in 3 gezeigte Ausführungsform beschränkt, sie könnte auch bei sämtlichen anderen Ausführungsformen eingesetzt werden.An education with sections of different porosity is of course not on the in 3 limited embodiment, it could also be used in all other embodiments.

In den 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform eines SCR-Katalysators 300 gezeigt. In diesem Fall ist das Element 326 durch einen Rohrabschnitt gebildet. Zu diesem Zweck wird der an den Einlaßkonus 18 angrenzende Abschnitt des inneren Rohrs der Luftspaltisolierung 22 mit einer porösen Beschich tung, einem sogenannten Washcoat, versehen, auf die wiederum das Katalysatormaterial aufgebracht wird. Derartige Washcoats zeichnen sich durch eine sehr große effektive Oberfläche aus, so daß eine ausreichende Hydrolyse der Harnstofflösung auch in einem kurzen Rohrabschnitt erzielbar ist. Zur zusätzlichen Vergrößerung der Oberfläche und zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit ist hier die Innenseite des Rohrabschnitts gewellt ausgeführt.In the 4 and 5 is another embodiment of an SCR catalyst 300 shown. In this case, the element is 326 formed by a pipe section. For this purpose, the at the inlet cone 18 adjacent section of the inner tube of the air gap insulation 22 provided with a porous Beschich device, a so-called washcoat, on which in turn the catalyst material is applied. Such washcoats are characterized by a very large effective surface, so that a sufficient hydrolysis of the urea solution can be achieved even in a short pipe section. For additional enlargement of the surface and for reducing the flow velocity, the inside of the tube section is here made corrugated.

Im gezeigten Fall ist nur das innere Rohr der doppelwandigen Luftspaltisolierung 22 abschnittsweise gewellt. Die Außenmaße des Gehäuses 16 können denen der ersten bzw. zweiten Ausführungsform entsprechen.In the case shown, only the inner tube of the double-walled air gap insulation 22 partially wavy. The external dimensions of the housing 16 may correspond to those of the first or second embodiment.

Bei der in 5 gezeigten Variante ist der das Element 326' bildende Rohrabschnitt spiralförmig gewellt, so daß an der Innenseite eine spiralförmig verlaufende Nut 336 ausgebildet ist. Ansonsten entspricht die Ausbildung der in 4 beschriebenen.At the in 5 the variant shown is the element 326 ' forming pipe section spirally corrugated, so that on the inside a spiral groove 336 is trained. Otherwise, the training corresponds to the in 4 described.

Sämtliche Merkmale der einzelnen Ausführungsformen lassen sich natürlich im Ermessen des Fachmanns miteinander kombinieren oder gegeneinander austauschen. Insbesondere ist es möglich, mehrere Elemente 26 bis 326' in einem SCR-Katalysator hintereinander anzuordnen. Genauso kann eine Luftspaltisolierung in allen Ausführungsformen vorgesehen oder weggelassen werden.All features of the individual embodiments can of course be combined or exchanged with one another at the discretion of the person skilled in the art. In particular, it is possible to have multiple elements 26 to 326 ' to be arranged one behind the other in an SCR catalytic converter. Likewise, air gap isolation may be provided or omitted in all embodiments.

Für das Element 26 bis 326' bieten sich Geometrien an, die dafür sorgen, daß die Harnstofflösung in Richtung des Einlegers 12 gesaugt wird.For the element 26 to 326 ' provide geometries that ensure that the urea solution in the direction of the insert 12 is sucked.

1010
SCR-KatalysatorSCR catalyst
1212
Einlegerdepositors
1414
Ausgleichselementcompensation element
1616
Gehäusecasing
1818
Einlaßkonusintake cone
2020
Einlaßbereichinlet region
2222
LuftspaltisolierungAir-gap insulation
2424
Harnstofflösungurea solution
2626
Elementelement
100100
SCR-KatalysatorSCR catalyst
126126
Elementelement
200200
SCR-KatalysatorSCR catalyst
216216
Gehäusecasing
226226
Elementelement
228228
BereichArea
230230
Strukturstructure
234234
BereichArea
300300
SCR-KatalysatorSCR catalyst
326326
Elementelement
326'326 '
Elementelement
336336
Nutgroove

Claims (15)

Abgasbehandlungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem SCR-Katalysator (10; 100; 200; 300), der ein Gehäuse (16) und eine im Gehäuse (16) aufgenommene Baugruppe aus einem gasdurchströmten Einleger (12) und einem den Einleger (12) wenigstens abschnittsweise umgebenden elastischen Ausgleichselement (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (16) stromaufwärts der Einlegers (12) ein Element (26; 126; 226; 326; 326') angeordnet ist, das mit einem Katalysatormaterial für die Hydrolyse einer wäßrigen Harnstofflösung versehen ist.Exhaust treatment device for an internal combustion engine, with an SCR catalytic converter ( 10 ; 100 ; 200 ; 300 ), a housing ( 16 ) and one in the housing ( 16 ) taken from a gas-filled insert ( 12 ) and one the depositor ( 12 ) at least partially surrounding elastic compensating element ( 14 ), characterized in that in the housing ( 16 ) upstream of the inserter ( 12 ) an element ( 26 ; 126 ; 226 ; 326 ; 326 ' ), which is provided with a catalyst material for the hydrolysis of an aqueous urea solution. Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (26; 126; 226; 326; 326') an einer Innenwand des Gehäuses (16) anliegt.Exhaust treatment device according to claim 1, characterized in that the element ( 26 ; 126 ; 226 ; 326 ; 326 ' ) on an inner wall of the housing ( 16 ) is present. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (26; 126; 226) ein Drahtgeflecht aufweist.Exhaust treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the element ( 26 ; 126 ; 226 ) has a wire mesh. Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (26; 126; 226) einen Metallschaum aufweist.Exhaust treatment device according to claim 2, characterized in that the element ( 26 ; 126 ; 226 ) has a metal foam. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (26; 126; 226; 326; 326') mit einer porösen Beschichtung versehen ist.Exhaust treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the element ( 26 ; 126 ; 226 ; 326 ; 326 ' ) is provided with a porous coating. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (26; 126; 226; 326; 326') ringförmig ist.Exhaust treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the element ( 26 ; 126 ; 226 ; 326 ; 326 ' ) is annular. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Element (126; 226) über einen Ringspalt (127) zwischen der Innenwand des Gehäuses (16) und dem Einleger (12) erstreckt.Exhaust treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the element ( 126 ; 226 ) via an annular gap ( 127 ) between the inner wall of the housing ( 16 ) and the depositor ( 12 ). Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (126; 226) mit Kontakt zum Einleger (12) angeordnet ist.Exhaust treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the element ( 126 ; 226 ) with contact to the depositor ( 12 ) is arranged. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (226) Bereiche (228, 234) unterschiedlicher Porosität aufweist.Exhaust treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the element ( 226 ) Areas ( 228 . 234 ) of different porosity. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) einen vom Einleger (12) beabstandeten Einlaßbereich (20) aufweist und das Element (26; 326; 326') im Einlaßbereich (20) angeordnet ist.Exhaust treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 16 ) one from the depositor ( 12 ) spaced inlet area ( 20 ) and the element ( 26 ; 326 ; 326 ' ) in the inlet area ( 20 ) is arranged. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (16) eine Struktur (230) ausgebildet ist, die das Element (226) am Gehäuse (16) sichert.Exhaust treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that on the housing ( 16 ) a structure ( 230 ) which is the element ( 226 ) on the housing ( 16 ) secures. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (326; 326') durch einen beschichteten Rohrabschnitt gebildet ist.Exhaust treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the element ( 326 ; 326 ' ) is formed by a coated pipe section. Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt innenseitig gewellt ist.Exhaust treatment device according to claim 12, characterized characterized in that Tube section is wavy inside. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt innenseitig eine spiralförmig verlaufende Nut (336) aufweist.Exhaust treatment device according to one of Claims 12 and 13, characterized in that the pipe section has on the inside a spiral groove ( 336 ) having. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt an einem stromabwärtigen Ende einer Luftspaltisolierung (22) angeordnet ist.Exhaust treatment device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the pipe section at a downstream end of an air gap insulation ( 22 ) is arranged.
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