DE102009036511A1 - Abgasanlage - Google Patents

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Abstract

Eine Abgasanlage für Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, umfasst einen insbesondere rohrförmig ausgebildeten Abgaskanal, eine in den Abgaskanal mündende Eingabeeinrichtung zum Einbringen von Zusatzstoffen, insbesondere eines Wasser-Harnstoff-Gemisches, und eine dem Abgaskanal nachgeordnete Abgasbehandlungseinrichtung, insbesondere SCR-Katalysator. Der Abgaskanal weist zwischen der Eingabeeinrichtung und der nachgeordneten Abgasbehandlungseinrichtung mindestens eine Umlenkeinrichtung zur mindestens teilweisen Rückführung des Abgasstromes entgegen der ursprünglichen Hauptabgasstromrichtung auf.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasanlage für Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, mit einem insbesondere rohrförmig ausgebildeten Abgaskanal, einer in den Abgaskanal mündenden Eingabeeinrichtung zum Einbringen von Zusatzstoffen, insbesondere eines Wasser-Harnstoff-Gemisches, und einer dem Abgaskanal nachgeordneten Abgasbehandlungseinrichtung, insbesondere SCR-Katalysator.
  • Aufgrund der schärfer werdenden Abgasvorschriften für Dieselmotoren ist es erforderlich, Stickoxide im Abgas zu reduzieren. Bekannt ist, die Stickoxide in einer so genannten selektiven katalytischen Reduktion zu Stickstoff und Wasser zu reduzieren. Dies erfolgt in einem SCR-Katalysator unter Verwendung eines in das Abgas eingespritzten Reduktionsmittels. Insbesondere wird hierfür ein Wasser-Harnstoff-Gemisch verwendet, aus dem sich im Abgas Ammoniak bildet, der wiederum mit den Stickstoffen im Abgas reagiert. Da sich Ammoniak unter anderem in einer so genannten Hydrolysereaktion im Abgaskanal bildet, wird der zwischen der Eingabeeinrichtung und dem Katalysator gelegene Abgaskanalabschnitt auch als Hydrolysestrecke bezeichnet. Wichtig dabei ist, dass im Bereich der Hydrolysestrecke eine möglichst gute Verdampfung des Zusatzstoffes erfolgt und dass sich der verdampfte Zusatzstoff bzw. der sich daraus bildende Ammoniak möglichst gleichmäßig mit dem Abgas vermischt, um einen möglichst großen Wirkungsgrad bei der Reduktion zu haben.
  • Daher muss die Hydrolysestrecke eine gewisse Länge aufweisen, weil bei einer zu kurzen Hydrolysestrecke zu viel Wasser-Harnstoff-Gemisch und/oder zu schlecht durchmischtes Abgas in den Katalysator gelangt, so dass der Wirkungsgrad bei der Reduktion verschlechtert wird. Deswegen weisen bekannte Abgasanlagen eine relativ große Baulänge zwischen der Eingabeeinrichtungund dem Katalysator auf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompaktere Abgasanlage anzugeben, welche insbesondere ein kürzere Baulänge zwischen der Eingabeeinrichtung und der nachgeschalteten Abgasbehandlungseinrichtung aufweist, ohne dass dabei wesentliche Nachteile hinsichtlich des Wirkungsgrads bei der Reduktion in Kauf genommen werden müssen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst und insbesondere dadurch, dass der Abgaskanal zwischen der Eingabeeinrichtung und der nachgeordneten Abgasbehandlungseinrichtung mindestens eine Umlenkeinrichtung zur mindestens teilweisen Rückführung des Abgasstromes entgegen der ursprünglichen Hauptabgasstromrichtung aufweist.
  • Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Abgasanlage ist, dass der geometrische Abstand zwischen der Eingabeeinrichtung und der Abgasbehandlungseinrichtung aufgrund der Umlenkeinrichtung relativ kurz ausgebildet sein kann, ohne dass eine Verkürzung der Hydrolysestrecke in Kauf genommen werden muss, da wegen der Rückführung des Abgasstromes in der Umlenkeinrichtung ein zusätzlicher Abschnitt für die Hydrolysestrecke vorhanden ist. Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Abgasanlage, da in der Umlenkeinrichtung das Abgas umgelenkt und entgegen der ursprünglichen Hauptabgasstromrichtung geführt wird, auch bei einem relativ kurzen geometrischen Abstand zwischen der Eingabeeinrichtung und der Abgasbehandlungseinrichtung sichergestellt werden, dass die Hydrolysestrecke ausreichend lang ist, um eine gute Durchmischung des verdampften Zusatzstoffes mit dem Abgas zu gewährleisten.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Vorzugsweise ist die Umlenkeinrichtung derart zur Mehrfachumlenkung des Abgasstromes ausgebildet, dass der Abgasstrom schließlich wieder die ursprüngliche Hauptabgasstromrichtung aufweist. Durch die mehrfache Umlenkung des Abgasstromes im Bereich des Abgaskanals zwischen der Eingabeeinrichtung und der Abgasbehandlungseinrichtung lässt sich eine relativ lange Hydrolysestrecke realisieren, obwohl sich die Eingabeeinrichtung und die Abgasbehandlungseinrichtung in einem relativ kurzen geometrischen Abstand in Bezug auf die ursprüngliche Hauptabgasstromrichtung hintereinander anordnen lassen, so dass eine besonders kompakte Abgasanlage realisiert werden kann.
  • Vorzugsweise weist die Umlenkeinrichtung eine labyrinthartige Strömungsführung auf. Dadurch lässt sich der Abgasstrom abschnittsweise in unterschiedliche Strömungsrichtungen führen, insbesondere wechselweise in der Hauptabgasstromrichtung oder entgegen der Hauptabgasstromrichtung, wobei jeweils zwischen aufeinander folgenden Abschnitten eine Umlenkung des Abgasstroms erfolgt. Vorzugsweise sind dabei die jeweiligen, aufeinander folgenden Abgaskanalabschnitte ineinander geschachtelt, um die Umlenkeinrichtung möglichst kompakt zu halten. Vorteilhaft daran ist, dass eine relativ lange Hydrolysestrecke zwischen der Eingabeeinrichtung und der Abgasbehandlungseinrichtung realisiert werden kann, aber trotzdem nur ein relativ kurzer Bauraum für die Abgasanlage zwischen der Eingabeeinrichtung und der Abgasbehandlungseinrichtung benötigt wird.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist im Abgaskanal in Hauptabgasstromrichtung hinter der Eingabeeinrichtung eine Mischeinrichtung angeordnet. Dadurch wird eine besonders gute Vermischung des eingebrachten Zusatzstoffes mit dem Abgas erzielt. Besonderes vorteilhaft ist es, wenn die Mischeinrichtung zwischen der Mündung der Eingabeeinrichtung und der Umlenkeinrichtung angeordnet ist. Insbesondere kann die Mischeinrichtung auch als Verdampfer wirken, da sich flüssiger Zusatzstoff auf der Oberfläche der Mischeinrichtung ansammeln kann, welcher dort besonders gut aufgrund des heißen Abgases und/oder wegen der vom Abgas stark erhitzten Oberfläche verdampft wird.
  • Vorzugsweise umfasst die Mischeinrichtung einen insbesondere zylindrischen Kreuzklappenmischer, welcher eine besonders gute Vermischung der Zusatzstoffe und des Abgases bewirkt.
  • Bevorzugt lässt sich ein besonders gutes Mischergebnis erreichen, wenn eine Abgaseintrittsöffnung der Mischeinrichtung der Mündung der Eingabeeinrichtung zugewandt ist und wenn ferner bevorzugt die Eintrittsöffnung auf den Dosierkegel der Mündung der Eingabeeinrichtung abgestimmt ist. Diesbezüglich ist es vorteilhaft, wenn die Eingabeeinrichtung derart im Abgaskanal angeordnet ist, dass der Zusatzstoff in Hauptabgasstromrichtung eingespritzt wird. Es wäre aber auch eine Einspritzung schräg oder quer zur Hauptabgasstromrichtung denkbar.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Mischeinrichtung eine Drallturbine auf, insbesondere zusätzlich zu dem Kreuzklappenmischer. Vorzugsweise ist die Drallturbine abgasstromaufwärts zum Kreuzklappenmischer angeordnet. Durch die Drallturbine wird der eingespritzte Zusatzstoff zusammen mit dem Abgas in Rotation versetzt, wodurch die Durchmischung des Abgases mit dem Zusatzstoff weiter verbessert wird. Zusätzlich erfolgt aufgrund von Trägheitseffekten bei der Strömungsumlenkung durch die Drallturbine eine Flüssigphasenabscheidung, wodurch sich der noch nicht verdampfte Zusatzstoff auf der vorzugsweise abgasstromabwärtig zur Drallturbine angeordneten Mischeinrichtung niederschlägt und dort verdampft. Damit kann verhindert werden, dass nicht verdampfter Zusatzstoff in den SCR-Katalysator gelangt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist insbesondere zentrisch in den Abgaskanal ein hauptabgasstromabwärts mindestens teilweise geschlossenes oder verschließbares Zwischenrohr eingesetzt, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des dieses umgebenden Abgaskanals. Dadurch lässt sich herstellungstechnisch besonders einfach eine Umlenkeinrichtung realisieren.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das hauptabgasstromabwärtige Ende des Zwischenrohres durch einen ebenen oder profilierten, insbesondere in der Mitte gewölbten Boden verschlossen. Dadurch lässt sich in einfacher Weise eine Möglichkeit zur Umlenkung der Abgasströmung aus der ursprünglichen Hauptabgasstromrichtung in die entgegengesetzte Strömungsrichtung schaffen.
  • Der Abgaskanal kann hauptabgasstromaufwärts des Zwischenrohres einen am Ende insbesondere düsenartig ausgebildeten, radial verjüngten Abschnitt aufweisen, welcher in das Zwischenrohr mündet. Durch die Verjüngung kann vorteilhafterweise eine Verschachtelung der Abgasführung erreicht werden, ohne dass der Außenumfang zu groß wird, während die düsenartige Ausbildung die Verwirbelung des Abgases unterstützt.
  • Vorzugsweise sind in der Wand des Zwischenrohres und/oder des verjüngten Abschnitts Gegendruckentlastungsbohrungen vorhanden. Die Gegendruckentlastungsbohrungen können im Bereich der Gasaustrittsöffnungen angeordnet und insbesondere in Umfangsrichtung jeweils gleichmäßig verteilt sein. Durch die Gegendruckentlastungsbohrungen wird ein zu hoher Abgasgegendruck aufgrund der Abgasumlenkung vermieden. Zudem wird die Strömung des Abgases im Bereich der Umlenkeinrichtung weiter verbessert.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Gasaustrittsöffnung des verjüngten Abschnitts und/oder des Zwischenrohres eine profilierte Endkontur auf, insbesondere in Form von dreieck-, trapez- oder wellenförmigen Einbuchtungen. Durch die profilierte Endkontur werden in erhöhtem Maße Nachlaufwirbel an der Gasaustrittsöffnung des verjüngten Abschnitts und/oder des Zwischenrohres erzeugt, wodurch die Durchmischung des Abgases weiter verbessert wird.
  • Vorzugsweise befinden sich die Einbuchtungen in Strömungsrichtung betrachtet zumindest annähernd, insbesondere mit einem maximalen Versatz von ca. +/–15°, in Verlängerung der Gegendruckentlastungsbohrungen. Dies hat sich für die Wirbelbildung als besonders vorteilhaft herausgestellt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der verjüngte Abschnitt an einem in Bezug auf die Hauptabgasstromrichtung stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskanals ausgebildet, der mit seinem verjüngten Ende in einen hauptabgasstromabwärtigen Abschnitt des Abgaskanals eingesetzt ist. Dadurch lässt sich, insbesondere in Kombination mit dem zuvor erwähnten Zwischenrohr, herstellungstechnisch besonders einfach und kostengünstig eine erfindungsgemäße Abgasanlage realisieren.
  • Vorzugsweise befindet sich die Mischeinrichtung innerhalb des verjüngten Abschnitts. Daher benötigt die Mischeinrichtung keinen separaten Abschnitt im Abgaskanal, so dass die Abgasanlage kompakt gehalten werden kann.
  • Nach noch einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung überlappen der verjüngte Abschnitt und das Zwischenrohr um mehr als die Hälfte ihrer Länge, insbesondere um mindestens etwa zwei Drittel ihrer Länge. Damit lässt sich in einfacher Weise ein relativ langer Abschnitt zwischen der Außenseite des verjüngten Abschnitts und der inneren Zwischenrohrwand realisieren, in dem eine Rückführung des Abgases entgegen der eigentlichen Abgasstromrichtung erfolgt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Abgaskanal im Bereich der Umlenkeinrichtung gegenüber einem benachbarten Kanalabschnitt radial erweitert. Der Durchflussquerschnitt für das Abgas wird dadurch trotz der Umlenkung nicht zu klein.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,
  • 1 eine seitliche Ansicht in teilweiser Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Abgasanlage,
  • 2 eine perspektivische Ansicht in teilweiser Schnittdarstellung der Abgasanlage von 1,
  • 3 eine perspektivische Ansicht einer Mischeinrichtung der Abgasanlage von 1,
  • 4 eine vereinfachte Draufsicht auf die abgasstromabwärtige Seite der Abgasanlage von 1 und
  • 5 eine weitere perspektivische Ansicht der Abgasanlage von 1.
  • Die dargestellte Abgasanlage 1 weist einen Abgaskanal 2 auf, in den eine Eingabeeinrichtung 3 zum Einbringen von Zusatzstoffen, bei denen es sich insbesondere um ein Wasser-Harnstoff-Gemisch handelt, mündet und dem eine nicht gezeigte Abgasbehandlungseinrichtung, wie etwa ein SCR-Katalysator, nachgeordnet ist. Im Bereich der Eingabeeinrichtung 3 sowie vor dem SCR-Katalysator durchströmt das Abgas den Abgaskanal 2 in der Hauptabgasstromrichtung I.
  • Zwischen der Eingabeeinrichtung 3 und der nachgeordneten Abgasbehandlungseinrichtung weist der Abgaskanal 2 eine Umlenkeinrichtung 5 auf, welche zur mindestens teilweisen Rückführung des Abgasstromes entgegen der eigentlichen Abgasstromrichtung I, also in Abgasgegenstromrichtung II, ausgebildet ist.
  • Insbesondere weist der Abgaskanal 2 einen stromaufwärtig gelegenen, oberen Abschnitt 7 mit einem abgasstromabwärtigen, verjüngt ausgebildeten unteren Ende 9 und einen weiteren abgasstromabwärtig gelegenen unteren Abschnitt 11 auf. Wie insbesondere aus 1 ersichtlich ist, ist das untere Ende 9 in den unteren Abschnitt 11 geführt. Ferner ist zentrisch in den unteren Abschnitt 11 ein Zwischenrohr 13 eingesetzt, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des unteren Abschnitts 11. Die Gasaustrittsöffnung des unteren Endes 9 des oberen Abschnitts 7 mündet in das Zwischenrohr 13. Dabei ist der Innendurchmesser des Zwischenrohrs 13 wiederum größer als der Außendurchmesser des unteren Endes 9, und das Zwischenrohr 13 weist einen ebenen oder profilierten Boden 15 auf, welcher der Gasaustrittsöffnung des unteren Endes 9 gegenübersteht und in der Mitte auf diese zu gewölbt ist.
  • Durch die Ineinanderschachtelung des unteren Endes 9, des Zwischenrohres 13 und des unteren Abschnitts 11 wird in der Umlenkeinrichtung 5 ein erster Abgaskanalabschnitt 17 ausgebildet, welcher sich zwischen der Außenwand des unteren Endes 9 und der Innenwand des Zwischenrohres 13 erstreckt und durch den das Abgas entgegen der Hauptabgasstromrichtung I, also in Hauptabgasgegenstromrichtung II, geführt wird. Ferner wird abgasstromabwärtig zum ersten Abgaskanalabschnitt 17 zwischen der Außenwand des Zwischenrohres 13 und der Innenwand des unteren Abschnitts 11 ein zweiter Abgaskanalabschnitt 19 gebildet, in dem das Abgas wieder in etwa in die ursprüngliche Hauptabgasstromrichtung I geführt wird und der in einen Bereich 20 des Abgaskanals 2 mündet, dem die Abgasbehandlungseinrichtung, insbesondere der SCR-Katalysator, nachgeordnet oder in dem diese angeordnet ist.
  • In das untere Ende 9 des oberen Abschnitts 7 ist eine Mischeinrichtung 21 eingesetzt. Die Mischeinrichtung 21 umfasst einen so genannten zylindrischen Kreuzklappenmischer 23 und eine Drallturbine 25 (vgl. insbesondere 3), welche in Hauptabgasstromrichtung I betrachtet vor dem Kreuzklappenmischer 23 in einer Eintrittsöffnung 27 der Mischeinrichtung 21 angeordnet ist. Dabei ist die Eintrittsöffnung 27 insbesondere auf einen von der Eingabeeinrichtung 3 beim Einbringen des Wasser-Harnstoff-Gemisches gebildeten Dosierkegel 29 abgestimmt, so dass das eingebrachte Gemisch im Wesentlichen vollständig in die Mischeinrichtung 21 und damit in die der Mischeinrichtung 21 nachgeschalteten Abgaskanalabschnitte gelangt.
  • Wie aus 3 ersichtlich ist, weist die Drallturbine 25 der Mischeinrichtung 21 mehrere, im Bereich der Eintrittsöffnung des Kreuzklappenmischers 23 angeordnete Gasleitschaufeln auf. Ferner ist insbesondere aus 4 und 5 ersichtlich, dass der Kreuzklappenmischer 23 mehrere, schräg zur Hauptabgasstromrichtung I gestellte Klappen aufweist, die eine Strömungsumlenkung bewirken, wodurch die Vermischung des Abgases mit dem Zusatzstoff verbessert wird.
  • Darüber hinaus ist insbesondere der Bereich des unteren Endes 9 vor der Gasaustrittsöffnung düsenartig ausgebildet, indem sich dieser zur Gasaustrittsöffnung hin radial verjüngt. Des Weiteren sind sowohl die Endkonturen des unteren Endes 9 als auch des Zwischenrohres 13 profiliert ausgebildet, indem die jeweilige Endkontur wellenförmige Einbuchtungen 31 aufweist. Es sind jedoch auch andere Formen möglich, beispielsweise dreieckige oder trapezförmige Einbuchtungen.
  • Durch die düsenartige Ausgestaltung des unteren Endes 9 einerseits und die profilierte Endkontur des unteren Endes 9 andererseits werden besonders gut Nachlaufwirbel in der Abgasströmung an der Gasaustrittsöffnung des unteren Endes 9 erzeugt. Dadurch wird eine Durchmischung des in das Zwischenrohr 13 einströmenden Abgas-Zusatzstoff-Gemisches unterstützt. Die Umlenkung des Gemisches in den ersten Abgaskanalabschnitt 17 wird zusätzlich durch den zuvor erwähnten, gewölbten Boden 15 des Zwischenrohres 13 unterstützt, so dass eine besonders gute Strömungsumlenkung der Abgasströmung aus dem unteren Ende 9 in den ersten Abgaskanalabschnitt 17 erfolgt.
  • Zusätzlich werden auch aufgrund der profilierten Endkontur des Zwischenrohres 13 in verbesserter Weise Nachlaufwirbel erzeugt, wodurch wiederum die Durchmischung des Abgas-Zusatzstoff-Gemisches weiter verbessert wird.
  • Zur Unterstützung der Strömung im Abgaskanal sind darüber hinaus Gegendruckentlastungsbohrungen 33 in der Wand des Zwischenrohres und in der Wand des unteren Endes 9 vorhanden. Diese sind jeweils in Umfangsrichtung der Wand des Zwischenrohres 13 und der Wand des unteren Endes 9 gleichmäßig verteilt angeordnet. Darüber hinaus befinden sich die Einbuchtungen 33 in Strömungsrichtung I betrachtet vorzugsweise annähernd in Verlängerung zu den jeweiligen Gegendruckentlastungsbohrungen 33. Durch die Gegendruckentlastungsbohrungen 33 erfolgt ein Druckausgleich zwischen dem Inneren des unteren Endes 9 und dem ersten Kanalabschnitt 17 sowie zwischen dem ersten Kanalabschnitt 17 und dem zweiten Kanalabschnitt 19, wodurch ein zu hoher Gegendruck vermieden und zusätzlich die Umlenkung der Abgasströmung abgasstromabwärtig zur Gasaustrittsöffnung des unteren Endes 9 beziehungsweise des Zwischenrohres 13 (vgl. die gekrümmten Pfeile in 1) verbessert wird.
  • Bei bestimmungsgemäßen Gebrauch der Abgasanlage 1 wird dem im oberen Abschnitt 7 in Hauptabgasstromrichtung I strömenden Abgas mittels der Eingabeeinrichtung 3 ein Wasser-Harnstoff-Gemisch zugesetzt. Das Abgas und das eingespritzte Gemisch gelangen dann in die Mischeinrichtung 21, wo diese einerseits in eine Drallbewegung versetzt werden, was eine Durchmischung des Zusatzstoffes mit dem Abgas begünstigt, und andererseits eine verbesserte Durchmischung zwischen dem Abgas und dem Zusatzstoff aufgrund des der Drallturbine 25 nachgeordneten Kreuzklappenmischers 23 erfolgt.
  • Anschließend durchläuft das Abgas-Zusatzstoff-Gemisch das untere Ende 9 des oberen Abschnitts 7 und tritt aus der Gasaustrittsöffnung des unteren Endes in das Zwischenrohr 13. Wie zuvor erwähnt, unterstützen die Ausgestaltung des unteren Endes 9 sowie der Boden 15 des Zwischenrohrs 13 eine Umlenkung der Strömungsrichtung des Abgas-Zusatzstoff-Gemisches.
  • Das Abgas-Zusatzstoff-Gemisch gelangt dann in den ersten Abgaskanalabschnitt 17, der in Hauptabgasgegenstromrichtung II durchströmt wird. Nach Verlassen der Gasaustrittsöffnung des Zwischenrohres 13 erfolgt wiederum eine Umlenkung des Abgas-Zusatzstoff-Gemisches, so dass dieses in den zweiten Abgaskanalabschnitt 19 gelangt, in dem das Abgas-Zusatzstoff-Gemisch wieder in der Hauptabgasstromrichtung I geführt wird. Der zweite Abgaskanalabschnitt 19 mündet in den Abgaskanalbereich 20, dem der SCR-Katalysator nachgeordnet oder in dem der SCR-Katalysator angeordnet ist.
  • Durch die labyrinthartige Ausgestaltung des Abgaskanals 2 im Bereich der Umlenkeinrichtung 5 lässt sich eine Abgasanlage 1 mit relativ kurzer Baulänge zwischen der Eingabeeinrichtung 3 und dem SCR-Katalysator realisieren, ohne dass eine Verkürzung der vom Abgaskanal zwischen der Eingabeeinrichtung 3 und dem Katalysator gebildeten Hydrolysestrecke in Kauf genommen werden muss.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Abgasanlage
    2
    Abgaskanal
    3
    Eingabeeinrichtung
    5
    Umlenkeinrichtung
    7
    oberer Abschnitt
    9
    unteres Ende von 7
    11
    unterer Abschnitt
    13
    Zwischenrohr
    15
    Boden des Zwischenrohrs
    17
    erster Abgaskanalabschnitt
    19
    zweiter Abgaskanalabschnitt
    20
    Abgaskanalbereich
    21
    Mischeinrichtung
    23
    Kreuzklappenmischer
    25
    Drallturbine
    27
    Eintrittsöffnung
    29
    Dosierkegel
    31
    Einbuchtung
    33
    Gegendruckentlastungsbohrung
    I
    Hauptabgasstromrichtung
    II
    Hauptabgasgegenstromrichtung

Claims (15)

  1. Abgasanlage für Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, mit einem insbesondere rohrförmig ausgebildeten Abgaskanal (2), einer in den Abgaskanal (2) mündenden Eingabeeinrichtung (3) zum Einbringen von Zusatzstoffen, insbesondere eines Wasser-Harnstoff-Gemisches, und einer dem Abgaskanal (2) nachgeordneten Abgasbehandlungseinrichtung, insbesondere SCR-Katalysator, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskanal (2) zwischen der Eingabeeinrichtung (3) und der nachgeordneten Abgasbehandlungseinrichtung mindestens eine Umlenkeinrichtung (5) zur mindestens teilweisen Rückführung des Abgasstromes entgegen der ursprünglichen Hauptabgasstromrichtung (I) aufweist.
  2. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (5) derart zur Mehrfachumlenkung des Abgasstromes ausgebildet ist, dass der Abgasstrom schließlich wieder die ursprüngliche Hauptabgasstromrichtung (I) aufweist.
  3. Abgasanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (5) eine labyrinthartige Strömungsführung aufweist.
  4. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Abgaskanal (2) in Hauptabgasstromrichtung (I) hinter der Eingabeeinrichtung (3) eine Mischeinrichtung (21) angeordnet ist, insbesondere zwischen der Mündung der Eingabeeinrichtung (3) und der Umlenkeinrichtung (5).
  5. Abgasanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (21) einen insbesondere zylindrischen Kreuzklappenmischer (23) und/oder eine Drallturbine (25) aufweist.
  6. Abgasanlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Abgaskanal (11), insbesondere zentrisch, ein hauptabgasstromabwärts mindestens teilweise geschlossenes oder wahlweise verschließbares Zwischenrohr (13) eingesetzt ist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des dieses umgebenden Abgaskanals (11).
  7. Abgasanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das hauptabgasstromabwärtige Ende des Zwischenrohres (13) durch einen ebenen oder profilierten, insbesondere in der Mitte gewölbten, Boden (15) verschlossen ist.
  8. Abgasanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das der Abgaskanal (7) hauptabgasstromaufwärts des Zwischenrohres einen am Ende insbesondere düsenartig ausgebildeten, radial verjüngten Abschnitt (9) aufweist, der in das Zwischenrohr mündet.
  9. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wand des Zwischenrohres (13) und/oder des verjüngten Abschnittes (9) Gegendruckentlastungsbohrungen (33) vorhanden sind, insbesondere jeweils im Bereich der Gasaustrittsöffnungen und bevorzugt in Umfangsrichtung jeweils gleichmäßig verteilt.
  10. Abgasanlage nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasaustrittsende des verjüngten Abschnitts (9) und/oder des Zwischenrohres (13) eine profilierte Endkontur, insbesondere in Form von dreieck-, trapez- oder wellenförmigen Einbuchtungen (31) aufweist.
  11. Abgasanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einbuchtungen (31) in Strömungsrichtung betrachtet zumindest annähernd in Verlängerung der Gegendruckentlastungsbohrungen (33) befinden.
  12. Abgasanlage nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der verjüngte Abschnitt (9) an einem in Bezug auf die Hauptabgasstromrichtung (I) stromaufwärtigen Abschnitt (7) des Abgaskanals (2) ausgebildet ist, der mit seinem verjüngten Ende in einen hauptabgasstromabwärtigen Abschnitt (11) des Abgaskanals (2) eingesetzt ist.
  13. Abgasanlage nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mischeinrichtung (21) innerhalb des verjüngten Abschnitts (9) befindet.
  14. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich der verjüngte Abschnitt (9) und das Zwischenrohr (13) um mehr als die Hälfte ihrer Länge überlappen, insbesondere um mindestens etwa 2/3 ihrer Länge.
  15. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskanal (11) im Bereich der Umlenkeinrichtung (5) gegenüber einem benachbarten Kanalabschnitt (7, 20) radial erweitert ist.
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