DE102011108237A1 - Arrangement for introducing an additive into a gas stream - Google Patents

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Abstract

Anordnung zum Einbringen eines Zusatzstoffes in einen Gasstrom, insbesondere eines Reduktionsmittels zur Erzeugung einer selektiven katalytischen Reduktion in einem Abgasstrom eines Dieselmotors, mit einer Einbringeinrichtung, insbesondere mindestens einer Sprühdüse, zum Einbringen des Zusatzstoffes in den Gasstrom und einer im Bereich der Einbringstelle abgewinkelten Gasführung für den Gasstrom, wobei zur Erzielung einer guten Durchmischung und Verteilung des Zusatzstoffes trotz beengter Platzverhältnisse im Bereich der Abwinklung mindestens ein Leitblech in der Gasführung angeordnet ist, welches den Gasstrom in Teilströme aufteilt und auf welches der eingebrachte Zusatzstrom auftrifft.Arrangement for introducing an additive into a gas stream, in particular a reducing agent for producing a selective catalytic reduction in an exhaust gas stream of a diesel engine, with a introduction device, in particular at least one spray nozzle, for introducing the additive into the gas stream and a gas guide angled in the region of the introduction point Gas stream, wherein to achieve a good mixing and distribution of the additive despite cramped space in the region of the bend at least one baffle is arranged in the gas duct, which divides the gas stream into partial streams and which impinges on the introduced additional stream.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einbringen eines Zusatzstoffes in einen Gasstrom, insbesondere eines Reduktionsmittels zur Erzeugung einer selektiven katalytischen Reduktion in einem Abgasstrom eines Dieselmotors, mit einer Einbringeinrichtung, insbesondere mindestens einer Sprühdüse, zum Einbringen des Zusatzstoffes in den Gasstrom und einer im Bereich der Einbringstelle abgewinkelten Gasführung für den Gasstrom.The present invention relates to an arrangement for introducing an additive into a gas stream, in particular a reducing agent for producing a selective catalytic reduction in an exhaust stream of a diesel engine, with a introduction device, in particular at least one spray nozzle for introducing the additive into the gas stream and one in the Einbringstelle angled gas flow for the gas stream.

Aufgrund strenger werdender Abgasvorschriften für Verbrennungsmotoren müssen Stickoxide (NOx) im Abgas reduziert werden. Eine bekannte Möglichkeit besteht darin, die Stickoxide in einer so genannten selektiven katalytischen Reduktion (SCR) zu Stickstoff und Wasser zu reduzieren. Dies erfolgt in einem so genannten SCR-Katalysator unter Verwendung eines in das Abgas eingespritzten Reduktionsmittels. Hierfür kann insbesondere ein Wasser-Harnstoff-Gemisch verwendet werden, dessen Harnstoff im Abgas zu Ammoniak zerfällt, das mit den Stickoxiden reagiert. Des Weiteren kann auch Flüssigkraftstoff in Form unterschiedlicher Kohlenwasserstoffverbindungen (HC) in das Abgas eingespritzt werden.Due to stricter exhaust gas regulations for internal combustion engines, nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas must be reduced. A known possibility is to reduce the nitrogen oxides in a so-called selective catalytic reduction (SCR) to nitrogen and water. This is done in a so-called SCR catalyst using a reducing agent injected into the exhaust gas. For this purpose, in particular a water-urea mixture can be used, the urea decomposes in the exhaust gas to ammonia, which reacts with the nitrogen oxides. Furthermore, liquid fuel in the form of different hydrocarbon compounds (HC) can also be injected into the exhaust gas.

Wünschenswert ist bei derartigen Reduktionsverfahren grundsätzlich, dass einerseits das Reduktionsmittel möglichst gleichmäßig mit dem Abgas vermischt wird und andererseits eine möglichst vollständige Verdampfung bzw. Thermolyse des flüssigen Reduktionsmittels erzielt wird, um einen hohen Wirkungsgrad bei der Reduktion sowie einen ablagerungsfreien Betrieb zu erreichen.It is desirable in such reduction methods in principle that on the one hand, the reducing agent is mixed as uniformly as possible with the exhaust gas and on the other hand the most complete evaporation or thermolysis of the liquid reducing agent is achieved in order to achieve high efficiency in the reduction and a deposit-free operation.

Bisherige Systeme erreichen aufgrund der CO2-Senkungsmaßnahmen nicht mehr rechtzeitig die notwendige Anspringtemperatur, um die aktuellen Abgasnormen zu erfüllen. Durch ein Verlegen der Systeme in den motornahen Bereich sollen die dort vorhandenen höheren Temperaturen das rechtzeitige Erreichen der Anspringtemperatur ermöglichen. Problematisch ist hier der geringe Platzbedarf und die sich daraus ergebende Strömungsführung mit starken Abwinkelungen.Due to the CO 2 reduction measures, existing systems no longer reach the necessary light-off temperature in time to meet the current emission standards. By laying the systems in the area close to the engine, the higher temperatures that are available there should make it possible to reach the light-off temperature in good time. The problem here is the small footprint and the resulting flow guidance with strong bends.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die auch bei extrem kurzen Mischungslängen und stark gekrümmten Rohrführungen sowie starken Querschnittsflächenänderungen der Rohre gute Ergebnisse liefert.The invention has for its object to provide an arrangement of the type mentioned, which gives good results even with extremely short mixing lengths and highly curved pipe guides and strong cross-sectional area changes of the tubes.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Bereich der Abwinklung mindestens ein Leitblech in der Gasführung angeordnet ist, welches den Gasstrom in Teilströme aufteilt und auf welches der eingebrachte Zusatzstrom auftrifft.This object is achieved in that in the region of the bend at least one guide plate is arranged in the gas guide, which divides the gas stream into partial streams and which impinges on the introduced additional stream.

Durch die Verwendung von mindestens einem Leitblech wird der Gasstrom aufgeteilt. Damit kann trotz der Abwinkelung vermieden werden, dass sich der Gasstrom an einer Rohrwand konzentriert. Zudem dient das Leitblech als Tropfenabscheider und Sekundärzerstäuber für das eingebrachte Zusatzmittel sowie als Wärmetauscher mit dem Gasstrom und Verdampfer des Zusatzmittels. Das Leitblech bietet dadurch eine Mehrfachfunktion, durch welche die kurze SCR-Mischerstrecke optimal ausgenutzt werden kann.By using at least one baffle, the gas flow is split. This can be avoided despite the bend, that the gas stream is concentrated on a pipe wall. In addition, the baffle serves as a mist eliminator and secondary atomizer for the introduced additive and as a heat exchanger with the gas stream and evaporator of the additive. The baffle thus offers a multiple function, through which the short SCR mixer section can be optimally utilized.

Die Leitbleche sind bevorzugt so ausgebildet und angeordnet, dass sich eine möglichst gleichmäßige Aufteilung des Gasstroms ergibt. Durch diese Gleichverteilung des Gasstroms ergibt sich auch eine möglichst weitgehende Gleichverteilung des eingebrachten Zusatzstoffes.The baffles are preferably formed and arranged so as to give the most uniform possible distribution of the gas flow. This uniform distribution of the gas flow also results in the greatest possible uniform distribution of the introduced additive.

Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn das Leitblech und die Einbringeinrichtung so angeordnet sind, dass der eingebrachte Zusatzstoff unter einem spitzen Winkel auf das Leitblech auftrifft, insbesondere mit einem so genannten streifenden Einfall. Die vorgenannten Funktionen des Leitblechs können dadurch besonders gut realisiert werden.A further improvement results when the guide plate and the introduction device are arranged so that the introduced additive impinges on the guide plate at an acute angle, in particular with a so-called grazing incidence. The aforementioned functions of the baffle can be particularly well realized.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in mindestens einem Leitblech im Bereich einer Auftreffstelle von eingebrachtem Zusatzstoff mindestens eine Durchtrittsöffnung für den eingebrachten Zusatzstoff vorgesehen, insbesondere derart, dass der Zusatzstoff in zwei zumindest weitgehend gleich große Ströme beidseits des Leitblechs aufgeteilt wird. Der eingebrachte Zusatzstoff wird dadurch von der Einbringstelle auf die aufgeteilten Gasströme verteilt. Es müssen dadurch nicht beidseits des Leitbleches eigene Einbringeinrichtungen vorgesehen sein.According to a further embodiment of the invention, at least one passage opening for the introduced additive is provided in at least one baffle in the region of an impact of introduced additive, in particular such that the additive is divided into two at least substantially equal currents on both sides of the baffle. The introduced additive is thereby distributed from the point of introduction to the divided gas streams. It must not be provided on both sides of the baffle own insertion devices.

Bevorzugt ist die Größe der Durchtrittsöffnung so gewählt, dass es zu keiner seitlichen Benetzung der Durchtrittsöffnung mit Zusatzstoff kommt. Damit kann eine Ablagerung von Zusatzstoff in diesem Bereich des Leitblechs verhindert werden.Preferably, the size of the passage opening is chosen so that there is no lateral wetting of the passage opening with additive. Thus, a deposit of additive in this area of the baffle can be prevented.

Die Leitbleche weisen nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt Erhebungen und/oder Vertiefungen auf, insbesondere in Form von nasenförmigen Ausprägungen und insbesondere im Nachlauf zu den Durchtrittsöffnungen. Durch diese Erhebungen und Vertiefungen wird der eingebrachte Zusatzstoff auf den Leitblechen weiter verteilt und aufgefächert.The baffles have according to a further embodiment of the invention preferably elevations and / or depressions, in particular in the form of nose-shaped forms and in particular in the wake to the passage openings. Through these elevations and depressions of the introduced additive is further distributed and fanned on the baffles.

Nach noch einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Leitbleche, insbesondere im Nachlauf zu den Durchtrittsöffnungen und gegebenenfalls den Erhebungen und Vertiefungen weitere Durchbrüche und/oder Umlenkklappen auf. Dadurch kann eine Verwirbelung des Gasstroms und damit eine weitere Verteilung des Zusatzstoffes im Gasstrom erreicht werden. Auch kann eine Ausrichtung des Gasstroms auf ein nachfolgendes Modul erreicht werden.According to yet another embodiment of the invention, the baffles, in particular in the wake of the passage openings and optionally the elevations and depressions further breakthroughs and / or flapper. This can be a Turbulence of the gas stream and thus a further distribution of the additive in the gas stream can be achieved. Also, alignment of the gas flow to a subsequent module can be achieved.

Nach noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Gasführung eine weitere Abwinklung auf, insbesondere stromab der ersten Abwinklung. Dies ermöglicht eine sehr enge Gasführung im motornahen Bereich eines Fahrzeugmotors. Je nach Motorgestaltung kann die zweite Abwinklung gleichsinnig wie die erste Abwinklung oder zu der ersten Abwinklung gegensinnig sein.According to yet another embodiment of the invention, the gas guide on a further bend, in particular downstream of the first bend. This allows a very narrow gas flow in the vicinity of the engine of a vehicle engine. Depending on the motor design, the second bend can be in the same direction as the first bend or the first bend in the opposite direction.

Im Bereich der zweiten Abwinklung ist das Leitblech bevorzugt so ausgebildet und angeordnet, dass die Teilströme nach der zweiten Abwinklung möglichst gleich verteilt sind. Auch kann im Bereich der zweiten Abwinklung mindestens ein weiteres Gasleitblech vorhanden sein. Damit kann eine weitere Gleichverteilung oder Ausrichtung des Gasstroms erreicht werden.In the region of the second bend, the guide plate is preferably designed and arranged such that the partial flows are distributed as equally as possible after the second bend. Also, at least one further gas guide plate may be present in the region of the second bend. Thus, a further uniform distribution or orientation of the gas stream can be achieved.

Durch Umlenkklappen und/oder Durchtrittsöffnungen im Bereich der zweiten Abwinklung kann eine weitere Verwirbelung und Gleichverteilung des Gasstroms und des darin enthaltenen Zusatzstoffes erreicht werden. Besonders bevorzugt sind die Umlenkklappen jeweils aus den Leitblechen herausgeformt.By deflecting flaps and / or passage openings in the region of the second bend, a further turbulence and uniform distribution of the gas stream and the additive contained therein can be achieved. Particularly preferably, the deflection flaps are each formed out of the baffles.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann bevorzugt einen Kanal mit einer runden oder ovalen Eintrittsöffnung, einer runden oder ovalen Austrittsöffnung und einem diese verbindenden verjüngten Kanal, insbesondere Flachkanal, umfassen. Eine solche Anordnung kann insbesondere im motornahen Bereich von Kraftfahrzeugmotoren eingesetzt werden.The arrangement according to the invention can preferably comprise a channel with a round or oval inlet opening, a round or oval outlet opening and a tapered channel connecting the latter, in particular a flat channel. Such an arrangement can be used in particular in the engine-near range of motor vehicle engines.

Besonders bevorzugt ist es, wenn im Bereich des verjüngten Kanals keine querschnittsverblockenden Einrichtungen wie Wirbelklappen und dergleichen angeordnet sind. Damit kann der Abgasgegendruck gering gehalten werden.It is particularly preferred if no cross-sectional blocking devices, such as swirl flaps and the like, are arranged in the region of the tapered channel. Thus, the exhaust backpressure can be kept low.

Nach noch einer Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Einbringeinrichtungen über die Kanalbreite verteilt vorgesehen, insbesondere gleichmäßig. Damit kann die Gleichverteilung des Zusatzstoffes im Gasstrom weiter verbessert werden.According to yet another embodiment of the invention, a plurality of introduction devices are provided distributed over the channel width, in particular uniformly. Thus, the uniform distribution of the additive in the gas stream can be further improved.

Um die Einbringkegel der Einbringeinrichtungen sind nach noch einer Ausgestaltung der Erfindung konusförmige, insbesondere geschlitzte Schutzhülsen angeordnet, deren Öffnungswinkel bevorzugt etwas größer ist als derjenige des Einbringkegels. Die Schutzhülsen ermöglichen ein vom Abgasstrom ungestörtes Einbringen des Zusatzstoffes, wobei durch die Schlitze in die Schutzhülsen eine gewisse Menge Abgas eindringen und sich bereits mit dem Zusatzstoff vermischen kann.According to yet another embodiment of the invention, cone-shaped, in particular slotted, protective sleeves are arranged around the insertion cone of the insertion devices, the opening angle of which is preferably somewhat greater than that of the insertion cone. The protective sleeves allow undisturbed introduction of the additive from the exhaust gas flow, whereby a certain amount of exhaust gas can penetrate through the slots in the protective sleeves and can already mix with the additive.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist insbesondere zwischen einem Dieseloxidationskatalysator und einem Dieselpartikelfilter einer Abgasanlage, insbesondere eines Dieselmotors, angeordnet. Hier hat sich der Einsatz als besonders vorteilhaft herausgestellt.The arrangement according to the invention is in particular arranged between a diesel oxidation catalytic converter and a diesel particle filter of an exhaust gas system, in particular of a diesel engine. Here, the use has been found to be particularly advantageous.

Die Strömungsachsen von Dieseloxidationskatalysator und Dieselpartikelfilter verlaufen bevorzugt parallel, wobei die Gasaustrittsöffnung des Dieseloxidationskatalysators über die erfindungsgemäße Anordnung mit der Gaseintrittsöffnung des Dieselpartikelfilters verbunden ist. Hierdurch kann die kurze Strecke zwischen Dieseloxidationskatalysator und Dieselpartikelfilter für das Einbringen und Verteilen des Zusatzstoffes genutzt werden, und zwar auch dann, wenn Dieseloxidationskatalysator und Dieselpartikelfilter unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, wie dies bei motornaher Anordnung vorkommt.The flow axes of diesel oxidation catalyst and diesel particulate filter preferably run parallel, wherein the gas outlet opening of the diesel oxidation catalyst is connected via the arrangement according to the invention with the gas inlet opening of the diesel particulate filter. As a result, the short distance between Dieseloxidationskatalysator and diesel particulate filter for introducing and distributing the additive can be used, even if diesel oxidation catalyst and diesel particulate filter are arranged directly adjacent to each other, as occurs in close-coupled arrangement.

Die Einbringeinrichtungen können bevorzugt eine flach- oder fächerstrahlartige Charakteristik aufweisen. Dadurch ist die Verteilung über einen flachen Strömungskanal verbessert.The introduction devices may preferably have a flat or fan-beam-like characteristic. This improves distribution over a shallow flow channel.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschreiben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described below. They show, in each case in a schematic representation,

1 eine vereinfachte seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung, 1 a simplified side sectional view of an arrangement according to the invention,

2 eine Teilansicht auf die Anordnung gemäß 1 von vorn, und 2 a partial view of the arrangement according to 1 from the front, and

3 eine perspektivische Teilansicht der Anordnung gemäß 1. 3 a partial perspective view of the arrangement according to 1 ,

1 zeigt einen Dieseloxidationskatalysator 1 und einen zu diesem benachbarten Dieselpartikelfilter 2. Der Dieseloxidationskatalysator 1 weist eine Gaseintrittsöffnung 3 und eine Gasaustrittsöffnung 4, der Dieselpartikelfilter 2 eine Gaseintrittsöffnung 5 und eine Gasaustrittsöffnung 6 auf. Die Austrittsöffnung 4 des Dieseloxidationskatalysators 1 und die Gaseintrittsöffnung 5 des Dieselpartikelfilters 2 sind über eine im Längsschnitt S-förmige Kanalanordnung 7 miteinander verbunden. Der Gasstrom I wird dadurch zweimal um ca. 90° umgelenkt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Umlenkungen gegensinnig, wodurch sich die S-Form der Kanalanordnung 7 ergibt. Alternativ könnten die beiden Umlenkungen auch gleichsinnig sein, sodass sich eine im Längsschnitt C-förmige Kanalanordnung ergibt. Eine derartige Ausgestaltung bietet sich dann an, wenn der Dieseloxidationskatalysator und der Dieselpartikelfilter direkt nebeneinander angeordnet sind. 1 shows a diesel oxidation catalyst 1 and a diesel particulate filter adjacent thereto 2 , The diesel oxidation catalyst 1 has a gas inlet opening 3 and a gas outlet 4 , the diesel particulate filter 2 a gas inlet opening 5 and a gas outlet 6 on. The outlet opening 4 of the diesel oxidation catalyst 1 and the gas inlet opening 5 of the diesel particulate filter 2 are over a longitudinal section S-shaped channel arrangement 7 connected with each other. The gas flow I is thereby deflected twice by about 90 °. In the illustrated embodiment, the two deflections are in opposite directions, resulting in the S-shape of the channel assembly 7 results. Alternatively, the two deflections could also be in the same direction, so that results in a longitudinal section C-shaped channel arrangement. Such a configuration is useful when the diesel oxidation catalyst and the diesel particulate filter are arranged directly next to each other.

Die Kanalanordnung 7 ist durch zwei Schalen 8, 9 gebildet, welche zusammen eine rohrartige Struktur mit einer an die Austrittsöffnung 4 des Dieseloxidationskatalysators 1 angepassten Eintrittsöffnung 10 und einer an die Eintrittsöffnung 5 des Dieselpartikelfilters 2 angepassten Austrittsöffnung 11 definieren. Die beiden Schalen 8, 9 sind gasdicht miteinander verbunden. Ebenso sind die Schalen 8, 9 im Bereich der Eintrittsöffnung 10 gasdicht mit dem Dieseloxidationskatalysator 1 und im Bereich der Austrittsöffnung 11 gasdicht mit dem Dieselpartikelfilter 2 verbunden. Die Eintrittsöffnung 10 und die Austrittsöffnung 11 der Kanalanordnung 7 ist jeweils im Querschnitt kreisförmig ausgebildet. Dazwischen ist die Kanalanordnung 7 als Flachkanal 7a ausgebildet, mit einem Seitenverhältnis von ca. 2:1 bis ca. 4:1.The channel arrangement 7 is through two shells 8th . 9 formed, which together a tubular structure with a to the outlet opening 4 of the diesel oxidation catalyst 1 adapted inlet opening 10 and one to the entrance opening 5 of the diesel particulate filter 2 adapted outlet opening 11 define. The two bowls 8th . 9 are connected to each other gas-tight. Likewise, the shells 8th . 9 in the area of the entrance opening 10 gas-tight with the diesel oxidation catalyst 1 and in the area of the outlet opening 11 gas-tight with the diesel particulate filter 2 connected. The entrance opening 10 and the exit opening 11 the channel arrangement 7 is in each case circular in cross section. In between is the channel arrangement 7 as a flat channel 7a formed, with an aspect ratio of about 2: 1 to about 4: 1.

Im Inneren der Kanalanordnung 7 ist ein erstes Gasleitblech 12 angeordnet, welches sich von der Eintrittsöffnung 10 bis zur Austrittsöffnung 11 erstreckt. Das Gasleitblech 12 ist derart gebogen ausgebildet, dass das in der Eintrittsöffnung 10 gelegene Ende des Gasleitblechs 12 eine entgegen der Strömungsrichtung I weisende Anströmkante 13 bildet, während das andere Ende des Gasleitblechs 12 im Bereich der Austrittsöffnung 11 eine Abströmkante 14 bildet, die sich im Wesentlichen in Strömungsrichtung I erstreckt. Dazwischen verläuft das Gasleitblech 12 im Wesentlichen parallel zu den Schalen 8, 9 der Kanalanordnung 7 und weist dementsprechend einen ersten gekrümmten Bereich 15 und einen zweiten gekrümmten Bereich 16 auf.Inside the channel arrangement 7 is a first gas baffle 12 arranged, which extends from the inlet opening 10 to the outlet 11 extends. The gas baffle 12 is formed bent such that in the inlet opening 10 located end of the gas baffle 12 a leading edge pointing counter to the flow direction I. 13 forms while the other end of the gas baffle 12 in the area of the outlet opening 11 a trailing edge 14 forms, which extends substantially in the flow direction I. In between, the gas guide plate runs 12 essentially parallel to the shells 8th . 9 the channel arrangement 7 and accordingly has a first curved area 15 and a second curved area 16 on.

Im ersten gekrümmten Bereich 15 des Gasleitblechs 12 ist dieses mit zwei fensterartig geöffneten Ausprägungen 17 versehen, die ausgehend vom Gasleitblech 12 nach unten in Richtung auf den Dieseloxdiationskatalysator 1 gebogen ausgebildet sind. Oberhalb der dadurch gebildeten beiden Öffnungen 18 sind zwei konusförmige Schutzhülsen 19 angeordnet, die sich von oben nach unten hin erweitern. Im Bereich der Eintrittsöffnungen 20 der beiden Schutzhülsen 19 ist jeweils eine hier nicht dargestellte Einspritzdüse angeordnet. Die beiden Einspritzdüsen sind in einem Dosiermodul 21 aufgenommen. Über Flügel 22 sind die Schutzhülsen 19 an der Kanalanordnung 7 festgelegt.In the first curved area 15 of the gas guide plate 12 is this with two window-like forms 17 provided, starting from the gas baffle 12 down towards the diesel oxidation catalyst 1 are formed bent. Above the two openings formed thereby 18 are two cone-shaped protective sleeves 19 arranged, which expand from top to bottom. In the area of the inlet openings 20 the two protective sleeves 19 is in each case arranged an injection nozzle, not shown here. The two injectors are in a dosing module 21 added. About wings 22 are the protective sleeves 19 at the channel arrangement 7 established.

In Strömungsrichtung I abwärts der beiden Ausprägungen 17 sind in dem Strömungsleitblech 12 zwei nicht geöffnete, nasenförmige Ausprägungen 23 vorgesehen, die von dem Strömungsleitblech 12 zu der oberen Schale 9 hin wegweisend vorstehen. Auf der davon abgewandten Seite des Strömungsleitblechs 12 ist mit Abstand ein kurzes Blech 24 angeordnet, welches mit eben solchen nasenförmigen Ausprägungen 25 versehen ist, die sich in Strömungsrichtung I abwärts der fensterartigen Ausprägungen 17 befinden und ausgehend vom Blech 24 in Richtung auf das Strömungsleitblech 12 vorstehen.In the flow direction I downwards of the two forms 17 are in the flow baffle 12 two unopened, nose-shaped forms 23 provided by the flow baffle 12 to the upper shell 9 lead the way forward. On the side facing away from the Strömungsleitblechs 12 is by far a short sheet 24 arranged, which with just such nose-shaped characteristics 25 is provided in the direction of flow I down the window-like forms 17 are located and starting from the sheet metal 24 in the direction of the flow baffle 12 protrude.

Weiter stromab der nasenförmigen Ausprägungen 23, 25 ist das Gasleitblech 12 mit zur unteren Schale 8 hin vorstehenden Umlenkklappen 26 versehen, die ebenfalls aus dem Gasleitblech 12 herausgeformt sind.Further downstream of the nose-shaped forms 23 . 25 is the gas baffle 12 with to the lower shell 8th towards projecting flap 26 provided, which also from the gas baffle 12 are formed out.

Schließlich weist das Gasleitblech im Bereich der Abströmkante 14 eine Reihe von Durchbrüchen 27 auf.Finally, the gas guide plate in the region of the trailing edge 14 a series of breakthroughs 27 on.

Ein drittes Blech 28 ist auf der Oberseite des Gasleitblechs 12 angesetzt. Es beginnt in etwa auf Höhe der Umlenkklappen 26 und erstreckt sich bis oberhalb der Abströmkante 14 des Gasleitblechs 12. Es ist wie dieses in Richtung auf die Eintrittsöffnung 5 des Dieselpartikelfilters 2 umgebogen und bildet eine ebenfalls in der Austrittsöffnung 11 der Kanalanordnung 7 liegende Abströmkante 29. Das weitere Blech 28 weist ebenfalls ausgeprägte Umlenkklappen 30 sowie stromab hiervon eine Reihe von Durchbrechungen 31 auf.A third sheet 28 is on top of the gas baffle 12 stated. It starts at about the height of the flap 26 and extends to above the trailing edge 14 of the gas guide plate 12 , It's like this towards the entrance 5 of the diesel particulate filter 2 bent over and forms a likewise in the outlet opening 11 the channel arrangement 7 lying outflow edge 29 , The further sheet metal 28 also has pronounced deflecting flaps 30 and downstream of this a series of openings 31 on.

Das in den Dieseloxidationskatalysator 1 einströmende Abgas verlässt diesen über die Austrittsöffnungen 4 und gelangt in die Kanalanordnung 7. Dort wird es durch das Gasleitblech 12 in zwei Teilströme aufgeteilt und um ca. 90° umgelenkt. Im Bereich der Umlenkung wird in den Abgasstrom ein Zusatzstoff, insbesondere ein Reduktionsmittel in Form von Ad-Blue oder gasförmiges Ammoniak eingedüst. Durch die Schutzhülsen 19 kann das Reduktionsmittel weitgehend ungestört auf das Gasleitblech 12 auftreffen und zwar unter einem spitzen Winkel α. Das Reduktionsmittel trifft im Bereich der Fensterausprägungen 17 auf das Gasleitblech 12, wodurch sich das Reduktionsmittel durch die Öffnungen 18 hindurch auch auf der Rückseite des Gasleitblechs 12 ausbreitet. Über die nasenförmigen Ausprägungen 23 und 25 wird das aufgebrachte Reduktionsmittel in der Breite verteilt.That into the diesel oxidation catalyst 1 incoming exhaust gas leaves this via the outlet openings 4 and enters the channel arrangement 7 , There it is through the gas baffle 12 divided into two streams and diverted by about 90 °. In the region of the deflection, an additive, in particular a reducing agent in the form of Ad-Blue or gaseous ammonia, is injected into the exhaust gas flow. Through the protective sleeves 19 the reducing agent can largely undisturbed on the gas baffle 12 impinge at an acute angle α. The reducing agent meets in the area of the window characteristics 17 on the gas baffle 12 , whereby the reducing agent passes through the openings 18 also on the back of the gas baffle 12 spreads. About the nose-shaped characteristics 23 and 25 the applied reducing agent is distributed in width.

Das Hindurchtreten des eingedüsten Reduktionsmittels ist insbesondere in 3 erkennbar. Dort ist auch erkennbar, dass das eingedüste Reduktionsmittel zusammen mit bereits eingemischtem Abgas auf die Umlenkklappen 26 trifft, wo eine weitere Verwirbelung und Durchmischung stattfindet.The passage of the injected reducing agent is especially in 3 recognizable. There is also recognizable that the injected eductant reducing agent together with already mixed exhaust gas on the Umlenkklappen 26 meets where further turbulence and mixing takes place.

Das Gasleitblech 12 dient zum einen als Sekundärzerstäuber für das aufgespritzte Reduktionsmittel und zum andern zur Abscheidung von Tropfen des Reduktionsmittels. Des Weiteren dient das Gasleitblech 12 als Wärmetauscher und Verdampfer, da es vom Abgasstrom erwärmt wird. Durch die Umlenkklappen 26 wirkt das Gasleitblech 12 schließlich als Turbulenzerzeuger und dient damit auch der Durchmischung des Abgasstroms mit dem Reduktionsmittel.The gas baffle 12 serves as a secondary atomizer for the sprayed reducing agent and on the other to the deposition of drops of the reducing agent. Furthermore, the gas baffle is used 12 as a heat exchanger and evaporator, since it is heated by the exhaust gas stream. Through the deflectors 26 acts the gas baffle 12 Finally, as a turbulence generator and thus also serves the mixing of the exhaust stream with the reducing agent.

Im Bereich der Gaseintrittsöffnung 5 des Dieselpartikelfilters wird das mit Reduktionsmittel durchsetzte Abgas diesem über das Gasleitblech 12 zugeführt. Das umgebogene Ende des Gasleitblechs 12 bewirkt zusammen mit dem weiteren Blech 28 eine gleichmäßige Verteilung des Abgases über den Querschnitt der Gaseintrittsöffnung 5. Zugleich dienen die Umlenkklappen 26 und 30 sowie die Durchbrechungen 27 und 31 der weiteren Durchmischung und Gleichverteilung des Abgases.In the area of the gas inlet opening 5 of the diesel particulate filter, the exhaust gas interspersed with reducing agent, this over the gas guide plate 12 fed. The bent end of the gas baffle 12 causes together with the other sheet 28 a uniform distribution of the exhaust gas over the cross section of the gas inlet opening 5 , At the same time serve the Umlenkklappen 26 and 30 as well as the openings 27 and 31 the further mixing and equal distribution of the exhaust gas.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird auf sehr kurzer Strecke eine gute Verdampfung und Verteilung des eingedüsten Reduktionsmittels und eine gute Durchmischung mit dem Abgasstrom erreicht. Ablagerungen des Zusatzstoffes können dadurch vermieden werden.The inventive arrangement a good evaporation and distribution of the injected reducing agent and a good mixing with the exhaust gas stream is achieved over a very short distance. Deposits of the additive can be avoided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
DieseloxidationskatalysatorDiesel oxidation catalyst
22
Dieselpartikelfilterdiesel particulate Filter
33
Eintrittsöffnung von 1 Inlet opening of 1
44
Austrittsöffnung von 1 Outlet opening of 1
55
Eintrittsöffnung von 2 Inlet opening of 2
66
Austrittsöffnung von 2 Outlet opening of 2
77
Kanalanordnungchannel arrangement
7a7a
Flachkanalflat duct
88th
Innenschaleinner shell
99
Außenschaleouter shell
1010
Eintrittsöffnung von 7 Inlet opening of 7
1111
Austrittsöffnung von 7 Outlet opening of 7
1212
Gasleitblechgas baffle
1313
Anströmkante von 12 Leading edge of 12
1414
Abströmkante von 12 Trailing edge of 12
1515
erster gekrümmter Bereichfirst curved area
1616
zweiter gekrümmter Bereichsecond curved area
1717
Fensterausprägungwindow expression
1818
Öffnungopening
1919
Schutzhülseprotective sleeve
2020
Eintrittsöffnung von 19 Inlet opening of 19
2121
Dosiermoduldosing
2222
Flügelwing
2323
Ausprägungshaping
2424
zweites Blechsecond sheet
2525
Ausprägungshaping
2626
Umlenkklappediverter
2727
DurchtrittsöffnungThrough opening
2828
drittes Blechthird sheet
2929
Abströmkantetrailing edge
3030
Umlenkklappediverter
3131
Durchbrechungperforation
II
GasströmungsrichtungGas flow direction
αα
Winkelangle

Claims (21)

Anordnung zum Einbringen eines Zusatzstoffes in einen Gasstrom, insbesondere eines Reduktionsmittels zur Erzeugung einer selektiven katalytischen Reduktion in einem Abgasstrom eines Dieselmotors, mit einer Einbringeinrichtung (21), insbesondere mindestens einer Sprühdüse, zum Einbringen des Zusatzstoffes in den Gasstrom und einer im Bereich der Einbringstelle abgewinkelten Gasführung für den Gasstrom, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Abwinklung mindestens ein Leitblech (12) in der Gasführung angeordnet ist, welches den Gasstrom in Teilströme aufteilt und auf welches der eingebrachte Zusatzstrom auftrifft.Arrangement for introducing an additive into a gas stream, in particular a reducing agent for producing a selective catalytic reduction in an exhaust gas stream of a diesel engine, having an introduction device ( 21 ), in particular at least one spray nozzle, for introducing the additive into the gas stream and an angled in the region of the introduction gas guide for the gas stream, characterized in that in the region of the bend at least one baffle ( 12 ) is arranged in the gas duct, which divides the gas stream into partial streams and which impinges on the introduced additional stream. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche (12) so ausgebildet und angeordnet sind, dass sich eine möglichst gleichmäßige Aufteilung des Gasstroms ergibt.Arrangement according to claim 1, characterized in that the baffles ( 12 ) are designed and arranged so that the most even distribution of the gas flow results. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitblech (12) und die Einbringeinrichtung (21) so angeordnet sind, dass der eingebrachte Zusatzstoff unter einem spitzen Winkel (α) auf das Leitblech (12) trifft, insbesondere mit einem so genannten streifenden Einfall.Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the guide plate ( 12 ) and the introduction device ( 21 ) are arranged so that the introduced additive at an acute angle (α) on the guide plate ( 12 ), especially with a so-called grazing idea. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Leitblech (12) im Bereich einer Auftreffstelle von eingebrachtem Zusatzstoff mindestens eine Durchtrittsöffnung (18) für den eingebrachten Zusatzstoff vorgesehen ist, insbesondere derart, dass der Zusatzstoff in zwei zumindest weitgehend gleich große Ströme aufgeteilt wird.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one guide plate ( 12 ) in the region of a point of impact of introduced additive at least one passage opening ( 18 ) is provided for the introduced additive, in particular such that the additive is divided into two at least substantially equal currents. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Durchtrittsöffnung (18) so gewählt ist, dass es zu keiner seitlichen Benetzung der Durchtrittsöffnung (18) mit Zusatzstoff kommt.Arrangement according to claim 4, characterized in that the size of the passage opening ( 18 ) is selected so that there is no lateral wetting of the passage opening ( 18 ) comes with additive. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche (12, 24) Erhebungen (23, 25) und/oder Vertiefungen, insbesondere in Form von nasenförmigen Ausprägungen und insbesondere im Nachlauf zu den Durchtrittsöffnungen (18) aufweisen.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the baffles ( 12 . 24 ) Surveys ( 23 . 25 ) and / or depressions, in particular in the form of nose-shaped forms and in particular in the wake to the passage openings ( 18 ) exhibit. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche (12), insbesondere im Nachlauf zu den Durchtrittsöffnungen (18) und gegebenenfalls den Erhebungen und Vertiefungen (23), weitere Durchbrüche (27) und/oder Umlenkklappen (26) aufweisen.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the baffles ( 12 ), in particular in the wake of the passage openings ( 18 ) and, where appropriate, the surveys and wells ( 23 ), further breakthroughs ( 27 ) and / or deflection flaps ( 26 ) exhibit. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasführung eine weitere Abwinklung umfasst, insbesondere stromab der ersten Abwinklung.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the gas guide comprises a further bend, in particular downstream of the first bend. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitblech (12) im Bereich der zweiten Abwinklung so ausgebildet und angeordnet ist, dass die Teilströme nach der zweiten Abwinklung möglichst gleich verteilt sind. Arrangement according to claim 8, characterized in that the baffle ( 12 ) is formed and arranged in the region of the second bend such that the partial flows are distributed as equally as possible after the second bend. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der zweiten Abwinklung mindestens ein weiteres Gasleitblech (28) vorhanden ist.Arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that in the region of the second bend at least one further gas guide plate ( 28 ) is available. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche (12, 28) im Bereich der zweiten Abwinklung Umlenkklappen (26, 30) und/oder Durchtrittsöffnungen (27, 31) aufweisen.Arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized in that the baffles ( 12 . 28 ) in the region of the second bend deflecting flaps ( 26 . 30 ) and / or passages ( 27 . 31 ) exhibit. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkklappen (26, 30) aus den Leitblechen (12, 28) herausgeformt sind.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the deflecting flaps ( 26 . 30 ) from the baffles ( 12 . 28 ) are formed out. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung einen Kanal (7) mit einer runden oder ovalen Eintrittsöffnung (10), einer runden oder ovalen Austrittsöffnung (11) und einem diese verbindenden verjüngten Kanalabschnitt, insbesondere Flachkanal (7a), umfasst.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the arrangement comprises a channel ( 7 ) with a round or oval inlet ( 10 ), a round or oval outlet ( 11 ) and a connecting this tapered channel section, in particular flat channel ( 7a ). Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des verjüngten Kanalabschnitts keine querschnittsverblockenden Einrichtungen wie Wirbelklappen und dergleichen angeordnet sind.Arrangement according to claim 13, characterized in that in the region of the tapered channel portion no cross-sectional blocking means such as vortex valves and the like are arranged. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einbringeinrichtungen, insbesondere Einspritzdüsen, über die Kanalbreite verteilt vorgesehen sind, insbesondere gleichmäßig.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of introduction devices, in particular injection nozzles, are provided distributed over the channel width, in particular uniformly. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um die Einbringkegel der Einbringeinrichtungen konusförmige, insbesondere geschlitzte Schutzhülsen (19) angeordnet sind, deren Öffnungswinkel bevorzugt etwas größer ist als derjenige des Einbringkegels.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that conical, in particular slotted, protective sleeves ( 19 ) are arranged, whose opening angle is preferably slightly larger than that of the Einbringkegels. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (7) zwischen einem Dieseloxidationskatalysator (1) und einem Dieselpartikelfilter (2) einer Abgasanlage, insbesondere eines Dieselmotors, angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the arrangement ( 7 ) between a diesel oxidation catalyst ( 1 ) and a diesel particulate filter ( 2 ) is arranged an exhaust system, in particular a diesel engine. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsachse vom Dieseloxidationskatalysator (1) und Dieselpartikelfilter (2) parallel verlaufen und die Gasaustrittsöffnung (4) des Dieseloxidationskatalysators (1) über die Anordnung (7) mit der Gaseintrittsöffnung (5) des Dieselpartikelfilters (2) verbunden ist.Arrangement according to claim 17, characterized in that the flow axis of the diesel oxidation catalyst ( 1 ) and diesel particulate filter ( 2 ) run parallel and the gas outlet ( 4 ) of the diesel oxidation catalyst ( 1 ) about the arrangement ( 7 ) with the gas inlet opening ( 5 ) of the diesel particulate filter ( 2 ) connected is. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Dieseloxidationskatalysator (1) und Dieselpartikelfilter (2) motornah angeordnet sind.Arrangement according to claim 18, characterized in that the diesel oxidation catalyst ( 1 ) and diesel particulate filter ( 2 ) are arranged close to the engine. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtungen, insbesondere Einspritzdüsen, eine flach- oder fächerstrahlartige Charakteristik aufweisen.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the input devices, in particular injection nozzles, have a flat or fan-beam-like characteristic. Abgasanlage, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Exhaust system, in particular for an internal combustion engine, with an arrangement according to one of the preceding claims.
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