DE102012205350A1 - Device for cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine - Google Patents

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Chaiwat Jaruvatee
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung des Abgases eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Diesel- und/oder Großmotors, umfassend eine erste Reinigungsstufe (A) sowie eine zweite Reinigungsstufe (B) zur Reduzierung der im Abgas enthaltenen Rußpartikel und/oder Stickoxide, ferner umfassend eine Mischkammer (3), in welcher dem Abgas ein Reduktionsmittel, insbesondere eine wässrige Harnstofflösung, zwischen der ersten und der zweiten Reinigungsstufe (A, B) zuführbar ist. Erfindungsgemäß sind die erste und die zweite Reinigungsstufe (A, B) baulich hintereinandergeschaltet und die Mischkammer (3) ist auf der Seite der ersten Reinigungsstufe (A) angeordnet, die der zweiten Reinigungsstufe (B) abgewandt ist, wobei die Mischkammer (3) über wenigstens ein eine Umlenkung des Abgasstroms bewirkendes Mischrohr (4) mit der zweiten Reinigungsstufe (B) verbunden ist.The invention relates to a device for cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel and / or large engine comprising a first cleaning stage (A) and a second purification stage (B) for reducing the soot particles and / or nitrogen oxides contained in the exhaust gas, further comprising a Mixing chamber (3), in which the exhaust gas, a reducing agent, in particular an aqueous urea solution, between the first and the second cleaning stage (A, B) can be fed. According to the first and the second cleaning stage (A, B) are structurally connected in series and the mixing chamber (3) is arranged on the side of the first cleaning stage (A), which faces away from the second cleaning stage (B), wherein the mixing chamber (3) at least one mixing pipe (4) effecting a diversion of the exhaust gas flow is connected to the second cleaning stage (B).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung des Abgases eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Diesel- und/oder Großmotors, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a device for cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel and / or large engine, having the features of the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Aufgrund stetig steigender Anforderungen im Hinblick auf die Reduzierung von umweltbelastenden Schadstoffen in den Abgasen von Verbrennungsmotoren, gilt es Maßnahmen zu treffen, welche den Rußpartikel- und Stickoxidausstoß zu verringern helfen. Dies gilt insbesondere für Diesel- und/oder Großmotoren, sowohl in mobiler, als auch in stationärer Anwendung. Hierzu eingesetzte Filter und Katalysatoren werden in der Regel hintereinandergeschaltet und erfordern auf diese Weise, insbesondere bei Großmotoren (> 560 KW), wie beispielsweise Schiffsmotoren, einen erheblichen Bauraumbedarf.Due to steadily increasing requirements with regard to the reduction of polluting substances in the exhaust gases of internal combustion engines, it is necessary to take measures which help to reduce soot particles and nitrogen oxide emissions. This is especially true for diesel and / or large engines, both in mobile, as well as in stationary application. For this purpose, filters and catalysts used are usually connected in series and require in this way, especially in large engines (> 560 KW), such as marine engines, a significant space requirement.

Aus der Offenlegungsschrift DE 102 26 975 A1 ist eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgas eines Dieselmotors bekannt, welche einen Partikelfilter für im Abgas enthaltene Rußpartikel sowie einen SCR-Katalysator umfasst. Um eine wirksame Abgasreinigung in einer einfachen und kompakten Bauform zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der Partikelfilter zugleich als Hydrolysekatalysator ausgebildet ist. Der Hydrolysekatalysator dient der Umsetzung von Harnstoff in Ammoniak, das im nachgeschalteten SCR-Katalysator als Reduktionsmittel eingesetzt wird. Hierzu ist bevorzugt die Innenwand des Partikelfilters zumindest teilweise mit einer hydrolyseaktiven Beschichtung versehen. Es entfällt somit die Notwendigkeit, einen zusätzlichen, separaten Hydrolysekatalysator vorzusehen, der üblicherweise bei einem System zur Entstickung des Abgases mittels eingedüster Harnstofflösung vorhanden ist. Des Weiteren wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, dass der Partikelfilter zugleich die Funktion des Vermischens und der Homogenisierung der Reduktionsmittellösung bzw. des Ammoniaks im Abgas übernimmt. Der Partikelfilter ist hierzu bevorzugt derart ausgelegt, dass beim Durchströmen eine turbulente Strömung im Abgas ausgebildet wird. Auf diese Weise kann ein separater Mischer, welcher dem SCR-Katalysator üblicherweise vorgeschaltet ist, entfallen.From the publication DE 102 26 975 A1 a device for purifying exhaust gas of a diesel engine is known, which comprises a particulate filter for soot particles contained in the exhaust gas and an SCR catalyst. In order to enable effective exhaust gas purification in a simple and compact design, it is proposed that the particle filter is at the same time designed as a hydrolysis catalytic converter. The hydrolysis catalyst is used to convert urea into ammonia, which is used as a reducing agent in the downstream SCR catalyst. For this purpose, the inner wall of the particulate filter is preferably at least partially provided with a hydrolysis-active coating. It thus eliminates the need to provide an additional, separate hydrolysis catalyst, which is usually present in a system for denitrification of the exhaust gas by means of dosed urea solution. Furthermore, it is proposed in this document that the particle filter at the same time assumes the function of mixing and homogenization of the reducing agent solution or of the ammonia in the exhaust gas. For this purpose, the particle filter is preferably designed in such a way that, when flowing through, a turbulent flow is formed in the exhaust gas. In this way, a separate mixer, which is usually upstream of the SCR catalyst omitted.

Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2006 011 281 U1 geht ferner eine Abgasreinigungsanlage zum Reinigen des Abgasstromes einer Brennkraftmaschine mit einem Partikelfilter und einem SCR-Katalysator hervor, bei welcher der Partikelfilter Bestandteil einer ersten Abgasreinigungsstufe und der Katalysator Bestandteil einer zweiten Abgasreinigungsstufe ist. Zur Realisierung einer kompakten Bauweise wird vorgeschlagen, dass beide Reinigungsstufen konzentrisch zueinander in einer Baueinheit zusammengefasst sind, wobei der Partikelfilter der ersten Abgasreinigungsstufe den SCR-Katalysator der zweiten Abgasreinigungsstufe zumindest teilweise einfassend angeordnet ist. Das heißt, dass der Partikelfilter den SCR-Katalysator ringförmig umgibt. Diese Anordnung hat zur Folge, dass der Abgasstrom, nachdem dieser eine Reinigungsstufe durchströmt hat, bezüglich seiner Strömungsrichtung umgelenkt werden muss, um in entgegengesetzter Strömungsrichtung die andere Abgasreinigungsstufe durchströmen zu können. Infolge der Umlenkung können Zuleitung und Ableitung an ein und derselben Seite der Abgasreinigungsanlage angeordnet werden. Ferner werden durch die Umlenkung Turbulenzen innerhalb des Abgasstromes erzeugt, welche die Zersetzung und Verteilung eines dem Abgasstrom zugeführten Reduktionsmittels fördern. Das Reduktionsmittel wird vorzugsweise in einer Mischkammer zugeführt, welche weiterhin bevorzugt an die konzentrische Anordnung der beiden Abgasreinigungsstufen angeschlossen ist.From the utility model DE 20 2006 011 281 U1 Furthermore, an exhaust gas purification system for purifying the exhaust gas stream of an internal combustion engine with a particle filter and an SCR catalyst emerges, in which the particle filter is part of a first exhaust gas purification stage and the catalyst is part of a second exhaust gas purification stage. To realize a compact design, it is proposed that both purification stages are combined concentrically with one another in a structural unit, wherein the particle filter of the first exhaust gas purification stage is arranged at least partially enclosing the SCR catalytic converter of the second exhaust gas purification stage. That is, the particulate filter annularly surrounds the SCR catalyst. This arrangement has the consequence that the exhaust gas stream, after it has passed through a purification stage, must be deflected with respect to its flow direction in order to be able to flow through the other exhaust gas purification stage in the opposite flow direction. As a result of the diversion supply line and discharge can be arranged on one and the same side of the emission control system. Furthermore, turbulences are generated within the exhaust gas stream by the deflection, which promote the decomposition and distribution of a reducing agent supplied to the exhaust gas flow. The reducing agent is preferably supplied in a mixing chamber, which is furthermore preferably connected to the concentric arrangement of the two exhaust gas purification stages.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Reinigung des Abgases eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Diesel- und/oder Großmotors, anzugeben, welche nicht nur kompakt aufgebaut, sondern zudem flexibel einsetzbar ist.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide a device for cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel and / or large engine, which is not only compact, but also flexible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorgeschlagene Vorrichtung zur Reinigung des Abgases eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Diesel- und/oder Großmotors, umfasst eine erste Reinigungsstufe A sowie eine zweite Reinigungsstufe B zur Reduzierung der im Abgas enthaltenen Rußpartikel und/oder Stickoxide. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Mischkammer, in welcher dem Abgas ein Reduktionsmittel, insbesondere eine wässrige Harnstofflösung, zwischen der ersten und der zweiten Reinigungsstufe zuführbar ist. Erfindungsgemäß sind die erste und die zweite Reinigungsstufe baulich hintereinandergeschaltet. Ferner erfindungsgemäß ist die Mischkammer auf der Seite der ersten Reinigungsstufe A angeordnet, die der zweiten Reinigungsstufe B abgewandt ist. Die Mischkammer ist dabei über wenigstens ein eine Umlenkung des Abgasstroms bewirkendes Mischrohr mit der zweiten Reinigungsstufe B verbunden. Aufgrund der Umlenkung wird der Abgasstrom zweimal durch die Reinigungsstufe A geführt, wobei die Strömungsrichtung des Abgases durch das Mischrohr der eigentlichen Strömungsrichtung des Abgases durch die erste Reinigungsstufe A entgegengesetzt ist. Die Umlenkung des Abgasstromes bewirkt bei gleichbleibender Länge des Strömungsweges eine Verringerung des Bauraumbedarfs, so dass die Vorrichtung selbst bei mehreren hintereinandergeschalteten Reinigungsstufen kompakt gestaltet werden kann. Die Umlenkung des Abgasstromes bewirkt ferner Turbulenzen, welche zu einer Verbesserung der Harnstoffaufbereitung bzw. zu einer verbesserten Vermischung der Harnstofflösung mit dem Abgas führen. Das bauliche Hintereinanderschalten der ersten und zweiten Reinigungsstufe ermöglicht zudem eine modulare Bauweise, durch welche die Vorrichtung flexibel einsetzbar ist. Ein modularer Aufbau erleichtert darüber hinaus den Austausch einer Komponente einer Reinigungsstufe zu Reparatur- oder Reinigungszwecken.The proposed device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel and / or large engine, comprises a first purification stage A and a second purification stage B for reducing the soot particles and / or nitrogen oxides contained in the exhaust gas. Furthermore, the device comprises a mixing chamber in which the exhaust gas, a reducing agent, in particular an aqueous urea solution, between the first and the second cleaning stage can be supplied. According to the first and the second cleaning stage are structurally connected in series. Furthermore, according to the invention, the mixing chamber is arranged on the side of the first cleaning stage A, which faces away from the second cleaning stage B. The mixing chamber is connected to the second purification stage B via at least one mixing tube effecting a diversion of the exhaust gas flow. Due to the deflection of the exhaust gas flow is twice passed through the purification stage A, wherein the flow direction of the exhaust gas through the mixing tube of the actual flow direction of the exhaust gas through the first cleaning stage A is opposite. The deflection of the exhaust gas flow causes a reduction in the space requirement for a constant length of the flow path, so that the device even with several successive cleaning stages compact can be designed. The deflection of the exhaust gas flow also causes turbulences, which lead to an improvement of the urea treatment or to an improved mixing of the urea solution with the exhaust gas. The structural series connection of the first and second cleaning stage also allows a modular design, through which the device can be used flexibly. A modular design also facilitates the replacement of a component of a cleaning stage for repair or cleaning purposes.

Bevorzugt umfassen die erste Reinigungsstufe A und die zweite Reinigungsstufe B wenigstens einen Partikelfilter und/oder einen SCR-Katalysator. Weiterhin bevorzugt weist die erste Reinigungsstufe A einen Partikelfilter und die zweite Reinigungsstufe B einen SCR-Katalysator als Komponente auf. Auf diese Weise kann eine besonders effektive Reinigung des Abgases bewirkt werden, da in der ersten Stufe im Abgas enthaltene Rußpartikel und in der zweiten Stufe im Abgas enthaltene Stickoxide reduziert werden. Ferner können wenigstens zwei Partikelfilter oder wenigstens zwei SCR-Katalysatoren als erste und zweite Reinigungsstufe hintereinander geschaltet werden. Der modulare Aufbau der Vorrichtung ermöglicht eine Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten.Preferably, the first purification stage A and the second purification stage B comprise at least one particulate filter and / or one SCR catalyst. Furthermore preferably, the first purification stage A has a particle filter and the second purification stage B an SCR catalyst as a component. In this way, a particularly effective cleaning of the exhaust gas can be effected, since in the first stage soot particles contained in the exhaust gas and nitrogen oxides contained in the exhaust gas in the second stage are reduced. Furthermore, at least two particle filters or at least two SCR catalysts can be connected in series as first and second purification stage. The modular design of the device allows a variety of combination options.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mündet das wenigstens eine Mischrohr in eine Mischkammer der zweiten Reinigungsstufe B, welche vorzugsweise auf der Seite der zweiten Reinigungsstufe B angeordnet ist, die der ersten Reinigungsstufe (A) abgewandt ist. Somit sind beide Mischkammern bevorzugt an entgegengesetzten Enden der Vorrichtung angeordnet und das wenigstens eine Mischrohr erstreckt sich von der Mischkammer der ersten Reinigungsstufe A bis zur Mischkammer der zweiten Reinigungsstufe B. Durch diese Anordnung wird der Strömungsweg des Abgases verlängert ohne jedoch gleichzeitig den Bauraumbedarf der Vorrichtung in axialer Richtung zu erhöhen.According to a preferred embodiment of the invention, the at least one mixing tube opens into a mixing chamber of the second cleaning stage B, which is preferably arranged on the side of the second cleaning stage B, which faces away from the first cleaning stage (A). Thus, both mixing chambers are preferably arranged at opposite ends of the device and the at least one mixing tube extends from the mixing chamber of the first cleaning stage A to the mixing chamber of the second cleaning stage B. By this arrangement, the flow path of the exhaust gas is extended without, however, the space requirement of the device in axial direction increase.

Das wenigstens eine Mischrohr ist hierzu weiterhin bevorzugt zumindest teilweise durch die erste Reinigungsstufe (A), vorzugsweise den Partikelfilter, und/oder die zweite Reinigungsstufe (B), vorzugsweise den SCR-Katalysator, hindurch geführt. Vorteilhafterweise ist bzw. sind der Partikelfilter und/oder der SCR-Katalysator mehrteilig ausgebildet und das wenigstens eine Mischrohr ist zwischen zwei Teilen des Partikelfilters und/oder des SCR-Katalysators geführt. Das wenigstens eine Mischrohr kann aber auch in den Partikelfilter und/oder den SCR-Katalysator integriert sein.For this purpose, the at least one mixing tube is furthermore preferably passed through at least part of the first purification stage (A), preferably the particle filter, and / or the second purification stage (B), preferably the SCR catalyst. Advantageously, the particle filter and / or the SCR catalytic converter is or are formed in several parts and the at least one mixing tube is guided between two parts of the particle filter and / or the SCR catalytic converter. However, the at least one mixing tube can also be integrated into the particle filter and / or the SCR catalyst.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das wenigstens eine Mischrohr mehrteilig ausgeführt ist, wobei ein erster Teil der ersten Reinigungsstufe A und ein zweiter Teil der zweiten Reinigungsstufe B zugeordnet ist. Eine entsprechende Zuordnung der Teile des wenigstens einen Mischrohres ist für einen modularen Aufbau der Vorrichtung von Vorteil.Furthermore, it is proposed that the at least one mixing tube is designed in several parts, wherein a first part of the first cleaning stage A and a second part of the second cleaning stage B is assigned. A corresponding assignment of the parts of the at least one mixing tube is advantageous for a modular construction of the device.

Darüber hinaus bevorzugt besitzt die zweite Reinigungsstufe B Mittel zur Umlenkung des Abgases. Daraus folgt, dass die Strömungsrichtung des Abgases durch die zweite Reinigungsstufe B, vorzugsweise den SCR-Katalysator, der Strömungsrichtung des Abgases durch die erste Reinigungsstufe A, vorzugsweise den Partikelfilter, entspricht. Die Mittel zur Umlenkung des Abgasstromes können die Mischkammer, in welche das wenigstens eine Mischrohr mündet, sowie etwaige hierin angeordnete Leitbleche und/oder Leitstrukturen umfassen. Aufgrund der Umlenkung wird der Abgasstrom zweimal durch die Reinigungsstufe B geführt, wobei die Strömungsrichtung des Abgases durch das Mischrohr der eigentlichen Strömungsrichtung des Abgases durch die zweite Reinigungsstufe B entgegengesetzt ist.In addition, preferably, the second purification stage B has means for deflecting the exhaust gas. It follows that the direction of flow of the exhaust gas through the second purification stage B, preferably the SCR catalyst, corresponds to the flow direction of the exhaust gas through the first purification stage A, preferably the particle filter. The means for deflecting the exhaust gas flow may comprise the mixing chamber, into which the at least one mixing tube opens, and any guide plates and / or guide structures arranged therein. Due to the deflection of the exhaust gas flow is twice passed through the purification stage B, wherein the flow direction of the exhaust gas through the mixing tube of the actual flow direction of the exhaust gas through the second purification stage B is opposite.

Vorzugsweise besitzt die erste Reinigungsstufe A wenigstens einen Einlass und/oder die zweite Reinigungsstufe B wenigstens einen Auslass, welche eine Verbindung der Vorrichtung mit dem Verbrennungsmotor und/oder einem Abgasstrang ermöglichen. Über den wenigstens einen Einlass wird der Vorrichtung Rußpartikel und Stickoxide enthaltendes Abgas zugeführt und über den wenigstens einen Auslass gereinigtes Abgas abgeführt, das aufgrund der Reinigung deutlich weniger Rußpartikel und/oder Stickoxide enthält. Weiterhin vorzugsweise ist bzw. sind der Einlass und/oder der Auslass quer zur Strömungsrichtung des Abgases durch die erste Reinigungsstufe A und/oder die zweite Reinigungsstufe B ausgerichtet. Das heißt, dass bevorzugt der Einlass und/oder der Auslass an einer Längsseite der Vorrichtung angeordnet ist bzw. sind. Vorteilhafterweise erfolgt die Anordnung des Einlasses und des Auslasses an derselben Längsseite. Einlass und Auslass können demnach dicht beieinander liegen. Der wenigstens eine Einlass und/oder Auslass weist bzw. weisen bevorzugt die Form eines Rohres oder Stutzens auf.Preferably, the first cleaning stage A has at least one inlet and / or the second cleaning stage B at least one outlet, which allow a connection of the device to the internal combustion engine and / or an exhaust line. Via the at least one inlet, exhaust gas containing soot particles and nitrogen oxides is supplied to the device and exhaust gas purified via the at least one outlet is removed, which due to the purification contains significantly less soot particles and / or nitrogen oxides. Further preferably, the inlet and / or the outlet is aligned transversely to the flow direction of the exhaust gas through the first cleaning stage A and / or the second cleaning stage B. This means that preferably the inlet and / or the outlet is or are arranged on a longitudinal side of the device. Advantageously, the arrangement of the inlet and the outlet takes place on the same longitudinal side. The inlet and outlet can therefore be close together. The at least one inlet and / or outlet preferably has the shape of a pipe or nozzle.

Vorteilhafterweise mündet der Einlass in eine Einlasskammer und/oder der Auslass in eine Auslasskammer, wobei vorzugsweise die Einlasskammer Bestandteil der ersten Reinigungsstufe A und/oder die Auslasskammer Bestandteil der zweiten Reinigungsstufe B ist. Jede Reinigungsstufe weist demnach bevorzugt wenigstens eine außen liegende Mischkammer sowie eine innen liegende Einlass- bzw. Auslasskammer auf, wenn die beiden Reinigungsstufen hintereinander geschaltet sind. Dadurch können Einlass und Auslass der Vorrichtung noch dichter beieinander gelegt werden. Zudem können Einlass- und Auslasskammer der Kopplung der beiden Reinigungsstufen dienen. Dies wiederum ist für eine modulare Bauweise von Vorteil.Advantageously, the inlet opens into an inlet chamber and / or the outlet into an outlet chamber, wherein preferably the inlet chamber is part of the first cleaning stage A and / or the outlet chamber is part of the second cleaning stage B. Each cleaning stage therefore preferably has at least one outer mixing chamber and an inner inlet or outlet chamber when the two purification stages are connected in series. This allows the inlet and outlet of the device yet be placed closer together. In addition, inlet and outlet chamber of the coupling of the two purification stages can serve. This in turn is advantageous for a modular design.

Um einen modularen Aufbau der Vorrichtung zu ermöglichen, wird ferner vorgeschlagen, dass die beiden Reinigungsstufen lösbar verbunden sind. Der modulare Aufbau ermöglicht in einfacher Weise die Ergänzung und/oder den Austausch einer Komponente der Vorrichtung. Die Vorrichtung kann daher auch zu Nachrüstungszwecken eingesetzt werden.In order to enable a modular construction of the device, it is further proposed that the two cleaning stages are detachably connected. The modular design makes it easy to supplement and / or replace a component of the device. The device can therefore also be used for retrofitting purposes.

Eine Komponente für eine Reinigungsstufe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, beispielsweise ein Partikelfilter oder ein SCR-Katalysator, ist bevorzugt mehrteilig ausgeführt. Die mehrteilige Ausführung erlaubt die Anordnung wenigstens eines Mischrohres zwischen den Teilen der Komponente. Da sich das wenigstens eine Mischrohr bevorzugt in Längsrichtung erstreckt, erfolgt die Teilung der Komponente bevorzugt ebenfalls in Längsrichtung. Beispielsweise kann die Teilung im Querschnitt kreuzweise verlaufen, so dass vier, vorzugsweise gleich große Teile ausgebildet werden. Bei mehreren Mischrohren können diese neben- und/oder untereinander jeweils zwischen zwei Teilen angeordnet werden.A component for a purification stage of a device according to the invention, for example a particle filter or an SCR catalyst, is preferably designed in several parts. The multi-part design allows the arrangement of at least one mixing tube between the parts of the component. Since the at least one mixing tube preferably extends in the longitudinal direction, the division of the component preferably also takes place in the longitudinal direction. For example, the pitch can cross in cross section, so that four, preferably equal parts are formed. In the case of several mixing tubes, these can be arranged next to and / or below each other between two parts.

Des Weiteren bevorzugt weist eine Komponente für eine Reinigungsstufe bevorzugt an einem ersten Ende eine Mischkammer und an einem zweiten Ende eine Einlass- bzw. Auslasskammer auf, über welche die Komponente mit einer weiteren Komponente zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung koppelbar ist. Die an den Enden einer Komponente angeordneten Kammern ermöglichen zudem eine gleichmäßige Verteilung des Abgasstroms auf die mehreren Teile der Komponente, sofern diese mehrteilig ausgeführt ist.Furthermore, a component for a purification stage preferably has a mixing chamber at a first end and an inlet or outlet chamber at a second end, via which the component can be coupled to a further component for forming a cleaning device according to the invention. The arranged at the ends of a component chambers also allow a uniform distribution of the exhaust gas flow to the multiple parts of the component, if this is made of several parts.

Als Vorteile der Erfindung sind insbesondere die kompakte Bauweise der Vorrichtung und der damit einhergehende geringe Bauraumbedarf zu nennen. Ferner ist die Vorrichtung sowohl mit einer passiven als auch einer aktiven Partikelfilterregeneration kombinierbar, so dass der Abgasgegendruck gering gehalten werden kann, vorzugsweise unter 100 mbar, wodurch wiederum Leistungsverluste verhindert werden. Bei einem modularen Aufbau der Vorrichtung, sind einzelne Komponenten ergänzbar und/oder nachrüstbar, so dass der Bau von unterschiedlich großen Anlagen möglich ist. Der modulare Aufbau erleichtert darüber hinaus den Austausch einer Komponente zu Reparatur- und/oder Reinigungszwecken.As advantages of the invention, in particular the compact design of the device and the associated low space requirement are mentioned. Furthermore, the device can be combined with both a passive and an active particulate filter regeneration, so that the exhaust backpressure can be kept low, preferably below 100 mbar, which in turn prevents power losses. In a modular design of the device, individual components can be supplemented and / or retrofitted, so that the construction of different sized systems is possible. The modular design also facilitates the replacement of a component for repair and / or cleaning purposes.

Das mehrfache Umlenken des Abgasstroms beim Durchströmen der Vorrichtung führt nicht nur zu einer kompakten Bauweise der Vorrichtung, sondern bewirkt zugleich die Bildung von Turbulenzen innerhalb des Abgasstroms, welche eine gute Durchmischung der zudosierten Harnstofflösung mit dem Abgas gewährleistet. Ein separater Mischer ist demzufolge entbehrlich.The multiple deflection of the exhaust stream when flowing through the device not only leads to a compact design of the device, but also causes the formation of turbulence within the exhaust stream, which ensures a good mixing of the metered urea solution with the exhaust gas. A separate mixer is therefore unnecessary.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den 1 bis 6 dargestellt. Diese zeigen:A preferred embodiment of the invention is in the 1 to 6 shown. These show:

1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 a perspective view of a device according to the invention,

2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der 1, 2 a plan view of the device of 1 .

3 eine Seitenansicht der Vorrichtung der 1, 3 a side view of the device of 1 .

4a–c perspektivische Darstellungen der Reinigungsstufe A mit Darstellung des Abgas-Strömungsweges, 4a -C perspective views of the purification stage A with representation of the exhaust gas flow path,

5a–c perspektivische Darstellungen der Reinigungsstufe A und/oder B, z.T. als Explosionszeichnung, mit Darstellung des Abgas-Strömungsweges und 5a -C perspective views of the cleaning stage A and / or B, partly as an exploded view, showing the exhaust gas flow path and

6 eine weitere perspektivische Darstellung der Vorrichtung. 6 another perspective view of the device.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die in der 1 dargestellte Vorrichtung zur Reinigung des Abgases eines Verbrennungsmotors umfasst eine erste Reinigungsstufe A mit einem Partikelfilter 1 und eine zweite Reinigungsstufe B mit einem SCR-Katalysator 2. Die beiden Reinigungsstufen A, B sind hintereinandergeschaltet und über jeweils eine endseitig angeordnete Kammer 8, 9 gekoppelt. Die Kammer 8 ist Bestandteil der ersten Reinigungsstufe A und weist zwei Einlässe 6 jeweils in Form eines Stutzens auf. Die Kammer 8 dient demnach als Einlasskammer 8. Die der zweiten Reinigungsstufe B zugeordnete Kammer 9 dient als Auslasskammer 9, wobei in die Auslasskammer 9 zwei Auslässe 7 in Form eines Stutzens münden, über welche das gereinigte Abgas abführbar ist. Da die beiden Reinigungsabschnitte A, B über die beiden Kammern 8, 9 gekoppelt sind, sind diese einander zugewandt, d.h. innen liegend angeordnet.The in the 1 illustrated apparatus for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine comprises a first cleaning stage A with a particulate filter 1 and a second purification stage B with an SCR catalyst 2 , The two purification stages A, B are connected in series and via a respective end arranged chamber 8th . 9 coupled. The chamber 8th is part of the first cleaning stage A and has two inlets 6 each in the form of a neck. The chamber 8th thus serves as an inlet chamber 8th , The chamber associated with the second purification stage B. 9 serves as an outlet chamber 9 , being in the outlet chamber 9 two outlets 7 in the form of a nozzle, via which the cleaned exhaust gas can be discharged. Since the two cleaning sections A, B over the two chambers 8th . 9 are coupled, they are facing each other, ie arranged inside lying.

Von der Einlasskammer 8 der Reinigungsstufe A aus gelangt der Abgasstrom in den Partikelfilter 1, welche demzufolge in Strömungsrichtung des Abgases hinter der Einlasskammer 8 angeordnet ist. Der Partikelfilter 1 ist im Querschnitt kreuzweise in vier gleich große Teile 1.1 bis 1.4 geteilt (siehe 4a4c), welche zueinander beabstandet sind, so dass ein vertikal und ein horizontal verlaufender Zwischenraum ausgebildet werden. Im vertikal verlaufenden Zwischenraum sind mehrere, vorliegend sechs Mischrohre 4 aufgenommen, welche eine erste Mischkammer 3 der ersten Reinigungsstufe A mit einer zweiten Mischkammer 5 der zweiten Reinigungsstufe B verbinden. Die beiden Mischkammern 3, 5 sind jeweils am entgegengesetzten Ende des Partikelfilters 1 bzw. des SCR-Katalysators 2, d.h. außen liegend angeordnet, so dass sich die sechs Mischrohre 4 im Wesentlichen über die gesamte Länge der Vorrichtung erstrecken.From the inlet chamber 8th the purification stage A from the exhaust gas flow enters the particle filter 1 , which consequently in the flow direction of the exhaust gas behind the inlet chamber 8th is arranged. The particle filter 1 is in cross section crosswise in four equal parts 1.1 to 1.4 shared (see 4a - 4c ), which are spaced apart from each other, so that a vertically and a horizontally extending gap are formed. in the vertically extending gap are several, in this case six mixing tubes 4 which contains a first mixing chamber 3 the first purification stage A with a second mixing chamber 5 connect to the second purification stage B. The two mixing chambers 3 . 5 are each at the opposite end of the particulate filter 1 or the SCR catalyst 2 , ie arranged outside lying, so that the six mixing tubes 4 extend substantially over the entire length of the device.

Wie den 1 bis 3 zu entnehmen ist, kann jedes Mischrohr 4 mehrteilig ausgeführt sein, um die Zuordnung eines ersten Teils 4.1 zur ersten Reinigungsstufe A und eines zweiten Teils 4.2 zur zweiten Reinigungsstufe B zu ermöglichen. Auf diese Weise ist eine lösbare Verbindung der beiden Reinigungsstufen A, B sichergestellt. Die Kopplung der beiden Teile 4.1, 4.2 des Mischrohres 4 erfolgt vorliegend im Bereich der beiden bereits erwähnten Kammern 8, 9, die der Kopplung der beiden Reinigungsstufen dienen. Die Länge der Mischrohre 4 stellt eine ausreichende Durchmischung einer zudosierten Harnstofflösung 11 mit dem Abgas sicher. Die Zudosierung der Harnstofflösung 11 als Reduktionsmittel erfolgt vorliegend im Bereich der Mündung der Mischrohre 4 in die Mischkammer 3 (siehe 5c).Like that 1 to 3 it can be seen, every mixing tube 4 be executed in several parts to the assignment of a first part 4.1 to the first cleaning stage A and a second part 4.2 to allow the second purification stage B. In this way, a detachable connection of the two cleaning stages A, B is ensured. The coupling of the two parts 4.1 . 4.2 of the mixing tube 4 takes place here in the area of the two chambers already mentioned 8th . 9 , which serve the coupling of the two purification stages. The length of the mixing tubes 4 Provides adequate mixing of a metered urea solution 11 safe with the exhaust gas. The metered addition of urea solution 11 In the present case, the reducing agent takes place in the region of the mouth of the mixing tubes 4 into the mixing chamber 3 (please refer 5c ).

Durch die beidseitige Einfassung des Partikelfilters 1 und des SCR-Katalysators 2 mit Kammern 3, 8 bzw. 5, 9, bilden diese koppelbare Komponenten 10 aus, welche eine modulare Bauweise ermöglichen. Die Kopplung kann in der Weise erfolgen, dass mehrere solcher Komponenten 10 hintereinander und/oder nebeneinander geschaltet werden. Auf diese Weise können mehr als zwei Reinigungsstufen A, B realisiert und/oder die Reinigungsstufen A, B vergrößert werden. Ferner erlaubt die modulare Bauweise den Austausch von Komponenten 10, beispielsweise zu Reparatur- und/oder Reinigungszwecken.Through the double-sided enclosure of the particle filter 1 and the SCR catalyst 2 with chambers 3 . 8th respectively. 5 . 9 These form coupling components 10 made, which allow a modular design. The coupling can be done in such a way that several such components 10 be switched one behind the other and / or side by side. In this way more than two purification stages A, B can be realized and / or the purification stages A, B can be increased. Furthermore, the modular design allows the replacement of components 10 For example, for repair and / or cleaning purposes.

Die modulare Bauweise geht insbesondere aus den 4a, 5a und 6 hervor. Die Reinigungsstufe A dient vorliegend der Partikelabscheidung, während die Reinigungsstufe B der Stickoxidreduzierung dient.The modular design goes in particular from the 4a . 5a and 6 out. In the present case, the purification stage A is used for particle separation, while the purification stage B is used for nitrogen oxide reduction.

Die 4b und 4c zeigen den Strömungsweg des Abgases innerhalb der ersten Reinigungsstufe A, wobei die Teile 1.1 bis 1.4 des Partikelfilters 1 in einer ersten Richtung (siehe Pfeile in der 4b) und die Mischrohre (4) in einer zweiten Richtung durchströmt werden, welche der ersten Richtung entgegengesetzt ist (siehe 4c). Die Reinigungsstufe A wird demnach zweimal durchströmt. Gleiches gilt für die Reinigungsstufe B, da die Mischrohre 4 das Gemisch aus Abgas und Harnstofflösung zunächst der Mischkammer 5 der zweiten Reinigungsstufe B zuführen (siehe 5a und 5b), von wo aus das Gemisch in den SCR-Katalysator gelangt, der in Strömungsrichtung hinter der Mischkammer 5 angeordnet ist. Im SCR-Katalysator werden die Stickoxide zu Stickstoff reduziert und das auf diese Weise gereinigte Abgas anschließend über die Auslasskammer 9 den Auslässen 7 zugeführt.The 4b and 4c show the flow path of the exhaust gas within the first purification stage A, wherein the parts 1.1 to 1.4 of the particulate filter 1 in a first direction (see arrows in the 4b ) and the mixing tubes ( 4 ) are flowed through in a second direction, which is opposite to the first direction (see 4c ). The purification stage A is therefore passed through twice. The same applies to the purification stage B, since the mixing tubes 4 the mixture of exhaust gas and urea solution first of the mixing chamber 5 to the second purification stage B (see 5a and 5b ), from where the mixture enters the SCR catalyst downstream of the mixing chamber 5 is arranged. In the SCR catalytic converter, the nitrogen oxides are reduced to nitrogen and the exhaust gas cleaned in this way is subsequently passed through the outlet chamber 9 the outlets 7 fed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10226975 A1 [0003] DE 10226975 A1 [0003]
  • DE 202006011281 U1 [0004] DE 202006011281 U1 [0004]

Claims (10)

Vorrichtung zur Reinigung des Abgases eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Diesel- und/oder Großmotors, umfassend eine erste Reinigungsstufe (A) sowie eine zweite Reinigungsstufe (B) zur Reduzierung der im Abgas enthaltenen Rußpartikel und/oder Stickoxide, ferner umfassend eine Mischkammer (3), in welcher dem Abgas ein Reduktionsmittel, insbesondere eine wässrige Harnstofflösung, zwischen der ersten und der zweiten Reinigungsstufe (A, B) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Reinigungsstufe (A, B) baulich hintereinandergeschaltet sind und die Mischkammer (3) auf der Seite der ersten Reinigungsstufe (A) angeordnet ist, die der zweiten Reinigungsstufe (B) abgewandt ist, wobei die Mischkammer (3) über wenigstens ein eine Umlenkung des Abgasstroms bewirkendes Mischrohr (4) mit der zweiten Reinigungsstufe (B) verbunden ist.Device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel and / or large engine, comprising a first purification stage (A) and a second purification stage (B) for reducing soot particles and / or nitrogen oxides contained in the exhaust gas, further comprising a mixing chamber ( 3 ), in which the exhaust gas, a reducing agent, in particular an aqueous urea solution, between the first and the second cleaning stage (A, B) can be fed, characterized in that the first and the second cleaning stage (A, B) are connected in series and the mixing chamber ( 3 ) is arranged on the side of the first cleaning stage (A), which is the second cleaning stage (B) facing away, wherein the mixing chamber ( 3 ) via at least one mixing pipe causing a deflection of the exhaust gas flow ( 4 ) is connected to the second purification stage (B). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reinigungsstufe (A) und die zweite Reinigungsstufe (B) wenigstens einen Partikelfilter (1) und/oder einen SCR-Katalysator (2) umfassen.Apparatus according to claim 1, characterized in that the first cleaning stage (A) and the second cleaning stage (B) at least one particulate filter ( 1 ) and / or an SCR catalyst ( 2 ). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reinigungsstufe (A) einen Partikelfilter (1) umfasst, und die zweite Reinigungsstufe (B) wenigstens einen SCR-Katalysator (2) umfasst.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the first cleaning stage (A) a particulate filter ( 1 ), and the second purification stage (B) comprises at least one SCR catalyst ( 2 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Mischrohr (4) in eine Mischkammer (5) der zweiten Reinigungsstufe (B) mündet, welche vorzugsweise auf der Seite der zweiten Reinigungsstufe (B) angeordnet ist, die der ersten Reinigungsstufe (A) abgewandt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one mixing tube ( 4 ) into a mixing chamber ( 5 ) of the second purification stage (B), which is preferably arranged on the side of the second purification stage (B), which faces away from the first purification stage (A). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Mischrohr (4) zumindest teilweise durch die erste Reinigungsstufe (A) und/oder die zweite Reinigungsstufe (B) hindurch geführt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one mixing tube ( 4 ) is guided at least partially through the first cleaning stage (A) and / or the second cleaning stage (B). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Mischrohr (4) mehrteilig ausgeführt ist, wobei ein erster Teil (4.1) der ersten Reinigungsstufe (A) und ein zweiter Teil (4.2) der zweiten Reinigungsstufe (B) zugeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one mixing tube ( 4 ) is made in several parts, wherein a first part ( 4.1 ) of the first purification stage (A) and a second part ( 4.2 ) is assigned to the second purification stage (B). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reinigungsstufe (B) Mittel zur Umlenkung des Abgases besitzt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second cleaning stage (B) has means for deflecting the exhaust gas. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reinigungsstufe (A) wenigstens einen Einlass (6) und/oder die zweite Reinigungsstufe (B) wenigstens einen Auslass (7) besitzt, welcher bzw. welche vorzugsweise quer zur Strömungsrichtung des Abgases durch die erste Reinigungsstufe (A) und/oder die zweite Reinigungsstufe (B) ausgerichtet ist bzw. sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first cleaning stage (A) at least one inlet ( 6 ) and / or the second purification stage (B) at least one outlet ( 7 ), which is or are preferably oriented transversely to the flow direction of the exhaust gas through the first cleaning stage (A) and / or the second cleaning stage (B). Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (6) in eine Einlasskammer (8) und/oder der Auslass (7) in eine Auslasskammer (9) mündet, wobei vorzugsweise die Einlasskammer (8) Bestandteil der ersten Reinigungsstufe (A) und/oder die Auslasskammer (9) Bestandteil der zweiten Reinigungsstufe (B) ist.Device according to claim 8, characterized in that the inlet ( 6 ) in an inlet chamber ( 8th ) and / or the outlet ( 7 ) in an outlet chamber ( 9 ), preferably the inlet chamber ( 8th ) Component of the first purification stage (A) and / or the outlet chamber ( 9 ) Is part of the second purification step (B). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Reinigungsstufen (A, B) lösbar verbunden sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the two cleaning stages (A, B) are detachably connected.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140234188A1 (en) * 2011-09-29 2014-08-21 Jaguar Land Rover Limited Apparatus and method for filtering engine exhaust gases
DE102014108606B3 (en) * 2014-06-18 2015-09-03 Tenneco Gmbh Exhaust module for an internal combustion engine
WO2015193241A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 Tenneco Gmbh Exhaust-gas module for an internal combustion engine
EP2863028A4 (en) * 2012-07-05 2016-06-29 Komatsu Mfg Co Ltd Engine unit and working vehicle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10226975A1 (en) 2002-06-17 2004-01-15 Siemens Ag Exhaust gas purification arrangement, for diesel engine exhaust gases, has a particulates removal filter which also functions as a urea hydrolysis catalyst to provide ammonia to a downstream selective reduction catalyst
DE202006011281U1 (en) 2006-07-21 2006-09-28 Hjs Fahrzeugtechnik Gmbh & Co. Kg Exhaust gas purifying unit for vehicle internal combustion (IC) engine e.g. diesel engine, has concentric outer and inner emission control stages, respectively provided with particle filter and SCR catalyst

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005002289B4 (en) * 2005-01-17 2007-04-19 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Exhaust gas treatment system
NL2002986C2 (en) * 2009-06-09 2010-12-13 Daf Trucks Nv DEVICE FOR AFTER TREATMENT OF EXHAUST GAS FROM A DIESEL BURNING ENGINE.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10226975A1 (en) 2002-06-17 2004-01-15 Siemens Ag Exhaust gas purification arrangement, for diesel engine exhaust gases, has a particulates removal filter which also functions as a urea hydrolysis catalyst to provide ammonia to a downstream selective reduction catalyst
DE202006011281U1 (en) 2006-07-21 2006-09-28 Hjs Fahrzeugtechnik Gmbh & Co. Kg Exhaust gas purifying unit for vehicle internal combustion (IC) engine e.g. diesel engine, has concentric outer and inner emission control stages, respectively provided with particle filter and SCR catalyst

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140234188A1 (en) * 2011-09-29 2014-08-21 Jaguar Land Rover Limited Apparatus and method for filtering engine exhaust gases
US8986636B2 (en) * 2011-09-29 2015-03-24 Jaguar Land Rover Limited Apparatus and method for filtering engine exhaust gases
EP2863028A4 (en) * 2012-07-05 2016-06-29 Komatsu Mfg Co Ltd Engine unit and working vehicle
US9476337B2 (en) 2012-07-05 2016-10-25 Komatsu Ltd. Engine unit and work vehicle
DE102014108606B3 (en) * 2014-06-18 2015-09-03 Tenneco Gmbh Exhaust module for an internal combustion engine
WO2015193241A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 Tenneco Gmbh Exhaust-gas module for an internal combustion engine
US10316726B2 (en) 2014-06-18 2019-06-11 Tenneco Gmbh Exhaust-gas module for an internal combustion engine

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