DE112012000089T5 - Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112012000089T5
DE112012000089T5 DE112012000089T DE112012000089T DE112012000089T5 DE 112012000089 T5 DE112012000089 T5 DE 112012000089T5 DE 112012000089 T DE112012000089 T DE 112012000089T DE 112012000089 T DE112012000089 T DE 112012000089T DE 112012000089 T5 DE112012000089 T5 DE 112012000089T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mixing
aqueous
tube
exhaust gas
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE112012000089T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112012000089B4 (de
Inventor
Hirofumi Kizawa
Boku Itou
Tetsuo Orita
Kanji Namimatsu
Issei Hara
Tadashi Iijima
Shinji Tsujimura
Takashi Katou
Hiroyuki Tomioka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Publication of DE112012000089T5 publication Critical patent/DE112012000089T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112012000089B4 publication Critical patent/DE112012000089B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/90—Injecting reactants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/20—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/02—Tubes being perforated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

In einer Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung, in der ein Injektor für die Direkteinspritzung lediglich einer wässrigen Harnstofflösung in ein Abgasrohr verwendet wird, wird die wässrige Harnstofflösung wirksam zu einem Innenrohr gelenkt. Die Vorrichtung umfasst ein Abgasrohr (4B), einen Injektor (5), ein Innenrohr (7) und ein Mischrohr (6). Das Abgasrohr (4B) hat ein Kniestück (10) mit einem gekrümmten Abschnitt und ein geradliniges Teil (11), das dem Kniestück (10) nachgeschaltet ist. Der Injektor (5) ist außerhalb des gekrümmten Abschnitts des Kniestücks (10) angeordnet und spritzt lediglich eine wässrige Harnstofflösung in Richtung auf das geradlinige Teil (11) in das Kniestück (10) ein. Das Innenrohr (7) ist auf der stromabwärtigen Abgasseite des Injektors (5) in dem Abgasrohr (4) angeordnet, wobei seine Einlassbereich-Öffnung dem Injektor (5) gegenüberliegt und seine äußere Umfangsfläche mit einem Abstand von der Innenwand des geradlinigen Teils (11) entfernt angeordnet ist, und das Abgas durch seine Innenseite und seine äußere Peripherie hindurchströmen lässt. Das Mischrohr (6) lenkt die von dem Injektor (5) eingespritzte wässrige Harnstofflösung zu dem Innenrohr (7).

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung, insbesondere eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung für die Zugabe einer wässrigen Reduktionsmittellösung zu einem Abgas, die zwischen einem Filter zum Einfangen von in dem Abgas enthaltenen partikelförmigen Substanzen und einem Reduktionskatalysator zur Reduktion von Stickoxid in dem Abgas und zum Reinigen des Abgases parallel zu dem Filter angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die die vorgenannte Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung enthält.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Das Abgas von Antriebsmaschinen enthält Stickoxid (NOx). Um zu verhindern, dass Stickoxid-Emissionen in die Luft gelangen, ist an einer Zwischenposition eines Abgasweges eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung vorgesehen. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung umfasst ein Filter, das in dem Abgas enthaltene partikelförmige Substanzen einfängt, eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung, die auf der stromabwärtigen Abgasseite des Filters angeordnet ist, um dem Abgas eine wässrige Harnstofflösung zuzugeben, und einen Reduktionskatalysator, der weiter stromabwärts der Mischvorrichtung angeordnet ist, um Stickoxide in dem Abgas zu reduzieren und aufzubereiten.
  • Die Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung in der vorstehenden Abgasnachbehandlungsvorrichtung umfasst einen Injektor, der eine wässrige Harnstofflösung als Reduktionsmittel in ein Abgasrohr einspritzt. Die wässrige Harnstofflösung, die von dem Injektor in das Abgasrohr eingespritzt wurde, wird mit dem Abgas vermischt und dem Reduktionskatalysator auf der stromabwärtigen Abgasseite zugeführt. Hier wird die wässrige Harnstofflösung durch das Abgas zunächst thermisch zersetzt, wodurch Ammoniak entsteht. Das Ammoniak wird anschließend in dem Reduktionskatalysator als Reduktionsmittel verwendet, und das Stickoxid in dem Abgas wird reduziert und das Abgas gereinigt.
  • Für die thermische Zersetzung der Harnstofflösung und die Gewinnung von Ammoniak in einer solchen Vorrichtung wird eine ausreichende Reaktionszeit benötigt, für deren Erreichen zwischen dem Injektor und dem Reduktionskatalysator ein ausreichend langer Weg sichergestellt werden muss. Ist der Weg kurz, wird die in das Abgasrohr eingespritzte wässrige Harnstofflösung nicht ausreichend mit dem Abgas vermischt und haftet zum Teil in Tröpfchenform an der Innenwand des Abgasrohres an, das durch die Außenluft gekühlt wird. Die an der Innenwand des Abgasrohres anhaftende wässrige Harnstofflösung lässt sich nicht ohne weiteres zersetzen, weshalb der Reduktionskatalysator gegebenenfalls nicht mit einer ausreichenden Menge an Ammoniak versorgt wird. Des Weiteren kann die wässrige Harnstofflösung, die an der Innenwand des Abgasrohres in Tröpfchen umgewandelt wird, kristallisieren und sich an der Innenwand ablagern.
  • In Anbetracht dessen wurden, wie in Patentliteratur 1 und 2 beschrieben, Vorrichtungen mit einer verschachtelten Dopplerohrkonstruktion vorgeschlagen, die durch die Anordnung eines Innenrohres in dem Abgasrohr auf der stromabwärtigen Abgasseite eines Injektors gebildet wird, wobei eine wässrige Harnstofflösung für das Einspritzen in das Innenrohr konfiguriert ist. Das Abgas strömt hier um den äußeren Umfangsbereich des Innenrohres. Aus diesem Grund wird das Innenrohr durch das Abgas erwärmt, wodurch sich wiederum verhindern lässt, dass die wässrige Harnstofflösung in Form von Tröpfchen an der Innenwand des Innenrohres anhaftet.
  • DOKUMENTLISTE
  • PATENTLITERATUR
    • Patentliteratur 1: Veröffentlichung der japanischen Übersetzung der internationalen Anmeldung PCT Nr. JP-A-2008-509328
    • Patentliteratur 2: WO2006/025110 A1
  • ÜBERSICHT
  • Problemstellung
  • Wie in Patentliteratur 1 und 2 beschrieben, wird zum Einspritzen der wässrigen Harnstofflösung in einer Richtung entlang des Abgasstroms in den mittleren Teil des Innenrohres ein Injektor eines Typs benötigt, der die Luft und die wässrige Harnstofflösung mischt und einspritzt.
  • In den letzten Jahren wurde auf dem Gebiet von Arbeitsfahrzeugen jedoch die Abschaffung von Kompressoren als Luftquelle gefordert. Aus diesem Grund werden häufig Injektoren des sogenannten luftlosen Typs verwendet, die die wässrige Harnstofflösung direkt einspritzen, ohne sie vorher mit Luft zu vermischen. Wie in Patentliteratur 1 und 2 beschrieben ist, sind solche luftlosen Direkteinspritzer nicht geeignet, die wässrige Harnstofflösung entlang des Abgasstroms in den Mittelbereich des Innenrohres einzuspritzen.
  • In Anbetracht dessen ist bei der Verwendung eines Injektors des luftlosen Typs davon auszugehen, dass auf der stromaufwärtigen Seite einer geschachtelten Doppelrohrkonstruktion mit einem Innenrohr ein Knierohr angeordnet ist und dass ein Injektor außerhalb eines gekrümmten Abschnitts des Knierohres angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung liegt der Einspritzauslass des Injektors der Einlassbereich-Öffnung des Innenrohres gegenüber, weshalb die wässrige Harnstofflösung von dem Injektor entlang des Abgasstroms in das Innenrohr eingespritzt werden kann.
  • Wenn aber der Injektor an dem gekrümmten Abschnitt des Knierohres angeordnet ist, liegen der Einspritzauslass des Injektors und der Einlassbereich des Innenrohres auseinander, wodurch ein wirksames Einströmen der wässrigen Harnstofflösung, die von dem Injektor eingespritzt wurde, in das Innenrohr erschwert wird. Weiterhin kann angenommen werden, dass bei der Verwendung einer derartigen Konstruktion die von dem Injektor eingespritzte wässrige Harnstofflösung durch den Impetus des Abgases, das von der stromaufwärtigen Seite des Knierohres zu dem Knierohr strömt, in Richtung auf die Innenwand des Knierohres gedrückt wird. Da das Knierohr durch Außenluft gekühlt wird, haftet die wässrige Harnstofflösung, die mit der Innenwand kollidiert, möglicherweise in Tröpfchenform an der Innenwand des Knierohres an.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einer Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung mit einem Injektor für die Direkteinspritzung lediglich der wässrigen Reduktionsmittellösung, zum Beispiel einer wässrigen Harnstofflösung, in das Abgasrohr die von einem Injektor eingespritzte wässrige Reduktionsmittellösung zu einem Innenrohr zu lenken und ferner zu verhindern, dass die wässrige Reduktionsmittellösung an der Innenwand eines an den Injektor angeschlossenen Bereichs des Abgasrohres anhaftet.
  • Problemlösung
  • Eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung für die Zugabe einer wässrigen Reduktionsmittellösung zu einem Abgas, die zwischen einem Filter, das in dem Abgas enthaltene partikelförmige Substanzen einfängt, und einem Reduktionskatalysator angeordnet ist, der Stickoxide in dem Abgas reduziert und aufbereitet, und umfasst ein Abgasrohr, einen Injektor, ein Innenrohr und ein rohrförmiges Führungselement. Das Abgasrohr umfasst ein Kniestück mit einem gekrümmten Abschnitt und ein geradliniges Teil, das auf einer stromabwärtigen Abgasseite des Kniestücks angeordnet ist. Der Injektor ist außerhalb des gekrümmten Abschnitts des Kniestücks angeordnet und spritzt lediglich die wässrige Reduktionsmittellösung in einem nicht mit Luft vermischten Zustand in Richtung auf das geradlinige Teil in das Kniestück ein. Das Innenrohr ist auf einer stromabwärtigen Abgasseite des Injektors angeordnet, während eine auf der stromaufwärtigen Abgasseite gelegene Einlassbereich-Öffnung des Innenrohres dem Injektor gegenüberliegt und seine äußere Umfangsfläche mit einem Abstand von dem geradlinigen Teil entfernt angeordnet ist, wobei das Innenrohr das Abgas durch seine Innenseite und seine äußere Peripherie hindurchströmen lässt. Das rohrförmige Führungselement lenkt die von dem Injektor eingespritzte wässrige Reduktionsmittellösung zu dem Innenrohr.
  • Bei dieser Vorrichtung strömt das Abgas, das von der stromaufwärtigen Seite zuströmt, über das Kniestück in das geradlinige Teil, in dem das Innenrohr angeordnet ist. In dem Kniestück wird die wässrige Reduktionsmittellösung von dem Injektor in Richtung auf das Innenrohr eingespritzt. Die eingespritzte wässrige Reduktionsmittellösung wird unter Führung durch das Führungselement zu dem Innenrohr gelenkt.
  • Hier kann die von dem Injektor eingespritzte wässrige Reduktionsmittellösung wirksam zu dem Innenrohr gelenkt werden, weshalb sich verhindert lässt, dass die wässrige Reduktionsmittellösung an der Innenwand des Kniestücks anhaftet.
  • Eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt, wobei das Führungselement ein Mischrohr ist, das derart angeordnet ist, dass es eine Umgebung der von dem Injektor einzuspritzenden wässrigen Reduktionsmittellösung umschließt, und das an seiner äußeren Umfangsfläche eine Mehrzahl von Öffnungen hat.
  • Hier strömt das Abgas, das das Kniestück durchströmt, durch die Öffnungen an der äußeren Umfangsfläche des Mischrohres in das Mischrohr. In dem Mischrohr wird die wässrige Reduktionsmittellösung von dem Injektor eingespritzt. Die Vermischung des Abgases und der wässrigen Reduktionsmittellösung findet also in dem Mischrohr statt. Das Abgas und die wässrige Reduktionsmittellösung, die in dem Mischrohr vermischt wurden, strömen in das nachgeschaltete Innenrohr. Das Innenrohr wird durch das Abgas, das seine äußere Peripherie durchströmt, erwärmt. Die wässrige Reduktionsmittellösung wird verdampft und in Ammoniak umgewandelt, auch wenn sie an der Innenwand des Innenrohres anhaftet. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die wässrige Reduktionsmittellösung an der Innenwand des Abgasrohres und an der des Innenrohres anhaftet.
  • Eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei das Mischrohr derart angeordnet ist, dass zwischen seinem stromabwärtigen Abgasseiten-Auslassbereich und der Innenwand des Abgasrohres ein Abstand gebildet wird. Ferner ist zwischen dem und der Innenwand des Auslassrohres ein Durchflussbereich gebildet, um das in der äußeren Peripherie des Mischrohres vorhandene Abgas zu dem Innenrohr zu lenken.
  • Wenn Elemente wie das Mischrohr und das Innenrohr vorliegend in dem Abgasrohr angeordnet sind, muss eine Zunahme des Strömungswegwiderstands verhindert werden. Wenn sich der Strömungswegwiderstand vergrößert, während das Abgas durch das Mischrohr hindurchströmt, erhöht sich auch der Abgasgegendruck der Antriebsmaschine, und dies führt zu einer Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs.
  • In Anbetracht dessen wird gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung zuverlässig ein Abstand zwischen dem Auslassbereich des Mischrohres und der Innenwand des Abgasrohres gebildet, und es wird der Durchflussbereich gebildet, um das in der äußeren Peripherie des Mischrohres vorhandene Abgas zu dem Innenrohr zu lenken. Diese Konstruktion ermöglicht eine Reduzierung des Strömungswegwiderstands in dem Abgasrohr und verhindert den Abgasgegendruck der Antriebsmaschine. Eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs lässt sich dementsprechend verhindern.
  • Eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem dritten Aspekt, wobei das Mischrohr durch eine Kniestückwand, die dem geradlinigen Teil gegenüberliegt, an dessen einem Endbereich gestützt ist, der gegenüberliegend zu dem Auslassbereich angeordnet ist.
  • Bei einer solchermaßen gebildeten Stützkonstruktion des Mischrohres muss die Umgebung des Auslassbereichs des Mischrohres hinsichtlich des Abgasrohres nicht gestützt werden. Mit anderen Worten: Es ist nicht notwendig, ein Element anzuordnen, das die Strömung des Abgases in dem Durchflussbereich zwischen dem Auslassbereich des Mischrohres und der Innenwand des Abgasrohres blockiert. Dadurch kann der Strömungswegwiderstand in dem Abgasrohr reduziert werden.
  • Eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß einem der Aspekte zwei bis vier der vorliegenden Erfindung, wobei die mehreren Öffnungen des Mischrohres nur in einem Teilwinkelbereich des Mischrohres in einer Umfangsrichtung gebildet sind.
  • Hier sind die Öffnungen des Mischrohres nur in einem Teil der äußeren Umfangsfläche des Mischrohres gebildet. Dadurch kann angenommen werden, dass das durch die Öffnungen in das Mischrohr eingesogene Abgas einen konstanten Strom bildet. Aus diesem Grund begünstigt die Strömung des Abgases die Mischung des Abgases und der wässrigen Reduktionsmittellösung und die Zersetzung der wässrigen Reduktionsmittellösung.
  • Eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei die mehreren Öffnungen des Mischrohres entweder nur in einem ersten und in einem dritten Bereich oder nur in einem zweiten und in einem vierten Bereich eines Mischrohres gebildet sind, wenn dessen Außenumfang gleichmäßig in vier aufeinanderfolgend aufeinander ausgerichtete Bereiche unterteilt ist, nämlich in den ersten Bereich, den zweiten Bereich, den dritten Bereich und den vierten Bereich, die in Umfangsrichtung in Abständen von 90 Grad angeordnet sind.
  • Hier bildet das Abgas in dem Mischrohr ähnlich wie unter dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung einen konstanten Strom. Die Vermischung des Abgases und der wässrigen Reduktionsmittellösung und die Zersetzung der wässrigen Reduktionsmittellösung werden deshalb begünstigt.
  • Eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß einem der Aspekte zwei bis sechs, wobei der Einlassbereich des Innenrohres einen Innendurchmesser hat, der größer als ein Innendurchmesser des Auslassbereichs des Mischrohres ist.
  • Hier strömen das Abgas und das wässrige Reduktionsmittel, die in dem Mischrohr gemischt wurden, gleichmäßig und ungehindert in das Innenrohr. Ferner kann das Abgas, das den Durchflussbereich in der äußeren Peripherie des Mischrohres durchströmt hat, ebenfalls problemlos in das Innenrohr einströmen.
  • Eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei das Mischrohr und das Innenrohr derart angeordnet sind, dass eine Auslassbereich-Öffnung des Mischrohres und eine Einlassbereich-Öffnung des Innenrohres einen Einspritzwinkelbereich des Injektors einschließen.
  • Hier ist die Auslassbereich-Öffnung des Mischrohres breiter ausgebildet als die Diffusionsbereich der eingespritzten wässrigen Reduktionsmittellösung, die auf diese Weise an einer Kollision mit der Innenwand des Mischrohres gehindert wird. Deshalb lässt sich verhindern, dass die wässrige Reduktionsmittellösung in Tröpfchenform an der Innenwand des Mischrohres anhaftet. Ferner ist die Öffnung des Einlassbereichs des Innenrohres breiter als der Diffusionsbereich der wässrigen Reduktionsmittellösung, weshalb die eingespritzte wässrige Reduktionsmittellösung wirksam in das Innenrohr eingesogen werden kann.
  • Eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß einem der Aspekte eins bis acht der vorliegenden Erfindung und umfasst ferner ein Stützelement mit Stützbereichen zum Stützen einer Mehrzahl von umfangsseitigen Bereichen eines äußeren Umfangsbereichs des Innenrohres hinsichtlich des Außenrohres an einer einzigen Position in einer Richtung entlang des Abgasstroms. Mit Ausnahme der Stützbereiche lassen andere Bereiche zwischen dem Stützelement und einer äußeren Umfangsfläche des Innerohres das Abgas hindurchströmen, und an der äußeren Umfangsfläche des Innenrohres ist keine Öffnung gebildet.
  • Hier strömen das Abgas und die wässrige Reduktionsmittellösung, die in dem Mischrohr vermischt werden, gleichmäßig und ungehindert in das Innenrohr.
  • Hier ist der äußere Umfangsbereich des Innenrohres hinsichtlich des Abgasrohres durch die Stützbereiche des Stützelements gestützt. Ferner strömt das Gas gleichmäßig und ungehindert durch die anderen Bereiche, die Stützbereiche in der äußeren Peripherie des Innenrohres ausgenommen. Weiterhin ist an der äußeren Umfangsfläche des Innenrohres keine Öffnung gebildet, so dass davon ausgegangen werden kann, dass eine ausreichende Abgasmenge durch die äußere Peripherie des Innenrohres strömt und das Innenrohr auf diese Weise wirksam erwärmt wird.
  • Eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß einem der Aspekte eins bis acht der vorliegenden Erfindung und umfasst ein Stützelement, das einen Auslassbereich des Innenrohres hinsichtlich des Abgasrohres stützt und eine Strömung des zwischen der äußeren Umfangsfläche des Innenrohres und der Innenwand des Abgasrohres vorhandenen Abgases einschränkt. Ferner ist an der äußeren Umfangsfläche des Auslassbereichs des Innenrohres eine Mehrzahl von Öffnungen gebildet.
  • Hier schränkt das Stützelement die Strömung des Abgases an dem Auslassbereich des Innenrohres ein, weshalb das Abgas in der äußeren Peripherie des Innenrohres durch die Öffnungen der äußeren Umfangsfläche des Innenrohres in der Nähe des Auslassbereichs in das Innenrohr einströmt. Daher werden das Abgas und die wässrige Reduktionsmittellösung an dem Auslassbereich des Innenrohres weiter vermischt, wodurch die Zersetzung der wässrigen Reduktionsmittellösung weiter begünstigt wird.
  • Eine Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem elften Aspekt der vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß einem der Aspekte zwei bis zehn der vorliegenden Erfindung, wobei das Mischrohr und das Innenrohr koaxial angeordnet sind.
  • Hier strömen das Abgas und die wässrige Reduktionsmittellösung, die in dem Mischrohr vermischt wurden, gleichmäßig und ungehindert in das Innenrohr.
  • Eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Filter, das in einem Abgas enthaltene partikelförmige Substanzen einfängt, die Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem der Aspekte eins bis elf, die parallel zu dem Filter auf einer stromabwärtigen Abgasseite des Filters angeordnet ist, und einen Reduktionskatalysator, der auf der stromabwärtigen Abgasseite der Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung angeordnet ist und Stickoxide in dem Abgas reduziert und aufbereitet.
  • Eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung gemäß dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei der Reduktionskatalysator parallel zur Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung angeordnet ist.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung, bei der ein Injektor für die direkte Einspritzung lediglich der wässrigen Reduktionsmittellösung in das Abgasrohr verwendet wird, möglich, die von dem Injektor eingespritzte wässrige Reduktionsmittellösung wirksam zu dem Innenrohr zu lenken und ferner zu verhindern, dass die wässrige Reduktionsmittellösung an der Innenwand des Abgasrohres anhaftet.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Darstellung der Konstruktion einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine geschnittene Darstellung der Konstruktion einer Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist eine Vorderansicht eines Flansches;
  • 4 ist eine Darstellung eines Mischrohres und einer Befestigungskonstruktion desselben;
  • 5 ist eine rechte Seitenansicht von 4;
  • 6 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Einspritzwinkels eines Injektors, eines Mischrohres und einer Anordnung eines Innenrohres;
  • 7 ist eine Darstellung der Strömung des Abgases in einem Abgasrohr;
  • 8 ist eine Darstellung der Strömung des Abgases in dem Mischrohr;
  • 9 ist eine 2 entsprechende Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ist eine Darstellung eines Mischrohres gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Gesamtkonstruktion
  • 1 ist eine Darstellung der Konstruktion einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 umfasst ein Dieselpartikelfilter 1A (im Folgenden als ”DPF” bezeichnet), eine Vorrichtung 1B zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung und einen Stickoxid-Reduktionskatalysator 1C (im Folgenden als ”SCR” bezeichnet), die der Reihe nach ausgehend von einer stromaufwärtigen Abgasseite (im Folgenden einfach als ”stromaufwärtige Seite” bezeichnet) angeordnet sind. Jede der Vorrichtungen ist in einem Zwischenbereich des Abgasrohres angeordnet, durch welches Abgas strömt, das durch einen Abgaskrümmer von einer Dieselmaschine (in den Figuren nicht dargestellt) ausgestoßen wird.
  • Das DPF 1A dient zum Einfangen von partikelförmigen Substanzen, die in dem Abgas enthalten sind, und ist in einem Gehäuse 4A angeordnet.
  • Die Vorrichtung 1B zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung dient zum Hinzufügen einer wässrigen Harnstofflösung als Reduktionsmittel zu dem Abgas. Die hinzugefügte wässrige Harnstofflösung wird hydrolysiert und in Ammoniak umgewandelt. Das Ammoniak wird zusammen mit dem Abgas über ein Verbindungsrohr 2 dem SCR 1C zugeführt. Die Vorrichtung 1B zum Mischen der wässrigen Harnstofflösung wird nachstehend im Detail beschrieben.
  • In dem SCR 1C wird Ammoniak aus der Vorrichtung 1B zum Mischen der wässrigen Harnstofflösung als Reduktionsmittel verwendet, und Stickoxide in dem Abgas werden reduziert und das Abgas gereinigt. Der SCR 1C ist in einem Gehäuse 4C angeordnet.
  • Das Gehäuse 4A, in dem das DPF 1A aufgenommen ist, die Vorrichtung 1B zum Mischen der wässrigen Harnstofflösung und das Gehäuse 4C, in dem der SCR 1C aufgenommen ist, sind jeweils parallel angeordnet. Ferner sind der Endbereich des Gehäuses 4A auf der stromabwärtigen Abgasseite (im Folgenden einfach als ”eine stromabwärtige Seite” bezeichnet) und der auf der stromaufwärtigen Seite gelegene Endbereich der Vorrichtung 1B zum Mischen der wässrigen Harnstofflösung miteinander verbunden, während der Endbereich der Vorrichtung 1B zum Mischen der wässrigen Harnstofflösung auf der stromabwärtigen Seite und der Endbereich des Gehäuses 4C auf der stromaufwärtigen Seite über das gekrümmte Verbindungsrohr 2 verbunden sind.
  • Wie vorstehend beschrieben, sind das Gehäuse 4A, die Vorrichtung 1B zum Mischen der wässrigen Harnstofflösung und das Gehäuse 4C in einer S-Form angeordnet und bilden somit eine insgesamt kompakte Abgasnachbehandlungsvorrichtung. Es ist zu beachten, dass ein Oxidationskatalysator auf der stromaufwärtigen Seite des DPF 1A in dem Gehäuse 4A angeordnet sein kann, um den unverbrannten Kraftstoff in dem Abgas einer oxidativen Behandlung zu unterziehen. Ferner kann ein Ammoniak-Reduktionskatalysator auf der stromabwärtigen Seite des SCR 1C in dem Gehäuse 4C angeordnet sein, um einen Ammoniaküberschuss einer oxidativen Behandlung zu unterziehen.
  • Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung
  • 2 zeigt die Konstruktion der Vorrichtung 1B zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie vorstehend beschrieben, ist die Vorrichtung 1B zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung zwischen dem DPF 1A und dem SCR 1C angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass die Darstellung in 1 auch das Verbindungsrohr 2 enthält, das mit der stromabwärtigen Seite der Vorrichtung 1B zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung verbunden ist.
  • Die Vorrichtung 1B zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung umfasst ein Abgasrohr 4B, einen Injektor 5 zum Einspritzen einer wässrigen Harnstofflösung, ein Mischrohr 6 und ein Innenrohr 7.
  • Abgasrohr
  • Das Abgasrohr 4B umfasst ein Kniestück 10, das auf der stromaufwärtigen Abgasseite (im Folgenden einfach als ”eine stromaufwärtige Seite” bezeichnet) angeordnet ist, und ein geradliniges Teil 11, das auf der stromabwärtigen Seite des Kniestücks 10 angeordnet ist. Das Kniestück 10 und das geradlinige Teil 11 sind beide zylindrisch ausgebildet.
  • Das Kniestück 10 ist ein Verbindungsrohr, das das Abgas, das in einer in 2 dargestellten x-Richtung (eine Richtung, in der das Abgas auf der stromaufwärtigen Seite strömt) zu dem Kniestück geströmt ist, in eine zur x-Richtung senkrechte y-Richtung strömen lässt. Das Kniestück 10 hat einen gekrümmten Abschnitt 10a. Ein Befestigungsbereich 10b, der durch eine entlang der x-Richtung angeordnete Ebene gebildet ist, ist an dem Außenbereich des gekrümmten Abschnitts 10a vorgesehen. Mit anderen Worten: Der Befestigungsbereich 10b liegt der Einlassbereich-Öffnung des geradlinigen Teils 11 gegenüber. Ferner ist ein geflanschter Verbindungsbereich 10c an dem auf der stromaufwärtigen Seite gelegenen Endbereich des Kniestücks 10 gebildet, während ein geflanschter Verbindungsbereich 10d an dem auf der stromabwärtigen Seite gelegenen Endbereich des Kniestücks 10 gebildet ist. Es ist zu beachten, dass in den geflanschten Bereichen 10c und 10d Öffnungen gebildet sind, in die Verbindungsbolzen eingesetzt sind.
  • Das geradlinige Teil 11 ist ein gerades Rohr, das sich entlang der y-Richtung erstreckt. Ein Verbindungs- und Stützflansch (Stützelement) 12 ist an den auf der stromaufwärtigen Seite gelegenen Endbereich des geradlinigen Teils 11 geschweißt, während ein ringförmiger Adapter 13 an den auf der stromabwärtigen Seite gelegenen Endbereich des geradlinigen Teils 11 geschweißt ist, um das Verbindungsrohr 2 anzuschließen.
  • Wie in 3 dargestellt ist, ist der Flansch ein rechteckförmiges Plattenelement. Öffnungen 12a, in die Bolzen für die Verbindung des Flansches 12 mit dem geflanschten Bereich 10d des Kniestücks 10 eingesetzt sind, sind in vier Eckbereichen des Flansches 12 gebildet. Ferner ist eine Öffnung 12b, deren Durchmesser gleich dem Innendurchmesser des geradlinigen Teils 11 ist, in dem mittleren Bereich des Flansches 12 gebildet. Weiterhin sind vier Stützvorsprünge 12c, die eine identische Form haben, in den Öffnungen 12b angeordnet, so dass sie von der äußeren Umfangsseite in Richtung auf den mittleren Bereich vorspringen. Die vier Stützvorsprünge 12c sind in gleichen Winkelabständen angeordnet.
  • Das Kniestück 10 und das geradlinige Teil 11 sind miteinander verbunden, indem ein derartiger Flansch 12 durch Bolzen mit dem geflanschten Bereich 10d des Kniestücks 10 verbunden ist.
  • Injektor
  • Der Injektor 5 ist zusammen mit dem Mischrohr 6 an dem Befestigungsbereich 10b an dem Außenbereich des gekrümmten Abschnitts 10a des Kniestücks 10 befestigt. Die Befestigungskonstruktion wird nachstehend im Einzelnen beschrieben. Der Injektor 5 spritzt lediglich eine wässrige Harnstofflösung von einem Injektionsauslass seines vorderen Endes in Richtung auf das geradlinige Teil 11 in das Mischrohr 6 ein, ohne die wässrige Harnstofflösung mit Luft zu vermengen. Der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Injektor 5 hat einen Einspritzwinkel von 25 Grad, und die Mitte des Injektionsauslasses des Injektors 5 liegt auf einer Linie, die sich von einer Mittelachse CL des geradlinigen Teils 11 des Abgasrohres 4B erstreckt.
  • Mischrohr
  • Das Mischrohr 6 ist zusammen mit einem Element zum Festlegen des Mischrohres 6 an dem Kniestück 10 etc. als Untereinheit ausgebildet. Die 4 und 5 zeigen die Untereinheit. Es ist zu beachten, dass 5 eine rechte Seitenansicht von 4 ist.
  • Das Mischrohr 6 hat eine zylindrische Form, und seine Mittelachse CL erstreckt sich koaxial zur Mittelachse CL des geradlinigen Teils 11. Das Mischrohr 6 ist in dem Kniestück 10 in einer Position angeordnet, in der die wässrige Harnstofflösung innenseitig von dem Injektor 5 eingespritzt wird. Mit anderen Worten: Das Mischrohr 6 ist derart angeordnet, dass es die Umgebung der von dem Injektor 5 einzuspritzenden wässrigen Harnstofflösung einschließt. Das Mischrohr 6 hat eine Mehrzahl von Öffnungen 6a, die an seiner äußeren Umfangsfläche gebildet sind. Wie 5 zeigt, sind die mehreren Öffnungen 6a nur in einem zweiten Bereich B und in einem vierten Bereich D gebildet, wenn der Außenumfang des Mischrohres 6 gleichmäßig in vier aufeinanderfolgende und aufeinander ausgerichtete Bereiche unterteilt ist, die aus einem ersten Bereich A, dem zweiten Bereich B, einem dritten Bereich C und dem vierten Bereich D bestehen, die in Umfangsrichtung in Abständen von 90 Grad angeordnet sind.
  • Eine erste Platte 15 ist an einem auf der stromaufwärtigen Seite gelegenen Endbereich (ein linksseitiger Endbereich in den 2 und 4) des Mischrohres 6 dem Auslass gegenüberliegend festgeschweißt. Wie in 5 gezeigt ist, hat die erste Platte 15 eine annähernd dreieckige Kontur mit einem gekrümmten Bereich als jeweilige Seite und sie hat einen Rohrfestlegungsbereich 15a, einen Befestigungsbereich 15b und einen Führungsbereich 15c. Ein Ende des Mischrohres 6 ist an dem Rohrfestlegungsbereich 15a festgeschweißt. Der Befestigungsbereich 15b ist an der äußeren Umfangsseite des Rohrfestlegungsbereichs 15a gebildet, um mit dem Rohrfestlegungsbereich 15a eine Stufe zu bilden. Der Befestigungsbereich 15b ist durch Bolzen an dem Befestigungsbereich 10b des Kniestücks 10 befestigt. Ferner ist der Führungsbereich 15c in dem mittleren Bereich des Rohrfestlegungsbereichs 15a gebildet und hat eine verjüngte Form, so dass sein Durchmesser proportional zu einer Distanz nach außen und weg von dem Rohrfestlegungsbereich 15a reduziert ist. Es ist zu beachten, dass der Führungsbereich 15c eine Öffnung hat, die an seinem Ende gebildet ist, das dem Rohrfestlegungsbereich 15a gegenüberliegt.
  • Die erste Platte 15 hat einen vertieften Bereich 15d, der dem Mischrohr 6 gegenüberliegend gebildet ist. Eine zweite Platte 16 ist in den vertieften Bereich 15d eingepasst und in diesem festgeschweißt. Die zweite Platte 16 ist scheibenförmig und hat eine Öffnung 16a, in deren mittlerem Bereich der Injektions-Auslass des Injektors 6 angeordnet ist. Ferner hat die zweite Platte 16 eine Mehrzahl von Schraubenöffnungen 16b, und der Injektor 5 wird über die Schraubenöffnungen 16b durch die zweite Platte 16 gestützt.
  • Innenrohr
  • Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, ist das Innenrohr 7 zylinderförmig ausgebildet, und seine äußere Umfangsfläche ist durch die vorderen Enden der Stützvorsprünge 12c des Flansches 12 gestützt, und diese sind aneinander befestigt und miteinander verschweißt. Das Innenrohr 7 ist somit mit einem Abstand von der Innenwand des geradlinigen Teils 11 entfernt auf der stromabwärtigen Seite des Mischrohres 6 angeordnet. Mit anderen Worten: Das Innenrohr 7 und das geradlinige Teil 11 bilden ein geschachteltes Doppelrohr. Das Innenrohr 7 hat ferner einen Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser des Mischrohres 6 ist. Das Innenrohr 7 ist mit einem vorgegebenen Abstand von dem Auslass des Mischrohres 6 entfernt angeordnet.
  • Es ist zu beachten, dass an der äußeren Umfangsfläche des Innenrohres keine Öffnung, kein Schlitz und dergleichen gebildet sind, weshalb das Abgas nicht zwischen der äußeren Peripherie und der inneren Peripherie des Innenrohres 7 strömt.
  • Anordnung der jeweiligen Konstruktionselemente
  • Anhand von 6 wird die Lagebeziehung zwischen dem Injektor 5 (einem Einspritzwinkel der wässrigen Harnstofflösung), dem Mischrohr 6, dem Innenrohr 7, dem Abgasrohr 4B mit dem Kniestück 10 und dem geradlinigen Teil 11 im Detail erläutert. Wie vorstehend beschrieben, sind das Mischrohr 6 und das Innenrohr 7 vorliegend auf derselben Achse angeordnet. Der Injektions-Auslass des Injektors 5 liegt auf einer Linie, die sich von der Mittelachse CL dieser Elemente erstreckt, und liegt einer Einlassbereich-Öffnung des Innenrohres 7 gegenüber.
  • Zunächst ist zwischen dem Auslassbereich (dem auf der stromabwärtigen Seite liegenden Endbereich, der dem rechtsseitigen Endbereich in 6 entspricht) des Mischrohres 6 und der Innenwand des Kniestücks 10 ein Abstand vorhanden. Das Mischrohr 6 wird nur an seinem dem Auslassbereich gegenüberliegenden Endbereich durch das Kniestück 10 gestützt. Es ist also in dem Raum kein Element zum Stützen des Mischrohres 6 angeordnet. Mit anderen Worten: Es wird ein ringförmiger Durchflussbereich 20 gebildet, in dem kein Element oder dergleichen vorhanden ist, das die Abgasströmung behindert. Aus diesem Grund kann das Abgas, das von der stromaufwärtigen Seite zu dem und durch den Durchflussbereich 20 strömt, in Richtung auf das Innenrohr 7 strömen, ohne dass es die Innenseite des Mischrohres 6 durchströmt.
  • Ferner ist in einer y-Richtung zwischen dem Auslassbereich des Mischrohres 6 und dem Einlassbereich des Innenrohres 7 ein vorgegebener Abstand L gebildet. Darüber hinaus hat der Einlassbereich des Innenrohres 7 einen Innendurchmesser di, der größer als ein Innendurchmesser dm des Auslassbereichs des Mischrohres 6 ist.
  • Bei vorstehender Anordnung und bei vorstehenden Dimensionsverhältnissen ist ein Injektionswinkelbereich des Injektors 5 (ein Bereich innerhalb eines Winkels α (25 Grad in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) in 6) kleiner bemessen als die Auslassbereich-Öffnung des Mischrohres 6 und die Einlassbereich-Öffnung des Innenrohres 7. Mit anderen Worten: Die Auslassbereich-Öffnung des Mischrohres 6 und die Einlassbereich-Öffnung des Innenrohres 7 umfassen den Injektionswinkelbereich des Injektors 5.
  • Abläufe
  • Während der Aktivierung der Antriebsmaschine wird das Abgas durch den Abgaskrümmer in das Abgasrohr abgegeben. Das Abgas strömt in Richtung auf das Kniestück 10. Wie anhand der Pfeile G1 in 7 dargestellt, bewegt sich das Abgas, das in das Kniestück 10 einströmt, durch die Öffnungen 6a der äußeren Umfangsfläche des Mischrohres 6 und strömt in das Mischrohr 6. Wie die Pfeile G2 in 7 zeigen, strömt das Abgas weiter durch den Durchflussbereich 20, der zwischen der äußeren Umfangsfläche des Mischrohres 6 und der Innenwand des Kniestücks 10 gebildet ist, und wird zu dem Innenrohr 7 gelenkt.
  • Zum anderen wird die wässrige Harnstofflösung von dem Injektor 5 in Richtung auf die Innenseite des Mischrohres 6 eingespritzt. Die wässrige Harnstofflösung wird vorliegend innerhalb eines Bereichs von 25 Grad um die Mittelachse des Mischrohres 6 eingespritzt.
  • Das Abgas von der stromaufwärtigen Seite strömt hier in Richtung auf den Bereich, in den die wässrige Harnstofflösung eingespritzt wird. Jedoch wird die wässrige Harnstofflösung in Richtung auf die Innenseite des Mischrohres 6 eingespritzt, während das Abgas durch die Öffnungen 6a des Mischrohres 6 in das Mischrohr 6 einströmt. Die eingespritzte wässrige Harnstofflösung wird auf diese Weise weniger durch das Abgas beeinflusst. Deshalb wird die wässrige Harnstofflösung daran gehindert, an der dem Mischrohr 6 gegenüberliegenden Innenwand (speziell einem Bereich 10e in 7) des Kniestücks 10 anzuhaften.
  • Wenn das Abgas weiter durch die Öffnungen 6a des Mischrohres 6 in das Mischrohr 6 einströmt, bildet das durch die Öffnungen 6a strömende Abgas eine spiralförmige Strömung in dem Mischrohr 6, da die Öffnungen 6, wie in 8 gezeigt, nur in dem zweiten Bereich B und in dem vierten Bereich D gebildet sind. Die spiralförmige Strömung des Abgases soll die Vermischung des Abgases und der wässrigen Harnstofflösung begünstigen und sie fördert die Miniaturisierung der wässrigen Harnstofflösung.
  • Wie vorstehend beschrieben, strömen das Abgas, dem in dem Mischrohr 6 die wässrige Harnstofflösung zugegeben wird, und das Abgas, das den Durchflussbereich 20 durchströmt hat, in das Innenrohr 7. Das Abgas, das den Durchflussbereich 20 durchströmt hat, bewegt sich über die äußere Peripherie des Innenrohres 7, d. h. den Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche des Innenrohres 7 und der Innenwand des Abgasrohres 4B, hauptsächlich stromabwärts. Das Innenrohr 7 wird dadurch erwärmt. Ferner wird die wässrige Harnstofflösung in dem Innenrohr 7 durch die Abgaswärme und den Wasserdampf in dem Abgas hydrolysiert und in Ammoniak umgewandelt.
  • Die wässrige Harnstofflösung haftet vorliegend an der Innenwand des Innenrohres 7 an. Wie jedoch vorstehend erläutert wurde, wird das Innenrohr 7 durch das Abgas, das durch seine äußere Peripherie strömt, erwärmt. Dadurch werden chemische Reaktionen begünstigt, und es wird verhindert, dass die wässrige Harnstofflösung an dem Innenrohr 7 anhaftet.
  • Das Ammoniak, das wie vorstehend beschrieben entsteht, wird dem SCR zusammen mit dem Abgas zugeführt. Das Ammoniak wird in dem Reduktionskatalysator als Reduktionsmittel verwendet, und Stickoxid in dem Abgas wird reduziert und das Abgas gereinigt.
  • Merkmale
    • (1) Die wässrige Harnstofflösung wird in das Mischrohr 6 eingespritzt, während das Abgas durch die Öffnungen 6a des Mischrohres 6 in das Mischrohr 6 einströmt. Auf diese Weise wird verhindert, dass die wässrige Harnstofflösung an der Innenwand des Kniestücks 10 anhaftet.
    • (2) Die Öffnungen 6a sind nur in einem Teilbereich der äußeren Umfangsfläche des Mischrohres gebildet. Aus diesem Grund wird dem Abgas, das durch die Öffnungen 6a in das Mischrohr 6 eingeströmt ist, eine spiralförmige Strömung aufgeprägt. Durch die spiralförmige Strömung des Abgases wird die von dem Injektor 5 eingespritzte wässrige Harnstofflösung gut dispergiert, und ihre Miniaturisierung in dem Mischrohr wird begünstig, so dass das Abgas und die wässrige Harnstofflösung gleichmäßig vermischt werden.
    • (3) Das Abgas, dem die wässrige Harnstofflösung zugegeben wurde, durchströmt das Innenrohr, das durch das Abgas erwärmt wird. Dadurch wird verhindert, dass die wässrige Harnstofflösung an der Innenwand des Innenrohres 7 anhaftet und sich dort ansammelt.
    • (4) Der Durchflussbereich 20 ist an der äußeren Peripherie des Auslassbereichs des Mischrohres 6 gebildet. Das Abgas, das von der stromabwärtigen Seite zuströmt, strömt in das Mischrohr 6, wobei es den Durchflussbereich 20 durchströmt und zu dem Innenrohr 7 gelenkt wird. Auf diese Weise wird der Strömungswegwiderstand in dem Abgas in dem Abgasrohr 4B reduziert und der Abgasgegendruck der Antriebsmaschine verhindert.
    • (5) Das Mischrohr 6 ist lediglich an seinem Endbereich, der seinem Auslassbereich gegenüberliegt, durch das Kniestück 10 gehalten. Es ist also kein Element oder dergleichen vorhanden, das die Strömung des Abgases in dem Durchflussbereich 20 an der äußeren Peripherie des Auslassbereichs blockiert, so dass der Strömungswegwiderstand in dem Abgasrohr 4B weiter reduziert werden kann.
    • (6) Zwischen dem Auslassbereich des Mischrohres 6 und dem Einlassbereich des Innenrohres 7 ist in einer Richtung entlang des Abgasstroms ein vorgegebener Abstand gebildet, und der Einlassbereich des Innenrohres 7 hat einen größeren Durchmesser als der Auslassbereich des Mischrohres 6. Ferner umfassen die Auslassbereich-Öffnung des Mischrohres 6 und die Einlassbereich-Öffnung des Innenrohres 7 den Winkelbereich für die Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung, die von dem Injektor 5 einzuspritzen ist. Dadurch kann das Abgas leichter in das Innenrohr 7 einströmen, und es wird außerdem verhindert, dass die von dem Injektor 5 eingespritzte wässrige Harnstofflösung direkt mit der Innenwand des Mischrohres 6 kollidiert. Ferner kann die wässrige Harnstofflösung in effizienter Weise in das Innenrohr 7 eingesogen werden.
  • Weitere beispielhafte Ausführungsformen
  • Vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene beispielhafte Ausführungsform beschränkt. Vielfältige Änderungen und Modifikationen sind möglich, ohne den Schutzrahmen der Erfindung zu verlassen.
    • (a) 9 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform. In der beispielhaften Ausführungsform von 9 unterscheiden sich das Innenrohr und seine Stützkonstruktion und die Verbindungskonstruktion zwischen dem Kniestück und dem geradlinigen Teil des Abgasrohres von der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform, während die anderen Konfigurationen jedoch ähnlich wie jene der ersten beispielhaften Ausführungsform sind.
  • In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist das Abgasrohr 24 durch ein Kniestück 25 und ein geradliniges Teil 26 gebildet.
  • Der Verbindungsbereich des Kniestücks 25 mit dem geradlinigen Teil 26 unterscheidet sich von jenem des Kniestücks 10 des vorstehenden Ausführungsbeispiels. Die anderen Konfigurationen des Kniestücks 25 sind jedoch ähnlich wie jene des Kniestücks 10. Das geradlinige Teil 26 hat einen geflanschten Bereich 26a mit einem Durchmesser, der an seinem auf der stromaufwärtigen Seite gelegenen Endbereich stromaufwärts zunimmt. Das Kniestück 25 ist an seinem Endbereich auf der stromabwärtigen Seite mit einer Flanscheinheit 27 versehen, die durch ein Ringelement und eine Dichtung gebildet ist. Ferner ist der geflanschte Bereich 26a des geradlinigen Teils 26 mit der Flanscheinheit 27 des Kniestücks 25 verbunden. Weiterhin hat das geradlinige Teil 26 vier vertiefte Stützbereiche 26b, die in der Längsrichtung entlang des Abgasstroms etwa in einem mittleren Bereich seiner inneren Umfangsseite vertieft sind.
  • Ein Innenrohr 30 hat eine zylindrische Form und befindet sich in der Längsrichtung etwa in einem mittleren Bereich seiner äußeren Umfangsseite in Kontakt mit den vier vertieften Stützbereichen 26b. Ferner wird die äußere Umfangsfläche des auslassseitigen Endbereichs des Innenrohres 30 über ein ringförmiges Stützelement 31 durch das geradlinige Teil 26 gestützt. Das Stützelement 31 ist an der äußeren Umfangsseite des auslassseitigen Endbereichs des Innenrohres 7 durch eine Punktschweißung befestigt. Aus diesem Grund schränkt das Stützelement 31 die Strömung des Abgases ein, das sich durch die äußere Peripherie des Innenrohres 30 bewegt. Es ist zu beachten, dass der hier verwendete Begriff ”einschränken” einen Fall mit einschließt, in dem das gesamte Abgas, das durch die äußere Peripherie des Innenrohres 30 strömt, blockiert wird, und einen Fall, in dem eine geringe Menge des Abgases hindurchströmen kann.
  • Das Innenrohr 30 hat ferner an seinem auslassseitigen Endbereich Öffnungen 30a über einen vorgegebenen Bereich auf der stromaufwärtigen Seite, wobei der Bereich ausgenommen ist, in dem das Stützelement 31 angeordnet ist.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform erwärmt das Abgas, das die äußere Peripherie des Innenrohres 30 durchströmt, das Innenrohr 30, wobei die Strömung des Abgases dann durch das Stützelement 31 eingeschränkt wird. Ferner wird das durch das Stützelement 31 blockierte Abgas in dem Innenrohr 30 durch dessen Öffnungen 30a gelenkt und schließlich am Auslassbereich des Innenrohres 30 erneut mit der wässrigen Harnstofflösung vermischt.
  • Diese beispielhafte Ausführungsform ermöglicht ein effizienteres Vermischen des Abgases und der wässrigen Harnstofflösung, während zusätzlich noch ähnlich vorteilhafte Wirkungen wie in der vorstehenden vorteilhaften Ausführungsform erzielt werden.
    • (b) Die Form des Mischrohres und der Bereich, in dem die Öffnungen gebildet sind, sind nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt.
  • Wie zum Beispiel 10 zeigt, kann ein Mischrohr 6' auch konisch verjüngt ausgebildet sein, mit einem Durchmesser, der sich stromabwärts in Injektionsrichtung vergrößert. In diesem Fall lässt sich ein Anhaften der wässrigen Harnstofflösung, die von dem Injektor 5 eingespritzt wird, an der Innenwand des Mischrohres 6' verhindern.
  • Weiterhin sind die Öffnungen 6a in der vorstehenden beispielhaften Ausführungsform in dem zweiten Bereich B und in dem vierten Bereich D des Mischrohres 6 gebildet, wie in 5 dargestellt. Öffnungen können jedoch auch in dem ersten Bereich A und in dem dritten Bereich C gebildet sein, die einander gegenüberliegen. Es ist weiterhin möglich, Öffnungen auch nur in einem der vier Bereiche zu bilden. Der jeweilige Bereich, in dem die Öffnungen gebildet sind, ist nicht auf einen Bereich von 90 Grad beschränkt. Öffnungen können zum Beispiel in einem Bereich gebildet sein, dessen Winkelbereich entweder kleiner als 90 Grad oder größer als 90 Grad ist.
    • (c) In der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform wurde die wässrige Harnstofflösung als Reduktionsmittel verwendet. Die Erfindung ist jedoch ebenso anwendbar, wenn ein anderes Reduktionsmittel verwendet wird.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung ist es möglich, die von dem Injektor eingespritzte wässrige Reduktionsmittellösung wirksam zu dem Innenrohr zu lenken und ferner zu verhindern, dass die wässrige Reduktionsmittellösung an der Innenwand eines an den Injektor angeschlossenen Bereich des Abgasrohres anhaftet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Abgasnachbehandlungsvorrichtung
    1A
    DPF
    1B
    Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Harnstofflösung
    1C
    SCR
    4, 24
    Abgasrohr
    5
    Injektor
    6, 6'
    Mischrohr
    6A
    Öffnung
    7, 30
    Innenrohr
    30a
    Öffnung des Innenrohres
    10, 25
    Kniestückstück
    10a
    gekrümmter Abschnitt
    11, 26
    geradliniges Teil
    12
    Flansch (Stützelement)
    12c
    Stützvorsprung
    20
    Durchflussbereich
    26b
    vertiefter Stützbereich
    B, D
    Bereich, in dem Öffnungen 6a gebildet sind

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung für die Zugabe einer wässrigen Reduktionsmittellösung zu einem Abgas, wobei die Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung zwischen einem Filter, das in dem Abgas enthaltene partikelförmige Substanzen einfängt, und einem Reduktionskatalysator, der Stickoxid in dem Abgas reduziert und aufbereitet, angeordnet ist, wobei die Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung umfasst: ein Abgasrohr mit einem Kniestück, das einen gekrümmten Abschnitt aufweist, und mit einem geradlinigen Teil, das auf einer stromabwärtigen Abgasseite des Kniestücks angeordnet ist; einen Injektor, der außerhalb des gekrümmten Abschnitts des Kniestücks angeordnet ist, wobei der Injektor lediglich die wässrige Reduktionsmittellösung in einem nicht mit Luft vermischten Zustand in Richtung auf das geradlinige Teil in das Kniestück einspritzt; ein Innenrohr, das auf einer stromabwärtigen Abgasseite des Injektors angeordnet ist, während seine auf der stromauwärtigen Abgasseite gelegene Einlassbereich-Öffnung dem Injektor gegenüberliegt und seine äußere Umfangsfläche mit einem Abstand von einer Innenwand des geradlinigen Teils entfernt angeordnet ist, wobei das Innenrohr das Abgas durch seine Innenseite und durch seine äußere Peripherie hindurchströmen lässt; und ein rohrförmiges Führungselement zum Lenken der von dem Injektor eingespritzten wässrigen Reduktionsmittellösung zu dem Innenrohr.
  2. Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung nach Anspruch 1, wobei das Führungselement ein Mischrohr ist, das derart angeordnet ist, dass es eine Umgebung der von dem Injektor einzuspritzenden wässrigen Reduktionsmittellösung umschließt, wobei das Mischrohr an seiner äußeren Umfangsfläche eine Mehrzahl von Öffnungen hat.
  3. Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung nach Anspruch 2, wobei das Mischrohr derart angeordnet ist, dass zwischen seinem stromabwärtigen Abgasseiten-Auslassbereich und der Innenwand des Abgasrohres ein Abstand gebildet ist, und wobei zwischen dem Auslassbereich und der Innenwand des Abgasrohres ein Durchflussbereich gebildet ist, um das in der äußeren Peripherie des Mischrohres vorhandene Abgas zu dem Innenrohr zu lenken.
  4. Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung nach Anspruch 3, wobei das Mischrohr durch eine Kniestückwand, die dem geradlinigen Teil gegenüberliegt, an dessen einem Endbereich gestützt ist, der gegenüberliegend zu dem Auslassbereich angeordnet ist.
  5. Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die mehreren Öffnungen des Mischrohres lediglich in einem Teilwinkelbereich des Mischrohres in einer Umfangsrichtung gebildet sind.
  6. Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung nach Anspruch 5, wobei die mehreren Öffnungen des Mischrohres entweder nur in einem ersten und in einem dritten Bereich oder nur in einem zweiten und in einem vierten Bereich gebildet sind, wenn ein Außenumfang des Mischrohres gleichmäßig in vier aufeinanderfolgend aufeinander ausgerichtete Bereiche unterteilt ist, die aus dem ersten Bereich, dem zweiten Bereich, dem dritten Bereich und dem vierten Bereich bestehen, die in Abständen von 90 Grad in Umfangsrichtung vorgesehen sind.
  7. Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Einlassbereich des Innenrohres einen Innendurchmesser hat, der größer als ein Innendurchmesser des Auslassbereichs des Mischrohres ist.
  8. Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung nach Anspruch 7, wobei das Mischrohr und das Innenrohr derart angeordnet sind, dass eine Auslassbereich-Öffnung des Mischrohres und eine Einlassbereich-Öffnung des Innenrohres einen Einspritzwinkelbereich des Injektors einschließen.
  9. Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend: ein Stützelement mit Stützbereichen zum Stützen einer Mehrzahl von umfangsseitigen Bereichen eines äußeren Umfangsbereichs des Innenrohres hinsichtlich des Abgasrohres an einer einzigen Position in einer Richtung entlang des Abgasstroms, wobei mit Ausnahme der Stützbereiche andere Bereiche zwischen dem Stützelement und einer äußeren Umfangsfläche des Innenrohres das Abgas hindurchströmen lassen und wobei an der äußeren Umfangsfläche des Innenrohres keine Öffnung gebildet ist.
  10. Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend: ein Stützelement, das einen Auslassbereich des Innenrohres hinsichtlich des Abgasrohres stützt, wobei das Stützelement eine Strömung des zwischen der äußeren Umfangsfläche des Innenrohres und der Innenwand des Abgasrohres vorhandenen Abgases einschränkt, wobei der Auslassbereich des Innenrohres eine Mehrzahl von Öffnungen hat, die an seiner äußeren Umfangsfläche gebildet sind.
  11. Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei das Mischrohr und das Innenrohr koaxial angeordnet sind.
  12. Abgasnachbehandlungsvorrichtung, umfassend: ein Filter, das in dem Abgas enthaltene partikelförmige Substanzen einfängt; die Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, die parallel zu dem Filter auf der stromabwärtigen Abgasseite des Filters angeordnet ist; und einen Reduktionskatalysator, der auf der stromabwärtigen Abgasseite der Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung angeordnet ist, wobei der Reduktionskatalysator Stickoxide in dem Abgas reduziert und aufbereitet.
  13. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Reduktionskatalysator parallel zur Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung angeordnet ist.
DE112012000089.7T 2011-12-27 2012-04-18 Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung Active DE112012000089B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011285451A JP5349576B2 (ja) 2011-12-27 2011-12-27 還元剤水溶液ミキシング装置及び排気ガス後処理装置
JP2011-285451 2011-12-27
PCT/JP2012/060447 WO2013099312A1 (ja) 2011-12-27 2012-04-18 還元剤水溶液ミキシング装置及び排気ガス後処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112012000089T5 true DE112012000089T5 (de) 2013-09-12
DE112012000089B4 DE112012000089B4 (de) 2016-06-16

Family

ID=48696838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112012000089.7T Active DE112012000089B4 (de) 2011-12-27 2012-04-18 Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5349576B2 (de)
KR (1) KR101374637B1 (de)
CN (1) CN103282615B (de)
DE (1) DE112012000089B4 (de)
WO (1) WO2013099312A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015071005A1 (de) * 2013-11-15 2015-05-21 Robert Bosch Gmbh Einspritzmodul und abgasstrang mit einspritzmodul
WO2019029880A1 (de) * 2017-08-10 2019-02-14 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur gemischaufbereitung, abgasnachbehandlungssystem
DE112013000014B4 (de) * 2013-01-17 2021-04-15 Komatsu Ltd. Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die mit derselben versehen ist
EP4059588A4 (de) * 2019-11-12 2023-11-08 Hitachi Zosen Corporation Strömungsgleichrichter, hydrolyseanlage und denitrifikationsanlage
FR3137413A1 (fr) * 2022-06-30 2024-01-05 Faurecia Systemes D'echappement Mélangeur de réducteur pour gaz d’échappement

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008001547U1 (de) 2007-07-24 2008-04-10 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Baugruppe zur Einbringung eines Reduktionsmittels in die Abgasleitung einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine
JP5349574B2 (ja) * 2011-12-27 2013-11-20 株式会社小松製作所 還元剤水溶液ミキシング装置及び排気ガス後処理装置
JP5349575B2 (ja) * 2011-12-27 2013-11-20 株式会社小松製作所 還元剤水溶液ミキシング装置及び排気ガス後処理装置
DE102013212565A1 (de) 2013-06-28 2014-12-31 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffhochdruckpumpe
JP6051154B2 (ja) * 2013-12-26 2016-12-27 株式会社クボタ ディーゼルエンジン
WO2015126353A1 (en) * 2014-02-18 2015-08-27 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Plenum chamber for exhaust system
JP2015183545A (ja) * 2014-03-20 2015-10-22 ヤンマー株式会社 エンジン装置
US10227907B2 (en) 2014-06-03 2019-03-12 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer and doser cone assembly
DE102014210638A1 (de) * 2014-06-04 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Einspritzmodul und Abgasstrang mit Einspritzmodul
CN106574541B (zh) * 2014-06-05 2020-07-10 佛吉亚排放控制技术美国有限公司 用于混合器组件的绝热罩
EP3153630A4 (de) * 2014-06-09 2018-01-10 Volvo Construction Equipment AB Erdbewegungsmaschine
CN107407183B (zh) * 2015-03-30 2020-06-23 五十铃自动车株式会社 排气净化单元
JP2016205188A (ja) * 2015-04-20 2016-12-08 いすゞ自動車株式会社 排気浄化ユニット
US9719397B2 (en) 2015-04-30 2017-08-01 Faurecia Emissions Control Technologies Usa, Llc Mixer with integrated doser cone
US9828897B2 (en) 2015-04-30 2017-11-28 Faurecia Emissions Control Technologies Usa, Llc Mixer for a vehicle exhaust system
US9714598B2 (en) 2015-04-30 2017-07-25 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer with integrated doser cone
US9726064B2 (en) 2015-04-30 2017-08-08 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer for use in a vehicle exhaust system
WO2018075061A1 (en) 2016-10-21 2018-04-26 Faurecia Emissions Control Technologies Usa, Llc Reducing agent mixer
KR102324758B1 (ko) * 2017-05-12 2021-11-12 현대자동차주식회사 차량용 도징모듈
JP2019011684A (ja) * 2017-06-29 2019-01-24 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システム
CN107559082A (zh) * 2017-10-10 2018-01-09 广西玉柴机器股份有限公司 柴油机后处理装置
CN109723529B (zh) * 2017-10-30 2022-09-06 罗伯特·博世有限公司 尾气管组件及尾气处理系统
US10787946B2 (en) 2018-09-19 2020-09-29 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Heated dosing mixer
DE102018124025A1 (de) * 2018-09-28 2020-04-02 Man Truck & Bus Se Vorrichtung zum Zumischen eines flüssigen Reduktionsmittels zum Abgas einer Brennkraftmaschine und Kraftfahrzeug
WO2020143012A1 (en) * 2019-01-11 2020-07-16 Cummins Emission Solutions Inc. Aftertreatment system with multiple dosing modules
CN109779725A (zh) * 2019-03-26 2019-05-21 重庆丰峰动力设备有限公司 一种柴油发动机尾气净化处理装置
EP3748088B1 (de) 2019-06-05 2021-11-03 Ford Global Technologies, LLC Anordnung für ein harnstofftanksystem
CN112282900A (zh) * 2019-07-25 2021-01-29 康明斯排放处理公司 废气后处理系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006025110A1 (ja) 2004-09-02 2006-03-09 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. 排気浄化装置
JP2008509328A (ja) 2004-08-06 2008-03-27 スカニア シーブイ アクチボラグ（パブル） 内燃機関の排気ガス導管内に媒体を供給するための装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0779092B1 (de) * 1995-12-14 2002-03-20 Suntec System Co., Ltd. Behandlungssystem für Abgas
JP3883974B2 (ja) * 2003-03-11 2007-02-21 日産ディーゼル工業株式会社 排気浄化装置
KR20070028372A (ko) * 2006-11-21 2007-03-12 히노 지도샤 가부시키가이샤 배기 정화장치
CN101245726B (zh) * 2007-02-12 2011-01-26 潍柴动力股份有限公司 大排量发动机scr后处理管路装置
JP5066400B2 (ja) * 2007-07-13 2012-11-07 日野自動車株式会社 排気浄化装置
DE202008001547U1 (de) * 2007-07-24 2008-04-10 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Baugruppe zur Einbringung eines Reduktionsmittels in die Abgasleitung einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine
JP5046332B2 (ja) * 2007-07-30 2012-10-10 ボッシュ株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2009156071A (ja) * 2007-12-25 2009-07-16 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の排気ガス浄化装置
JP2010101236A (ja) * 2008-10-23 2010-05-06 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2011064069A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Toyota Industries Corp 排気ガス処理装置
US20110079003A1 (en) * 2009-10-05 2011-04-07 Caterpillar Inc. Reductant nozzle indentation mount
KR101509684B1 (ko) * 2009-12-03 2015-04-06 현대자동차 주식회사 질소산화물 정화촉매
JP5349575B2 (ja) * 2011-12-27 2013-11-20 株式会社小松製作所 還元剤水溶液ミキシング装置及び排気ガス後処理装置
JP5349574B2 (ja) * 2011-12-27 2013-11-20 株式会社小松製作所 還元剤水溶液ミキシング装置及び排気ガス後処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008509328A (ja) 2004-08-06 2008-03-27 スカニア シーブイ アクチボラグ（パブル） 内燃機関の排気ガス導管内に媒体を供給するための装置
WO2006025110A1 (ja) 2004-09-02 2006-03-09 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. 排気浄化装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013000014B4 (de) * 2013-01-17 2021-04-15 Komatsu Ltd. Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die mit derselben versehen ist
WO2015071005A1 (de) * 2013-11-15 2015-05-21 Robert Bosch Gmbh Einspritzmodul und abgasstrang mit einspritzmodul
US10273849B2 (en) 2013-11-15 2019-04-30 Robert Bosch Gmbh Injection module and exhaust system having an injection module
WO2019029880A1 (de) * 2017-08-10 2019-02-14 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur gemischaufbereitung, abgasnachbehandlungssystem
EP4059588A4 (de) * 2019-11-12 2023-11-08 Hitachi Zosen Corporation Strömungsgleichrichter, hydrolyseanlage und denitrifikationsanlage
FR3137413A1 (fr) * 2022-06-30 2024-01-05 Faurecia Systemes D'echappement Mélangeur de réducteur pour gaz d’échappement

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130086287A (ko) 2013-08-01
DE112012000089B4 (de) 2016-06-16
KR101374637B1 (ko) 2014-03-14
CN103282615A (zh) 2013-09-04
JP5349576B2 (ja) 2013-11-20
WO2013099312A1 (ja) 2013-07-04
CN103282615B (zh) 2016-03-30
JP2013133775A (ja) 2013-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112012000089B4 (de) Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE112012000021B4 (de) Vorrichtung zum mischen einer wässrigen reduktionsmittellösung und abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE112012000035B4 (de) Vorrichtung zum Mischen einer wässrigen Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE112008002531B4 (de) Abgasnachbehandlungssystem
DE102013210799B4 (de) Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
DE102011051875B4 (de) Dosiermodul für ein abgasnachbehandlungssystem eines fahrzeugs
DE102015115220B4 (de) Mischerbaugruppe zur Bereitstellung eines kompakten Mischers
DE112013000012B4 (de) Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die mit derselben versehen ist
DE112013000014B4 (de) Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die mit derselben versehen ist
DE112014002314T5 (de) Abgasmischer mit Strömungsumkehr
DE112013000011B4 (de) Mischvorrichtung für eine wässrige Reduktionsmittellösung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die mit derselben versehen ist
DE112016000450T5 (de) Abgasnachbehandlungssystem mit einer Mischeranordnung
DE102019210877A1 (de) Mischer und Abgasnachbehandlungssystem
AT516102B1 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug
DE112011103501T5 (de) Auspuffanlage für Kraftfahrzeuge
DE112013004154T5 (de) Einspritz- und Mischsystem für Reduktionsmittel
DE112017007124T5 (de) Injektorsprühschutz
DE112017003665T5 (de) Strömungsumlenker zur minderung von ablagerungen in einem dosiererkegel
DE102014205782B4 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE112015004192T5 (de) Abgasmischanordnung
DE102020124106A1 (de) Kraftfahrzeugabgasnachbehandlungssystem
DE102011078181A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Einbringen eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrang
DE102020121659A1 (de) Abgasnachbehandlungsanlage mit Mischmerkmalen
DE112015000540T5 (de) Axialflusszerstäubungsmodul
WO2008046681A1 (de) Verbindungseinheit zur montage in einem abgasstrang einer verbrennungskraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final