DE4200807C2

DE4200807C2 - Anordnung zur Reinigung von Abgasen

Info

Publication number: DE4200807C2
Application number: DE4200807A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Ing Bockel; Leopold Dipl Ing Jungbauer; Manfred Dipl Ing Stotz
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1992-01-15
Filing date: 1992-01-15
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: DE4200807A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Reinigung von Abgasen einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptan spruchs.

Aus der DE-OS 37 33 402 ist eine Katalysatoranordnung bekannt, bei der zur Verbesserung der Angströmung des Katalysators eine Leitvorrichtung stromauf des Katalysatorkörpers im Diffusor angeordnet ist. Die Leitvorrichtung weist Kanäle mit in Strömungsrichtung zunehmendem Querschnitt auf, die dazu dienen, bei der Querschnittserweiterung vom normalen asuf den erweiterten Abgasleitungsquerschnitt eine Strömungsablösung zu verhindern.

Diese Anordnung weist den Nachteil auf, daß zur Vermeidung der Strömungsablösung der Öffnungswinkel der Kanäle einen Grenzwinkel nicht überschreiten darf. Dadurch ist bei vorgegebenen Leitungsquerschnitten eine Mindestbaulänge nicht zu unterschreiten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Reinigung von Abgasen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei der eine gleichmäßige Anströmung eines Abgasnachbehandlungselementes bei geringem Druckverlust und bei verringerter Baulänge erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Die Anordnung einer Leitvorrichtung mit gegenüber dem Normalquerschnitt der Abgasleitung verringertem Durchlaßquerschnitt im erweiterten Leitungsquerschnitt bewirkt, daß die Expansion des Abgases von der eigentlichen Strömungsführung getrennt ist. Durch die Querschnittsverengung sammelt sich das Abgas in einem Sammelraum vor der Leitvorrichtung. Aus diesem Sammelraum kann dann das expandierte Abgas nahezu verlustfrei durch die Einzeldiffusoren auf die gesamte Katalysatorstirnfläche gleichmäßig verteilt werden, wobei beim Durchströmen der Leitvorrichtung in der Summe keine Volumenzunahme mehr erfolgt.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.

Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungselement wird nun an hand der Zeichnung näher beschrieben, wobei im einzelnen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Abgasnachbehandlungselement im Schnitt durch die Gehäuselängsachse,

Fig. 2 die Vorderansicht der Leitvorrichtung aus Fig. 1 und

Fig. 3 die Leitvorrichtung aus Fig. 2 im Schnitt entlang der Querachse zeigen.

Fig. 1 zeigt eine Abgasleitung 1 einer nicht weiter darge stellten Brennkraftmaschine, in der ein Abgasnachbehandlungs element 2, bestehend aus einem Gehäuse 3, einem Filterkörper 4 und einer Leitvorrichtung 5, vorgesehen ist. Das Gehäuse 3 setzt sich aus einem Einlaßstutzen 6, einem Diffusor 7, einem Bereich mit erweitertem Querschnitt 8, einem Konfusor 9 und einem Auslaßstutzen 10 zusammen. Der Filterkörper 4 ist mittels einer Lagerung 11 im Bereich des erweiterten Abgasleitungs querschnitts 8 im Gehäuse 3 fixiert. Die Leitvorrichtung 5 ist stromauf des Filterkörpers 4 im Bereich des erweiterten Abgas leitungsquerschnitts 8 derart angeordnet, daß sich zwischen Leitvorrichtung 5 und Filterkörper 4 eine Mischstrecke 12 aus bildet.

Fig. 2 und 3 zeigen die Leitvorrichtung 5 aus Fig. 1. In einer Halteplatte 13 ist eine Vielzahl von rotationssymmetrischen Einzeldiffusoren 14 angeordnet. Der Querschnitt der Einzel diffusoren 14 nimmt in Strömungsrichtung zuerst ab und dann wieder zu. Der Diffusor 7 und die Einzeldiffusoren 14 sind da bei bezüglich ihrer Flächenverhältnisse, den Öffnungswinkeln und ihrer Länge derart ausgebildet, daß Strömungsablösungen und Strömungsverluste durch unnötiges Verzögern oder Beschleunigen der Strömung vermieden werden. Die Summe der Einlaufquer schnitte 15, das heißt die Summe der kleinsten Querschnitte der Einzeldiffusoren 14, ist dabei im wesentlichen gleich oder kleiner, als der Querschnitt des Einlaßstutzens 6. Dadurch wird das anströmende Abgas im Diffusor 7, der einen Sammelraum 16 bildet, aufgestaut. Die Auslaßöffnung des Sammelraumes 16 weist dabei vorzugsweise den gleichen Querschnitt, wie die Anström fläche des Abgasnachbehandlungselements 2 auf. Aus dem Sammel raum 16 strömt das Abgas durch die Einzeldiffusoren 14 zum Ab gasnachbehandlungselement 2. Dabei wird das Abgas über den ge samten Strömungsquerschnitt gleichmäßig verteilt. Durch die Ausbildung der Kanäle 17 als Einzeldiffusoren 14 werden die Strömungsverluste niedrig gehalten.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann für alle Arten von Abgas nachbehandlungselementen 2, beispielsweise Rußpartikelfilter oder Katalysatoren, verwendet werden.

Claims

1. Anordnung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasleitung, einem in einem gegenüber dem Normalquerschnitt erweiterten Querschnitt der Abgasleitung angeordneten Abgasnachbehandlungselement und einer stromauf des Abgasnachbehandlungselements angeordneten Leitvorrichtung, welche aus einer Vielzahl nebeneinander liegender Kanäle besteht, wobei die Summe der Einlaufquerschnitte der einzelnen Kanäle der Leitvorrichtung kleiner als der Normalquerschnitt der Abgasleitung ist und wobei zur Erweitewrung des Abgasleitungsquerschnittes vom Normalquerschnitt auf den erweiterten Querschnitt ein Diffusor vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,

- daß durch die Anordnung der Leitvorrichtung (5) im erweiterten Querschnitt (8) der Abgasleitung (1) ein Sammelraum (16) für das mittels des Diffusors (7) expandierte Abgas ausgebildet ist und
- daß die einzelnen Kanäle (17) der Leitvorrichtung (5) als rotationssymmetrische Einzeldiffusoren (14) ausgebildet sind, deren Anström- und Abströmquerschnitte gleich groß sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldiffusoren (14) in einer gemeinsamen Halteplatte (13) integriert sind.