DE60203817T2 - Gasbehandlungsvorrichtung - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasbehandlungsvorrichtung zur Behandlung eines Abgasstroms und ist insbesondere zur Verwendung bei der Behandlung eines Abgasstroms aus einem Verbrennungsmotor bestimmt. Insbesondere ist die Erfindung zur Verwendung an einem Fahrzeug zur Behandlung des Abgases aus dem Motor vor Abgabe an die Atmosphäre bestimmt und erstreckt sich auf ein Fahrzeug mit solch einer Gasbehandlungsvorrichtung.
  • Dieselmotor-Abgase enthalten eine Anzahl schädlicher Gase wie etwa Stickoxide, Schwefeloxide und Kohlenoxide sowie unverbrannte Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoff und andere Partikel. Die Menge der Schwefeloxide in den Abgasen hängt hauptsächlich von dem Schwefel in dem Kraftstoff ab und wird durch die Qualität des Ausgangsrohöls und durch die bei der Vorbereitung des Kraftstoffs verwendeten Raffinationstechniken gesteuert. Allerdings können die anderen Materialien behandelt werden, um sie weniger schädlich zu machen.
  • Somit ist es eine übliche Praxis, die Abgase durch eine oder mehrere Behandlungskammern zu führen, die einen Abgaskatalysator enthalten, in dem die niedrigeren Stickoxide in NO2 umgewandelt werden. Die Teilchen werden durch ein Drahtgitter oder -geflecht oder durch ein Keramikfilterelement aus dem Abgasstrom entfernt. Das NO2 und der Sauerstoff in dem Gasstrom reagieren mit den in dem Filterelement gefangenen Kohlenstoffpartikeln, um Kohlendioxid zu bilden, das daraufhin mit den anderen Abgasen abgeführt wird. Dann können die gefilterten Gase durch Injektion eines Reduktionsmittels, wie zum Beispiel Harnstoff, in den Gasstrom, nachdem er das Filterelement verlassen hat, jedoch bevor er die Schalldämpferbaueinheit verlässt, einer Reduktion der verbleibenden Stickoxide zu Stickstoff ausgesetzt werden. Daraufhin wird der behandelte Gasstrom über einen weiteren Katalysator geführt, um das restliche Ammoniak aus dem Harnstoff in Stickstoff und Wasser umzuwandeln, die akzeptable Abgasemissionen sind. Das Gesamtergebnis ist eine typische Verringerung schädlicher Komponenten der Abgase von über 90 %.
  • Aufgrund von Platzbeschränkungen ist es bei Erwägung der Position solch einer Gasbehandlungsvorrichtung wünschenswert, die Gesamtaußenabmessungen zu verringern, so dass der Konstrukteur bei der Positionierung solch einer Vorrichtung in oder an einer anderen Einrichtung eine größere Auswahl hat.
  • Bei gewissen Anwendungen werden Einlass- und Auslassöffnungen von der Vorrichtung im Wesentlichen radial ausgerichtet, anstatt dass die Einlass- und/oder die Auslassöffnung axial verläuft. Ein Beispiel für solch eine Vorrichtung wird in der GB 2 357 048 offenbart. Dies erfolgt insbesondere bei einer konzentrischen Behandlungsvorrichtung, bei der Gas in einer Richtung durch eine mittlere Kammer und durch eine ringförmige Kammer strömt, die die mittlere Kammer in einer entgegengesetzten Richtung im Wesentlichen umgibt. Die radiale Positionierung des Einlasses und des Auslasses in solch einer Vorrichtung erfordert herkömmlicherweise, dass der Einlass und der Auslass axial beabstandet sind und dass eine planare, ringförmige Trennwand die beiden Gasströme trennt. Dadurch kann die axiale Gesamtabmessung der Vorrichtung vergrößert werden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer kompakteren Gasbehandlungsvorrichtung.
  • Demgemäß stellt die Erfindung eine Gasbehandlungsvorrichtung zur Behandlung eines Abgasstroms von einem Verbrennungsmotor bereit, die ein Gehäuse und mehrere Kammern in dem Gehäuse, in denen Behandlungen an einem die Kammern durchströmenden Gasstrom durchgeführt werden sollen, umfasst, wobei die Vorrichtung eine mittlere Kammer mit einer mittleren Achse für Gasstrom in einer Richtung und eine ringförmige Kammer für Gasstrom in einer entgegengesetzten Richtung enthält, wobei die ringförmige Kammer die mittlere Kammer in einer allgemein konzentrischen Anordnung im Wesentlichen umgibt und die mittlere Kammer ein erstes Behandlungselement und die ringförmige Kammer ein ringförmiges zweites Behandlungselement, eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung, die beide im Wesentlichen radial durch das Gehäuse verlaufen, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnittsfläche der Einlass- und der Auslassöffnung axial überlappt, der Einlass- und der Auslassgasstrom durch eine die mittlere Kammer im Wesentlichen umgebende ringförmige Wand zumindest teilweise getrennt sind und die ringförmige Wand in einem derartigen Winkel zur mittleren Achse der mittleren Kammer verläuft, dass die Wand im Wesentlichen trichterförmig ausgebildet ist.
  • Die Einlass- und die Auslassöffnung sind vorzugsweise um den Umfang beabstandet, was die Gesamtaußenabmessungen der Vorrichtung nicht bedeutend vergrößert. Es ist möglich, dass die Einlass- und die Auslassöffnung zusammenfallen und dass der Einlass und der Auslass im Wesentlichen konzentrisch angeordnet sind, jedoch wird derzeit der leichteren Herstellung halber bevorzugt, dass die Einlass- und die Auslassöffnung um den Umfang beabstandet sind.
  • Durch Bereitstellung einer sich axial überlappenden Einlass- und Auslassöffnung kann die axiale Gesamtlänge der Gasbehandlungsvorrichtung verringert werden. Dadurch kann die Vorrichtung in kleineren, engeren Räumen als vorher angeordnet werden, und bei der Positionierung der Vorrichtung, insbesondere an einem Fahrzeug, ist die Auswahl größer. Das Ausmaß der Überlappung zwischen den Öffnungen kann irgendwo zwischen 0,1% – 100%, 10% – 90% liegen, und vorzugsweise überlappen sich mindestens 40% der Querschnittsfläche der Einlass- und Auslassöffnung.
  • Zweckmäßigerweise wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bestimmte Gasbehandlungsvorrichtung gemäß der Darstellung von 1 beschrieben. Die Vorrichtung weist eine radiale Einlassöffnung 13 in einem ersten Endteil eines Gehäuses 3 auf, der als ein proximaler Endteil des Gehäuses 3 bezeichnet wird. Im Gehäuse 3 befinden sich eine mittlere Kammer 2 und eine ringförmige Kammer 4, die die mittlere Kammer in einer allgemein konzentrischen Anordnung im Wesentlichen umgibt. Des Weiteren befindet sich eine Auslassöffnung 19 am proximalen Ende des Gehäuses. Die mittlere Kammer enthält ein Filtrations- und ein Oxidationsbehandlungselement 6. Ein distales Ende der Vorrichtung enthält ein Zusetzmittel 15, mittels dessen dem Gasstrom ein Reduktionsmittel, zum Beispiel Harnstoff, zugesetzt werden kann. Die ringförmige Kammer enthält zusätzliche katalytische Behandlungselemente 6, einschließlich eines katalytischen Behandlungselements, das die selektive katalytische Reduktion von NO2 durch das Reduktionsmittel fördert, und eines katalytischen Behandlungselements, das sich zur Zersetzung jeglichen verbliebenen Reduktionsmittels zu einer weniger schädlichen Masse eignet. Der Gasstrom tritt durch den Einlass 10 am proximalen Ende in das Gehäuse ein und strömt zum distalen Ende der mittleren Kammer. Der Gasstrom wird umgekehrt, wenn das Gas durch eine Endkappe 14 in die ringförmige Kammer 4 geleitet wird, um zum Auslass 16 am proximalen Ende zu strömen.
  • Die Einlass- und Auslassgasströme sollten nicht versehentlich miteinander in Kontakt kommen, und unter normalen Umständen sind die Ströme vorzugsweise durch eine Wand und/oder eine oder mehrere Gasstromleitungen, die sich in der ringförmigen Kammer befinden, getrennt. Es kann unabsichtlich zu einem Kontakt zwischen den beiden Gasströmen kommen, wenn ein eingebautes Sicherheitsventil gestattet, dass Einlassgas bei einer Blockade innerhalb der Vorrichtung direkt vom Einlass zum Auslass strömt.
  • Die Einlass- und Auslassgasströme sind durch eine Wand in der ringförmigen Kammer getrennt, die möglicherweise in Kombination mit anderen Komponenten in der ringförmigen Kammer eine Trennung zwischen den Einlass- und Auslassgasströmen aufrecht erhält, da dies einen leichteren Gasstrom als zum Beispiel ein Rohr gestattet.
  • Die Einlass- und Auslassgasströme sind durch eine im Wesentlichen ringförmige Wand getrennt, die die mittlere Kammer allgemein umgibt. Diese ringförmige Wand erstreckt sich vorzugsweise von der Wand der mittleren Kammer zu dem eine Außenwand der ringförmigen Kammer bildenden Gehäuse. Die ringförmige Wand erstreckt sich jedoch möglicherweise nicht ganz über die ringförmige Kammer und könnte sich radial und/oder axial erstrecken. Ein Teil der Wand könnte mit der mittleren Kammer im Wesentlichen konzentrisch sein. Diese Wand ist vorzugsweise so angeordnet, dass durch die ringförmige Kammer strömendes Gas den Auslass erreichen kann, jedoch nicht durch die Wand oder um diese herum strömen kann, um sich mit den Einlassgasen zu vermischen. Dadurch kann der Gasstrom von der ringförmigen Kammer leicht vom Einlassstrom getrennt gehalten und zum Auslass geleitet werden.
  • Die ringförmige Wand verläuft quer zur Achse der mittleren Kammer und kann im Wesentlichen radial und allgemein senkrecht zur Achse der mittleren Kammer ausgerichtet sein, weicht dann aber in Axialrichtung ab, wenn sie um die mittlere Kammer herum strömt. Die Abweichung soll die Trennung der Einlass- und Auslassgasströme aufrechterhalten. Die Wand weicht vorzugsweise über mindestens die axiale Strecke der Überlappung der Einlass- und Auslassöffnungen ab, um eine distale Seite der Einlassöffnung und die proximale Seite der Auslassöffnung oder umgekehrt zu passieren. Dies führt zu einer nichtplanaren ringförmigen Wand. Solch eine ringförmige Wand kann durch Stanzen, Pressen oder ein anderen geeignetes Verfahren geformt werden.
  • Die ringförmige Wand kann abgewinkelt sein, um den Gasstrom von der ringförmigen Kammer radial nach außen und zum Auslass abzulenken. Deshalb kann die ringförmige Wand vorzugsweise eine Kegel- oder Trichterform bilden, die zum distalen Ende der ringförmigen Kammer hin schmaler wird. Diese trichterförmige ringförmige Wand kann sich axial über die Querschnittsfläche der Einlassöffnung erstrecken und deshalb verhindern, dass Gas vom Einlass die mittlere Kammer erreicht. Ist dies der Fall, kann eine Leitung Gas vom Einlass durch die ringförmige Wand zu einer Öffnung befördern, so dass das Gas vom Einlass in die mittlere Kammer eintreten kann.
  • Die ringförmige Wand kann dauerhaft in der Vorrichtung befestigt sein. Die ringförmige Wand kann durch Walzen oder Falzen integral mit der Wand der mittleren Kammer oder der ringförmigen Kammer ausgebildet sein, jedoch ist die ringförmige Wand vorzugsweise durch Quetschen, Nieten oder Schweißen, Löten oder einen ähnlichen Prozess, an dem geschmolzenes Material beteiligt ist, in der Vorrichtung befestigt. Die für solche Heißprozesse erforderliche Wärme kann dazu ausreichen, die Wand der mittleren Kammer oder irgendein in der mittleren Kammer angeordnetes benachbartes Behandlungselement zu verziehen oder zu verformen. Deshalb weist die mittlere Kammer vorzugsweise eine radial nach außen gerichtete Verformung an der Stelle, an der die Befestigung der ringförmigen Wand erfolgen soll, und um diese herum auf. Diese Verformung gestattet ein leichtes Verziehen der Kammerwand und schafft einen Raum zwischen der Wand und einem Behandlungselement, so dass das Behandlungselement durch die Wärme oder Verformung der mittleren Kammer unbeschädigt bleibt.
  • Die ringförmige Wand kann in Bereichen an oder neben dem Einlass oder Auslass lokal verformt werden, um „Blasen" zur Unterstützung des Gasstroms zu bilden. Vorzugsweise befindet sich mindestens eine Blase im Bereich um den Einlass herum, denn genau am Einlass ist der Gasdruck höher, und die Strömungsverluste sollen auf ein Minimum gehalten werden. Vorzugsweise sollte der Abstand von der Einlassöffnung der Vorrichtung zu der Fläche, auf die der Gasstrom auftrifft, größer als ca. 0,25 des Durchmessers der Vorrichtung und vorzugsweise ca. 0,5 des Durchmessers der Vorrichtung sein. Somit versteht sich, dass eine Blase dazu beiträgt, diesen erwünschten Abstand zu erreichen.
  • Ein Endteil der mittleren Kammer kann dauerhaft an einem Ende der Vorrichtung befestigt sein. Die mittlere Kammer kann dann Öffnungen enthalten, durch die Gas in die mittlere Kammer eintreten oder dieser verlassen kann. Vorzugsweise ist die mittlere Kammer an einer Endkappe am proximalen Ende der Vorrichtung befestigt, und die Öffnungen sind vorzugsweise durch Verlängerungen von der mittleren Kammer gebildet, die an der Endkappe befestigt sind. Endteile der Verlängerungen können dauerhaft an der Endkappe befestigt sein. Die Verlängerungen können eine beliebige Form aufweisen, zum Beispiel im Wesentlichen rechteckig oder trapezförmig sein, oder eine schmale Taille enthalten, um die Gasströmungsfläche zu vergrößern. Endteile der Verlängerungen können in Schlitzen in der Endkappe befestigt sein und einen Schulterteil enthalten, um die ordnungsgemäße Positionierung der Verlängerungen in den Schlitzen zu unterstützen. Die Verlängerungen können auch auf andere Weise an der Endkappe befestigt sein, zum Beispiel an der Endkappe angeflanscht oder damit verschweißt sein.
  • Die Verlängerungen können sich in einer radial nach außen verlaufenden Richtung auf weiten, um die Strömungsfläche durch die Schlitze zu vergrößern. Durch Befestigen der mittleren Kammer an der Endkappe wird auch die Abstützung der mittleren Kammer in der Vorrichtung unterstützt. Die durch die Verlängerungen gebildeten Öffnungen in die mittlere Kammer können verschiedene Größen um den Umfang der mittleren Kammer herum aufweisen, um den in die mittlere Kammer eintretenden Gasstrom gleichmäßig zu verteilen. Zur Erleichterung des Gasstroms durch die Öffnungen können die Ränder der Öffnungen nach innen geflanscht oder umgebogen oder gekrümmt sein, um einen glatten Rand bereitzustellen, über den das Gas strömen kann. Diese Maßnahmen können die wirksame Durchflussfläche durch die Öffnungen vergrößern, während sie die Festigkeit der Verlängerungen von der mittleren Kammer erhöhen oder aufrechterhalten.
  • Die Bereitstellung einer Prallfläche am Einlass zur mittleren Kammer kann bewirken, dass das Gas in der ringförmigen Kammer um den Umfang der mittleren Kammer herum strömt, bevor es in die mittlere Kammer eintritt. Da der Gasstrom durch einen einzigen lokalisierten Einlass in die Vorrichtung eintritt, ist es möglich, dass das in die mittlere Kammer eintretende Gas ungleichmäßig verteilt wird. Durch Bewirken, dass ein Teil des Einlassgases um die mittlere Kammer herum strömt, indem eine Prallfläche eingebaut wird, kann eine gleichmäßigere Verteilung des Gases über den Einlass zu einem anfänglichen Behandlungselement in der mittleren Kammer erreicht werden.
  • Obgleich die Vorrichtung unter Bezugnahme auf eine spezielle Zeichnung beschrieben worden ist, versteht sich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist und dass insbesondere das Gas zunächst durch die ringförmige Kammer und dann durch die mittlere Kammer strömen kann. Es könnten mehrere ringförmige Kammern, die die mittlere Kammer in einer konzentrischen Anordnung umgeben, vorgesehen sein, und es könnte bewirkt werden, dass das Gas nacheinander jede Kammer durchströmt, bis eine Auslassöffnung erreicht ist. Darüber hinaus kann die Position der Behandlungselemente in der Vorrichtung variieren, es können verschiedene Behandlungselemente verwendet werden oder Behandlungselemente nicht enthalten oder mehrmals enthalten sein. Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung von Gasströmen, die nicht aus einem Verbrennungsmotor abgegeben werden, zum Beispiel Rauchgas aus einem chemischen Prozess oder ein anderer abgegebener Gasstrom, geeignet sein.
  • Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:
  • 1 einen Querschnitt einer Gasbehandlungsvorrichtung mit einer ringförmigen Wand und einer überlappenden Einlass- und Auslassöffnung;
  • 2, 3, 4, 5 verschiedene ringförmige Wände;
  • 6 eine radiale Verzerrung an der Wand der mittleren Kammer, um einer Wärmebeschädigung der mittleren Kammer Rechnung zu tragen und ein Behandlungselement darin zu schützen;
  • 7 einen Endteil der mittleren Aufnahme, der zur Befestigung an einem Ende der Vorrichtung und zur Unterstützung einer gleichmäßigen Verteilung des Einlassgases in der mittleren Kammer ausgeführt ist;
  • 8 eine andere mittleren Kammer; und
  • 9 eine weitere ringförmige Wand.
  • 1 zeigt eine Gasbehandlungsvorrichtung 1 mit einem Gehäuse 3, in dem eine mittlere Kammer 2 und eine die mittlere Kammer 2 in einer allgemein konzentrischen Anordnung im Wesentlichen umgebende ringförmige Kammer 4 angeordnet sind. In den Kammern 2, 4 befinden sich Behandlungselemente 6 zur Behandlung eines die Elemente 6 durchströmenden Gasstroms.
  • Die Pfeile 8 zeigen den Strömungsweg des Gases. Das Gas tritt durch einen Einlass 10 in der Nähe eines ersten Endes 9 der Vorrichtung 1 in diese Letztere ein, wobei das Gas durch die Einlassöffnung 13 strömt und so in die Vorrichtung 1 eintritt. Dann strömt das Gas durch eine Kammer 12 in die mittlere Kammer 2. Das Gas strömt entlang der Länge der Vorrichtung 1 und erreicht eine Endkappe 14, die den Gasstrom in die ringförmige Kammer 4 leitet.
  • In der ringförmigen Kammer 4 strömendes Gas verlässt die Vorrichtung 1 durch einen Auslass 16, wobei das Gas durch einen Auslassöffnung 19 strömt. Das Gas in der ringförmigen Kammer wird durch eine ringförmige Wand 18 daran gehindert, zum Einlass 10 zu strömen. Die ringförmige Wand 18 erstreckt sich im Wesentlichen radial von der mittleren Kammer 2 zur Außenseite der ringförmigen Kammer 4, die von dem Gehäuse gebildet wird, und verhindert, dass Gas passiert. In diesem Fall erstreckt sich die ringförmige Wand 18 radial im Wesentlichen senkrecht zur mittleren Kammer 4.
  • Wie aus der Zeichnung hervorgeht, überlappen 20 sich die Querschnittsfläche der Einlassöffnung 13 und die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 19 in Axialrichtung. Die ringförmige Wand 18 erstreckt sich von einer Seite der Überlappung zur anderen, um die Gasströme getrennt zu halten. Da sich der Einlass 10 und der Auslass 16 überlappen, sind der Rand 11 des Einlasses und der Rand 17 des Auslasses die Stellen mit der größten Überlappung. Um diese Zeichnungen übersichtlicher zu gestalten, werden die Einlass- und die Auslassöffnung 13, 19 um ca. 180° um den Umfang beabstandet gezeigt. Es versteht sich, dass die Öffnungen 13, 19 durch einen beliebigen geeigneten Winkel zwischen 1° und 180° um den Umfang beabstandet sein können. Vorzugsweise sind die Öffnungen 13, 19 zwischen ca. 10° und 90° beabstandet, um die Verbindung der Leitungen zur Einlass- und zur Auslassöffnung zu erleichtern.
  • Die ringförmige Wand kann deshalb aus einer planaren Ringform gebildet werden, die durch Pressen oder Stanzen zur Erzeugung der gewünschten Form hergestellt wird. Die Wand 18 erstreckt sich in Axialrichtung mindestens von den Rändern 11, 17 des Einlasses 10 und Auslasses 17 zur Gewährleistung einer Trennung der Ströme.
  • 2 zeigt eine andere ringförmige Wand 118. In diesem Fall ist die Wand 118 im Wesentlichen planar und in der ringförmigen Kammer 4 in einem Winkel zur mittleren Kammer 2 angebracht. Die Wand 118 erstreckt sich in Axialrichtung vom Rand 11 des Einlasses 10 zum Rand 17 des Auslasses 16.
  • 3 zeigt eine weitere ringförmige Wand 218. In diesem Fall liegt die Wand 218 in Form eines Trichters oder eines Kegels vor, der über die ringförmige Kammer 4 mit Abstand vom Ende 9 weg schmaler wird. Die Wand beginnt am Ende 9 außerhalb der ringförmigen Kammer 4 und wird mit ihrer axialen Erstreckung bis über das Ende 11 des Einlasses 10 hinaus schmaler. Eine Leitung 30 erstreckt sich vom Einlass 10 zur Wand 218. Gas aus dem Einlass strömt durch die Leitung 30 und durch eine Öffnung 32 in der Wand 218. Dies gestattet, dass das Gas vom Einlass 10 in die mittlere Kammer 2 eintritt.
  • Die Wand 218 ist mit Ausnahme der Leitung 30 und der Öffnung 32 in der Nähe der Position des Einlasses 10 im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Dies gestattet einen höheren Grad an Flexibilität für diese Ausführung, die es der gleichen Wand 218 gestattet, für verschiedene Umfangspositionen der Einlassöffnung 13 und der Auslassöffnung 19 verwendet zu werden.
  • 4 zeigt eine weitere ringförmige Wand 318. Diese Ausführungsform 318 ist der Ausführungsform 218 sehr ähnlich, außer dass sich die Leitung 130 aufweitet, anstatt im Wesentlichen linear zu verlaufen, und eine Blase an der Wand 318 bildet. Diese aufgeweitete Leitung 130 und Blase erleichtern den Gasstrom, wenn Gas in die Vorrichtung 1 eintritt. Durch Erleichtern des Gasstroms kann der Druckabfall an der Vorrichtung und somit der Gegendruck zum Motor (nicht gezeigt) reduziert werden.
  • Es gibt viele mögliche ringförmige Wände, die sich zur Verwendung mit der Erfindung eignen. 5 zeigt eine weitere ringförmige Wand 418, die gekrümmt ist und sich vom Endbehandlungselement in der ringförmigen Kammer 4 aus erstreckt. Die Wand 418 krümmt sich von der mittleren Kammer über die ringförmige Kammer 4. Die Wand ist nicht rotationssymmetrisch, und in der Nähe des Einlasses 10 erstreckt sich die Wand 418 zum Rand 11 des Einlasses 10, und in der Nähe des Auslasses erstreckt sich die Wand am Rand 17 des Auslasses 16 vorbei.
  • 6 zeigt eine radiale, nach außen verlaufende Verformung 40 an der Wand der mittleren Kammer 2 an der Stelle, wo die ringförmige Wand 218 mit der mittleren Kammer 2 verbunden ist. Dies bedeutet, dass der Spalt 42 während eines Heißverbindungsprozesses, der die Verwendung eines geschmolzenen Materials beinhalten kann, dazu beitragen kann, einem etwaigen Verziehen des mittleren Zylinders um die Befestigungsstelle herum Rechnung zu tragen, und immer noch gestatten kann, dass ein Behandlungselement in der mittleren Kammer angeordnet ist. Wenn sich in der mittleren Kammer ein Behandlungselement 6 befindet, ist es durch einen Spalt 42 von der Wärme des Befestigungsprozesses getrennt, und dies hilft dabei, ein Verziehen des Elements 6 zu verhindern.
  • 7 zeigt ein Ende der mittleren Kammer 2 und die Endkappe 9 der Vorrichtung 1. In der mittleren Kammer ist ein Endteil eines Behandlungselements 6 zu sehen.
  • Verlängerungen 50 vom Ende der mittleren Kammer nehmen die Form rechteckiger Vorsprünge in einer Klauenanordnung an. Die Verlängerungen 50 sollen in Schlitze 52 in der Endkappe 9 passen und darin verschweißt werden. Die Spalte 54 zwischen den Verlängerungen 50 bilden die Öffnungen, durch die Gasstrom in die mittlere Kammer 2 eintreten kann. Die durch die Verlängerungen 50 bewirkte Strömungsdrosselung kann verursachen, dass das Einlassgas um die mittlere Kammer herum strömt, bevor es eintritt, und deshalb eine bessere Gasverteilung über das Behandlungselement 6 fördern.
  • 8 zeigt von den Verlängerungen 50 nach 7 verschiedene Verlängerungen 150. Die Verlängerungen 150 und die Öffnungen 154 sind so gekrümmt, dass die Verlängerungen 150 eine Taille 64 aufweisen. Des Weiteren enthalten die Verlängerungen einen Schulterteil 60 und einen Vorsprung 62, der dem Eingriff mit den Schlitzen 52 in der Endkappe dient. Die Schulter 60 unterstützt die ordnungsgemäße Positionierung des Vorsprungs 62 und somit der Verlängerungen 154 bezüglich der Endkappe 9.
  • Die Verlängerungen 150 weisen einen Flanschrand 66 auf, der radial nach innen gerichtet ist, für zusätzliche Festigkeit der Verlängerung sorgt und dazu beiträgt, Gasströmungsverluste zu reduzieren, wenn Gas die Öffnung 154 durchströmt.
  • 9 zeigt eine weitere ringförmige Wand 518. In diesem Fall weist die ringförmige Wand 518 nur eine kurze radiale Erstreckung 70 auf und ihr zylindrischer Teil 72 ist in einer allgemein konzentrischen Anordnung zur mittleren Kammer 2 angeordnet. Eine Leitung 74 sorgt für Zugang für das Einlassgas zur mittleren Kammer 2 durch eine Öffnung in der ringförmigen Wand 518.
  • Durch Gestatten, dass sich der Einlass und der Auslass in Axialrichtung überlappen, kann die axiale Erstreckung der Vorrichtung 1 verringert werden. Dadurch kann die Vorrichtung in kleineren Räumen angebracht werden und weniger Platz einnehmen als bisher möglich. Dies kann bei Anwendungen in Fahrzeugen besonders wichtig sein, bei denen die Vorrichtung die Abgase so behandeln soll, dass die Fahrzeugsemissionen innerhalb der zugelassenen Bereiche liegen.

Claims (10)

  1. Gasbehandlungsvorrichtung (1) zur Behandlung eines Abgasstroms von einem Verbrennungsmotor, die ein Gehäuse (3) und mehrere Kammern (2, 4) in dem Gehäuse (3), in denen Behandlungen an einem die Kammern durchströmenden Gasstrom durchgeführt werden sollen, umfasst, wobei die Vorrichtung eine mittlere Kammer (2) mit einer mittleren Achse für Gasstrom in einer Richtung und eine ringförmige Kammer (4) für Gasstrom in einer entgegengesetzten Richtung enthält, wobei die ringförmige Kammer (4) die mittlere Kammer (2) in einer allgemein konzentrischen Anordnung im Wesentlichen umgibt und die mittlere Kammer (2) ein erstes Behandlungselement (6) und die ringförmige Kammer ein ringförmiges zweites Behandlungselement (6), eine Einlassöffnung (13) und eine Auslassöffnung (19), die beide im Wesentlichen radial durch das Gehäuse (3) verlaufen, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnittsfläche der Einlass- und der Auslassöffnung (13, 19) axial überlappt, der Einlass- und der Auslassgasstrom durch eine die mittlere Kammer im Wesentlichen umgebende ringförmige wand (18) zumindest teilweise getrennt sind und die ringförmige Wand in einem derartigen Winkel zur mittleren Achse der mittleren Kammer verläuft, dass die Wand im Wesentlichen trichterförmig ausgebildet ist.
  2. Gasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der sich die ringförmige Wand (18) so in Axialrichtung erstreckt, dass sich mindestens ein Teil der ringförmigen Wand auf einer Seite der Einlassöffnung (13) und ein anderer Teil der Wand auf einer gegenüberliegenden Seite der Auslassöffnung (19) befindet.
  3. Gasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die ringförmige Wand (18) an der Wand der mittleren Kammer (2) befestigt ist und die Wand der inneren Kammer in dem Bereich an und neben der Befestigung radial nach außen verformt ist.
  4. Gasbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die ringförmige Wand (18) im Bereich nahe dem Einlass oder Auslass lokal verformt ist.
  5. Gasbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der eine Leitung (30) Gas vom Einlass durch die ringförmige Wand (218) zu einer Öffnung (32) befördert.
  6. Gasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Wand der mittleren Kammer (2) Öffnungen (54) enthält, durch die ein Einlassgasstrom strömen muss, um in die mittlere Kammer (2) zu gelangen.
  7. Gasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die mittlere Kammer (2) am Einlass-/Auslassende der Vorrichtung an einer Endkappe (9) befestigt ist.
  8. Gasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Öffnungen (54) in die mittlere Kammer durch an der Endkappe (9) befestigte Verlängerungen (50) von der mittleren Kammer (2) gebildet werden.
  9. Gasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Verlängerungen (50) einen Schulterteil (60) in der Nähe eines Endes enthalten.
  10. Fahrzeug mit der Gasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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