EP1639241A1 - Exhaust gas aftertreatment installation comprising a reverse flow housing, and corresponding exhaust gas aftertreatment method - Google Patents

Exhaust gas aftertreatment installation comprising a reverse flow housing, and corresponding exhaust gas aftertreatment method

Info

Publication number
EP1639241A1
EP1639241A1 EP04739722A EP04739722A EP1639241A1 EP 1639241 A1 EP1639241 A1 EP 1639241A1 EP 04739722 A EP04739722 A EP 04739722A EP 04739722 A EP04739722 A EP 04739722A EP 1639241 A1 EP1639241 A1 EP 1639241A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
exhaust gas
catalytic converter
flow
aftertreatment system
gas aftertreatment
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.)
Withdrawn
Application number
EP04739722A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rolf BRÜCK
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.)
Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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 Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH filed Critical Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Publication of EP1639241A1 publication Critical patent/EP1639241A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust 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
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust 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
    • F01N13/009Exhaust 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 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097Exhaust 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 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust 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
    • F01N13/011Exhaust 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 having two or more purifying devices arranged in parallel
    • F01N13/017Exhaust 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 having two or more purifying devices arranged in parallel the purifying devices are arranged in a single housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825Ceramics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2842Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration specially adapted for monolithic supports, e.g. of honeycomb type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2882Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • F01N3/2889Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices with heat exchangers in a single housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination 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
    • F01N2240/20Combination 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/08Gas passages being formed between the walls of an outer shell and an inner chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/14Plurality of outlet tubes, e.g. in parallel or with different length
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/16Plurality of inlet tubes, e.g. discharging into different chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/22Inlet and outlet tubes being positioned on the same side of the apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/24Concentric tubes or tubes being concentric to housing, e.g. telescopically assembled
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas aftertreatment system with a counterflow housing and a corresponding method for exhaust gas aftertreatment. Due to the steadily increasing volume of automobile traffic, legal limit values have been enacted in numerous countries worldwide, which must not exceed the pollutant pollution of automobile exhaust gases. These limit values are lowered regularly, so that an increased effort in the implementation of pollutants in the exhaust gas has to be carried out to meet these limit values. Here it has prevailed to subject the exhaust gas to a catalytic conversion, in which the harmful portions of the exhaust gas are converted into harmless portions. Such a catalytic conversion requires a reaction surface that is as large as possible, but the component used for this purpose must not be so large that it blows up the space normally available in an automobile.
  • honeycomb bodies as catalyst support bodies.
  • Honeycomb bodies have cavities for the exhaust gas to flow through, for example channels.
  • a layer containing a catalyst for example a noble metal catalyst, e.g. B.
  • a washcoat layer can be provided, a large reaction surface can be provided for the catalytic reaction.
  • honeycomb bodies or catalytic converters can be constructed, for example, from ceramic materials, from metallic layers or as an extruded component.
  • the honeycomb body is built up from a multiplicity of alternatingly arranged smooth and corrugated or differently corrugated sheet metal layers, the sheet metal layers initially forming one or more stacks which are intertwined with one another.
  • honeycomb bodies in a conical design, possibly also with additional structures for influencing the flow.
  • honeycomb body is described, for example, in WO 97/49905.
  • honeycomb bodies which flow a fluid in a radial direction
  • An exhaust gas aftertreatment system is particularly suitable for use close to the engine in an internal combustion engine of an automobile and comprises a housing which surrounds a catalytic converter surrounded by at least one essentially freely flowable
  • the first end face of the at least one catalytic converter being connected to at least one gas supply line and at least one gas discharge line essentially is connected in a gastight manner to the at least one backflow region, and at least one flow deflecting means redirecting the fluid from the catalytic converter into the essentially freely flowable one
  • Backflow area of the housing causes.
  • An essentially freely flow-through backflow region is understood here in particular to mean that the backflow region is not designed as a honeycomb structure, that is to say is essentially not divided into channels or cavities through which flow can pass.
  • the backflow region can be flowed through freely in the housing, with the possible exception of the fastening means for fastening the catalytic converter, which, for example, consists of a honeycomb structure in a casing tube.
  • the backflow region in the case of an internal cylindrical catalytic converter in a cylindrical housing is designed as a circular annular cylindrical gap between the casing tube of the catalytic converter and the inner wall of the housing.
  • the exhaust gas aftertreatment system according to the invention has the advantage that, by redirecting the direction of flow, blind holes in the vicinity of the engine, for example, can be used to accommodate the exhaust gas aftertreatment system, which could not be used in catalytic converters in a classic design - that is, without a redirection of flow. Since the catalytic conversion is usually exothermic, the exhaust gas heats up after the catalytic conversion has started or started. In the case of conventional catalytic converters, this requires strong thermal gradients via the catalytic converter.
  • the converted exhaust gas flow is deflected in its flow direction, inverted in the case of a catalytic converter which can be flowed through in the axial direction, and flows back in the backflow region of the housing, but this housing also contains the catalytic converter, the catalytic converter is heated uniformly, so that thermal gradients are avoided and the service life of the catalytic converter is increased. Furthermore, the heating of the catalytic converter with the help of the hot exhaust gas leads to a faster start of the catalytic conversion in the catalytic converter in the Cold start phase and thus a significantly accelerated light-off behavior compared to conventional exhaust gas aftertreatment systems without a counterflow housing.
  • the gas supply line and the gas discharge line are formed in the region of the first end face of the catalytic converter.
  • the formation of the gas supply line and the gas discharge line on only one side of the housing and the catalytic converter allows a space-saving design of the exhaust gas aftertreatment system according to the invention.
  • the gas supply and discharge lines are not designed in parallel, especially not coaxially.
  • a deflection of the exhaust gas when it emerges from the catalytic converter while in the case of an axially flowed catalyst the deflection of the gas flow represents an inversion of the gas flow, i.e. a deflection of essentially 180 ° (degrees).
  • the housing is designed as a manifold.
  • Another advantageous embodiment of the exhaust gas aftertreatment system is aimed at designing the housing as a collector. Both when the housing is designed as a manifold and as a collector, it is possible to use the exhaust gas aftertreatment system as close as possible to the engine.
  • the gas discharge line and / or the gas supply line is connected to a turbocharger.
  • a turbocharger is used for charging, that is, a method for increasing the performance of an internal combustion engine, which is particularly useful in Connection with diesel engines is used.
  • a working machine compresses the air required for the engine combustion process, so that a larger air mass gets into the cylinder or combustion chamber per work cycle of the internal combustion engine.
  • the compressor is driven by a turbocharger, for example, which uses the exhaust gas energy.
  • the coupling to the engine is not mechanical, but is purely thermal, with the principle of accumulation charging mainly being used in automobile construction.
  • the arrangement of the exhaust gas aftertreatment system upstream of such a turbocharger ensures that the operating temperature of the catalytic converter contained in it is reached very quickly, since heat dissipation of the exhaust gas due to contact with components of the turbocharger is avoided in this way.
  • the arrangement of the turbocharger is particularly preferably connected directly to the feed line or upstream.
  • the feed line it is particularly advantageous to provide the feed line with a cone, which leads the exhaust gas directly to the first end face of the honeycomb body.
  • This cone advantageously has an opening angle of at least 20 °, in particular of at least 30 ° and particularly preferably of at least 40 °.
  • only a very short or no tubular supply line section to the turbocharger is connected upstream of the cone, but the cone is then possibly directly connected to the turbocharger.
  • a tubular supply line section for example in order to provide a sufficiently large backflow area for the exhaust gas with a dome-shaped component, this section should not exceed a length of 20 mm [millimeters], in particular not longer than 10 mm or even just 8 mm.
  • the turbocharger generates a type of swirl flow, which is advantageously maintained and thus results in intensive contact of the uniformly mixed exhaust gas flow.
  • the housing and the at least one catalytic converter are concentric, preferably coaxial.
  • the concentric or coaxial construction of the catalytic converter and housing advantageously allows the exhaust gas aftertreatment system to be constructed in a particularly simple manner; in particular, conventional catalytic converters in cylindrical construction can thus be used.
  • the coaxial structure advantageously offers only low pressure losses in the backflow area with a simple structure of the exhaust gas aftertreatment system at the same time.
  • the concentric or coaxial construction of the catalytic converter and housing simplifies the design of the flow deflecting means. If the housing and catalytic converter have essentially cylindrical geometry and if the exhaust gas flows axially through the catalytic converter, the flow deflecting means can be formed in a particularly simple manner by forming a torus with the smallest possible inner radius, ideally zero. If the catalytic converter flows essentially radially through the exhaust gas, the housing itself forms the flow deflecting means which ensures the deflection of the exhaust gas from the radial flow direction into the backflow direction.
  • the at least one backflow region is formed outside the at least one catalytic converter.
  • the formation of the backflow region outside of the at least one catalytic converter advantageously ensures a rapid starting behavior of the catalytic converter, a uniform heating of the catalytic converter while preventing the formation of thermal gradients and a simple structural design of both the catalytic converter and the housing, because a conventional catalytic converter with a honeycomb structure made of ceramic or metal, optionally an extruded honeycomb structure, can be used inside the housing.
  • holding means for example thin webs, which point radially outward from the catalytic converter in the direction of the housing, without the pressure loss in the backflow region being increased significantly.
  • Other holding means are also possible and according to the invention, in particular it is also advantageous to fix the catalytic converter only by means of the gas supply line.
  • the cavities of the at least one catalytic converter each have a first cross-section through which a flow can pass, an inner area with a second cross-section through which the flow can flow being formed as a backflow section within the catalytic converter.
  • the second cross-section through which flow can flow is significantly larger than the first cross-section through which flow can pass.
  • the cross-section of the return flow area through which flow can flow is essentially the same as the sum of the cross-sections of the catalytic converter through which the flow can pass. This advantageously prevents pressure loss during flow deflection. It is equally advantageous, however, to make the second cross-section through which flow can be greater than the sum of the first cross-sections through which flow can occur, in order to slow down the flow in the return flow region and to increase the heat transfer to the catalytic converter in the cold start phase.
  • the housing has a first length L1 and the catalytic converter has a second length L2, the first length of the Housing and the second length of the catalytic converter are essentially identical.
  • the design of the catalytic converter of identical length to the length of the housing allows the catalytic converter to be held in the housing in a simple manner and the flow deflecting means and the gas discharge and supply line to be constructed in a simple manner.
  • the housing has a diameter D, the quotient of the first length L1 and the diameter D of the housing being greater than or equal to 0.3 and less than or equal to 1.5, preferably greater than or equal to 0, 3 and less than or equal to 1, particularly preferably approximately 0.5.
  • the return flow region has a pressure loss which is less than or equal to the pressure loss of the forward flow region, in particular less than or equal to the pressure loss of a pipe of the first length and a diameter which corresponds to the diameter of the feed line.
  • the at least one gas supply line has a first longitudinal axis and the at least one gas discharge line has a second longitudinal axis, wherein the projection of the first and the second longitudinal axis onto a plane that includes the first end face of the catalytic converter includes an angle that is larger than 60 ° (degrees).
  • Such an angular constellation between the gas discharge line and the gas supply line advantageously allows the use of even the smallest free cavities when installing near the engine, for example of very narrow blind holes.
  • the gas supply line and the first end face of the at least one catalytic converter are connected to one another in the form of a sliding seat.
  • the formation of the connection between the gas supply line and the first end face in the form of a sliding seat advantageously allows the formation of an essentially gas-tight connection, while at the same time allowing a different thermal expansion, which in the case of a simple welded connection can easily lead to the connection breaking.
  • an essentially gas-tight connection between the gas line and the first end face of the at least one catalytic converter can be ensured in an advantageous manner even with different thermal expansion behavior.
  • the catalytic converter is made of ceramic. It is also advantageous to design the catalytic converter as an extruded component.
  • the catalytic converter can also be formed from at least one metallic layer. In this context, it is particularly advantageous that the catalytic converter
  • a method for exhaust gas aftertreatment in particular the exhaust gases of an internal combustion engine of an automobile in an exhaust gas aftertreatment system, preferably an exhaust gas aftertreatment system according to the invention, is proposed.
  • the method according to the invention comprises the following steps: a) flowing through a flow area in a flow direction and catalytic conversion of at least parts of the exhaust gas in this flow area;
  • Fig. 2 shows schematically a honeycomb body
  • 3 schematically shows a housing with a built-in honeycomb body
  • FIG. 6 schematically shows a section through a third exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment system according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a longitudinal section through a first exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment system 1 according to the invention.
  • the exhaust gas aftertreatment system 1 has a housing 2 with a honeycomb body 3, which serves as a catalytic converter.
  • the honeycomb body 3 is surrounded by a tubular casing 4 and is fastened in the housing 2 with holding means 5.
  • These holding means 5 are predominantly designed as webs which do not significantly reduce the cross-section of the backflow region 6 through which the flow can flow freely.
  • Cross-section through which flow is free means in particular that no honeycomb structure is formed in the backflow region.
  • the honeycomb body 3 can be designed both as a ceramic and as a metallic honeycomb body 3. An example of a metallic honeycomb body can be seen in FIG. 2.
  • the Feed line 13 is provided with a cone 35, which leads the exhaust gas directly to the first end face 14 of the honeycomb body 3.
  • This cone 35 has an opening angle 33 of at least 20 °.
  • a very short tubular feed line section leading to a turbocharger (not shown) is connected upstream of the cone 35, this section not exceeding a length 34 of 20 mm [millimeters].
  • FIG. 2 shows a honeycomb body 3 which has a tubular casing 4.
  • a honeycomb structure 7 is fastened in this casing tube 4. This is made up of metallic layers 8, 9.
  • essentially smooth metallic layers 8 and at least partially structured metallic layers 9 are alternately stacked and several stacks are connected to one another in the same direction. For the sake of clarity, the at least partially structured metallic layers 9 are only shown in a partial area.
  • the essentially smooth metallic layers 8 and the at least partially sulfurized metallic layers 9 form channels 10.
  • Sheet metal layers with a thickness of less than 80 ⁇ m, preferably less than 40 ⁇ m, particularly preferably less than 25 ⁇ m can be used as metallic layers. It is just as well possible for the substantially smooth metallic layers 8 and / or the at least partially stagnated metallic layers 9 to be at least partially made of a material that can be flowed through by a fluid, for example one. metallic sintered fleece. Furthermore, it is possible and according to the invention to introduce holes and / or structures of any kind into the substantially smooth metallic layers 8 and / or the at least partially structured metallic layers 9. In particular, it is also possible to close some of the channels 10. The introduction of holes, the dimensions of which are greater than the repeat length of the at least partially stagnated metallic layers 9, is also possible and according to the invention. FIG.
  • the honeycomb body 3 serves as a catalytic converter, ie it is usually provided with a catalytically active coating, for example a washcoat, which contains, for example, noble metal catalyst particles such as platinum or rhodium.
  • a catalytically active coating for example a washcoat, which contains, for example, noble metal catalyst particles such as platinum or rhodium.
  • the exhaust gas flows axially through the honeycomb body 3.
  • An exhaust gas flow flowing through the honeycomb body 3 is at least partially converted catalytically in the honeycomb body 3.
  • an exhaust gas flow flowing through the backflow region 6 is not converted catalytically.
  • Each of the channels 10 has a first cross-section through which flow can flow, while the backflow region 6 has a second cross-section through which flow can pass.
  • Free-flowing means that the second flow-through cross-section of the return flow region 6 is significantly larger than the first flow-through cross-section of a channel 10.
  • an exhaust gas stream 12 is introduced into the exhaust gas aftertreatment system 1 via a gas supply line 13.
  • the gas supply line 13 is connected in a substantially gas-tight manner to the casing tube 4 of the honeycomb body 3 in the region of the first end face 14 of the honeycomb body, so that there is an essentially gas-tight connection between the gas supply line 13 and the inflow region 11.
  • the exhaust gas flow 12 thus essentially passes completely into the honeycomb body 3.
  • the exhaust gas flow 12 flows through this honeycomb body 3 in the direction of the flow 15. In this case, at least partial conversion of the exhaust gas flow 12 takes place.
  • the exhaust gas flow 12 leaves the honeycomb body 3 through a second end face 16.
  • a flow deflecting means 17 connects in a downward direction 15. This is in the essentially gas-tightly connected to the housing 2.
  • the flow deflecting means 17 has a depression 18 and a toroidal elevation 19. The greatest increase lies in the axial direction of the honeycomb body 3 in each case opposite the center of the return flow region 6, while the depression 18 lies opposite the center of the cylindrical honeycomb body 3 in the axial direction.
  • Other designs of the flow deflecting means 17 are also possible and according to the invention.
  • the flow deflecting means 17 leads to a deflection 20 of the exhaust gas flow 12 from the forward flow direction 15 into a return flow direction 21.
  • a collecting means 23 is connected to the housing 2. The connection is essentially gas-tight.
  • the collecting means 23 consists of a dome-shaped component 24 and a gas discharge line 25. The at least partially converted gas stream leaves the exhaust gas aftertreatment system 1 through the gas discharge line 25.
  • the exhaust gas flow 12 flows through the gas supply line 13 into the honeycomb body 3. At least a part of the exhaust gas flow 12 is at least partially catalytically converted therein.
  • a deflection 20 takes place in the flow direction in the flow deflection means 17
  • the exhaust gas stream 12 then flows through the backflow region 6 in the backflow direction 21. No catalytic conversion takes place in the backflow region 6, essentially it is a non-subdivided flow space.
  • the gas stream flowing through the backflow region 6 is generally heated in comparison to the inflowing exhaust gas stream 12, since the catalytic conversion in the honeycomb body 3 is generally exothermic.
  • the through the reverse flow area 6 flowing gas stream is thus advantageously used for tempering the honeycomb body 3.
  • the recirculation of the exhaust gas flow can advantageously be used for heating the honeycomb body 3, since elevated temperatures are quickly reached when a combustion engine is cold started, which are below the light-off temperature of the catalytic conversion in the catalytic converter 3, but above the ambient temperature of the surroundings of the honeycomb body 3. This leads to significantly shorter light-off times of the catalytic reaction in the honeycomb body 3.
  • the optional thermal insulation 22 of the flow deflecting means 17 also prevents heat losses and improves thus the light-off behavior of the honeycomb body 3.
  • the backflow of the hot exhaust gas leads to the fact that, compared to conventional exhaust gas aftertreatment systems, lower thermal gradients build up over the honeycomb body 3. This requires an improved service life of the honeycomb body.
  • a sliding seat can advantageously be used. This enables a gas-tight connection even in the event of different thermal expansions of the two components.
  • the backflow principle in particular in that gas supply line 13 and gas discharge line 25 are both formed in the area of the first end face 14 of the honeycomb body 3, makes it possible to utilize even small free spaces in the area of the engine compartment of an automobile, for example blind holes. In this way, the exhaust gas aftertreatment system 1 can be installed as close as possible to the engine. As a result, higher temperatures are present in the exhaust gas more quickly, so that the light-off behavior of the honeycomb body 3 is also improved as a result.
  • the gas supply line 13 has a first longitudinal axis 27.
  • the gas discharge line 25 has a second longitudinal axis 28.
  • the angle of the projections of the first longitudinal axis 27 and the second longitudinal axis 28 on a plane that includes the first end face 14 is greater than 60 degrees.
  • the return flow region 6 has a pressure loss which is less than or equal to the pressure loss in the forward flow region 11. It is preferred here that the pressure loss in the backflow region 6 is less than or equal to the pressure loss that a pipe of the first length L1 and a diameter that corresponds to the diameter 32 of the feed line 31 has.
  • FIG. 3 shows a housing 2 according to the invention with a honeycomb body 3 inserted.
  • the honeycomb body 3 is designed coaxially with the housing 2.
  • the casing tube 4 of the honeycomb body 3 is connected to the housing 2 via holding means 5.
  • the housing 2 has a first length L1 and a diameter D.
  • the honeycomb body 3 has a second length L2.
  • the first length L1 is identical to the second length L2.
  • the so-called pancake shape is preferred for the exhaust gas aftertreatment system according to the invention; H.
  • the ratio L1 / D is preferably 0.3 ⁇ Ll / D ⁇ 1. It is particularly preferred here if the ratio Ll / D is approximately 0.5. However, other ratios L1 / D are also possible and according to the invention.
  • FIG. 4 schematically shows another exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment system 1 according to the invention.
  • four honeycomb bodies 3 are fastened in the housing 2 of the exhaust gas aftertreatment system 1 and are supplied with exhaust gas via four gas supply lines 13.
  • a gas discharge line 25 is formed, so that this exemplary embodiment is a Exhaust aftertreatment system according to the invention can be used as a collector. It is also possible and according to the invention to form two or more gas discharge lines 25 instead of one gas discharge line 25 in order to be able to implement, for example, multi-purpose exhaust systems.
  • the dome-shaped components 24 are connected to one another accordingly.
  • the flow deflecting element 17 is designed in such a way that in this exemplary embodiment, too, an effective deflection 20 takes place from the inflow regions 11 into the respective backflow regions 6.
  • the flow deflecting means 17 is formed with depressions 18 and elevations 19, the depressions 18 being formed in each case centered on the honeycomb bodies 3.
  • Figure 5 shows schematically a section through the exemplary embodiment shown in Figure 4 along the line V-V.
  • This cross section shows the housing 2 with the four honeycomb bodies 3 attached to it.
  • the casing tubes 4 form the boundary between the inflow regions 11 and the backflow region 6.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment system 1 according to the invention, which has a honeycomb body 3 through which radial flow is possible.
  • this is constructed by disks 29 with macrostructures (not shown) which form channels 10 leading from a central flow region 30 to the backflow region 6.
  • the exhaust gas flow 12 to be converted flows axially through the gas supply line 13 through the first end face 14 into the central flow region 30. Because the second end face 16 of the honeycomb body 3 is closed, the gas flow is deflected into the radial flow channels 10 as indicated by the arrows. The flow direction 15 of the flow region 11 formed by the channels 10 is thus directed radially from the inside to the outside.
  • the housing 2 serves as the flow deflecting means 17 which, after the gas has exited the channels 10, deflects the gas flow 20 in the backflow direction 21 effected in the backflow region 6.
  • the gas flow is deflected by approximately 90 ° in the case of a honeycomb body 3 through which there is a radial flow.
  • the exhaust gas flows into the dome-shaped component 24. From there, the converted gas stream 26 leaves the exhaust gas aftertreatment system 1 through the gas discharge line 25. Also in this exemplary embodiment, the gas supply line 13 and gas discharge line 25 are in the region of the first end face 14 of the honeycomb body 3.
  • an exhaust gas aftertreatment system 1 With an exhaust gas aftertreatment system 1 according to the invention, the at least partially catalytic conversion of exhaust gases can advantageously take place even with a very limited free receiving space for an exhaust gas aftertreatment system 1. This is possible due to the countercurrent principle in the housing 2. Furthermore, an exhaust gas aftertreatment system 1 according to the invention is distinguished by an improved light-off behavior and lower thermal alternating loads in comparison to conventional exhaust gas aftertreatment systems.
  • Exhaust gas aftertreatment system housing honeycomb body casing tube retaining means backflow area honeycomb structure essentially smooth metallic layer at least partially structured metallic layer channel downflow area exhaust gas flow gas supply line first end face

Abstract

The invention relates to an exhaust gas aftertreatment installation (1), especially for use near the internal combustion engine of an automobile. Said installation comprises a housing (2), having a catalytic converter (3), surrounded by at least one return flow area (6) through which the fluid can flow in a substantially free manner. Said catalytic converter (3) has a first face (14), a second face (16) and cavities (10) through which a fluid can flow in a forward flow direction (15). The first face (14) of the at least one catalytic converter (3) is linked with at least one gas supply pipe (13) and at least one gas discharge pipe (25) is linked with the at least one return flow area (6) in a substantially gas-tight manner. At least one flow deflection means (17) effects deflection (20) of the fluid from the catalytic converter (3) to the return flow area (6) of the housing (2) through which the fluid can flow in a substantially free manner. The inventive exhaust gas aftertreatment installation (1) is compact in design, has a better light-off performance and reduced alternating thermal stresses as compared to conventional exhaust gas aftertreatment installations.

Description

Abgasnachbehandlungsanlage mit einem Gegenstromgehäuse, sowie entsprechendes Verfahren zur Abgasnachbehandlung Exhaust gas aftertreatment system with a counterflow housing, as well as corresponding method for exhaust gas aftertreatment
Gegenstand der Erfindung ist eine Abgasnachbehandlungsanlage mit einem Gegenstromgehäuse sowie ein entsprechendes Verfahren zur Abgasnachbehandlung. Aufgrund des stetig steigenden Ausmaßes des Automobilverkehrs sind in zahlreichen Staaten weltweit gesetzliche Grenzwerte erlassen worden, die die Schadstoffbelastung des Abgases von Automobilen nicht übersteigen dürfen. Diese Grenzwerte werden regelmäßig abgesenkt, so dass ein erhöhter Aufwand bei der Umsetzung von Schadstoffen im Abgas zur Erfüllung dieser Grenzwerte betrieben werden muss. Hier hat es sich durchgesetzt, das Abgas einer katalytischen Umsetzung zu unterziehen, bei der die schädlichen Anteile des Abgases zu unschädlichen Anteilen umgesetzt werden. Eine solche katalytische Umsetzung bedarf einer möglichst großen Reaktionsoberfläche, wobei das dafür verwendete Bauteil jedoch nicht so groß werden darf, dass es den in einem Automobil üblicherweise zur Verfügung stehenden Raum sprengt. Die Lösung Merfür bieten Wabenkörper als Katalysatorträgerkörper. Wabenkörper weisen für das Abgas be- oder durchströmbare Hohlräume auf, beispielsweise Kanäle. Durch die Ausbildung von die Hohlräume trennende Wänden, die mit einer einen Katalysator, beispielsweise einen Edelmetallkatalysator, enthaltenden Schicht, z. B. einer Washcoat-Schicht, versehen werden können, kann eine große Reaktionsoberfläche für die katalytische Umsetzung bereitgestellt werden.The invention relates to an exhaust gas aftertreatment system with a counterflow housing and a corresponding method for exhaust gas aftertreatment. Due to the steadily increasing volume of automobile traffic, legal limit values have been enacted in numerous countries worldwide, which must not exceed the pollutant pollution of automobile exhaust gases. These limit values are lowered regularly, so that an increased effort in the implementation of pollutants in the exhaust gas has to be carried out to meet these limit values. Here it has prevailed to subject the exhaust gas to a catalytic conversion, in which the harmful portions of the exhaust gas are converted into harmless portions. Such a catalytic conversion requires a reaction surface that is as large as possible, but the component used for this purpose must not be so large that it blows up the space normally available in an automobile. The Merfür solution is provided by honeycomb bodies as catalyst support bodies. Honeycomb bodies have cavities for the exhaust gas to flow through, for example channels. By forming the cavities separating walls with a layer containing a catalyst, for example a noble metal catalyst, e.g. B. a washcoat layer can be provided, a large reaction surface can be provided for the catalytic reaction.
Solche Wabenkörper oder auch katalytische Konverter können beispielsweise aus keramischen Werkstoffen, aus metallischen Lagen oder als extrudiertes Bauteil aufgebaut werden. Man unterscheidet vor allem zwei typische Bauformen für metallische Wabenkörper. Eine frühe Bauform, für die die DE 29 02 779 AI typische Beispiele zeigt, ist die spiralige Bauform, bei der im wesentlichen eine glatte und eine gewellte Blechlage aufeinandergelegt und spiralförmig aufgewickelt werden. Bei einer anderen Bauform wird der Wabenkörper aus einer Vielzahl von abwechselnd angeordneten glatten und gewellten oder unterschiedlich gewellten Blechlagen aufgebaut, wobei die Blechlagen zunächst einen oder mehrere Stapel bilden, die miteinander verschlungen werden. Dabei kommen die Enden aller Blechlagen außen zu liegen und können mit einem Gehäuse oder Mantelrohr verbunden werden, wodurch zahlreiche Verbindungen entstehen, die die Haltbarkeit des Wabenkörpers erhöhen. Typische Beispiele dieser Bauformen sind in der EP 0 245 737 Bl oder der WO 90/03220 beschrieben. Auch seit langem bekannt ist es, die Blechlagen mit zusätzlichen Strukturen auszustatten, um die Strömung zu beeinflussen und/oder eine Quervermischung zwischen den einzelnen Strömungskanälen zu erreichen. Typische Beispiele für solche Ausgestaltungen sind die WO 91/01178, die WO 91/01807 und die WO 90/08249. Schließlich gibt es auch Wabenkörper in konischer Bauform, gegebenenfalls auch mit weiteren zusätzlichen Strukturen zur Strömungsbeeinflussung. Ein solcher Wabenkörper ist beispielsweise in der WO 97/49905 beschrieben. Darüber hinaus ist es auch bekannt, in einem Wabenkörper eine Aussparung für einen Sensor freizulassen, insbesondere zur Unterbringung einer Lambdasonde. Ein Beispiel dafür ist in der DE 88 16 154 Ul beschrieben. Weiterhin sind Wabenkörper bekannt, die eine Strömung eines Fluids in radialerSuch honeycomb bodies or catalytic converters can be constructed, for example, from ceramic materials, from metallic layers or as an extruded component. A distinction is made primarily between two typical designs for metallic honeycomb bodies. An early design, for which DE 29 02 779 AI shows typical examples, is the spiral design, in which essentially one smooth and a corrugated sheet layer are placed on top of each other and wound in a spiral. In another design, the honeycomb body is built up from a multiplicity of alternatingly arranged smooth and corrugated or differently corrugated sheet metal layers, the sheet metal layers initially forming one or more stacks which are intertwined with one another. The ends of all sheet metal layers come to the outside and can be connected to a housing or casing tube, which creates numerous connections that increase the durability of the honeycomb body. Typical examples of these designs are described in EP 0 245 737 B1 or WO 90/03220. It has also been known for a long time to provide the sheet metal layers with additional structures in order to influence the flow and / or to achieve cross-mixing between the individual flow channels. Typical examples of such configurations are WO 91/01178, WO 91/01807 and WO 90/08249. Finally, there are also honeycomb bodies in a conical design, possibly also with additional structures for influencing the flow. Such a honeycomb body is described, for example, in WO 97/49905. In addition, it is also known to leave a recess in a honeycomb body for a sensor, in particular for accommodating a lambda probe. An example of this is described in DE 88 16 154 Ul. Furthermore, honeycomb bodies are known which flow a fluid in a radial direction
Richtung von innen nach außen ermöglichen. Ein Beispiel hierfür ist in der WOAllow direction from inside to outside. An example of this is in WO
96/09893 beschrieben, der aus aneinanderliegenden Scheiben gebildet ist, die eine96/09893, which is formed from adjacent disks, one
Makrostruktur aufweisen, die von einem Zentralkanal bogenförmig nach außen laufende Kanäle bildet. Eine weiter Möglichkeit zum Aufbau von Wabenkörper, die radial von innen nach außen durchströmt werden, ist in der WO 98/57050 beschrieben.Have a macro structure that forms channels running outward from a central channel in an arc shape. A further possibility for the construction of honeycomb bodies which are flowed through radially from the inside to the outside is described in WO 98/57050.
Um eine möglichst hohe Umsetzungsrate, sowie ein schnelles Anspringen der katalytischen Umsetzung zu erreichen, ist es vorteilhaft, den Wabenkörper mit möglichst heißem Abgas zu beschicken, da dieser so beim Kaltstart relativ schnell seine Anspringtemperatur, ab der die katalytische Umsetzung abläuft, erreicht. Dies lässt sich durch einen möglichst motornahen Einbau des katalytischen Konverters erreichen. Oftmals sind jedoch die zur Verfügung stehenden Räume zur Ausbildung eines katalytischen Konverters gerade im motornahen Bereich nur sehr begrenzt. Andererseits bedingt der motornahe Einbau eine große thermische Belastung des katalytischen Konverters, aufgrund der entstehenden thermischen Gradienten und des stark pulsatilen Gasstroms. Von daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasnachbehandlungsanlage, sowie ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung vorzuschlagen, bei dem die Abgasnachbehandlung kompaktausgeführt werden kann und ein schnelles Anspringverhalten gewährleistet ist, bei gleichzeitiger langer Lebensdauer der Abgasnachbehandlungsanlage.In order to achieve the highest possible conversion rate, as well as a quick start of the catalytic conversion, it is advantageous to charge the honeycomb body with the hotest possible exhaust gas, since this reaches the start-up temperature from which the catalytic conversion takes place relatively quickly on cold start. This can be achieved by installing the catalytic converter as close to the engine as possible. However, the spaces available for forming a catalytic converter are often very limited, especially in the area close to the engine. On the other hand, installation close to the engine places a high thermal load on the catalytic converter, due to the thermal gradients that arise and the strongly pulsatile gas flow. It is therefore the object of the present invention to propose an exhaust gas aftertreatment system and a method for exhaust gas aftertreatment in which the exhaust gas aftertreatment can be carried out in a compact manner and a rapid light-off behavior is ensured, with a long service life of the exhaust gas aftertreatment system.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abgasnachbehandlungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.This object is achieved by an exhaust gas aftertreatment system with the features of claim 1 and a method for exhaust gas aftertreatment with the features of claim 18. Advantageous further developments and refinements are the subject of the respective dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsanlage ist insbesondere zum motornahen Einsatz bei einer Verbrennungskraftmaschine eines Automobils geeignet und umfasst ein Gehäuse, welches einen katalytischen Konverter umgeben von mindestens einem im wesentlichen frei durchströmbarenAn exhaust gas aftertreatment system according to the invention is particularly suitable for use close to the engine in an internal combustion engine of an automobile and comprises a housing which surrounds a catalytic converter surrounded by at least one essentially freely flowable
Rückströmbereich aufweist, wobei der katalytische. Konverter (3) eine ersteHas backflow area, the catalytic. Converter (3) a first
Stirnseite (14), eine zweite Stirnseite (16) und für ein Fluid in einer Hinströmrichtung (15) durchströmbare Hohlräume (10) umfasst, wobei weiterhin die erste Stirnseite des mindestens einen katalytischen Konverters mit mindestens einer Gaszuführleitung verbunden ist und mindestens eine Gasabfuhrleitung im wesentlichen gasdicht mit dem mindestens einen Rückströmbereich verbunden ist und wobei mindestens ein Sfrömrmgsumle---kmittel eine Umlenkung des Fluids aus dem katalytischen Konverter in den im wesentlichen frei durchströmbarenEnd face (14), a second end face (16) and cavities (10) through which a fluid can flow in a direction of flow (15), the first end face of the at least one catalytic converter being connected to at least one gas supply line and at least one gas discharge line essentially is connected in a gastight manner to the at least one backflow region, and at least one flow deflecting means redirecting the fluid from the catalytic converter into the essentially freely flowable one
Rückströmbereich des Gehäuses bewirkt. Unter einem im wesentlichen frei durchströmbaren Rückströmbereich versteht man hier insbesondere, dass der Rückströmbereich nicht als Wabenstruktur ausgebildet ist, also im wesentlichen nicht in durchströmbare Kanäle oder Hohlräume unterteilt ist. Insbesondere ist es möglich und erfindungsgemäß, dass der Rückströmbereich völlig frei durchströmbar ist gegebenenfalls mit Ausnahme der Befestigungsmittel zur Befestigung des katalytischen Konverters, der beispielsweise aus einer Wabenstruktur in einem Mantelrohr besteht, im Gehäuse. Hierbei ist der Rückströmbereich bei einem innenliegendem zylindrischen katalytischen Konverter in einem zylindrischen Gehäuse als -Kreisringförmiger zylindrischer Spalt zwischen dem Mantelrohr des katalytischen Konverters und der Innenwand des Gehäuses ausgebildet. Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsanlage hat den Vorteil, dass durch die Umlenkung der Strömungsrichtung beispielsweise Sacklöcher in der Nähe des Motors zur Aufiiahme der Abgasnachbehandlungsanlage verwendet werden können, die bei katalytischen Konvertern in klassischer Bauweise - also ohne Sfrömi gsrichrangsUmlenkung - nicht verwendet werden könnten. Da die katalytische Umsetzung im Regelfall exotherm verläuft, kommt es nach dem Starten oder Anspringen der katalytischen Umsetzung zu einer Aufheizung des Abgases. Dies bedingt bei üblichen katalytischen Konvertern starke thermische Gradienten über den katalytischen Konverter. Da bei einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage der umgesetzte Abgasstrom in seiner Strömungsrichtung umgelenkt, bei einem in axialer Richtung durchströmbaren katalytischen Konverter invertiert, und im Rückströmbereich des Gehäuses zurückströmt, dieses Gehäuse jedoch auch den katalytischen Konverter enthält, kommt es zu einer gleichmäßigen Aufheizung des katalytischen Konverters, so dass thermische Gradienten vermieden werden und so die Lebensdauer des katalytischen Konverters erhöht wird. Weiterhin führt das Aufheizen des katalytischen Konverters mit Hilfe des heißen Abgases zu einem schnelleren Anspringen der katalytischen Umsetzung im katalytischen Konverter in der Kaltstartphase und so zu einem deutlich beschleunigten Anspringverhalten im Vergleich zu üblichen Abgasnachbehandlungsanlagen ohne Gegenstromgehäuse.Backflow area of the housing causes. An essentially freely flow-through backflow region is understood here in particular to mean that the backflow region is not designed as a honeycomb structure, that is to say is essentially not divided into channels or cavities through which flow can pass. In particular, it is possible and according to the invention that the backflow region can be flowed through freely in the housing, with the possible exception of the fastening means for fastening the catalytic converter, which, for example, consists of a honeycomb structure in a casing tube. In this case, the backflow region in the case of an internal cylindrical catalytic converter in a cylindrical housing is designed as a circular annular cylindrical gap between the casing tube of the catalytic converter and the inner wall of the housing. The exhaust gas aftertreatment system according to the invention has the advantage that, by redirecting the direction of flow, blind holes in the vicinity of the engine, for example, can be used to accommodate the exhaust gas aftertreatment system, which could not be used in catalytic converters in a classic design - that is, without a redirection of flow. Since the catalytic conversion is usually exothermic, the exhaust gas heats up after the catalytic conversion has started or started. In the case of conventional catalytic converters, this requires strong thermal gradients via the catalytic converter. Since, in an exhaust gas aftertreatment system according to the invention, the converted exhaust gas flow is deflected in its flow direction, inverted in the case of a catalytic converter which can be flowed through in the axial direction, and flows back in the backflow region of the housing, but this housing also contains the catalytic converter, the catalytic converter is heated uniformly, so that thermal gradients are avoided and the service life of the catalytic converter is increased. Furthermore, the heating of the catalytic converter with the help of the hot exhaust gas leads to a faster start of the catalytic conversion in the catalytic converter in the Cold start phase and thus a significantly accelerated light-off behavior compared to conventional exhaust gas aftertreatment systems without a counterflow housing.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage sind die Gaszuführleitung und die Gasabfuhrleitung im Bereich der ersten Stirnseite des katalytischen Konverters ausgebildet.According to an advantageous embodiment of the exhaust gas aftertreatment system according to the invention, the gas supply line and the gas discharge line are formed in the region of the first end face of the catalytic converter.
Die Ausbildung der Gaszuführleitung und der Gasabfuhrleitung an nur einer Seite des Gehäuses und des katalytischen Konverters erlaubt eine platzsparende Ausführung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage. Insbesondere sind die Gaszufuhr- und -abführleitung nicht parallel ausgeführt, insbesondere nicht koaxial. Bei einem katalytischen Konverter, der im wesentlichen radial vom Abgas durchströmt ist, kommt es zu einer Umlenkung des Abgases beim Austreten aus dem katalytischen Konverter, während bei einem axial durchströmten Katalysator die Umlenkung des Gasstroms eine Invertierung des Gasstroms darstellt, also eine Umlenkung von im wesentlichen 180° (Grad).The formation of the gas supply line and the gas discharge line on only one side of the housing and the catalytic converter allows a space-saving design of the exhaust gas aftertreatment system according to the invention. In particular, the gas supply and discharge lines are not designed in parallel, especially not coaxially. In the case of a catalytic converter through which the exhaust gas flows essentially radially, there is a deflection of the exhaust gas when it emerges from the catalytic converter, while in the case of an axially flowed catalyst the deflection of the gas flow represents an inversion of the gas flow, i.e. a deflection of essentially 180 ° (degrees).
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Abgasnachbehandlungsanlage ist das Gehäuse als -Krümmer ausgebildet. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Abgasnachbehandlungsanlage ist auf die Ausbildung des Gehäuses als Sammler gerichtet. Sowohl bei einer Ausbildung des Gehäuses als -Krümmer als auch als Sammler ist ein möglichst motornaher Einsatz der Abgasnachbehandlungsanlage möglich.According to an advantageous embodiment of the exhaust gas aftertreatment system, the housing is designed as a manifold. Another advantageous embodiment of the exhaust gas aftertreatment system is aimed at designing the housing as a collector. Both when the housing is designed as a manifold and as a collector, it is possible to use the exhaust gas aftertreatment system as close as possible to the engine.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage ist die Gasabfuhrleitung und/oder die Gaszuführleitung mit einem Turbolader verbunden.According to a further advantageous embodiment of the exhaust gas aftertreatment system according to the invention, the gas discharge line and / or the gas supply line is connected to a turbocharger.
Ein Turbolader dient der Aufladung, also einem Verfahren zur Leistungssteigerung eines Verbrennungsmotors, welches insbesondere in Verbindung mit Dieselmotoren verwendet wird. Bei der Aufladung wird durch eine Arbeitsmaschine, die für den motorischen Verbrennungsprozess benötigte Luft verdichtet, so dass pro Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine eine größere Luftmasse in den Zylinder bzw. Brennraum gelangt. Der Verdichter wird hierzu beispielsweise von einem Turbolader angetrieben, der die Abgasenergie ausnutzt. Die Kopplung mit dem Motor ist dabei nicht mechanisch, sondern verläuft rein thermisch, wobei im Automobilbau hauptsächlich das Prinzip der Stauaufladung angewandt wird. Die Anordnung der Abgasnachbehandlungsanlage stromaufwärts eines derartigen Turboladers gewährleistet ein sehr schnelles Erreichen der Betriebstemperatur des in ihr enthaltenen katalytischen Konverters, da auf diese Weise eine Wärmeabfuhr des Abgases aufgrund des Kontaktes mit Bauteilen des Turboladers vermieden wird.A turbocharger is used for charging, that is, a method for increasing the performance of an internal combustion engine, which is particularly useful in Connection with diesel engines is used. During charging, a working machine compresses the air required for the engine combustion process, so that a larger air mass gets into the cylinder or combustion chamber per work cycle of the internal combustion engine. For this purpose, the compressor is driven by a turbocharger, for example, which uses the exhaust gas energy. The coupling to the engine is not mechanical, but is purely thermal, with the principle of accumulation charging mainly being used in automobile construction. The arrangement of the exhaust gas aftertreatment system upstream of such a turbocharger ensures that the operating temperature of the catalytic converter contained in it is reached very quickly, since heat dissipation of the exhaust gas due to contact with components of the turbocharger is avoided in this way.
Besonders bevorzugt ist jedoch die Anordnung des Turboladers unmittelbar mit der Zuführleitung verbunden bzw. direkt vorgeschaltet. Bei dieser Ausgestaltung ist es besonders vorteilhaft, die Zuführleitung mit einem Konus zu versehen, der das Abgas direkt auf die erste Stirnseite des Wabenkörpers führt. Dieser Konus hat vorteilhafterweise einen Öffnungswinkel von mindestens 20°, insbesondere von mindestens 30° und besonders bevorzugt von mindestens 40°. Vorteilhafterweise ist dem Konus gleichzeitig nur ein sehr kurzer oder gar kein rohrformiger Zu--ulιrleitungs-Abscb-nitt hin zum Turbolader vorgeschaltet, sondern der Konus ist dann ggf. direkt mit dem Turbolader verbunden. Sollte jedoch ein rohrformiger Zuführleitungs-Abschnitt „vorgesehen sein, beispielsweise um einen ausreichend großen Rückstrombereich für das Abgas mit einem kalottenförmigen Bauteil bereit zu stellen, so sollte dieser Abschnitt eine Länge von 20 mm [Millimeter] nicht überschreiten, insbesondere nicht länger sein als 10 mm oder sogar nur 8 mm. Mit einer solchen Ausgestaltung wird in besonderem Maße die vom Turbolader erzeugte Abgasströmung für eine effektive Anströmung hin zum Wabenkörper ausgenutzt. Der Turbolader generiert eine Art Drallströmung, die vorteilhafter Weise beibehalten wird und somit einen intensiven Kontakt des gleichmäßig gemischten Abgasstromes zur Folge hat. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage sind das Gehäuse und der mindestens eine katalytische Konverter konzentrisch, bevorzugt koaxial, ausgebildet. Der konzentrische oder koaxiale Aufbau von katalytischem Konverter und Gehäuse erlaubt es in vorteilhafter Weise, die Abgasnachbehandlungsanlage besonders einfach aufzubauen, insbesondere können so an sich übliche katalytische Konverter in zylindrischer Bauweise Verwendung finden. Der koaxiale Aufbau bietet in vorteilhafter Weise nur geringe Druckverluste im Rückströmbereich bei gleichzeitigem einfachen Aufbau der Abgasnachbehandlungsanlage. Weiterhin vereinfacht der konzentrische oder koaxiale Aufbau von katalytischen Konverter und Gehäuse die Ausbildung der Strömungsumlenksmittel. Haben Gehäuse und katalytischer Konverter im wesentlichen Zylindergeometrie und wird der katalytische Konverter axial vom Abgas durchströmt, so kann in besonders einfacher Weise das Sfrömungsumlenkmittel durch Ausbilden eines Torus mit einem möglichst kleinen Innenradius, im Idealfall Null, ausgebildet werden. Wird der katalytische Konverter im wesentlichen radial vom Abgas durchströmt, so bildet das Gehäuse selbst das Sfrömungsumlenkmittel, das die Umlenkung des Abgases von radialer Strömungsrichtung in die Rückströmrichtung gewährleistet.However, the arrangement of the turbocharger is particularly preferably connected directly to the feed line or upstream. In this embodiment, it is particularly advantageous to provide the feed line with a cone, which leads the exhaust gas directly to the first end face of the honeycomb body. This cone advantageously has an opening angle of at least 20 °, in particular of at least 30 ° and particularly preferably of at least 40 °. Advantageously, only a very short or no tubular supply line section to the turbocharger is connected upstream of the cone, but the cone is then possibly directly connected to the turbocharger. However, should a tubular supply line section be provided, for example in order to provide a sufficiently large backflow area for the exhaust gas with a dome-shaped component, this section should not exceed a length of 20 mm [millimeters], in particular not longer than 10 mm or even just 8 mm. With such a configuration, the exhaust gas flow generated by the turbocharger is used to an effective extent to the honeycomb body. The turbocharger generates a type of swirl flow, which is advantageously maintained and thus results in intensive contact of the uniformly mixed exhaust gas flow. According to a further advantageous embodiment of the exhaust gas aftertreatment system according to the invention, the housing and the at least one catalytic converter are concentric, preferably coaxial. The concentric or coaxial construction of the catalytic converter and housing advantageously allows the exhaust gas aftertreatment system to be constructed in a particularly simple manner; in particular, conventional catalytic converters in cylindrical construction can thus be used. The coaxial structure advantageously offers only low pressure losses in the backflow area with a simple structure of the exhaust gas aftertreatment system at the same time. Furthermore, the concentric or coaxial construction of the catalytic converter and housing simplifies the design of the flow deflecting means. If the housing and catalytic converter have essentially cylindrical geometry and if the exhaust gas flows axially through the catalytic converter, the flow deflecting means can be formed in a particularly simple manner by forming a torus with the smallest possible inner radius, ideally zero. If the catalytic converter flows essentially radially through the exhaust gas, the housing itself forms the flow deflecting means which ensures the deflection of the exhaust gas from the radial flow direction into the backflow direction.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung derAccording to a further advantageous embodiment of the
Abgasnachbehandlungsanlage ist der mindestens eine Rückströmbereich außerhalb des mindestens einen katalytischen Konverters ausgebildet. Das Ausbilden des Rückströmbereichs außerhalb des mindestens einen katalytischen Konverters gewährleistet in vorteilhafter Weise ein schnelles Anspringverhalten des katalytischen Konverters, eine gleichmäßige Aufheizung des katalytischen Konverters unter Verhinderung der Ausbildung von thermischen Gradienten und eine einfache bauliche Ausgestaltung sowohl des katalytischen Konverters, als auch des Gehäuses, da ein üblicher katalytischer Konverter mit einer Wabenstruktur aus Keramik oder Metall, gegebenenfalls einer extrudierten Wabenstniktur, im Inneren des Gehäuses eingesetzt werden kann. In vorteilhafter Weise ist es möglich, den katalytischen Konverter mit Haltemitteln, beispielsweise dünnen Stegen, die radial vom katalytischen Konverter nach außen in Richtung des Gehäuses weisen, zu befestigen, ohne dass der Druckverlust im Rückströmbereich wesentlich erhöht wird. Auch andere Haltemittel sind möglich und erfindungsgemäß, insbesondere ist es auch vorteilhaft, den katalytischen Konverter nur durch die Gaszuführleitung zu fixieren.Exhaust gas aftertreatment system, the at least one backflow region is formed outside the at least one catalytic converter. The formation of the backflow region outside of the at least one catalytic converter advantageously ensures a rapid starting behavior of the catalytic converter, a uniform heating of the catalytic converter while preventing the formation of thermal gradients and a simple structural design of both the catalytic converter and the housing, because a conventional catalytic converter with a honeycomb structure made of ceramic or metal, optionally an extruded honeycomb structure, can be used inside the housing. In advantageous It is possible to fasten the catalytic converter with holding means, for example thin webs, which point radially outward from the catalytic converter in the direction of the housing, without the pressure loss in the backflow region being increased significantly. Other holding means are also possible and according to the invention, in particular it is also advantageous to fix the catalytic converter only by means of the gas supply line.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage weisen die Hohlräume des mindestens einen katalytischen Konverters jeweils einen ersten durchströmbaren Querschnitt auf, wobei innerhalb des katalytischen Konverters ein innerer Bereich mit einem zweiten durchströmbaren Querschnitt als Rückströmbereich ausgebildet ist. Hierbei ist der zweite durchströmbare Querschnitt deutlich größer als der erste durchströmbare Querschnitt. Dies erlaubt beispielsweise die Verwendung von hohlzylinderförmigen katalytischen Konvertern, deren Querschnitt ein Kreisring mit durchströmbaren Hohlräumen eines ersten durchströmbaren Querschnitts darstellt.According to a further advantageous embodiment of an exhaust gas aftertreatment system according to the invention, the cavities of the at least one catalytic converter each have a first cross-section through which a flow can pass, an inner area with a second cross-section through which the flow can flow being formed as a backflow section within the catalytic converter. Here, the second cross-section through which flow can flow is significantly larger than the first cross-section through which flow can pass. This allows, for example, the use of hollow-cylindrical catalytic converters, the cross section of which represents a circular ring with cavities through which a first cross section can be flowed.
Gemäß einer weitern vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage ist der zweite durchströmbare Querschnitt des Rückströmbereichs im wesentlichen gleich groß wie die Summe der ersten durchströmbaren Querschnitte des katalytischer Konverters. Dies verhindert in vorteilhafter Weise einen Druckverlust bei der Strömungsumlenkung. Genauso ist es jedoch vorteilhaft, den zweiten durchströmbaren Querschnitt größer als die Summe der ersten durchströmbaren Querschnitte auszubilden, um so die Strömung im Rückströmbereich zu verlangsamen und den Wärmeübertrag auf den katalytischen Konverter in der Kaltstartphase zu erhöhen.According to a further advantageous embodiment of the exhaust gas aftertreatment system according to the invention, the cross-section of the return flow area through which flow can flow is essentially the same as the sum of the cross-sections of the catalytic converter through which the flow can pass. This advantageously prevents pressure loss during flow deflection. It is equally advantageous, however, to make the second cross-section through which flow can be greater than the sum of the first cross-sections through which flow can occur, in order to slow down the flow in the return flow region and to increase the heat transfer to the catalytic converter in the cold start phase.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage weist das Gehäuse eine erste Länge Ll und der katalytische Konverter eine zweite Länge L2 auf, wobei die erste Länge des Gehäuses und die zweite Länge des katalytischen Konverters im wesentlichen identisch sind. Die Ausbildung des katalytischen Konverters in identischer Länge zur Länge des Gehäuses erlaubt in einfacher Weise die Halterung des katalytischen Konverters im Gehäuse und einen einfachen Aufbau sowohl der Strömungsumlenksmittel, als auch der Gasab- und -zuführleitung.According to a further advantageous embodiment of the exhaust gas aftertreatment system according to the invention, the housing has a first length L1 and the catalytic converter has a second length L2, the first length of the Housing and the second length of the catalytic converter are essentially identical. The design of the catalytic converter of identical length to the length of the housing allows the catalytic converter to be held in the housing in a simple manner and the flow deflecting means and the gas discharge and supply line to be constructed in a simple manner.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage weist das Gehäuse einen Durchmesser D auf, wobei der Quotient aus der ersten Länge Ll und dem Durchmesser D des Gehäuses größer oder gleich 0,3 und kleiner oder gleich 1,5, bevorzugt größer oder gleich 0,3 und kleiner oder gleich 1, besonders bevorzugt in etwa 0,5 ist. Das heißt, für die erste Länge Ll und den Durchmesser D des Gehäuses gilt folgende Gleichung: 0,3 < L1/D < 1,5According to a further advantageous embodiment of the exhaust gas aftertreatment system according to the invention, the housing has a diameter D, the quotient of the first length L1 and the diameter D of the housing being greater than or equal to 0.3 and less than or equal to 1.5, preferably greater than or equal to 0, 3 and less than or equal to 1, particularly preferably approximately 0.5. This means that the following equation applies to the first length L1 and the diameter D of the housing: 0.3 <L1 / D <1.5
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage weist der Rückströmbereich einen Druckverlust auf, der kleiner oder gleich dem Druckverlust des Hinströmbereichs ist, insbesondere kleiner oder gleich dem Druckverlust eines Rohres der ersten Länge und einem Durchmesser, der dem Durchmesser der Zuleitung entspricht.According to a further advantageous embodiment of an exhaust gas aftertreatment system according to the invention, the return flow region has a pressure loss which is less than or equal to the pressure loss of the forward flow region, in particular less than or equal to the pressure loss of a pipe of the first length and a diameter which corresponds to the diameter of the feed line.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften . Ausgestaltung einer Abgasnachbehandlungsanlage weist die mindestens eine Gaszuführleitung eine erste Längsachse und die mindestens eine Gasabf hrleitung eine zweite Längsachse auf, wobei die Projektion der ersten und der zweiten Längsachse auf eine Ebene, die die erste Stirnseite des katalytischen Konverters umfasst, einen Winkel einschließt, der größer als 60° (Grad) ist. Eine solche Winkelkonstellation zwischen Gasabfuhrleitung und Gaszuführleitung erlaubt in vorteilhafter Weise die Ausnutzung auch kleinster freier Hohlräume beim motornahen Einbau, beispielsweise von sehr engen Sacklöchern. Gemäß einer weiteren vorteilhaftem Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage sind die Gaszuführleitung und die erste Stirnseite des mindestens einen katalytischen Konverters in Form eines Schiebesitzes miteinander verbunden. Die Ausbildung der Verbindung zwischen Gaszuführleitung und erster Stirnseite in Form eines Schiebesitzes erlaubt in vorteilhafter Weise die Ausbildung einer im wesentlichen gasdichten Verbindung wobei gleichzeitig eine unterschiedlichen thermischen Ausdehnung zugelassen wird, die im Falle einer einfachen Schweißverbindung leicht zum Reißen der Verbindung führen kann. So kann in vorteilhafter Weise auch bei unterschiedlichem thermischen Ausdehnungsverhalten eine im wesentlichen gasdichte Verbindung zwischen Gas-^f hrleitung und erster Stirnseite des mindestens einen katalytischen Konverters gewährleistet werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage ist der katalytische Konverter aus Keramik ausgebildet. Vorteilhaft ist auch die Ausbildung des katalytischen Konverters als extrudiertes Bauteil. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der katalytische Konverter auch aus mindestens einer metallischen Lage ausgebildet sein. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, dass der katalytische KonverterAccording to another advantageous . Embodiment of an exhaust gas aftertreatment system, the at least one gas supply line has a first longitudinal axis and the at least one gas discharge line has a second longitudinal axis, wherein the projection of the first and the second longitudinal axis onto a plane that includes the first end face of the catalytic converter includes an angle that is larger than 60 ° (degrees). Such an angular constellation between the gas discharge line and the gas supply line advantageously allows the use of even the smallest free cavities when installing near the engine, for example of very narrow blind holes. According to a further advantageous embodiment of an exhaust gas aftertreatment system according to the invention, the gas supply line and the first end face of the at least one catalytic converter are connected to one another in the form of a sliding seat. The formation of the connection between the gas supply line and the first end face in the form of a sliding seat advantageously allows the formation of an essentially gas-tight connection, while at the same time allowing a different thermal expansion, which in the case of a simple welded connection can easily lead to the connection breaking. In this way, an essentially gas-tight connection between the gas line and the first end face of the at least one catalytic converter can be ensured in an advantageous manner even with different thermal expansion behavior. According to a further advantageous embodiment of the exhaust gas aftertreatment system according to the invention, the catalytic converter is made of ceramic. It is also advantageous to design the catalytic converter as an extruded component. According to a further advantageous embodiment, the catalytic converter can also be formed from at least one metallic layer. In this context, it is particularly advantageous that the catalytic converter
a) durch Aufwickeln mindestens einer zumindest teilweise strukturierten metallischen Lage oder mindestens einer im wesentlichen glatten und mindestens einer zumindest teilweise strakturierten metallischen Lage odera) by winding at least one at least partially structured metallic layer or at least one essentially smooth and at least one at least partially structured metallic layer or
b) durch Stapeln einer Mehrzahl von im wesentlichen glatten und zumindest teilweise stπikturierten metallischen Lagen und anschließendes Verwinden einer Mehrzahl von Stapeln ausgebildet ist. Dies gestattet sowohl den Aufbau von spiralförmigen Wabenkörpern, als auch von metallischen Wabenkörpern, mit S-förmig oder evolventenförmig verschlungenen Stapeln. Insbesondere ist es im Falle metallischer katalytischer Konverter vorteilhaft und erfindungsgemäß, diese mit sich transversal zur Hohlraumerstreckung oder longitudinal zur Hohlraumersfreckung ausgebildeten Strukturen, Löchern in den metallischen Lagen oder auch der Ausbildung zumindest eines Teils der metallischen Lagen durch zumindest teilweise für ein Fluid durchlässiges Material möglich und erfindungsgemäß.b) by stacking a plurality of essentially smooth and at least partially stabilized metallic layers and then twisting a plurality of stacks is trained. This allows both the construction of spiral honeycomb bodies and of metallic honeycomb bodies with stacks which are intertwined in an S-shape or involute shape. In particular, in the case of metallic catalytic converters, it is advantageous and according to the invention that these with structures that are transverse to the cavity extension or longitudinally to the cavity expansion, holes in the metallic layers or also the formation of at least some of the metallic layers by at least partially permeable material for a fluid are possible and according to the invention.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung, insbesondere der Abgase einer Verbrennungskraftmaschine eines Automobils in einer Abgasnachbehandlungsanlage, bevorzugt einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage, vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Durchströmen eines Hinströmbereichs in einer Hinströmrichtung und katalytische Umsetzung zumindest von Teilen des Abgases in diesem Hinströmbereich;According to a further aspect of the invention, a method for exhaust gas aftertreatment, in particular the exhaust gases of an internal combustion engine of an automobile in an exhaust gas aftertreatment system, preferably an exhaust gas aftertreatment system according to the invention, is proposed. The method according to the invention comprises the following steps: a) flowing through a flow area in a flow direction and catalytic conversion of at least parts of the exhaust gas in this flow area;
b) Umlenkung der Strömungsrichtung des Abgases von der Hinströmrichtung in eine Rückströmrichtung; undb) deflection of the flow direction of the exhaust gas from the forward flow direction into a return flow direction; and
c) Durchströmen eines im wesentlichen frei durchströmbaren Rückströmbereiches in Rückströmrichtung.c) flowing through an essentially freely flowable backflow region in the backflow direction.
Die oben zur erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage aufgeführten Vorteile und Details sind in gleicher Weise auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Abgasnachbehandlung anwendbar. Weitere Vorzüge und Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, jedoch ist die Erfindung nicht auf die dort gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigen: Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsanlage;The advantages and details listed above for the exhaust gas aftertreatment system according to the invention can be applied in the same way to the method for exhaust gas aftertreatment according to the invention. Further advantages and details of the invention will be explained in more detail below with reference to the drawings, but the invention is not restricted to the exemplary embodiments shown there. 1 schematically shows a longitudinal section through an exhaust gas aftertreatment system according to the invention;
Fig. 2 schematisch einen Wabenkörper; Fig. 3 schematisch ein Gehäuse mit eingebautem Wabenkörper;Fig. 2 shows schematically a honeycomb body; 3 schematically shows a housing with a built-in honeycomb body;
Fig. 4 schematisch ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage; Fig. 5 schematisch einen Schnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel der Abgasnachbehandlungsanlage; und4 schematically shows a further exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment system according to the invention; 5 schematically shows a section through the second exemplary embodiment of the exhaust gas aftertreatment system; and
Fig. 6 schematisch einen Schnitt durch ein drittes Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage.6 schematically shows a section through a third exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment system according to the invention.
Figur 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage 1. Die Abgasnachbehandlungsanlage 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Wabenkörper 3 auf, der als katalytischer Konverter dient. Der Wabenkörper 3 ist von einem Mantelrohr 4 umgeben und ist mit Haltemitteln 5 im Gehäuse 2 befestigt. Diese Haltemittel 5 sind vorwiegend als Stege ausgebildet, die den frei durchströmbaren Querschnitt des Rückströmbereichs 6 nicht wesentlich verkleinern. Frei durchströmbarer Querschnitt bedeutet insbesondere, dass im Rückströmbereich keine Wabenstruktur ausgebildet ist. Der Wabenkörper 3 kann sowohl als keramischer, als auch als metallischer Wabenkörper 3 ausgebildet sein. Ein Beispiel eines metallischen Wabenkörpers ist Figur 2 zu entnehmen. Die Zuführleitung 13 ist mit einem Konus 35 versehen, der das Abgas direkt auf die erste Stirnseite 14 des Wabenkörpers 3 führt. Dieser Konus 35 hat einen Öffhungswinkel 33 von mindestens 20°. Dem Konus 35 ist ein sehr kurzer rohrformiger Zuführleitungs-Abschnitt hin zu einem Turbolader (nicht dargestellt) vorgeschaltet, wobei dieser Abschnitt eine Länge 34 von 20 mm [Millimeter] nicht überschreitet.FIG. 1 schematically shows a longitudinal section through a first exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment system 1 according to the invention. The exhaust gas aftertreatment system 1 has a housing 2 with a honeycomb body 3, which serves as a catalytic converter. The honeycomb body 3 is surrounded by a tubular casing 4 and is fastened in the housing 2 with holding means 5. These holding means 5 are predominantly designed as webs which do not significantly reduce the cross-section of the backflow region 6 through which the flow can flow freely. Cross-section through which flow is free means in particular that no honeycomb structure is formed in the backflow region. The honeycomb body 3 can be designed both as a ceramic and as a metallic honeycomb body 3. An example of a metallic honeycomb body can be seen in FIG. 2. The Feed line 13 is provided with a cone 35, which leads the exhaust gas directly to the first end face 14 of the honeycomb body 3. This cone 35 has an opening angle 33 of at least 20 °. A very short tubular feed line section leading to a turbocharger (not shown) is connected upstream of the cone 35, this section not exceeding a length 34 of 20 mm [millimeters].
Figur 2 zeigt einen Wabenkörper 3, der ein Mantelrohr 4 aufweist. In diesem Mantelrohr 4 ist eine Wabenstruktur 7 befestigt. Diese ist aus metallischen Lagen 8, 9 aufgebaut. Zum Aufbau der Wabenstruktur 7 werden im wesentlichen glatte metallische Lagen 8 und zumindest teilweise strukturierte metallische Lagen 9 abwechselnd gestapelt und mehrere Stapel gleichsinnig miteinander verbunden. Der Übersichtlichkeit halber sind die -zumindest teilweise strukturierten metallischen Lagen 9 nur in einem Teilbereich eingezeichnet. Die im wesentlichen glatten metallischen Lagen 8 und die zumindest teilweise stiuldurierten metallischen Lagen 9 bilden Kanäle 10.FIG. 2 shows a honeycomb body 3 which has a tubular casing 4. A honeycomb structure 7 is fastened in this casing tube 4. This is made up of metallic layers 8, 9. To build the honeycomb structure 7, essentially smooth metallic layers 8 and at least partially structured metallic layers 9 are alternately stacked and several stacks are connected to one another in the same direction. For the sake of clarity, the at least partially structured metallic layers 9 are only shown in a partial area. The essentially smooth metallic layers 8 and the at least partially stiuldurized metallic layers 9 form channels 10.
Als metallische Lagen können Blechlagen einer Dicke von weniger als 80 μm, bevorzugt weniger als 40 μm, besonders bevorzugt weniger als 25 μm Verwendung finden. Genauso gut ist es möglich, die im wesentlichen glatten metallischen Lagen 8 und/oder die zumindest teilweise stnikturierten metallischen Lagen 9 zumindest teilweise aus einem zumindest teilweise für ein Flüid durchströmbaren Material, beispielsweise einem . metallischen Sintervlies, auszubilden. Weiterhin ist es möglich und erfindungsgemäß in die im wesentlichen glatten metallischen Lagen 8 und/oder die zumindest teilweise strukturierten metallischen Lagen 9 Löcher und/oder Strukturen jedweder Art einzubringen. Insbesondere ist es auch möglich, einige der Kanäle 10 zu verschließen. Auch das Einbringen von Löchern, deren Abmessungen größer ist als die Stn-kturwiederhollänge der zumindest teilweise stnikturierten metallischen Lagen 9 ist möglich und erfindungsgemäß. Figur 1 zeigt, dass das Gehäuse 2 der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage 1 zwei Strömungsbereiche aufweist. Die Kanäle 10 des Wabenkörpers 3 bilden einen Hinströmbereich 11, während der Bereich des Gehäuses zwischen dem Mantelrohr 4 und der Bewandung des Gehäuses 2 einen Rückströmbereich 6 bildet. Der Wabenkörper 3 dient als katalytischer Konverter, d. h. er ist im Regelfall mit einer katalytisch aktiven Beschichtung versehen, beispielsweise einem Washcoat, der beispielsweise Edelmetallkatalysatorpartikel, wie Platin oder Rhodium, enthält.. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Wabenkörper 3 axial vom Abgas durchströmt. Ein durch den Wabenkörper 3 strömender Abgasstrom wird zumindest teilweise im Wabenkörper 3 katalytisch umgesetzt. Im Gegensatz dazu wird ein durch den Rückströmbereich 6 strömender Abgasstrom nicht katalytisch umgesetzt.Sheet metal layers with a thickness of less than 80 μm, preferably less than 40 μm, particularly preferably less than 25 μm can be used as metallic layers. It is just as well possible for the substantially smooth metallic layers 8 and / or the at least partially stagnated metallic layers 9 to be at least partially made of a material that can be flowed through by a fluid, for example one. metallic sintered fleece. Furthermore, it is possible and according to the invention to introduce holes and / or structures of any kind into the substantially smooth metallic layers 8 and / or the at least partially structured metallic layers 9. In particular, it is also possible to close some of the channels 10. The introduction of holes, the dimensions of which are greater than the repeat length of the at least partially stagnated metallic layers 9, is also possible and according to the invention. FIG. 1 shows that the housing 2 of the exhaust gas aftertreatment system 1 according to the invention has two flow areas. The channels 10 of the honeycomb body 3 form a forward flow area 11, while the area of the housing between the casing tube 4 and the wall of the housing 2 forms a return flow area 6. The honeycomb body 3 serves as a catalytic converter, ie it is usually provided with a catalytically active coating, for example a washcoat, which contains, for example, noble metal catalyst particles such as platinum or rhodium. In the present exemplary embodiment, the exhaust gas flows axially through the honeycomb body 3. An exhaust gas flow flowing through the honeycomb body 3 is at least partially converted catalytically in the honeycomb body 3. In contrast to this, an exhaust gas flow flowing through the backflow region 6 is not converted catalytically.
Jeder der Kanäle 10 weist einen ersten durchströmbaren Querschnitt auf, während der Rückströmbereich 6 einen zweiten durchströmbaren Querschnitt aufweist. Frei durchströmbar heißt, dass der zweite durchströmbare Querschnitt des Rückströmbereichs 6 deutlich größer ist als der erste durchströmbare Querschnitt eines Kanals 10.Each of the channels 10 has a first cross-section through which flow can flow, while the backflow region 6 has a second cross-section through which flow can pass. Free-flowing means that the second flow-through cross-section of the return flow region 6 is significantly larger than the first flow-through cross-section of a channel 10.
Im Betrieb der Abgasnachbehandlungsanlage 1 wird ein Abgasstrom 12 über ein Gaszuführleitung 13 in die Abgasnachbehandlungsanlage 1 eingeführt. Die Gaszuführleitung 13 ist im wesentlichen gasdicht mit dem Mantelrohr 4 des Wabenkörpers 3 im Bereich der ersten Stirnseite 14 des Wabenkörpers verbunden, so dass eine im wesentlichen gasdichte Verbindung zwischen Gaszufiihrleitung 13 und dem Hinströmbereich 11 besteht. Somit gelangt der Abgasstrom 12 im wesentlichen vollständig in den Wabenkörper 3. Dieser Wabenkörper 3 wird vom Abgasstrom 12 in Hinströmrichtung 15 durchströmt. Hierbei erfolgt eine zumindest teilweise Umsetzung von zumindest Teilen des Abgasstroms 12. Der Abgasstrom 12 verlässt den Wabenkörper 3 durch eine zweite Stirnseite 16. Im Bereich der zweiten Stirnseite 16 schließt sich in einer Hinsfrömrichtung 15 ein Strömungsumlenkmittel 17 an. Dieses ist im wesentlichen gasdicht mit dem Gehäuse 2 verbunden. Das Strömungsumlenkmittel 17 weist eine Vertiefung 18 und eine torusförmige Erhöhung 19 auf. Die größte Erhöhung liegt in axialer Richtung des Wabenkörpers 3 jeweils dem Zentrum des Rückströmbereichs 6 gegenüber, während die Vertiefung 18 der Mitte des zylindrischen Wabenkörpers 3 in axialer Richtung gegenüberliegt. Auch andere Ausbildungen des Strömungsumlenkmittels 17 sind möglich und erfindungsgemäß. Das Strömungsumlenlαnittel 17 führt zu einer Umlenkung 20 des Abgasstroms 12 von der Hinströmrichtung 15 in eine Rückströmrichtung 21. Im vorliegenden Fall handelt es sich sogar um eine Invertierung des Abgasstroms, dass heißt eine Umlenkung um im wesentlichen 180°. Hierbei wird der Abgasstrom 12 vom Hinströmbereich 11 in den Rückströmbereich 6 umgelenkt. Das Sfrömungsumlenkmittel 17 kann fakultativ eine Wärmeisolierung 22 aufweisen. Weiterhin ist mit dem Gehäuse 2 ein Sammelmittel 23 verbunden. Die Verbindung ist im wesentlichen gasdicht ausgeführt. Das Sammelmittel 23 besteht aus einem kalottenförmigen Bauteil 24 und einer Gasabfuhrleitung 25. Durch das Gasabfuhrleitung 25 verlässt der zumindest teilweise umgesetzte Gassfrom die Abgasnachbehandlungsanlage 1.In the operation of the exhaust gas aftertreatment system 1, an exhaust gas stream 12 is introduced into the exhaust gas aftertreatment system 1 via a gas supply line 13. The gas supply line 13 is connected in a substantially gas-tight manner to the casing tube 4 of the honeycomb body 3 in the region of the first end face 14 of the honeycomb body, so that there is an essentially gas-tight connection between the gas supply line 13 and the inflow region 11. The exhaust gas flow 12 thus essentially passes completely into the honeycomb body 3. The exhaust gas flow 12 flows through this honeycomb body 3 in the direction of the flow 15. In this case, at least partial conversion of the exhaust gas flow 12 takes place. The exhaust gas flow 12 leaves the honeycomb body 3 through a second end face 16. In the region of the second end face 16, a flow deflecting means 17 connects in a downward direction 15. This is in the essentially gas-tightly connected to the housing 2. The flow deflecting means 17 has a depression 18 and a toroidal elevation 19. The greatest increase lies in the axial direction of the honeycomb body 3 in each case opposite the center of the return flow region 6, while the depression 18 lies opposite the center of the cylindrical honeycomb body 3 in the axial direction. Other designs of the flow deflecting means 17 are also possible and according to the invention. The flow deflecting means 17 leads to a deflection 20 of the exhaust gas flow 12 from the forward flow direction 15 into a return flow direction 21. In the present case it is even an inversion of the exhaust gas flow, that is to say a deflection by essentially 180 °. In this case, the exhaust gas flow 12 is deflected from the inflow region 11 into the return flow region 6. The flow deflecting means 17 can optionally have thermal insulation 22. Furthermore, a collecting means 23 is connected to the housing 2. The connection is essentially gas-tight. The collecting means 23 consists of a dome-shaped component 24 and a gas discharge line 25. The at least partially converted gas stream leaves the exhaust gas aftertreatment system 1 through the gas discharge line 25.
Im Betrieb strömt der Abgassfrom 12 durch die Gaszuführleitung 13 in den Wabenkörper 3. In diesem erfolgt eine zumindest teilweise katalytische Umsetzung zumindest eines Teils des Abgasstroms 12. Nachdem der Wabenkörper 3 in Hinströmrichtung 15 durchströmt wurde, erfolgt eine Umlenkung 20 in der Strömungsrichtung im Sfrömungsumlenkmittel 17. Der Abgasstrom 12 durchströmt dann in Rückströmrichtung 21 den Rückströmbereich 6. Im Rückströmbereich 6 erfolgt keine katalytische Umsetzung, im wesentlichen handelt es sich um einen nicht unterteilten Strömungsraum. Der durch den Rückströmbereich 6 strömende Gasstrom ist im Regelfall im Vergleich zum einströmenden Abgasstrom 12 erhitzt, da die katalytische Umsetzung im Wabenkörper 3 im Regelfall exotherm erfolgt. Der durch den Rücksfrömbereich 6 strömende Gasstrom wird somit in vorteilhafter Weise zur Temperierung des Wabenkörpers 3 genutzt. Auch in der Kaltstartphase, in der aufgrund der noch nicht angesprungenen exothermen Reaktion keine Aufheizung des Gasstroms im Wabenkörper 3 erfolgt, kann die Rückführung des Abgasstroms in vorteilhafter Weise zur Aufheizung des Wabenkörpers 3 verwendet werden, da beim Kaltstart einer Verbrennungskraftmaschine schnell erhöhte Temperaturen erreicht werden, die zwar unterhalb der Anspringtemperatur der katalytischen Umsetzung im katalytischen Konverter 3, aber oberhalb der Umgebungstemperatur der Umgebung des Wabenkörpers 3 liegen.. Dies führt zu deutlich verkürzten Ansprungzeiten der katalytischen Reaktion im Wabenkörper 3. Auch die fakultative Wärmeisolierung 22 des Strömungsumlenkmittels 17 verhindert Wärmeverluste und verbessert somit das Anspringverhalten des Wabenkörpers 3. Weiterhin führt das Rückströmen des heißen Abgases dazu, dass sich im Vergleich zu konventionellen Abgasnachbehandlungsanlagen geringere thermische Gradienten über den Wabenkörper 3 aufbauen. Dies bedingt eine verbesserte Lebensdauer des Wabenkörpers.In operation, the exhaust gas flow 12 flows through the gas supply line 13 into the honeycomb body 3. At least a part of the exhaust gas flow 12 is at least partially catalytically converted therein. After the honeycomb body 3 has been flowed through in the upstream direction 15, a deflection 20 takes place in the flow direction in the flow deflection means 17 The exhaust gas stream 12 then flows through the backflow region 6 in the backflow direction 21. No catalytic conversion takes place in the backflow region 6, essentially it is a non-subdivided flow space. The gas stream flowing through the backflow region 6 is generally heated in comparison to the inflowing exhaust gas stream 12, since the catalytic conversion in the honeycomb body 3 is generally exothermic. The through the reverse flow area 6 flowing gas stream is thus advantageously used for tempering the honeycomb body 3. Even in the cold start phase, in which there is no heating of the gas flow in the honeycomb body 3 due to the exothermic reaction which has not yet started, the recirculation of the exhaust gas flow can advantageously be used for heating the honeycomb body 3, since elevated temperatures are quickly reached when a combustion engine is cold started, which are below the light-off temperature of the catalytic conversion in the catalytic converter 3, but above the ambient temperature of the surroundings of the honeycomb body 3. This leads to significantly shorter light-off times of the catalytic reaction in the honeycomb body 3. The optional thermal insulation 22 of the flow deflecting means 17 also prevents heat losses and improves thus the light-off behavior of the honeycomb body 3. Furthermore, the backflow of the hot exhaust gas leads to the fact that, compared to conventional exhaust gas aftertreatment systems, lower thermal gradients build up over the honeycomb body 3. This requires an improved service life of the honeycomb body.
Bei der Verbindung zwischen Gaszuführleitung 13 und Mantelrohr 4 kann in vorteilhafter Weise ein Schiebesitz zur Anwendung kommen. .Dieser ermöglicht auch im Falle unterschiedlicher Wärmeausdehnungen der beiden Bauteile eine gasdichte Verbindung.In the connection between the gas supply line 13 and the casing tube 4, a sliding seat can advantageously be used. This enables a gas-tight connection even in the event of different thermal expansions of the two components.
Durch das Rückströmprinzip, insbesondere dadurch, dass Gaszuführleitung 13 und Gasabfuhrleitung 25 beide im Bereich der ersten Stirnseite 14 des Wabenkörpers 3 ausgebildet sind, ist die Ausnützung auch kleiner Freiräume im Bereich des Motorraums eines Automobils, beispielsweise von Sacklöchern, möglich. So kann ein möglichst motornaher Einbau der Abgasnachbehandlungsanlage 1 erfolgen. Hierdurch liegen schneller höhere Temperaturen im Abgas an, so dass auch hierdurch das Anspringverhalten des Wabenkörpers 3 verbessert wird. Die Gaszuführleitung 13 weist eine erste Längsachse 27 auf. Die Gasabfuhrleitung 25 weist eine zweite Längsachse 28 auf. Um einen möglichst platzsparenden Einbau der Abgasnachbehandlungsanlage 1 zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn der Winkel der Projektionen der ersten Längsachse 27 und der zweiten Längsachse 28 auf eine Ebene, die die erste Stirnseite 14 umfasst, größer als 60 Grad ist.The backflow principle, in particular in that gas supply line 13 and gas discharge line 25 are both formed in the area of the first end face 14 of the honeycomb body 3, makes it possible to utilize even small free spaces in the area of the engine compartment of an automobile, for example blind holes. In this way, the exhaust gas aftertreatment system 1 can be installed as close as possible to the engine. As a result, higher temperatures are present in the exhaust gas more quickly, so that the light-off behavior of the honeycomb body 3 is also improved as a result. The gas supply line 13 has a first longitudinal axis 27. The gas discharge line 25 has a second longitudinal axis 28. In order to enable the exhaust aftertreatment system 1 to be installed as space-saving as possible, it is advantageous if the angle of the projections of the first longitudinal axis 27 and the second longitudinal axis 28 on a plane that includes the first end face 14 is greater than 60 degrees.
Bei einem erfindungsgemäßen Wabenkörper 3 weist der Rückströmbereich 6 einen Druckverlust auf, der kleiner oder gleich dem Druckverlust im Hinströmbereich 11 ist. Bevorzugt ist hierbei, dass der Druckverlust im Rückströmbereich 6 kleiner oder gleich dem Druckverlust ist, den ein Rohr der ersten Länge Ll und eines Durchmessers, der dem Durchmesser 32 der Zuleitung 31 entspricht, aufweist.In the case of a honeycomb body 3 according to the invention, the return flow region 6 has a pressure loss which is less than or equal to the pressure loss in the forward flow region 11. It is preferred here that the pressure loss in the backflow region 6 is less than or equal to the pressure loss that a pipe of the first length L1 and a diameter that corresponds to the diameter 32 of the feed line 31 has.
Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse 2 mit eingesetztem Wabenkörper 3. Der Wabenkörper 3 ist koaxial zum Gehäuse 2 ausgebildet. Das Mantelrohr 4 des Wabenkörpers 3 ist über Haltemittel 5 mit dem Gehäuse 2 verbunden. Die Kanäle 10 des Wabenkörpers 3, die der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet sind, bilden den Hinsfrömbereich 11, während der Gehäusebereich zwischen Gehäusewandung und Mantelrohr 4 den Rückströmbereich 6 bildet. Das Gehäuse 2 weist eine erste Länge Ll und einen Durchmesser D auf. Der Wabenkörper 3 weist eine zweite Länge L2 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste Länge Ll identisch zur zweiten Länge L2. Für die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsanlage ist die sogenannte Pfannkuchenform bevorzugt, d. h. für das Verhältnis Ll/D gilt bevorzugt 0,3 < Ll/D < 1. Besonders bevorzugt ist hierbei, wenn das Verhältnis Ll/D etwa 0,5 beträgt. Jedoch sind auch andere Verhältnisse Ll/D möglich und erfindungsgemäß.FIG. 3 shows a housing 2 according to the invention with a honeycomb body 3 inserted. The honeycomb body 3 is designed coaxially with the housing 2. The casing tube 4 of the honeycomb body 3 is connected to the housing 2 via holding means 5. The channels 10 of the honeycomb body 3, which are not shown for the sake of clarity, form the forward region 11, while the housing region between the housing wall and casing tube 4 forms the return flow region 6. The housing 2 has a first length L1 and a diameter D. The honeycomb body 3 has a second length L2. In the present exemplary embodiment, the first length L1 is identical to the second length L2. The so-called pancake shape is preferred for the exhaust gas aftertreatment system according to the invention; H. the ratio L1 / D is preferably 0.3 <Ll / D <1. It is particularly preferred here if the ratio Ll / D is approximately 0.5. However, other ratios L1 / D are also possible and according to the invention.
Figur 4 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage 1. m diesem Fall sind in dem Gehäuse 2 der Abgasnachbehandlungsanlage 1 vier Wabenkörper 3 befestigt, die über vier Gaszuführleitungen 13 mit Abgas beschickt werden. Weiterhin ist eine Gasabfuhrleitung 25 ausgebildet, so dass dieses Ausfuhrungsbeispiel eine erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage als Sammler eingesetzt werden kann. Es ist gleichfalls möglich und erfindungsgemäß, statt einer Gasabfuhrleitung 25 zwei oder mehr Gasabführleitungen 25 auszubilden, um so beispielsweise mehrsfrängige Abgasanlagen realisieren zu können. Die kalottenförmigen Bauteile 24 sind entsprechend miteinander verbunden. Das Strömungsumlenj-αnittel 17 ist so ausgebildet, dass auch in diesem Ausführungsbeispiel eine wirkungsvolle Umlenkung 20 von den Hinströmbereichen 11 in die jeweiligen Rückströmbereiche 6 erfolgt. Auch in diesem Fall ist das Sfrömungsumlenkmittel 17 mit Vertiefungen 18 und • Erhöhungen 19 ausgebildet, wobei die Vertiefungen 18 jeweils zentriert zu den Wabenkörpern 3 ausgebildet sind.FIG. 4 schematically shows another exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment system 1 according to the invention. In this case, four honeycomb bodies 3 are fastened in the housing 2 of the exhaust gas aftertreatment system 1 and are supplied with exhaust gas via four gas supply lines 13. Furthermore, a gas discharge line 25 is formed, so that this exemplary embodiment is a Exhaust aftertreatment system according to the invention can be used as a collector. It is also possible and according to the invention to form two or more gas discharge lines 25 instead of one gas discharge line 25 in order to be able to implement, for example, multi-purpose exhaust systems. The dome-shaped components 24 are connected to one another accordingly. The flow deflecting element 17 is designed in such a way that in this exemplary embodiment, too, an effective deflection 20 takes place from the inflow regions 11 into the respective backflow regions 6. In this case too, the flow deflecting means 17 is formed with depressions 18 and elevations 19, the depressions 18 being formed in each case centered on the honeycomb bodies 3.
Figur 5 zeigt schematisch einen Schnitt durch das in Figur 4 gezeigte Ausfuhrungsbeispiel entlang der Linie V-V. Dieser Querschnitt zeigt das Gehäuse 2 mit den vier daran befestigten Wabenköipern 3. Die Mantelrohre 4 bilden in diesem Querschnitt die Begrenzung zwischen den Hinströmbereichen 11 und dem Rückströmbereich 6.Figure 5 shows schematically a section through the exemplary embodiment shown in Figure 4 along the line V-V. This cross section shows the housing 2 with the four honeycomb bodies 3 attached to it. In this cross section, the casing tubes 4 form the boundary between the inflow regions 11 and the backflow region 6.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage 1, die einen radial durchstrombaren Wabenkörper 3 aufweist. Dieser ist wie aus dem Stand der Technik bekannt durch Scheiben 29 mit Makrostrukturen (nicht gezeigt) aufgebaut, die bogenförmig von einem zentralen Strömungsbereich 30 zum Rückströmbereich 6 führende Kanäle 10 bilden. Der umzusetzende Abgasstrom 12 strömt in axialer durch die Gaszuführleitung 13 durch die erste Stirnseite 14 in den zentralen Strömungsbereich 30. Dadurch, dass die zweite Stirnseite 16 des Wabenkörpers 3 geschlossen ist, wird der Gasstrom wie durch die Pfeile angedeutet in die radialen Strömungskanäle 10 umgelenkt. Somit ist die Hinströmrichtung 15 des durch die Kanäle 10 gebildeten Hinströmbereichs 11 radial von innen nach außen gerichtet. Als Sfrömungsumle---kmittel 17 dient das Gehäuse 2, das nach Austritt des Gases aus den Kanälen 10 eine Umlenkung 20 des Gasstroms in Rückströmrichtung 21 in den Rückströmbereich 6 bewirkt. Im Gegensatz zu einem axial durchströmbaren Wabenkörper, bei dem eine Umlenkung von beispielsweise im wesentlichen 180° erfolgt, wird bei einem radial durchströmten Wabenkörper 3 das Gasstrom um etwa 90° umgelenkt.FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment system 1 according to the invention, which has a honeycomb body 3 through which radial flow is possible. As is known from the prior art, this is constructed by disks 29 with macrostructures (not shown) which form channels 10 leading from a central flow region 30 to the backflow region 6. The exhaust gas flow 12 to be converted flows axially through the gas supply line 13 through the first end face 14 into the central flow region 30. Because the second end face 16 of the honeycomb body 3 is closed, the gas flow is deflected into the radial flow channels 10 as indicated by the arrows. The flow direction 15 of the flow region 11 formed by the channels 10 is thus directed radially from the inside to the outside. The housing 2 serves as the flow deflecting means 17 which, after the gas has exited the channels 10, deflects the gas flow 20 in the backflow direction 21 effected in the backflow region 6. In contrast to an axially flowable honeycomb body, in which there is a deflection of, for example, essentially 180 °, the gas flow is deflected by approximately 90 ° in the case of a honeycomb body 3 through which there is a radial flow.
Vom Rückströmbereich 6 strömt das Abgas in das kalottenförmige Bauteil 24. Von dort verlässt der umgesetzte Gasstrom 26 die Abgasnachbehandlungsanlage 1 durch die Gasabfuhrleitung 25. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel liegen Gaszuführleitung 13 und Gasabfuhrleitung 25 im Bereich der ersten Stirnseite 14 des Wabenkörpers 3.From the return flow region 6, the exhaust gas flows into the dome-shaped component 24. From there, the converted gas stream 26 leaves the exhaust gas aftertreatment system 1 through the gas discharge line 25. Also in this exemplary embodiment, the gas supply line 13 and gas discharge line 25 are in the region of the first end face 14 of the honeycomb body 3.
Mit einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage 1 kann in vorteilhafter Weise die zumindest teilweise katalytische Umsetzung von Abgasen auch bei sehr begrenztem freien Aufhahmeraum für eine Abgasnachbehandlungsanlage 1 erfolgen. Dies ist aufgrund des Gegenstromprinzips im Gehäuse 2 möglich. Ferner zeichnet sich eine erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsanlage 1 durch ein verbessertes Anspringverhalten und geringere thermische Wechselbelastungen im Vergleich zu herkömmlichen Abgasnachbehandlungsanlagen aus. With an exhaust gas aftertreatment system 1 according to the invention, the at least partially catalytic conversion of exhaust gases can advantageously take place even with a very limited free receiving space for an exhaust gas aftertreatment system 1. This is possible due to the countercurrent principle in the housing 2. Furthermore, an exhaust gas aftertreatment system 1 according to the invention is distinguished by an improved light-off behavior and lower thermal alternating loads in comparison to conventional exhaust gas aftertreatment systems.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Abgasnachbehandlungsanlage Gehäuse Wabenkörper Mantelrohr Haltemittel Rücksfrömbereich Wabenstruktur Im wesentlichen glatte metallische Lage Zumindest teilweise strukturierte metallische Lage Kanal Hinsfrömbereich Abgasstrom Gaszuführleitung Erste StirnseiteExhaust gas aftertreatment system housing honeycomb body casing tube retaining means backflow area honeycomb structure essentially smooth metallic layer at least partially structured metallic layer channel downflow area exhaust gas flow gas supply line first end face
HinsfrömrichtungHinsfrömrichtung
Zweite StirnseiteSecond face
SfrömungsumlenkmittelSfrömungsumlenkmittel
Vertiefungdeepening
Erhöhungincrease
Umlenkungredirection
Rückströmrichtungreturn flow direction
Wärmeisolierungthermal insulation
Sammelmittelmopping-up
Kalottenförmiges BauteilDome-shaped component
GasabfuhrleitungGas discharge line
Umgesetzter GasstromConverted gas flow
Erste LängsachseFirst longitudinal axis
Zweite Längsachse 29 ScheibeSecond longitudinal axis 29 disc
30 zentraler Strömungsbereich30 central flow area
31 Zuleitung31 supply line
32 Durchmesser der Zuleitung32 diameter of the feed line
33 Öffhungswinkel33 opening angle
34 Länge der Zuleitung34 Length of the supply line
35 Konus35 cone
D DurchmesserD diameter
Ll erste Länge des GehäusesLl first length of the case
L2 zweite Länge des Wabenkörpers L2 second length of the honeycomb body

Claims

Patentansprüche claims
1. Abgasnachbehandlungsanlage (1), insbesondere zum motornahen Einsatz bei einer Verbrennungskraftmaschine eines Automobils, mit einem Gehäuse (2), welches einen katalytischen Konverter (3) umgeben von mindestens einem im wesentlichen frei durchströmbaren Rücksfrömbereich (6) aufweist, wobei der katalytische Konverter (3) eine erste Stirnseite (14), eine zweite Stirnseite (16) und für ein Fluid in einer Hinströmrichtung (15) durchstrombare Hohlräume (10) umfasst, wobei weiterhin die erste Stirnseite (14) des mindestens einen katalytischen Konverters (3) mit mindestens einer Gaszuführleitung (13) verbunden ist und mindestens eine Gasabfuhrleitung (25) im wesentlichen gasdicht mit dem mindestens einen Rückströmbereich (6) verbunden ist und wobei mindestens ein Sfrömungsumlenkmittel (17) eine Umlenkung (20) des Fluids aus dem katalytischen Konverter (3) in den im wesentlichen frei durchströmbaren Rückströmbereich (6) des Gehäuses (2) bewirkt.1. Exhaust gas aftertreatment system (1), in particular for use close to the engine in an internal combustion engine of a motor vehicle, with a housing (2) which has a catalytic converter (3) surrounded by at least one essentially freely flowable backflow area (6), the catalytic converter ( 3) comprises a first end face (14), a second end face (16) and cavities (10) through which a fluid can flow in a flow direction (15), the first end face (14) of the at least one catalytic converter (3) having at least one a gas supply line (13) is connected and at least one gas discharge line (25) is connected in an essentially gas-tight manner to the at least one return flow region (6) and at least one flow deflection means (17) deflects (20) the fluid from the catalytic converter (3) in causes the backflow region (6) of the housing (2) to flow through freely.
2. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführleitung (13) und die Gasabfuhrleitung (25) im Bereich der ersten Stirnseite (14) des katalytischen Konverters (3) ausgebildet sind.2. exhaust gas aftertreatment system (1) according to claim 1, characterized in that the gas supply line (13) and the gas discharge line (25) in the region of the first end face (14) of the catalytic converter (3) are formed.
3. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) als Krümmer ausgebildet ist.3. exhaust gas aftertreatment system (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the housing (2) is designed as a manifold.
4. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) als Sammler ausgebildet ist. 4. exhaust gas aftertreatment system (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the housing (2) is designed as a collector.
5. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasabfuhrleitung (25) und/oder die Gaszuführleitung (13) mit einem Turbolader verbunden ist.5. exhaust gas aftertreatment system (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the gas discharge line (25) and / or the gas supply line (13) is connected to a turbocharger.
6. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) und der mindestens eine katalytische Konverter (3) konzentrisch, bevorzugt koaxial, ausgebildet sind.6. exhaust gas aftertreatment system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (2) and the at least one catalytic converter (3) are concentric, preferably coaxial.
7. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Rückströmbereich (6) außerhalb des mindestens einen katalytischen Konverters (3) ausgebildet ist.7. exhaust gas aftertreatment system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one backflow region (6) is formed outside the at least one catalytic converter (3).
8. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (10) des mindestens einen katalytischen Konverters (3) jeweils einen ersten durchströmbaren Querschnitt aufweisen und dass innerhalb des katalytischen Konverters (3) ein innerer Bereich mit einem zweiten durchströmbaren Querschnitt als Rückströmbereich (6) ausgebildet ist, wobei der zweite Querschnitt deutlich größer als der erste Querschnitt ist.8. exhaust gas aftertreatment system (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cavities (10) of the at least one catalytic converter (3) each have a first cross-section through which flow and that within the catalytic converter (3) an inner area with a second cross section through which flow can take place is designed as a backflow region (6), the second cross section being significantly larger than the first cross section.
9. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite durchströmbare Querschnitt des Rücksfrömbereichs (6) im wesentlichen gleich groß ist wie die Summe der ersten durchströmbaren Querschnitte des katalytischen Konverters (3). 9. exhaust gas aftertreatment system (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the second flow-through cross section of the return flow area (6) is substantially the same size as the sum of the first flow-through cross sections of the catalytic converter (3).
10. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine erste Länge (Ll) und der katalytische Konverter (3) eine zweite Länge (L2) aufweist, wobei die erste Länge (Ll) des Gehäuses (2) und die zweite Länge (L2) des katalytischen Konverters (3) im wesentlichen identisch sind.10. exhaust gas aftertreatment system (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the housing (2) has a first length (Ll) and the catalytic converter (3) has a second length (L2), the first length (Ll) of Housing (2) and the second length (L2) of the catalytic converter (3) are essentially identical.
11. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Durchmesser (D) aufweist, wobei der Quotient aus der ersten Länge (Ll) und dem Durchmesser (D) des Gehäuses (2) größer oder gleich 0,3 und kleiner oder gleich 1,5, bevorzugt größer oder gleich 0,3 und kleiner oder gleich 1, besonders bevorzugt in etwa 0,5 ist.11. Exhaust aftertreatment system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (2) has a diameter (D), the quotient of the first length (L1) and the diameter (D) of the housing (2) being larger or 0.3 and less than or equal to 1.5, preferably greater than or equal to 0.3 and less than or equal to 1, particularly preferably approximately 0.5.
12. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücksfrömbereich (6) einen Druckverlust aufweist, der kleiner oder gleich dem Druckverlust des Hinströmbereichs (11) ist, insbesondere kleiner oder gleich dem Druckverlust eines Rohres der ersten Länge (Ll) und einem Durchmesser, der dem Durchmesser (32) der Zuleitung (31) entspricht.12. Exhaust gas aftertreatment system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the return flow region (6) has a pressure loss which is less than or equal to the pressure loss of the forward flow region (11), in particular less than or equal to the pressure loss of a pipe of the first length ( Ll) and a diameter that corresponds to the diameter (32) of the feed line (31).
13. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gaszuführleitung (13) eine erste Längsachse (27) und die mindestens eine Gasabf hrleitung (25) eine zweite Längsachse (28) aufweist und dass die Projektion der ersten (27) und der zweiten Längsachse (28) auf eine Ebene, die die erste Stirnseite (14) des katalytischen Konverters (3) umfasst, einen Winkel einschließt, der größer als 60° (Grad) ist. 13. Exhaust gas aftertreatment system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one gas supply line (13) has a first longitudinal axis (27) and the at least one gas discharge line (25) has a second longitudinal axis (28) and that the projection of first (27) and the second longitudinal axis (28) on a plane which comprises the first end face (14) of the catalytic converter (3), an angle which is greater than 60 ° (degrees).
14. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführleitung (13) und die erste Stirnseite (14) des mindestens einen katalytischen Konverters (3) in Form eines Schiebesitzes miteinander verbunden sind.14. exhaust gas aftertreatment system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the gas supply line (13) and the first end face (14) of the at least one catalytic converter (3) are connected to one another in the form of a sliding seat.
15. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der katalytische Konverter (3) aus Keramik ausgebildet ist.15. Exhaust gas aftertreatment system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the catalytic converter (3) is made of ceramic.
16. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der katalytische Konverter (3) extrudiert ist.16. Exhaust gas aftertreatment system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the catalytic converter (3) is extruded.
17. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der katalytische Konverter (3) aus mindestens einer metallischen Lage (8, 9) ausgebildet ist.17. Exhaust gas aftertreatment system (1) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the catalytic converter (3) is formed from at least one metallic layer (8, 9).
18. Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der katalytische Konverter (3) a) durch Aufwickeln mindestens einer -mmindest teilweise strukturierten metallischen Lage (9)oder mindestens einer im wesentlichen glatten (8) und mindestens einer zumindest teilweise stnikturierten metallischen Lage (9) oder b) durch Stapeln einer Mehrzahl von im wesentlichen glatten (8) und zumindest teilweise strukturierten metallischen Lagen (9) und anschließendes Verwinden mindestens eines Stapels ausgebildet ist. 18. Exhaust gas aftertreatment system (1) according to claim 16, characterized in that the catalytic converter (3) a) by winding up at least one - at least partially structured metallic layer (9) or at least one essentially smooth (8) and at least one at least partially stagnated metallic layer (9) or b) is formed by stacking a plurality of substantially smooth (8) and at least partially structured metallic layers (9) and then twisting at least one stack.
9. Verfahren zur Abgasnachbehandlung, insbesondere der Abgase einer Verbrennungskraftmaschine eines Automobils, in einer Abgasnachbehandlungsanlage (1), insbesondere einer Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, umfassend die folgenden Schritte: a) Durchströmen eines Hinsfrömbereichs (11) in einer Hinströmrichtung (15) und katalytische Umsetzung zumindest von Teilen des Abgases in diesem Hinsfrömbereich (15); b) Umlenkung (20) der Strömungsrichtung des Abgases von der Hinströmrichtung (11) in eine Rückströmrichtung (21); und c) Durchströmen eines im wesentlichen frei durchströmbaren Rückströmbereichs (6) in Rückströmrichtung (21). 9. A method for exhaust gas aftertreatment, in particular the exhaust gases of an internal combustion engine of a motor vehicle, in an exhaust gas aftertreatment system (1), in particular an exhaust gas aftertreatment system (1) according to one of claims 1 to 18, comprising the following steps: a) flowing through a Hinfrömbereich (11) in one Direction of flow (15) and catalytic conversion of at least parts of the exhaust gas in this area (15); b) deflection (20) of the flow direction of the exhaust gas from the forward flow direction (11) into a return flow direction (21); and c) flowing through a substantially freely flowable backflow region (6) in the backflow direction (21).
EP04739722A 2003-06-27 2004-06-09 Exhaust gas aftertreatment installation comprising a reverse flow housing, and corresponding exhaust gas aftertreatment method Withdrawn EP1639241A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10329000A DE10329000A1 (en) 2003-06-27 2003-06-27 Exhaust gas aftertreatment system with a countercurrent housing, as well as a corresponding procedure for exhaust aftertreatment
PCT/EP2004/006204 WO2005001252A1 (en) 2003-06-27 2004-06-09 Exhaust gas aftertreatment installation comprising a reverse flow housing, and corresponding exhaust gas aftertreatment method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1639241A1 true EP1639241A1 (en) 2006-03-29

Family

ID=33546685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP04739722A Withdrawn EP1639241A1 (en) 2003-06-27 2004-06-09 Exhaust gas aftertreatment installation comprising a reverse flow housing, and corresponding exhaust gas aftertreatment method

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20060107656A1 (en)
EP (1) EP1639241A1 (en)
JP (1) JP2007506893A (en)
CN (1) CN1809688A (en)
DE (1) DE10329000A1 (en)
TW (1) TW200508480A (en)
WO (1) WO2005001252A1 (en)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101427286B (en) 2004-04-01 2011-06-15 库珀惠洛克公司 Method and apparatus for providing a notification appliance with a light emitting diode
DE102006023854B4 (en) 2006-05-19 2008-03-27 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Exhaust after-treatment device for an internal combustion engine
EP1892397A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-27 Ford Global Technologies, LLC Internal combustion engine having at least two cylinders and an exhaust gas treatment system
FR2909124B3 (en) * 2006-11-27 2008-11-14 Renault Sas GAS DEPOLLUTION DEVICE WITH INTEGRATED GAS OUTPUT CHANNEL
DE102007005754A1 (en) * 2007-02-06 2008-08-07 Volkswagen Ag Tubular jacket plate, exhaust gas purification module with a tubular jacket plate and method for producing a holder tubular tubular jacket
JP2011025227A (en) * 2009-07-28 2011-02-10 Neord Co Ltd Reducing apparatus of harmful exhaust gas and reducing system of harmful exhaust gas including the same
DE102009056183A1 (en) * 2009-11-27 2011-06-01 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Exhaust gas purification component with deflection surface and method for its production
DE102010034705A1 (en) 2010-08-18 2012-02-23 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Compact exhaust treatment unit with addition of reactant
WO2012024551A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Mack Trucks, Inc. Heating apparatus for internal combustion engine exhaust aftertreatment
EP2453113B1 (en) * 2010-11-10 2015-03-11 Volvo Car Corporation Exhaust-gas aftertreatment device
US8776509B2 (en) * 2011-03-09 2014-07-15 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Tri-flow exhaust treatment device with reductant mixing tube
DE102011015512A1 (en) 2011-03-30 2012-10-04 Dif Die Ideenfabrik Gmbh Compact exhaust treatment unit with mixing zone and method for mixing an exhaust gas
US8968666B2 (en) * 2012-09-13 2015-03-03 GM Global Technology Operations LLC Electrically heated catalyst with waste heat recovery
SE537805C2 (en) * 2012-10-03 2015-10-20 Scania Cv Ab Motor vehicles comprising an exhaust after-treatment device
US9145807B2 (en) 2013-03-19 2015-09-29 Deere & Company SCR system comprising a reductant distributor
DE102013210799C5 (en) * 2013-06-10 2020-07-09 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Exhaust system of an internal combustion engine
GB2518360B (en) * 2013-09-17 2018-01-24 Jaguar Land Rover Ltd Exhaust treatment apparatus and method
DE102015200024B4 (en) 2014-01-24 2023-03-23 Ford Global Technologies, Llc Low-pressure exhaust gas recirculation with nitrogen oxide storage catalytic converter
JP6539551B2 (en) * 2015-09-04 2019-07-03 日本碍子株式会社 EXHAUST GAS TREATMENT APPARATUS, METHOD OF TEMPERATURE TEMPERATURE FOR CATALYST, METHOD FOR REGENERATING HONEYCOMB STRUCTURE AND METHOD FOR REMOVING ASH
JP6562783B2 (en) * 2015-09-04 2019-08-21 日本碍子株式会社 Exhaust gas treatment apparatus and honeycomb structure manufacturing method
CN109069997B (en) * 2015-09-30 2021-04-23 罗伯特·博世有限公司 Rotational flow mixed type tail gas post-treatment box and system
DE102016205327A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Man Diesel & Turbo Se Exhaust after treatment system and internal combustion engine
DE102016205299A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Man Diesel & Turbo Se Internal combustion engine with exhaust aftertreatment system
KR101837555B1 (en) * 2016-07-20 2018-03-12 융진기업 주식회사 SCR Mixer And SCR Apparatus Including The Same
DE102016118972A1 (en) * 2016-10-06 2018-04-12 Man Diesel & Turbo Se Exhaust after treatment system and internal combustion engine
CN106593591A (en) * 2016-12-23 2017-04-26 中国第汽车股份有限公司 Coaxially arranged integrated postprocessor device
DE102017207151A1 (en) * 2017-04-27 2018-10-31 Continental Automotive Gmbh Metallic honeycomb body with adhesion-enhancing microstructures
WO2019104364A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 Avl List Gmbh Exhaust gas aftertreatment system
DE102018203066A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-05 Continental Automotive Gmbh Device for exhaust aftertreatment
US11143084B2 (en) 2018-04-05 2021-10-12 Volvo Truck Corporation Exhaust aftertreatment system for a combustion engine
US10883411B2 (en) 2018-06-06 2021-01-05 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for an exhaust-gas aftertreatment device
CN108979806B (en) * 2018-09-27 2024-01-16 潍柴动力股份有限公司 SCR catalytic converter and box thereof
DE102019207065B4 (en) * 2019-05-15 2021-05-20 Vitesco Technologies GmbH Ring catalyst
JP2021156250A (en) * 2020-03-30 2021-10-07 日立造船株式会社 Exhaust gas desulfurization device
CN114542254B (en) * 2022-03-10 2023-04-25 佛山市力派机车材料有限公司 Automobile exhaust emission treatment device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001004466A1 (en) 1999-07-08 2001-01-18 Johnson Matthey Public Limited Company Device and method for removing sooty particulate from exhaust gases from combustion processes

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2123532A1 (en) * 1971-05-12 1972-11-16 Kasachskij nautschno-issledowatelskij i projektnij institut awtomobilnogo transporta, Alma-Ata (Sowjetunion) Neutralizer for exhaust gases
JPS549137Y2 (en) * 1975-02-10 1979-04-27
DE2902779C2 (en) * 1979-01-25 1985-09-26 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG, 7000 Stuttgart Matrix for a catalytic reactor for exhaust gas cleaning in internal combustion engines
EP0245737B1 (en) 1986-05-12 1989-08-23 INTERATOM Gesellschaft mit beschränkter Haftung Honeycomb body, particularly a catalyst carrier, provided with opposedly folded metal sheet layers, and its manufacturing process
DE3811224A1 (en) * 1988-04-02 1989-10-12 Leistritz Ag EXHAUST CATALYST WITH METAL MONOLITH
BR8907458A (en) * 1988-09-22 1991-04-02 Emitec Emissionstechnologie ALVEOLAR BODY, ESPECIALLY CATALYST SUPPORT BODY, CONSTITUTED OF A MULTIPLICITY OF INTERLACED PLATE STACKS
DE8816154U1 (en) 1988-12-29 1989-02-09 Sueddeutsche Kuehlerfabrik Julius Fr. Behr Gmbh & Co Kg, 7000 Stuttgart, De
DE8900467U1 (en) * 1989-01-17 1990-05-17 Emitec Emissionstechnologie
US5403559A (en) * 1989-07-18 1995-04-04 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Device for cleaning exhaust gases of motor vehicles
DE8908738U1 (en) 1989-07-18 1989-09-07 Emitec Emissionstechnologie
DE8909128U1 (en) 1989-07-27 1990-11-29 Emitec Emissionstechnologie
AU3652595A (en) 1994-09-26 1996-04-19 Emitec Gesellschaft Fur Emissionstechnologie Mbh Disk-shaped honeycomb elements, in particular catalyst supports
US5902558A (en) * 1994-09-26 1999-05-11 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Diskwise-constructed honeycomb body, in particular catalyst carrier body and apparatus for catalytic conversion of exhaust gases
DE29611143U1 (en) * 1996-06-25 1996-09-12 Emitec Emissionstechnologie Conical honeycomb body with longitudinal structures
DE19724263A1 (en) 1997-06-09 1998-12-10 Emitec Emissionstechnologie Radial catalyst, especially for small engines
DE19932778B4 (en) * 1999-07-14 2009-04-02 Volkswagen Ag Device for the catalytic purification of exhaust gases from an internal combustion engine, in particular motor vehicles
DE19955013B4 (en) * 1999-11-16 2008-04-03 Volkswagen Ag Exhaust system of an internal combustion engine
DE10202005B4 (en) * 2001-01-23 2009-12-17 SenerTec Kraft-Wärme-Energiesysteme GmbH filtering device
WO2004063540A1 (en) * 2003-01-14 2004-07-29 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Space-saving unit for post-treating exhaust gases provided with round-tripping imbricated flow areas having a gas input and output on the same side

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001004466A1 (en) 1999-07-08 2001-01-18 Johnson Matthey Public Limited Company Device and method for removing sooty particulate from exhaust gases from combustion processes

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007506893A (en) 2007-03-22
US20060107656A1 (en) 2006-05-25
WO2005001252A1 (en) 2005-01-06
DE10329000A1 (en) 2005-01-27
TW200508480A (en) 2005-03-01
CN1809688A (en) 2006-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005001252A1 (en) Exhaust gas aftertreatment installation comprising a reverse flow housing, and corresponding exhaust gas aftertreatment method
EP1743697B1 (en) Metal foil with microstructure
EP1830042B1 (en) Static mixer and exhaust after treatment system
EP1440226B1 (en) Open particulate filter comprising a heating element
EP2027372B1 (en) Off-line filter with improved filter efficiency
EP1567247B1 (en) Particle trap with coated fibre layer
EP1728984B1 (en) Exhaust system
EP2440759B1 (en) Exhaust gas treatment device for use near an engine
EP2606208B1 (en) Compact exhaust gas treatment unit having reaction agent addition
EP1747356B1 (en) Catalyst carrier body for a catalytic converter to be used close to the motor
EP0845074B1 (en) Catalyser for reducing hydrocarbons in the exhaust gases of a motor vehicle
EP1379322B2 (en) Exhaust gas system
WO2004063540A1 (en) Space-saving unit for post-treating exhaust gases provided with round-tripping imbricated flow areas having a gas input and output on the same side
EP1479883A1 (en) Method and device for exhaust gas purification
WO2012131042A1 (en) Compact exhaust-gas treatment unit with mixing region, and method for mixing an exhaust gas
EP1527262B1 (en) Exhaust gas filter and method for cleaning an exhaust gas
EP2018221A1 (en) Carrier body for exhaust gas aftertreatment with dispersed catalyst arrangement
EP2250352B1 (en) Honeycomb element with flexibility zones
EP3674523A1 (en) Waste gas processing system for a combustion engine
WO2005121513A1 (en) Filter device for an exhaust gas system of an internal combustion engine, and method for producing such a filter device
WO2007076978A2 (en) Particulate filter assembly
EP1431528A2 (en) Exhaust purification device
DE10357950A1 (en) Combustion engine exhaust gas system, e.g. for a turbo diesel motor vehicle, has pulsation damping element in the exhaust gas line and or the exhaust gas recirculation line
DE10235767C1 (en) Honeycomb structure, for IC motor exhaust system, has corrugated sheets with zones of different sheet thickness, with overlapping transit to give constant corrugation peaks and valleys without weakness
DE10254763A1 (en) Automotive start-up catalytic exhaust metal manifold pipe has elbow section containing metal honeycomb or metal gauze with catalytic washcoat

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20051216

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE ES FR GB IT

TPAC Observations filed by third parties

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNTIPA

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE ES FR GB IT

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20061129