EP3215724A1 - Abgasnachbehandlungsvorrichtung und verfahren zur abgasnachbehandlung - Google Patents

Abgasnachbehandlungsvorrichtung und verfahren zur abgasnachbehandlung

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EP3215724A1
EP3215724A1 EP15781969.9A EP15781969A EP3215724A1 EP 3215724 A1 EP3215724 A1 EP 3215724A1 EP 15781969 A EP15781969 A EP 15781969A EP 3215724 A1 EP3215724 A1 EP 3215724A1
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EP
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chamber
exhaust gas
exhaust
sound
aftertreatment device
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    • F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications

Definitions

  • the invention relates to an exhaust aftertreatment device and a method for exhaust aftertreatment.
  • an internal combustion engine can be arranged downstream of exhaust gas aftertreatment assemblies as well as exhaust gas purifying devices such as exhaust gas catalytic converters or exhaust gas scrubbers as well as mufflers.
  • the exhaust gas catalysts are used in particular for the denitrification and / or desulfurization of the exhaust gas and thus the reduction of nitrogen oxide emissions and sulfur oxide emissions.
  • the silencers are used for noise reduction and thus the reduction of noise emissions.
  • mufflers are typically positioned downstream of an exhaust gas purification device and designed as so-called resonance or lambda / 4 silencers, which are based on the fact that chambers of the mufflers have a depth or length adapted to the frequency of exhaust noise to be damped.
  • such mufflers have a narrow-band damping effect, so that in particular in engines that are operated at variable speed and therefore have different exhaust frequencies, sufficient exhaust noise attenuation can not be realized.
  • DE 196 1 1 133 A1 and DE 196 19 173 C1 each disclose mufflers exposed to the exhaust flow, moving parts.
  • the present invention has the object to provide a novel exhaust aftertreatment device and method for exhaust aftertreatment.
  • the exhaust aftertreatment device comprises a housing; an exhaust gas chamber which is defined by the housing and continuously flows through exhaust gas, into which exhaust gas flows via an inlet and from which exhaust gas flows out via an outlet; and a sound-damping chamber defined by the housing and preferably coupled to the exhaust gas chamber via at least one connecting means, in which a fluid or a free-flowing solid having a fill level is received which depends on the frequency of the exhaust gas sound to be damped.
  • the level of the fluid or the free-flowing solid in the muffling chamber coupled with the exhaust gas flowing through the exhaust gas can be continuously adjusted, so that the exhaust muffling effect of the exhaust gas aftertreatment device can be continuously adjusted.
  • the sound damping effect can be flexibly adapted to a wide variety of exhaust sound frequencies to be damped. This is a particularly effective sound damping possible even in internal combustion engines, which are operated with different engine speeds, while avoiding the disadvantages of known from the prior art mufflers with moving parts in the exhaust stream.
  • the level of the fluid which is preferably a liquid, or the free-flowing solid, in which it preferably handles granules, adjustable in the sound-damping chamber via an inlet of the sound-damping chamber and a flow of the sound-damping chamber, wherein, preferably, a control device automatically determines, depending on the frequency of the exhaust gas to be damped, the level of fill level adapted to the frequency to be damped, and sets it automatically via the inlet and / or outlet.
  • the control device depending on the frequency of the exhaust gas to be damped, the level required in the sound-damping chamber for optimal sound damping can be automatically determined and set automatically. This allows effective sound attenuation.
  • the sound-damping chamber is formed in a U-shaped cross-section and has two in a lower portion thereof coupled sub-chambers, wherein a first sub-chamber communicates with the inlet and the outlet of the sound-damping chamber, and wherein a second sub-chamber, with the first Partial chamber is coupled, either open at the top or closed above or closed is formed.
  • a first sub-chamber communicates with the inlet and the outlet of the sound-damping chamber
  • a second sub-chamber, with the first Partial chamber is coupled, either open at the top or closed above or closed is formed.
  • At least one exhaust gas purification device in particular an exhaust gas catalytic converter and / or an exhaust gas scrubber, is arranged in the exhaust gas chamber through which exhaust gas flows.
  • the exhaust gas aftertreatment device according to the invention serves not only for soundproofing but also for exhaust gas purification.
  • the space requirement of such exhaust aftertreatment devices can be reduced.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first exhaust aftertreatment device according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of a second exhaust aftertreatment device according to the invention.
  • FIG. 3 shows a detail of a third exhaust gas aftertreatment device according to the invention.
  • FIG. 4 shows a detail of a fourth exhaust gas aftertreatment device according to the invention.
  • the invention relates to an exhaust aftertreatment device for an internal combustion engine, in particular for a heavy fuel oil powered marine diesel engine.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a first exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment device 10 according to the invention for an internal combustion engine, in particular for a marine diesel engine operated with heavy oil.
  • the exhaust aftertreatment device 10 comprises a housing 1 1.
  • the housing 11 defines, on the one hand, an exhaust gas chamber 12, through which exhaust gas flows continuously via an inlet 13 and out of which exhaust gas flows through an outlet, and on the other hand, a sound-damping chamber 15.
  • the silencing chamber 15 is coupled to the exhaust chamber 12.
  • a fluid, in particular a liquid, or a free-flowing solid, in particular a granulate, is received in the sound-damping chamber 15 at a level which depends on the frequency of the exhaust gas sound to be damped. If, for example, as a result of a changing load of the internal combustion engine, the frequency of the exhaust gas sound to be damped changes, the damping effect of the exhaust gas aftertreatment device 10 can be adapted to the changing frequency of the exhaust gas sound by simply changing the fill level of the fluid or the free-flowing solid in the sound damping chamber 15. As a result, the damping range or the damping effect of the exhaust aftertreatment device 10 is infinitely adjustable.
  • the fluid which is received in the sound-damping chamber 15 at a defined fill level is preferably water.
  • the free-flowing chamber 15 can also be free-flowing Solid, in particular granules, be included with a dependent on the frequency to be damped exhaust noise level.
  • the liquid or the free-flowing solid of the sound-damping chamber 15 can be supplied via an inlet 16 and can be discharged from the sound-damping chamber 15 via a drain 17. Via the inlet 1 6 and the outlet 17 associated valves 28, 29, the level of the liquid or the free-flowing solid can be adjusted within the sound-damping chamber 15.
  • the sound-damping chamber 15 is coupled to the exhaust gas chamber 12, preferably via at least one connecting means.
  • the exhaust chamber 12 and the sound damping chamber 15 are separated by a common housing wall 18 or a housing wall portion of the housing 1 1, wherein the same are coupled via at least one connecting means formed as a recess 31 in the housing wall 18.
  • the recess 31 is inserted into the housing wall 18 in such a way that it is positioned above the level of the liquid or granulate in the sound-damping chamber 15.
  • a control device 26 which determines automatically depending on the frequency of the exhaust gas to be damped the optimum level for the sound level for the liquid or the free-flowing solid within the sound-damping chamber 15 and automatically adjusts by controlling the valves 28, 29.
  • the frequency of the exhaust gas sound to be damped can be calculated by the control device 26, for example, via a model; on the other hand, it is possible to measure the frequency of the exhaust gas sound to be damped with the aid of a measuring device 30 and to provide the control device 26 with a corresponding measured value ,
  • the measuring device 30 may be, for example, a microcomputer. or also act on one of the exhaust chamber 12 of the exhaust aftertreatment device 10 associated strain gauges.
  • an exhaust gas purification device 27 is disposed within the exhaust chamber 12 of the housing 1 1, which is continuously traversed by exhaust gas, which may be, for example, an exhaust gas catalyst or an exhaust gas scrubber.
  • exhaust gas which may be, for example, an exhaust gas catalyst or an exhaust gas scrubber.
  • One or more exhaust purification devices 27 may be disposed in the exhaust chamber 12.
  • the sound-damping chamber 15 of the housing 1 1 of the exhaust aftertreatment device 10 is particularly filled with water to provide the sound-damping effect.
  • exhaust gas temperatures are in fact well below the boiling point of the water absorbed in the sound-damping chamber 15, so that the evaporation or evaporation of the water in the sound-damping chamber 15 occurring at higher exhaust gas temperatures is of subordinate importance.
  • a free-flowing solid, in particular granules is preferably used in the sound-damping chamber 15 in order to provide the desired sound-damping effect in the desired frequency range above the level in the sound-damping chamber 15.
  • the chambers namely the exhaust chamber 12 and / or the sound damping chamber 15, or the same limiting housing walls of the housing inside and / or outside be provided with an absorbent or clad.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an exhaust aftertreatment device 10 according to the invention according to a second exemplary embodiment of the invention, wherein to avoid unnecessary repetitions for the same assemblies same reference numerals are used. In the following, only differences between the exemplary embodiments of FIGS. 1 and 2 will be discussed.
  • the sound-damping chamber 15 comprises two sub-chambers 19, 20, which are coupled in lower regions 21, 22 to form a cross-sectionally U-shaped sound-damping chamber 15.
  • the first sub-chamber 20 of the sound-damping chamber 15 communicates with the inlet 1 6 and the outlet 17 and is coupled to the exhaust chamber 12 via at least one recess 31 in the housing wall 18, which separates the first sub-chamber 20 from the exhaust chamber 12.
  • the second sub-chamber 19, which is coupled to the first sub-chamber 20 in the lower portion 21, is open in Fig. 2 at the upper end 23. Then, when in Fig.
  • a liquid for example water
  • Exhaust gas which flows through the exhaust chamber 12 of the housing 1 1, the liquid in the sound attenuation chamber 15 to oscillate, wherein the liquid column located in the second sub-chamber 19 can oscillate freely against the atmosphere, since the second sub-chamber 19 of the flow chamber 15 in the embodiment of FIG 2 is open at the top.
  • silencer chambers 15 may be coupled and the free path may be different above the fluid or granules in the individual chambers 15. So several frequencies can be damped.
  • the flow direction of the exhaust gas through the exhaust chamber 12 is directed from bottom to top, in Fig. 2, the same is directed from top to bottom.
  • this recess 31 is positioned upstream of the exhaust gas purification device 27, viewed in the flow direction of the exhaust gas.
  • Fig. 3 and 4 show modifications of the embodiment of Fig. 2, in which the second sub-chamber 19 is formed closed at the upper end 23, wherein in Fig. 3, the liquid column in the second sub-chamber 19 against an enclosed in the second sub-chamber 19 gas bubble and operates in Fig. 3 against an acted upon by a spring element 25 float 24.
  • a spring element 25 float 24 As a result, even more kinetic energy can be extracted from the oscillating exhaust gas column. As a result, the damping can be further increased.

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Abstract

Abgasnachbehandlungsvorrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine mit Schweröl betriebene Schiffsdieselbrennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (11); mit einer von dem Gehäuse (11) definierten, von Abgas kontinuierlich durchströmten Abgaskammer (12), in die Abgas über einen Einlass (13) einströmt und aus der Abgas über einen Auslass (14) abströmt; mit einer von dem Gehäuse (11) definierten, mit der Abgaskammer (12) gekoppelten Schalldämpfungskammer (15), in der ein Fluid oder ein rieselfähiger Feststoff mit einem Füllstandpegel aufgenommen ist, der von der zu dämpfenden Frequenz des Abgasschalls abhängt.

Description

Abgasnachbehandlungsvorrichtung und Verfahren zur Abgasnachbehandlung
Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung und ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung.
Aus der Praxis ist es bekannt, dass einer Brennkraftmaschine als Abgasnachbehandlungsbaugruppen sowohl Abgasreinigungseinrichtungen wie Abgaskatalysa- toren oder Abgaswäscher als auch Schalldämpfer nachgeordnet sein können. Die Abgaskatalysatoren dienen insbesondere der Entstickung und/oder Entschwefelung des Abgases und damit der Reduktion von Stickoxidemissionen sowie Schwefeloxidemissionen. Die Schalldämpfer dienen der Geräuschreduzierung und damit der Verminderung von Schallemissionen.
Aus der Praxis bekannte Schalldämpfer sind typischerweise stromabwärts einer Abgasreinigungseinrichtung positioniert und als sogenannte Resonanz- oder Lambda/4-Schalldämpfer ausgeführt, die darauf beruhen, dass Kammern der Schalldämpfer eine an die zu dämpfende Frequenz des Abgasgeräusches ange- passte Tiefe bzw. Länge aufweisen. Derartige Schalldämpfer verfügen jedoch über eine schmalbandige Dämpfungswirkung, sodass insbesondere bei Motoren, die mit variabler Drehzahl betrieben werden und daher unterschiedliche Abgasfrequenzen aufweisen, keine ausreichende Abgasschalldämpfung realisiert werden kann.
Um Schalldämpfer mit breitbandiger Dämpfungswirkung für die Abgasschalldämpfung bereitzustellen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Schalldämpfer mit mehreren Kammern auszustatten, die über Ventile freigegeben werden, wodurch die Tiefe der Kammern an die Frequenz des zu dämpfenden Abgasschalls ange- passt werden kann. Derartige Schalldämpfer verfügen jedoch über den Nachteil, dass sich im Abgasstrom bewegliche Teile befinden, die insbesondere dann, wenn die Brennkraftmaschine, deren Abgasschall zu dämpfen ist, mit hochschwefelhaltigen Kraft- Stoffen betrieben wird, zu starker Korrosion neigen. Ferner können auch bei derartigen Schalldämpfern nur mehrere schmalbandige Frequenzbereiche einer effektiven Schalldämpfung unterzogen werden, eine stufenlose Anpassung der Dämpfungswirkung des Schalldämpfers an unterschiedlichste Frequenzbereiche des zu dämpfenden Abgasschalls ist nicht möglich.
Die DE 196 1 1 133 A1 und die DE 196 19 173 C1 offenbaren jeweils Schalldämpfer mit dem Abgasstrom ausgesetzten, beweglichen Teilen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Abgasnachbehandlungsvorrichtung und Verfahren zur Abgasnachbehandlung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung umfasst ein Gehäuse; eine von dem Gehäuse definierte, von Abgas kontinuierlich durchströmten Abgas- kammer, in die Abgas über einen Einlass einströmt und aus der Abgas über einen Auslass abströmt; und eine von dem Gehäuse definierte, mit der Abgaskammer vorzugsweise über mindestens ein Verbindungsmittel gekoppelte Schalldämpfungskammer, in der ein Fluid oder ein rieselfähiger Feststoff mit einem Füllstandpegel aufgenommen ist, der von der zu dämpfenden Frequenz des Abgasschalls abhängt. Bei der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann der Füllstandpegel des Fluids oder des rieselfähigen Feststoffs in der Schalldämpfungskammer, die mit der von Abgas durchströmten Abgaskammer gekoppelt ist, stufenlos eingestellt werden, sodass letztendlich die Schalldämpfungswirkung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung stufenlos eingestellt werden kann. Hierdurch kann die Schalldämpfungswirkung flexibel an unterschiedlichste zu dämpfende Abgasschallfrequenzen angepasst werden. Hiermit ist eine besonders effektive Schalldämpfung selbst bei Brennkraftmaschinen möglich, die mit unterschiedlichsten Motordrehzahlen betrieben werden, und zwar unter Vermeidung der Nachteile von aus dem Stand der Technik bekannten Schalldämpfern mit im Abgasstrom beweglichen Bauteilen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Füllstandpegel des Fluid, bei welchem es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit handelt, oder des rieselfähigen Feststoffs, bei welchem es sich vorzugsweise um ein Granulat handlet, in der Schalldämpfungskammer über einen Zulauf der Schalldämpfungskammer und einen Ablauf der Schalldämpfungskammer einstellbar, wobei vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung abhängig von der zu dämpfenden Frequenz des Abgases den an die zu dämpfenden Frequenz angepassten Füllstandpegel für die Schall- dämpfungskammer automatisch ermittelt und über den Zulauf und/oder Ablauf automatisch einstellt. Durch die Steuerungseinrichtung kann automatisch, abhängig von der zu dämpfenden Frequenz des Abgases, der in der Schalldämpfungskammer zur optimalen Schalldämpfung erforderliche Füllstandpegel automatisch ermittelt und eingestellt werden. Dies erlaubt eine effektive Schalldämpfung.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Schalldämpfungskammer im Querschnitt U-förmig ausgebildet und weist zwei in einem unteren Abschnitt derselben gekoppelte Teilkammern auf, wobei eine erste Teilkammer mit dem Zulauf und dem Ablauf der Schalldämpfungskammer kommuniziert, und wobei eine zweite Teilkammer, die mit der ersten Teilkammer gekoppelt ist, entweder oben offen oder oben geschlossen oder schließbar ausgebildet ist. Hiermit kann die Schalldämpfungswirkung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung weiter verbessert werden.
Vorzugsweise ist in der von Abgas durchströmten Abgaskammer mindestens eine Abgasreinigungseinrichtung, insbesondere ein Abgaskatalysator und/oder ein Ab- gaswäscher, angeordnet ist. Dann, wenn in der von Abgas durchströmten Abgaskammer eine Abgasreinigungseinrichtung positioniert bzw. integriert ist, dient die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung nicht nur der Schalldämpfung, sondern auch der Abgasreinigung. Hiermit kann der Bauraumbedarf solcher Abgasnachbehandlungsvorrichtungen reduziert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abgasnachbehandlung ist in Anspruch 13 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvorrichtung;
Fig. 2 eine schematisierte Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvorrichtung;
Fig. 3 ein Detail einer dritten erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvor- richtung; und
Fig. 4 ein Detail einer vierten erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine mit Schweröl betriebene Schiffsdieselbrennkraftmaschine.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine mit Schweröl betriebene Schiffsdieselbrennkraftmaschine.
Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 1 1 . Das Gehäuse 1 1 definiert einerseits eine von Abgas kontinuierlich durchströmte Abgaskam- mer 12, in die Abgas über einen Einlass 13 einströmt und aus der Abgas über einen Auslass abströmt, sowie andererseits eine Schalldämpfungskammer 15.
Die Schalldämpfungskammer 15 ist mit der Abgaskammer 12 gekoppelt.
In der Schalldämpfungskammer 15 ist ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, oder ein rieselfähiger Feststoff, insbesondere ein Granulat, mit einem Füllstandpegel aufgenommen, der von der zu dämpfenden Frequenz des Abgasschalls ab- hängt. Ändert sich zum Beispiel infolge einer ändernden Last der Brennkraftmaschine die zu dämpfende Frequenz des Abgasschalls, so kann durch einfache Veränderung des Füllstandpegels des Fluids oder des rieselfähigen Feststoffs in der Schalldämpfungskammer 15 die Dämpfungswirkung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 an die sich ändernde Frequenz des Abgasschalls angepasst werden. Hierdurch ist der Dämpfungsbereich bzw. die Dämpfungswirkung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 stufenlos einstellbar.
Bei dem Fluid, welches in der Schalldämpfungskammer 15 mit einem definierten Füllstandpegel aufgenommen ist, handelt es sich vorzugsweise um Wasser. Alter- nativ zu dem Fluid kann in der Schalldämpfungskammer 15 auch der rieselfähige Feststoff, insbesondere Granulat, mit einem von der zu dämpfenden Frequenz des Abgasschalls abhängigen Füllstandpegel aufgenommen sein.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Flüssigkeit bzw. der rieselfähi- ge Feststoff der Schalldämpfungskammer 15 über einen Zulauf 16 zuführbar und von der Schalldämpfungskammer 15 über einen Ablauf 17 abführbar. Über dem Zulauf 1 6 und dem Ablauf 17 zugeordnete Ventile 28, 29 kann der Füllstandpegel der Flüssigkeit bzw. des rieselfähigen Feststoffs innerhalb der Schalldämpfungskammer 15 eingestellt werden.
Wie bereits ausgeführt, ist die Schalldämpfungskammer 15 mit der Abgaskammer 12 gekoppelt, vorzugsweise über mindestens ein Verbindungsmittel. Gemäß Fig. 1 sind die Abgaskammer 12 und die Schalldämpfungskammer 15 durch eine gemeinsame Gehäusewand 18 oder einen Gehäusewandabschnitt des Gehäuses 1 1 getrennt, wobei dieselben über mindestens ein als Ausnehmung 31 in der Gehäusewand 18 ausgebildetes Verbindungsmittel gekoppelt sind. Die Ausnehmung 31 ist dabei gemäß Fig. 1 derart in die Gehäusewand 18 eingebracht, dass dieselbe oberhalb des Füllstandpegels der Flüssigkeit oder des Granulats in der Schalldämpfungskammer 15 positioniert ist.
In Fig. 1 ist eine Steuerungseinrichtung 26 gezeigt, die abhängig von der Frequenz des zu dämpfenden Abgasschalls den für die Schalldämpfung optimalen Füllstandpegel für die Flüssigkeit bzw. den rieselfähigen Feststoff innerhalb der Schalldämpfungskammer 15 automatisch ermittelt und durch Ansteuerung der Ventile 28, 29 automatisch einstellt. Die zu dämpfende Frequenz des Abgasschalls kann dabei von der Steuerungseinrichtung 26 zum Beispiel rechnerisch über ein Modell ermittelt werden, andererseits ist es möglich, mit Hilfe einer Messeinrichtung 30 die Frequenz des zu dämpfenden Abgasschalls messtechnisch zu erfassen und der Steuerungseinrichtung 26 einen entsprechenden Messwert be- reitzustellen. Bei der Messeinrichtung 30 kann es sich zum Beispiel um ein Mikro- fon oder auch um einen der Abgaskammer 12 der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 zugeordneten Dehnungsmessstreifen handeln.
Im in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist innerhalb der Abgaskammer 12 des Gehäuses 1 1 , die kontinuierlich von Abgas durchströmt ist, eine Abgasreinigungseinrichtung 27 angeordnet, bei welcher es sich zum Beispiel um einen Abgaskatalysator oder auch um einen Abgaswäscher handeln kann. Es können eine oder mehrere Abgasreinigungseinrichtungen 27 in der Abgaskammer 12 angeordnet sein.
Dann, wenn in der Abgaskammer 12 des Gehäuses 1 1 der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 ein Abgaswäscher integriert ist, ist die Schalldämpfungskammer 15 des Gehäuses 1 1 der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 insbesondere mit Wasser gefüllt, um die Schalldämpfungswirkung bereitzustellen. In diesem Fall liegen nämlich Abgastemperaturen deutlich unterhalb des Siedepunkts des in der Schalldämpfungskammer 15 aufgenommenen Wassers, sodass die sich bei höheren Abgastemperaturen einstellende Verdunstung bzw. Verdampfung des Wassers in der Schalldämpfungskammer 15 von untergeordneter Bedeutung ist. Bei hohen Abgastemperaturen kommt in der Schalldämpfungskammer 15 vorzugs- weise ein rieselfähiger Feststoff, insbesondere Granulat, zum Einsatz, um über den Füllstandpegel in der Schalldämpfungskammer 15 die gewünschte Schalldämpfungswirkung im gewünschten Frequenzbereich bereitzustellen.
Zur Erhöhung der Schalldämpfungswirkung können die Kammern, nämlich die Abgaskammer 12 und/oder die Schalldämpfungskammer 15, bzw. dieselben begrenzende Gehäusewände des Gehäuses innen und/oder außen mit einem Absorptionsmittel versehen bzw. verkleidet sein.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Abgasnach- behandlungsvorrichtung 10 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden. Nachfolgend wird nur auf Unterschiede zwischen den Ausführungsbespielen der Fig. 1 und 2 eingegangen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 umfasst die Schalldämpfungskammer 15 zwei Teilkammern 19, 20, die in unteren Bereichen 21 , 22 unter Ausbildung einer im Querschnitt U-förmigen Schalldämpfungskammer 15 gekoppelt sind. Die erste Teilkammer 20 der Schalldämpfungskammer 15 kommuniziert dabei mit dem Zulauf 1 6 und dem Ablauf 17 und ist über mindestens eine Ausnehmung 31 in der Gehäusewand 18, welche die erste Teilkammer 20 von der Abgaskammer 12 trennt, mit der Abgaskammer 12 gekoppelt. Die zweite Teilkammer 19, die mit der ersten Teilkammer 20 im unteren Abschnitt 21 gekoppelt ist, ist in Fig. 2 am oberen Ende 23 offen ausgebildet. Dann, wenn in Fig. 2 in der Schalldämpfungskammer 15 eine Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, aufgenommen ist, bildet sich in beiden Teilkammern 19, 20 der Schalldämpfungskammer 15 ein Füllstandpegel aus. Abgas, welches die Abgaskammer 12 des Gehäuses 1 1 durchströmt, regt die Flüssigkeit in der Schalldämpfungskammer 15 zu Schwingungen an, wobei die in der zweiten Teilkammer 19 befindliche Flüssigkeitssäule frei gegen Atmosphäre schwingen kann, da die zweite Teilkammer 19 der Strömungskammer 15 im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 oben offen ausgebildet ist.
Durch die schwingende Flüssigkeitssäule wird der schwingenden Abgassäule kinetische Energie entzogen und dadurch die Schallemission reduziert.
An das Gehäuse 1 1 können mehrere Schalldämpferkammern 15 angekoppelt sein und die freie Weglänge kann oberhalb des Fluids oder des Granulats in den einzelnen Kammern 15 unterschiedlich sein. So können mehrere Frequenzen gedämpft werden.
In Fig. 1 ist die Strömungsrichtung des Abgases durch die Abgaskammer 12 von unten nach oben gerichtet, wobei in Fig. 2 dieselbe von oben nach unten gerichtet ist. In Fig. 1 ist die Ausnehmung 31 , welche die Schalldämpfungskammer 15 mit der Abgaskammer 12 koppelt, in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromabwärts der Abgasreinigungseinrichtung 27 positioniert. In Fig. 2 ist diese Ausnehmung 31 in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromaufwärts der Abgasreinigungseinrichtung 27 positioniert.
Fig. 3 und 4 zeigen Abwandlungen des Ausführungsbeispiels der Fig. 2, in welcher die zweite Teilkammer 19 am oberen Ende 23 geschlossen ausgebildet ist, wobei in Fig. 3 die Flüssigkeitssäule in der zweiten Teilkammer 19 gegen eine in der zweiten Teilkammer 19 eingeschlossene Gasblase und in Fig. 3 gegen einen durch eine Federelement 25 beaufschlagten Schwimmer 24 arbeitet. Dadurch kann der schwingenden Abgassäule noch mehr kinetische Energie entzogen werden. Hierdurch kann die Dämpfung weiter erhöht werden.
Bezugszeichenliste
10 Abgasnachbehandlungsvorrichtung
1 1 Gehäuse
12 Abgaskammer
13 Einlass
14 Auslass
15 Schalldämpfungskammer
16 Zulauf
17 Ablauf
18 Gehäusewand
19 Teilkammer
20 Teilkammer
21 Abschnitt
22 Abschnitt
23 Ende
24 Schwimmer
25 Federelement
26 Steuerungseinrichtung
27 Abgasreinigungseinrichtung
28 Ventil
29 Ventil
30 Messeinrichtung
31 Ausnehmung

Claims

Ansprüche
Abgasnachbehandlungsvorrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine mit Schweröl betriebene Schiffsdieselbrennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (1 1 );
mit einer von dem Gehäuse (1 1 ) definierten, von Abgas kontinuierlich durchströmten Abgaskammer (12), in die Abgas über einen Einlass (13) einströmt und aus der Abgas über einen Auslass (14) abströmt;
mit einer von dem Gehäuse (1 1 ) definierten, mit der Abgaskammer (12) gekoppelten Schalldämpfungskammer (15), in der ein Fluid oder ein rieselfähiger Feststoff mit einem Füllstandpegel aufgenommen ist, der von der zu dämpfenden Frequenz des Abgasschalls abhängt.
Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandpegel in der Schalldämpfungskammer (15) über einen Zulauf (1 6) der Schalldämpfungskammer (15) und einen Ablauf (17) der Schalldämpfungskammer (15) einstellbar ist.
Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung (27) abhängig von der zu dämpfenden Frequenz den an die zu dämpfenden Frequenz angepassten Füllstandpegel für die Schalldämpfungskammer (15) automatisch ermittelt und über den Zulauf (1 6) und/oder Ablauf (17) automatisch einstellt.
Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgaskammer (12) und die Schalldämpfungskammer (15) über mindestens ein Verbindungsmittel gekoppelt sind.
5. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgaskammer (12) und die Schalldämpfungskammer (15) durch eine gemeinsame Gehäusewand (18) oder einen Gehäusewandabschnitt getrennt und über mindestens eine Ausnehmung (31 ) in der Gehäusewand (18) oder dem Gehäusewandabschnitt gekoppelt sind.
6. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer (15) im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist und zwei in einem unteren Abschnitt (21 , 22) derselben gekoppelte Teilkammern (19, 20) aufweist.
7. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Teilkammer (20) mit dem Zulauf (1 6) und dem Ablauf (17) der Schalldämpfungskammer (15) kommuniziert.
8. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilkammer (20) der Schalldämpfungskammer (15) mit der Abgaskammer (12) gekoppelt ist.
9. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Teilkammer (19), die mit der ersten Teilkammer (20) gekoppelt ist, oben offen ausgebildet ist.
10. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine zweite Teilkammer (19), die mit der ersten Teilkammer (20) gekoppelt ist, oben geschlossen ausgebildet ist.
1 1 . Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandpegel in der zweiten Teilkammer (19) gegen einen von einem Federelement (25) beaufschlagten Schwimmer (24) schwingt.
12. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der von Abgas durchströmten Abgas- kammer (12) mindestens eine Abgasreinigungseinrichtung (27), insbesondere ein Abgaskatalysator und/oder ein Abgaswäscher, angeordnet ist.
13. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an das Gehäuse (1 1 ) mehrere Schalldämpferkammern (15) angekoppelt sind und die freie Weglänge oberhalb des Fluids oder des Granulats sich in den einzelnen Kammern (15) unterscheidet.
14. Verfahren zur Abgasnachbehandlung, insbesondere unter Verwendung einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Abgaskammer (12) von Abgas kontinuierlich durchströmt wird, und wobei eine Schalldämpfungskammer (15), die mit der Abgaskammer (12) gekoppelt ist, derart mit einem Fluid oder einem rieselfähigem Feststoff befüllt wird, dass ein Füllstandpegel in der Schalldämpfungskammer (15) von der zu dämpfenden Frequenz des Abgasschalls abhängt.
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