JP6992216B2 - Mixer for exhaust gas aftertreatment system, exhaust gas aftertreatment system, and internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、排ガス後処理システムのための混合装置、内燃機関の排ガス後処理システム、及び、排ガス後処理システムを有する内燃機関に関する。 The present invention relates to a mixing device for an exhaust gas aftertreatment system, an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine, and an internal combustion engine having an exhaust gas aftertreatment system.

例えば発電所において用いられるような固定された内燃機関における燃焼プロセス、及び、例えば船舶において用いられるような固定されていない内燃機関における燃焼プロセスでは、窒素酸化物が発生し、これらの窒素酸化物は、典型的には、石炭、瀝青炭、褐炭、石油、重油、又は、ディーゼル燃料のような硫黄を含有する、化石燃料の燃焼に際して発生する。従って、このような内燃機関には、内燃機関から排出される排ガスの浄化、特に脱窒に用いられる排ガス後処理システムが配設されている。 Combustion processes in fixed internal combustion engines, such as those used in power plants, and combustion processes in non-fixed internal combustion engines, such as those used in ships, generate nitrogen oxides, which are these nitrogen oxides. It occurs upon combustion of fossil fuels, typically containing sulfur such as coal, bitumen, lignite, petroleum, heavy oil, or diesel fuels. Therefore, such an internal combustion engine is provided with an exhaust gas aftertreatment system used for purifying the exhaust gas discharged from the internal combustion engine, particularly denitrification.

排ガス中の窒素酸化物を還元するために、実践から知られた排ガス後処理システムでは、まず、いわゆるSCR触媒コンバータが使用される。SCR触媒コンバータでは、窒素酸化物の選択的接触還元が行われ、窒素酸化物の還元のために、還元剤としてアンモニア(NH)が必要とされる。このために、アンモニア前駆物質である尿素又はカルバミド等は、SCR触媒コンバータの上流で、液体の形状において排ガスに導入され、アンモニア前駆物質は、SCR触媒コンバータの上流において排ガスと混合され、分解されて還元剤を生成する。このために、実践によると、アンモニア前駆物質の導入装置とSCR触媒コンバータとの間に、混合及び分解区間が設けられている。 In order to reduce nitrogen oxides in exhaust gas, so-called SCR catalytic converters are first used in exhaust gas aftertreatment systems known in practice. In the SCR catalytic converter, selective catalytic reduction of nitrogen oxides is performed, and ammonia (NH 3 ) is required as a reducing agent for the reduction of nitrogen oxides. For this purpose, the ammonia precursor such as urea or carbamide is introduced into the exhaust gas in the form of a liquid upstream of the SCR catalytic converter, and the ammonia precursor is mixed with the exhaust gas and decomposed upstream of the SCR catalytic converter. Produces a reducing agent. For this purpose, in practice, a mixing and decomposition section is provided between the ammonia precursor introduction device and the SCR catalytic converter.

SCR触媒コンバータを含む、実践から知られた排ガス後処理システムを用いて、排ガス後処理、特に窒素酸化物の還元が、すでに成功裏に実施可能ではあるが、排ガス後処理システムをさらに改善する必要性が存在する。特に、構造を小型化した場合に、低騒音の排ガス後処理を可能にすることが必要である。 Exhaust gas post-treatment, especially the reduction of nitrogen oxides, can already be successfully carried out using a practice-known exhaust gas after-treatment system, including an SCR catalytic converter, but the exhaust gas after-treatment system needs to be further improved. There is sex. In particular, when the structure is miniaturized, it is necessary to enable low-noise exhaust gas post-treatment.

このような必要性を基点にして、本発明の課題は、構造が小型化された場合に、低騒音の排ガス後処理を可能にするような、排ガス後処理システムのための新型の混合装置、排ガス後処理システム、及び、排ガス後処理システムを有する内燃機関を創出することにある。 Based on this need, the subject of the present invention is a new mixing device for an exhaust gas aftertreatment system that enables low noise exhaust gas aftertreatment when the structure is miniaturized. The purpose is to create an exhaust gas aftertreatment system and an internal combustion engine having an exhaust gas aftertreatment system.

本課題は、請求項1に記載の混合装置によって解決される。本発明によると、排ガス供給導管には、混合及び分解区間の領域において、消音器が配設されている。小型化された構造において、低騒音の排ガス後処理が可能になる。 This problem is solved by the mixing device according to claim 1. According to the present invention, the exhaust gas supply conduit is provided with a silencer in the region of the mixing and decomposition section. The miniaturized structure enables low-noise exhaust gas post-treatment.

好ましくは、混合及び分解区間を構成する排ガス供給導管の部分と消音器と、又は、排ガス供給導管と消音器とは、共通のアセンブリに統合されている。特に小型化された構造において、低騒音の排ガス後処理が可能になる。 Preferably, the portion of the exhaust gas supply conduit and the silencer constituting the mixing and decomposition section, or the exhaust gas supply conduit and the silencer are integrated into a common assembly. Especially in a miniaturized structure, low noise exhaust gas post-treatment becomes possible.

有利なさらなる発展形態によると、消音器は、複数の消音チャンバを有しており、これらの消音チャンバは、それぞれ少なくとも1つの開口部を通じて、排ガス供給導管に連結されている。小型化された構造において、低騒音の排ガス後処理が可能になる。 According to a favorable further development, the silencer has a plurality of silencer chambers, each of which is connected to an exhaust gas supply conduit through at least one opening. The miniaturized structure enables low-noise exhaust gas post-treatment.

別の有利なさらなる発展形態によると、消音器の第1の消音チャンバは、少なくとも1つの第1の開口部を通じて、及び/又は、消音器の第2の消音チャンバは、少なくとも1つの第2の開口部を通じて、排ガス供給導管に連結されており、導入装置の上流に配置された1つ又はそれぞれの開口部の距離は、導入装置の領域における排ガス供給導管の直径の最大で3倍であり、導入装置の下流に配置された1つ又はそれぞれの開口部の距離は、導入装置の領域における排ガス供給導管の直径の最大で1倍、又は、少なくとも2倍である。混合及び分解区間の領域であって、導入装置からの距離が、導入装置の領域における排ガス供給導管の直径の1倍と導入装置の領域における排ガス供給導管の直径の2倍との間に相当する領域では、消音器の消音チャンバを排ガス供給導管に連結しているような開口部は形成されていない。小型化された構造において、低騒音の排ガス後処理が可能になる。特に、尿素等の、液状の還元剤前駆物質が、消音チャンバを排ガス供給導管に連結する開口部の領域に到達すること、及び、当該開口部を詰まらせる、又は、塞ぐことが防止される。 According to another advantageous further development, the silencer's first silencer chamber is through at least one first opening and / or the silencer's second silencer chamber is at least one second. Connected to the exhaust gas supply conduit through the opening, the distance of one or each opening located upstream of the introduction device is up to 3 times the diameter of the exhaust gas supply conduit in the area of the introduction device. The distance of one or each opening located downstream of the introduction device is at most 1 time, or at least 2 times, the diameter of the exhaust gas supply conduit in the area of the introduction device. In the area of the mixing and decomposition section, the distance from the introduction device corresponds to between 1 times the diameter of the exhaust gas supply conduit in the area of the introduction device and 2 times the diameter of the exhaust gas supply conduit in the area of the introduction device. In the area, there is no opening such as connecting the muffler's muffling chamber to the exhaust gas supply conduit. The miniaturized structure enables low-noise exhaust gas post-treatment. In particular, it prevents liquid reducing agent precursors, such as urea, from reaching the region of the opening connecting the silencer chamber to the exhaust gas supply conduit and clogging or blocking the opening.

好ましくは、消音器の第3の消音チャンバは、少なくとも1つの第3の開口部を通じて、排ガス供給導管に、導入装置の上流において連結されている。小型化された構造において、低騒音の排ガス後処理が可能になる。混合及び分解区間の端部の導入装置からの距離は、有利には、導入装置の領域における排ガス導管の直径の2倍から6倍の間である。 Preferably, the silencer's third silencer chamber is connected upstream of the introduction device to the exhaust gas supply conduit through at least one third opening. The miniaturized structure enables low-noise exhaust gas post-treatment. The distance from the introduction device at the end of the mixing and decomposition section is advantageously between 2 and 6 times the diameter of the exhaust gas conduit in the area of the introduction device.

本発明に係る排ガス後処理システムは、請求項11に規定されている。 The exhaust gas aftertreatment system according to the present invention is defined in claim 11.

本発明に係る内燃機関は、請求項14に規定されている。 The internal combustion engine according to the present invention is defined in claim 14.

本発明の好ましいさらなる発展形態は、下位請求項及び以下の説明から明らかになる。図面を用いて、本発明の実施例を詳細に説明するが、それに限定されるものではない。示されているのは以下の図である。 Preferred further developments of the invention will be apparent from the sub-claims and the following description. The embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The figure below is shown.

本発明に係る排ガス後処理システムを有する内燃機関の概略的な斜視図である。It is a schematic perspective view of the internal combustion engine which has the exhaust gas aftertreatment system which concerns on this invention. 本発明に係る混合装置の領域における、図1に係る排ガス後処理システムの詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the exhaust gas aftertreatment system which concerns on FIG. 1 in the area of the mixing apparatus which concerns on this invention.

本発明は、例えば発電所の固定された内燃機関、又は、船舶で用いられる固定されていない内燃機関等の内燃機関の排ガス後処理システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine such as a fixed internal combustion engine of a power plant or a non-fixed internal combustion engine used in a ship.

特に、本発明は、重油又は残油によって運転される、好ましくは2サイクル船舶用ディーゼル内燃機関として構成された船舶用ディーゼル内燃機関のSCR排ガス後処理システムに関する。 In particular, the present invention relates to an SCR exhaust gas aftertreatment system for a marine diesel internal combustion engine operated by heavy oil or residual oil, preferably configured as a two-stroke marine diesel internal combustion engine.

図1は、排ガス過給システム2と排ガス後処理システム3とを有する内燃機関1の配置を示している。 FIG. 1 shows the arrangement of an internal combustion engine 1 having an exhaust gas supercharging system 2 and an exhaust gas aftertreatment system 3.

内燃機関1は、固定されていない、又は、固定された内燃機関、特に固定せずに運転される船舶用内燃機関であり得る。内燃機関1のシリンダ4から排出される排ガスは、排ガス過給システム2において、排ガスの熱エネルギーから、内燃機関1に供給されるべき過給空気を圧縮するための力学的エネルギーを得るために用いられる。 The internal combustion engine 1 may be an unfixed or fixed internal combustion engine, particularly a marine internal combustion engine that is operated without fixing. The exhaust gas discharged from the cylinder 4 of the internal combustion engine 1 is used in the exhaust gas supercharging system 2 to obtain mechanical energy for compressing the supercharged air to be supplied to the internal combustion engine 1 from the thermal energy of the exhaust gas. Be done.

図1は、排ガス過給システム2を有する内燃機関1を示しており、当該排ガス過給システムは、少なくとも1つの排ガスターボチャージャ5を含んでいる。内燃機関1のシリンダ4から排出される排ガスは、排ガスターボチャージャ5のタービン6を通って流れ、当該タービン内で膨張し、その際に得られたエネルギーは、過給空気を圧縮するために、排ガスターボチャージャ5の圧縮機(図示せず)内で利用される。内燃機関1は、高圧ターボチャージャと低圧ターボチャージャとを備えた2段排ガス過給システム2を有し得る。 FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 having an exhaust gas supercharging system 2, which includes at least one exhaust gas turbocharger 5. The exhaust gas discharged from the cylinder 4 of the internal combustion engine 1 flows through the turbine 6 of the exhaust gas turbocharger 5, expands in the turbine, and the energy obtained at that time is used to compress the supercharged air. It is used in the compressor (not shown) of the exhaust gas turbocharger 5. The internal combustion engine 1 may have a two-stage exhaust gas supercharging system 2 including a high pressure turbocharger and a low pressure turbocharger.

排ガス過給システム2に加えて、内燃機関1は、SCR排ガス後処理システムを含んでいる。排ガス後処理システム3は、好ましくは、内燃機関1のシリンダ4と排ガス過給システム2との間に接続されているので、内燃機関1のシリンダ4から排出される排ガスは、まず排ガス後処理システム3を通り、その後で初めて、排ガス過給システム2を通るように誘導される。 In addition to the exhaust gas supercharging system 2, the internal combustion engine 1 includes an SCR exhaust gas aftertreatment system. Since the exhaust gas aftertreatment system 3 is preferably connected between the cylinder 4 of the internal combustion engine 1 and the exhaust gas supercharging system 2, the exhaust gas discharged from the cylinder 4 of the internal combustion engine 1 is first exhaust gas aftertreatment system. It is guided to pass through the exhaust gas supercharging system 2 for the first time after passing through 3.

図1は、排ガス供給導管8を示しており、当該排ガス供給導管を通って、排ガスは、内燃機関1のシリンダ4から、反応チャンバ10内に配置されたSCR触媒コンバータ9の方向に誘導され得る。さらに、図1は、排ガス排出導管11を示しており、当該排ガス排出導管は、排ガスをSCR触媒コンバータ9から、排ガスターボチャージャ5のタービン6の方向に排出するために用いられる。 FIG. 1 shows an exhaust gas supply conduit 8, through which exhaust gas can be guided from the cylinder 4 of the internal combustion engine 1 toward the SCR catalytic converter 9 located in the reaction chamber 10. .. Further, FIG. 1 shows an exhaust gas discharge conduit 11, which is used to discharge exhaust gas from the SCR catalytic converter 9 toward the turbine 6 of the exhaust gas turbocharger 5.

図1の内燃機関1は、全てのシリンダ4に共通の排ガスマニホールド7を有している。内燃機関1のシリンダ4から排出される排ガスは、排ガスマニホールド7から、排ガス供給導管8を通って、排ガス後処理システム3、すなわちそれぞれの反応チャンバ10及びそれぞれのSCR触媒コンバータ9の方向に誘導可能であり、排ガス後処理システム3の下流では、排ガス過給システム2の排ガスターボチャージャ5を通るように誘導可能である。 The internal combustion engine 1 of FIG. 1 has an exhaust gas manifold 7 common to all cylinders 4. Exhaust gas discharged from the cylinder 4 of the internal combustion engine 1 can be guided from the exhaust gas manifold 7 through the exhaust gas supply conduit 8 toward the exhaust gas aftertreatment system 3, that is, each reaction chamber 10 and each SCR catalytic converter 9. Therefore, downstream of the exhaust gas aftertreatment system 3, it can be guided to pass through the exhaust gas turbocharger 5 of the exhaust gas supercharging system 2.

反応チャンバ10ひいては反応チャンバ10の内部に配置されたSCR触媒コンバータ9に至るまで延伸している排ガス供給導管8、及び、反応チャンバ10ひいてはSCR触媒コンバータ9から離隔するように延伸している排ガス排出導管11、又は、排ガスマニホールド7及び排ガス排出導管11は、好ましくは、遮断要素を内蔵するバイパス(図示せず)を介して連結されている。遮断要素が閉じられている場合には、バイパスも閉じられているので、排ガスがバイパスを介して流通することはできない。対照的に、遮断要素が開いている場合には、排ガスはバイパスを介して通過する、すなわち、排ガス供給導管8から排ガス排出導管11へ、反応チャンバ10ひいては反応チャンバ10の内部に配置されたSCR触媒コンバータ9を迂回して、直接流通することが可能である。 The exhaust gas supply conduit 8 extending to the reaction chamber 10 and thus the SCR catalytic converter 9 arranged inside the reaction chamber 10, and the exhaust gas discharge extending so as to be separated from the reaction chamber 10 and the SCR catalytic converter 9. The conduit 11, or the exhaust manifold 7 and the exhaust gas discharge conduit 11, are preferably connected via a bypass (not shown) containing a blocking element. When the blocking element is closed, the bypass is also closed and the exhaust gas cannot flow through the bypass. In contrast, when the blocking element is open, the exhaust gas passes through the bypass, i.e. the SCR located from the exhaust gas supply conduit 8 to the exhaust gas discharge conduit 11 and thus inside the reaction chamber 10 and thus the reaction chamber 10. It is possible to bypass the catalytic converter 9 and distribute it directly.

排ガス後処理システム3の排ガス供給導管8には、導入装置12が配設されており、当該導入装置を通じて、排ガス流れに、還元剤前駆物質、すなわち尿素又はカルバミド等のアンモニア前駆物質が導入され得る。還元剤前駆物質は、排ガスと混合され、分解されて、本来の還元剤であるアンモニア(NH)を生成する。当該還元剤は、SCR触媒コンバータ9の領域において、排ガスの窒素酸化物を所定の通り変換するために必要とされる。排ガス後処理システム3の導入装置12は、好ましくは噴射ノズルであり、当該噴射ノズルを通じて、アンモニア前駆物質が、排ガス供給導管8内で排ガス流れに注入される。図2では、円錐13によって、排ガス供給導管8の領域における排ガス流れへの還元剤前駆物質の注入が示されている。 An introduction device 12 is arranged in the exhaust gas supply conduit 8 of the exhaust gas aftertreatment system 3, and a reducing agent precursor, that is, an ammonia precursor such as urea or carbamide can be introduced into the exhaust gas flow through the introduction device. .. The reducing agent precursor is mixed with the exhaust gas and decomposed to produce ammonia (NH 3 ), which is the original reducing agent. The reducing agent is required in the region of the SCR catalytic converter 9 to convert the nitrogen oxides of the exhaust gas as predetermined. The introduction device 12 of the exhaust gas aftertreatment system 3 is preferably an injection nozzle, and the ammonia precursor is injected into the exhaust gas flow in the exhaust gas supply conduit 8 through the injection nozzle. In FIG. 2, the cone 13 shows the injection of the reducing agent precursor into the exhaust gas flow in the region of the exhaust gas supply conduit 8.

排ガスの流れる方向に見て、導入装置12の下流及びSCR触媒コンバータ9の上流に位置している排ガス後処理システム3又は排ガス供給導管8の区間は、混合及び分解区間14と称される。特に、排ガス供給導管8は、導入装置12の下流において、混合及び分解区間14を設けており、当該混合及び分解区間においては、還元剤前駆物質が分解されて還元剤を生成し、排ガスが、SCR触媒コンバータ9の上流において、当該還元剤と混合され得る。 The section of the exhaust gas aftertreatment system 3 or the exhaust gas supply conduit 8 located downstream of the introduction device 12 and upstream of the SCR catalytic converter 9 in the direction of exhaust gas flow is referred to as a mixing and decomposition section 14. In particular, the exhaust gas supply conduit 8 is provided with a mixing and decomposition section 14 downstream of the introduction device 12, and in the mixing and decomposition section, the reducing agent precursor is decomposed to generate a reducing agent, and the exhaust gas is discharged. It can be mixed with the reducing agent upstream of the SCR catalytic converter 9.

導入装置12及び排ガス供給導管8、すなわち、導入装置12の下流に延在する、混合及び分解区間14を供給する排ガス供給導管8の部分は、排ガス後処理システム3の混合装置のアセンブリであり、当該アセンブリは、還元剤前駆物質を分解して還元剤を生成し、導入装置12を通じて排ガスに導入された還元剤と排ガスとを混合するために用いられる。 The introduction device 12 and the exhaust gas supply conduit 8, that is, the portion of the exhaust gas supply conduit 8 that supplies the mixing and decomposition section 14 extending downstream of the introduction device 12, is an assembly of the mixing device of the exhaust gas aftertreatment system 3. The assembly is used to decompose the reducing agent precursor to produce a reducing agent and mix the reducing agent introduced into the exhaust gas through the introduction device 12 with the exhaust gas.

排ガス供給導管8には、混合及び分解区間14の領域において、消音器21が配設されている。従って、混合及び分解区間14と消音器21とは、空間的に統合されている。それによって、小型化された構造において、低騒音の排ガス後処理が確実化され得る。消音器21は、好ましくは、複数の消音チャンバ22、23及び24を有している。各消音チャンバ22、23及び24は、それぞれ少なくとも1つの開口部25、26、27を通じて、排ガス供給導管8に連結されている。 The exhaust gas supply conduit 8 is provided with a silencer 21 in the region of the mixing and disassembling section 14. Therefore, the mixing and disassembling section 14 and the silencer 21 are spatially integrated. Thereby, in a miniaturized structure, low noise exhaust gas post-treatment can be ensured. The silencer 21 preferably has a plurality of silencer chambers 22, 23 and 24. Each muffling chamber 22, 23 and 24 is connected to the exhaust gas supply conduit 8 through at least one opening 25, 26, 27, respectively.

図2によると、第1の消音チャンバ22は、少なくとも1つの開口部25を通じて、導入装置12の上流に取り付けられている。消音器21の第2の消音チャンバ23は、少なくとも1つの別の開口部26を通じて、排ガス供給導管8に、導入装置12の下流において、混合及び分解区間14の領域において連結されている。1つ又は各第1の開口部26の導入装置12からの距離X1は、導入装置12の領域における排ガス供給導管8の直径dの最大で1倍に相当する。 According to FIG. 2, the first muffling chamber 22 is attached upstream of the introduction device 12 through at least one opening 25. The second silencer chamber 23 of the silencer 21 is connected to the exhaust gas supply conduit 8 through at least one other opening 26, downstream of the introduction device 12 in the region of the mixing and disassembling section 14. The distance X1 from the introduction device 12 of one or each first opening 26 corresponds to a maximum of 1 times the diameter d of the exhaust gas supply conduit 8 in the region of the introduction device 12.

さらに、図2によると、消音器21の第3の消音チャンバ24は、少なくとも1つの別の開口部27を通じて、やはり導入装置12の下流で、混合及び分解区間14の領域において、排ガス供給導管8に連結されている。1つ又は各第2の開口部27の導入装置12からの距離は、導入装置12の領域における排ガス供給導管8の直径dの最小で2倍に相当する。 Further, according to FIG. 2, the third silencer chamber 24 of the silencer 21 passes through at least one other opening 27, also downstream of the introduction device 12, in the region of the mixing and disassembling section 14, the exhaust gas supply conduit 8 Is linked to. The distance of one or each of the second openings 27 from the introduction device 12 corresponds to a minimum of twice the diameter d of the exhaust gas supply conduit 8 in the region of the introduction device 12.

混合及び分解区間14の領域であって、導入装置12からの距離が、導入装置12の領域における排ガス供給導管8の直径dの1倍と導入装置12の領域における排ガス供給導管8の直径dの2倍との間に相当する領域では、消音器21の消音チャンバ23、24を、排ガス供給導管8に連結しているような開口部は形成されていない。従って、距離X1の下流及び距離X2の上流では、消音器21の消音チャンバを排ガス供給導管8に連結しているような開口部は形成されていない。 In the region of the mixing and decomposition section 14, the distance from the introduction device 12 is 1 times the diameter d of the exhaust gas supply conduit 8 in the region of the introduction device 12 and the diameter d of the exhaust gas supply conduit 8 in the region of the introduction device 12. In the region corresponding to the double, an opening such as connecting the muffling chambers 23 and 24 of the muffler 21 to the exhaust gas supply conduit 8 is not formed. Therefore, in the downstream of the distance X1 and the upstream of the distance X2, an opening such as connecting the muffling chamber of the muffler 21 to the exhaust gas supply conduit 8 is not formed.

上述の、消音器21の消音チャンバ22、23、24を排ガス供給導管8に連結する開口部25、26、27の位置決めによって、液状の還元剤前駆物質、すなわち液状の尿素が、開口部25、26、27の領域に到達せず、これらの開口部を塞がないことが確実化され得る。 By positioning the openings 25, 26, 27 connecting the muffling chambers 22, 23, 24 of the muffler 21 to the exhaust gas supply conduit 8 described above, the liquid reducing agent precursor, that is, the liquid urea, is removed from the opening 25. It can be ensured that the regions 26, 27 are not reached and that these openings are not blocked.

距離X1まで、還元剤前駆物質の液滴が、第1の開口部26の領域に到達することはできない。遅くとも距離X2において、還元剤前駆物質、すなわち尿素は、アンモニア(NH)とCOとに分解されるので、距離X2の下流では、液状の還元剤前駆物質が開口部27を詰まらせる危険は生じない。 Up to a distance X1, droplets of reducing agent precursor cannot reach the region of the first opening 26. At a distance of X2 at the latest, the reducing agent precursor, or urea, is decomposed into ammonia (NH 3 ) and CO 2 , so there is a risk that the liquid reducing agent precursor will clog the opening 27 downstream of the distance X2. Does not occur.

消音器21は、ヘルムホルツ共鳴器及び/又はλ/4共鳴器及び/又は吸音形消音器として構成されている。吸音形消音器は、さらに、ガラス繊維又はセラミック繊維等の吸音材料で充填されている。 The silencer 21 is configured as a Helmholtz resonator and / or a λ / 4 resonator and / or a sound absorbing silencer. The sound absorbing type silencer is further filled with a sound absorbing material such as glass fiber or ceramic fiber.

導入装置12の下流で、開口部26、27を通じて、混合及び分解区間14の領域において、排ガス供給導管8に連結されている消音チャンバ23、24は、λ/4共鳴器として構成されており、それに対して、開口部25を通じて、導入装置12の上流で、排ガス供給導管8に連結されている消音チャンバ22は、ヘルムホルツ共鳴器として構成されている、と規定することが可能である。これは好ましいけれども、強制的ではない。全ての消音チャンバを、λ/4共鳴器として、又は、ヘルムホルツ共鳴器として、又は、吸音形共鳴器として構成することも可能である。さらに、導入装置12の下流で、混合及び分解区間14の領域において、排ガス供給導管8に連結されている消音チャンバ23、24は、ヘルムホルツ共鳴器として、又は、吸音形消音器として構成可能であり、導入装置12の上流で、開口部25を通じて、排ガス供給導管8に連結された消音チャンバ22は、λ/4共鳴器として、又は、吸音形消音器として構成され得る。 Downstream of the introduction device 12, the muffling chambers 23, 24 connected to the exhaust gas supply conduit 8 in the region of the mixing and disassembling section 14 through the openings 26, 27 are configured as λ / 4 resonators. On the other hand, it can be specified that the muffling chamber 22 connected to the exhaust gas supply conduit 8 upstream of the introduction device 12 through the opening 25 is configured as a Helmholtz resonator. This is preferable, but not compulsory. It is also possible to configure all muffling chambers as λ / 4 resonators, Helmholtz resonators, or sound absorbing resonators. Further, downstream of the introduction device 12, in the region of the mixing and disassembling section 14, the muffling chambers 23, 24 connected to the exhaust gas supply conduit 8 can be configured as a Helmholtz resonator or as a sound absorbing silencer. , The muffling chamber 22 connected to the exhaust gas supply conduit 8 through the opening 25 upstream of the introduction device 12 may be configured as a λ / 4 resonator or as a sound absorbing silencer.

さらに、排ガス供給導管8に組込物(Einbauten)18a、18bを設けることも有利であると明らかになっており、当該組込物を設けた結果、横断面が急増し、それによって、さらなる騒音放射の削減が可能になる。組込物は、最も単純な場合、平面的な態様(18a)で、しかしまた角度を有する態様(18b)で配置又は構成され得るプレートであり、加えて、当該プレートは、主要流れ方向に対して様々な角度において位置合わせされ得る。当該組込物は、導入装置12の上流に、及び/又は、導入装置12の領域における排ガス供給導管8の直径dの少なくとも2倍に相当する距離に配置され得る。 Further, it has been clarified that it is advantageous to provide the built-in materials (Einbauten) 18a and 18b in the exhaust gas supply conduit 8, and as a result of providing the built-in material, the cross section is rapidly increased, thereby further noise. It is possible to reduce radiation. The incorporation is, in the simplest case, a plate that can be arranged or configured in a planar embodiment (18a), but also in an angular aspect (18b), in addition that the plate is relative to the main flow direction. Can be aligned at various angles. The inclusion may be located upstream of the introduction device 12 and / or at a distance corresponding to at least twice the diameter d of the exhaust gas supply conduit 8 in the region of the introduction device 12.

消音器21及び排ガス供給導管8、すなわち図2において、排ガス供給導管8の、少なくとも消音器21が配置されている部分は、好ましくは共通のアセンブリに統合され、部材に組み込まれている。これは、特に構造の小型化にとって有利である。 The silencer 21 and the exhaust gas supply conduit 8, that is, in FIG. 2, at least the portion of the exhaust gas supply conduit 8 in which the silencer 21 is arranged, is preferably integrated into a common assembly and incorporated into the member. This is particularly advantageous for structural miniaturization.

好ましくは、排ガスマニホールド7も、混合及び分解区間14又は排ガス供給導管8及び消音器21と共に、共通のアセンブリに統合されている。その際、図1に示された実施形態によると、混合及び分解区間14を少なくとも部分的に構成している排ガス排出導管8は、排ガスの流れる方向に見て、排ガスマニホールド7の下流に同軸に配置されているので、排ガスは、排ガスマニホールド7から混合及び分解区間14へ、方向転換を行わずに供給可能である、ということが規定されている。 Preferably, the exhaust manifold 7 is also integrated into a common assembly along with the mixing and disassembling section 14 or the exhaust gas supply conduit 8 and the silencer 21. At that time, according to the embodiment shown in FIG. 1, the exhaust gas discharge conduit 8 constituting the mixing and decomposition section 14 at least partially is coaxial with the downstream of the exhaust gas manifold 7 when viewed in the direction of the exhaust gas flow. It is stipulated that the exhaust gas can be supplied from the exhaust gas manifold 7 to the mixing and decomposition section 14 without changing the direction because of the arrangement.

図1では、排ガスは、シリンダ側の排ガス開口位置16の領域で排ガスマニホールド7に流入する際、及び、SCR触媒コンバータ9の上流で、排ガス供給導管8の下流側端部15の領域において反応チャンバ10に流入する際にのみ、方向転換を経験する。これは、低騒音の排ガス後処理を確実化するために有利である。 In FIG. 1, the exhaust gas flows into the exhaust gas manifold 7 in the region of the exhaust gas opening position 16 on the cylinder side, and in the region of the downstream end portion 15 of the exhaust gas supply conduit 8 upstream of the SCR catalytic converter 9. Only when flowing into 10 will you experience a change of direction. This is advantageous for ensuring low noise exhaust gas aftertreatment.

図1及び図2は、矢印17で、排ガスの流れを示している。図1からは、排ガス7が、シリンダ側の排ガス開口位置16の領域において、約90°又は略90°の方向転換を行い、排ガスマニホールド7に流入することがわかる。排ガスは、排ガスマニホールド7を出発して、方向転換を経ずに、排ガス供給導管8を通り、反応チャンバ10の領域に開口する排ガス供給導管8の下流側端部15まで流れる。排ガス供給導管8の当該端部15の領域において、流れは、約180°又は略180°の方向転換を行い、排ガスは、この流れの方向転換の後、SCR触媒コンバータ9を通るように誘導される。 1 and 2 are arrows 17 indicating the flow of exhaust gas. From FIG. 1, it can be seen that the exhaust gas 7 changes direction by about 90 ° or approximately 90 ° in the region of the exhaust gas opening position 16 on the cylinder side and flows into the exhaust gas manifold 7. The exhaust gas departs from the exhaust gas manifold 7 and flows through the exhaust gas supply conduit 8 without changing direction to the downstream end portion 15 of the exhaust gas supply conduit 8 which opens to the region of the reaction chamber 10. In the region of the end 15 of the exhaust gas supply conduit 8, the flow diverts about 180 ° or approximately 180 ° and the exhaust gas is guided through the SCR catalytic converter 9 after this diversion of the flow. To.

排ガス供給導管8は、下流側端部15で、反応チャンバ10に開口している。好ましい態様によると、排ガス供給導管8は、その下流側端部15の領域において、漏斗状に拡幅し、ディフューザ18を形成している。それによって、排ガス供給導管8の流れ断面が、下流側端部15の領域において拡大しており、排ガスの流れる方向に見て、排ガス供給導管8の下流側端部15のディフューザ18の上流において、その流れ断面がまず減少することを規定し得る。 The exhaust gas supply conduit 8 is open to the reaction chamber 10 at the downstream end portion 15. According to a preferred embodiment, the exhaust gas supply conduit 8 widens in a funnel shape in the region of its downstream end 15 to form a diffuser 18. As a result, the flow cross section of the exhaust gas supply conduit 8 is expanded in the region of the downstream end portion 15, and when viewed in the direction of the exhaust gas flow, in the upstream of the diffuser 18 of the downstream end portion 15 of the exhaust gas supply conduit 8. It can be specified that the flow section is first reduced.

排ガス供給導管8と排ガス排出導管11とは、反応チャンバ10の共通の第1の面19で接続されている。その際、排ガス供給導管8は、その下流側端部15が、反応チャンバ10の第1の面19に向かい合う反応チャンバ10の第2の面20に隣接して位置するように、第1の面19から反応チャンバ10内に延在している。排ガス供給導管8は、触媒コンバータ9を貫通する。 The exhaust gas supply conduit 8 and the exhaust gas discharge conduit 11 are connected by a common first surface 19 of the reaction chamber 10. At that time, the exhaust gas supply conduit 8 has a first surface so that the downstream end portion 15 thereof is located adjacent to the second surface 20 of the reaction chamber 10 facing the first surface 19 of the reaction chamber 10. It extends from 19 into the reaction chamber 10. The exhaust gas supply conduit 8 penetrates the catalytic converter 9.

排ガス排出導管11は、第1の面19において、反応チャンバ10に開口している。排ガス供給導管8を通じて供給された排ガスは、排ガス供給導管8の下流側端部15に向かい合う反応チャンバ10の第2の面20の領域において方向転換した後、SCR触媒コンバータ9を通り、引き続いて第1の面19を通り、排ガス排出導管11の領域へと流れる。排ガス排出導管11は、排ガス供給導管8を、反応チャンバ10の第1の面19に隣接して、部分的に外側で、好ましくは同心に包囲している。 The exhaust gas discharge conduit 11 is open to the reaction chamber 10 on the first surface 19. The exhaust gas supplied through the exhaust gas supply conduit 8 is directed in the region of the second surface 20 of the reaction chamber 10 facing the downstream end 15 of the exhaust gas supply conduit 8 and then passes through the SCR catalytic converter 9 and subsequently to the second. It flows through the surface 19 of 1 to the region of the exhaust gas discharge conduit 11. The exhaust gas discharge conduit 11 surrounds the exhaust gas supply conduit 8 adjacent to the first surface 19 of the reaction chamber 10, partially outwardly, preferably concentrically.

図1の実施例では、排ガスマニホールド7、混合及び分解区間14、排ガス供給導管8、及び、付加的に消音器21も供給する共通のアセンブリは、排ガスが、排ガスマニホールド7から、方向転換を経ずにそれぞれの混合及び分解区間14に供給され得るように構成されている。これは、上述のように好ましいことである。それに対して、排ガスが、排ガスマニホールド7から混合及び分解区間14の領域へ、ひいては排ガス供給導管8の領域へと流れる際に、単一の方向転換を経る実施例、すなわち、方向転換が、好ましくは最大90°の角度で行われ、排ガスマニホールド7から排ガス供給導管8へ、従って混合及び分解区間14の領域へと移行する際に行われる実施例もあり得る。内燃機関における建設空間の理由から、排ガスの複数回の方向転換が必要である場合、本発明によると、排ガスマニホールド7、排ガス供給導管8、混合及び分解区間14、及び、補償要素21を供給するアセンブリは、排ガスが、排ガスマニホールド7から、最大で3回の方向転換、又は、排ガスマニホールド7と混合及び分解区間14との間における排ガスの最大270°の方向転換を経て、好ましくは、最大で2回の方向転換、又は、排ガスマニホールド7と混合及び分解区間14との間における排ガスの最大180°の方向転換を経て、混合及び分解区間14に供給されるように構成されている。しかしながら、排ガスマニホールド7と混合及び分解区間14との間における排ガスの最大90°の方向転換が好ましい。 In the embodiment of FIG. 1, in the common assembly that also supplies the exhaust gas manifold 7, the mixing and disassembling section 14, the exhaust gas supply conduit 8, and additionally the silencer 21, the exhaust gas undergoes a direction change from the exhaust gas manifold 7. It is configured so that it can be supplied to each mixing and decomposition section 14 without using it. This is preferable as described above. On the other hand, an embodiment in which a single direction change is performed when the exhaust gas flows from the exhaust gas manifold 7 to the region of the mixing and decomposition section 14 and thus to the region of the exhaust gas supply conduit 8, that is, the direction change is preferable. Is performed at an angle of up to 90 °, and there may be an embodiment performed when transitioning from the exhaust gas manifold 7 to the exhaust gas supply conduit 8 and thus to the region of the mixing and decomposition section 14. When it is necessary to change the direction of the exhaust gas multiple times due to the construction space in the internal combustion engine, according to the present invention, the exhaust gas manifold 7, the exhaust gas supply conduit 8, the mixing and decomposition section 14, and the compensation element 21 are supplied. The assembly preferably has the exhaust gas undergoing up to three diversions from the exhaust gas manifold 7 or up to 270 ° diversion of the exhaust gas between the exhaust gas manifold 7 and the mixing and decomposition section 14. It is configured to be supplied to the mixing and decomposing section 14 after two diversions or a maximum 180 ° diversion of the exhaust gas between the exhaust gas manifold 7 and the mixing and decomposing section 14. However, it is preferred to turn the exhaust gas up to 90 ° between the exhaust manifold 7 and the mixing and decomposition section 14.

排ガスが、排ガスマニホールド7から、混合及び分解区間14の方向へ、方向転換を経ずに供給されることが最も好ましい。 It is most preferable that the exhaust gas is supplied from the exhaust gas manifold 7 in the direction of the mixing and decomposition section 14 without changing the direction.

排ガスマニホールド7、混合及び分解区間14、及び、消音器21を構成する共通のアセンブリは、好ましくは、SCR触媒コンバータ9又は反応チャンバ10から最も離れた、シリンダ側のそれぞれの排ガスマニホールド7への排ガス開口位置16と、SCR触媒コンバータ9又は反応チャンバ10との間の距離が、SCR触媒コンバータ9又は反応チャンバ10から最も離れた、シリンダ側の排ガスマニホールド7への排ガス開口位置16と、SCR触媒コンバータ9又は反応チャンバ10に最も近い、シリンダ側の排ガスマニホールド7への排ガス開口位置16との間の距離の、最大で4倍、好ましくは最大で3倍、特に好ましくは最大で2倍に相当するように構成されている。 The common assembly constituting the exhaust gas manifold 7, the mixing and disassembling section 14, and the silencer 21 is preferably exhaust gas to each exhaust gas manifold 7 on the cylinder side, which is the furthest from the SCR catalytic converter 9 or the reaction chamber 10. The exhaust gas opening position 16 to the exhaust gas manifold 7 on the cylinder side, where the distance between the opening position 16 and the SCR catalytic converter 9 or the reaction chamber 10 is the furthest from the SCR catalytic converter 9 or the reaction chamber 10, and the SCR catalytic converter. The distance between the exhaust gas opening position 16 to the exhaust gas manifold 7 on the cylinder side, which is the closest to the 9 or the reaction chamber 10, corresponds to a maximum of 4 times, preferably a maximum of 3 times, and particularly preferably a maximum of 2 times. It is configured as follows.

図示された実施例では、反応チャンバ10と、それに伴ってSCR触媒コンバータ9とは、排ガス流れ側において、排ガスターボチャージャ5の上流に配置されている。反応チャンバ10と、それに伴ってSCR触媒コンバータ9とは、排ガス流れ側において、排ガスターボチャージャの下流に配置されていても良い。さらに、反応チャンバ10と、それに伴ってSCR触媒コンバータ9とは、排ガス流れ側において、高圧排ガスターボチャージャと低圧排ガスターボチャージャとの間に接続されていても良い。 In the illustrated embodiment, the reaction chamber 10 and the SCR catalytic converter 9 are arranged upstream of the exhaust gas turbocharger 5 on the exhaust gas flow side. The reaction chamber 10 and the SCR catalytic converter 9 may be arranged downstream of the exhaust gas turbocharger on the exhaust gas flow side. Further, the reaction chamber 10 and the SCR catalytic converter 9 may be connected between the high-pressure exhaust gas turbocharger and the low-pressure exhaust gas turbocharger on the exhaust gas flow side.

上述した詳細は、特に、残油、重油、又は、天然ガスによっても運転可能な2サイクル内燃機関での適用に適している。しかしながら、本発明は、4サイクル内燃機関でも利用可能である。 The details described above are particularly suitable for applications in two-stroke internal combustion engines that can also be operated with residual oil, heavy oil, or natural gas. However, the present invention can also be used in a 4-cycle internal combustion engine.

1 内燃機関
2 排ガス過給システム
3 排ガス後処理システム
4 シリンダ
5 排ガスターボチャージャ
6 タービン
7 排ガスマニホールド
8 排ガス供給導管
8a 部分
8b 部分
9 SCR触媒コンバータ
10 反応チャンバ
11 排ガス排出導管
12 導入装置
13 注入円錐
14 混合及び分解区間
15 端部
16 排ガス開口位置
17 流れ
18 ディフューザ
19 面
20 面
21 消音器
22 消音チャンバ
23 消音チャンバ
24 消音チャンバ
25 開口部
26 開口部
27 開口部
1 Internal combustion engine 2 Exhaust gas supercharging system 3 Exhaust gas aftertreatment system 4 Cylinder 5 Exhaust gas turbocharger 6 Turbine 7 Exhaust gas manifold 8 Exhaust gas supply conduit 8a Part 8b Part 9 SCR catalytic converter 10 Reaction chamber 11 Exhaust gas exhaust conduit 12 Introducing device 13 Injection cone 14 Mixing and decomposition section 15 End 16 Exhaust gas opening position 17 Flow 18 Diffuser 19 Face 20 Face 21 Silent device 22 Silent chamber 23 Silent chamber 24 Silent chamber 25 Silent chamber 25 Opening 26 Opening 27 Opening

Claims (15)

内燃機関の排ガス後処理システム、特にSCR排ガス後処理システムのための混合装置、すなわち、還元剤前駆物質、特に尿素等のアンモニア前駆物質と排ガスとを混合するための混合装置であって、触媒コンバータ、特にSCR触媒コンバータ(9)に至る、前記排ガスを誘導する排ガス供給導管(8)と、前記排ガス供給導管(8)に配設された、前記還元剤前駆物質を前記排ガスに導入するための導入装置(12)と、前記導入装置(12)の下流に配置され、前記排ガス供給導管(8)によって設けられた混合及び分解区間(14)であって、前記排ガスを前記還元剤前駆物質と混合し、前記触媒コンバータの上流において、前記還元剤前駆物質を分解し、還元剤を生成するための混合及び分解区間(14)と、を有する混合装置において、
前記排ガス供給導管(8)には、前記混合及び分解区間(14)の領域において、消音器(21)が配設されており、
前記消音器(21)が、少なくとも1つの消音チャンバを有しており、前記消音チャンバは、少なくとも1つの開口部を通じて、前記排ガス供給導管(8)に連結され、
少なくとも1つの前記消音チャンバが、少なくとも1つの前記開口部を通じて、前記導入装置(12)の下流で、前記混合及び分解区間(14)の領域において、前記排ガス供給導管(8)に連結されており、前記開口部の、前記導入装置(12)からの距離は、前記導入装置(12)の領域における、前記排ガス供給導管(8)の直径の最大で1倍又は最小で2倍に相当することを特徴とする混合装置。
A mixing device for an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, particularly an SCR exhaust gas aftertreatment system, that is, a mixing device for mixing a reducing agent precursor, particularly an ammonia precursor such as urea, and exhaust gas, and a catalytic converter. In particular, for introducing the exhaust gas supply conduit (8) for inducing the exhaust gas to the SCR catalytic converter (9) and the reducing agent precursor material disposed in the exhaust gas supply conduit (8) into the exhaust gas. An introduction device (12) and a mixing and decomposition section (14) arranged downstream of the introduction device (12) and provided by the exhaust gas supply conduit (8), wherein the exhaust gas is used as the reducing agent precursor. In a mixing apparatus having a mixing and decomposition section (14) for mixing and decomposing the reducing agent precursor to produce the reducing agent upstream of the catalytic converter.
The exhaust gas supply conduit (8) is provided with a silencer (21) in the region of the mixing and decomposition section (14) .
The silencer (21) has at least one silencer chamber, which is connected to the exhaust gas supply conduit (8) through at least one opening.
At least one muffling chamber is connected to the exhaust gas supply conduit (8) in the region of the mixing and disassembling section (14) downstream of the introduction device (12) through at least one opening. The distance of the opening from the introduction device (12) corresponds to a maximum of 1 time or a minimum of 2 times the diameter of the exhaust gas supply conduit (8) in the region of the introduction device (12). A mixing device characterized by that.
内燃機関の排ガス後処理システム、特にSCR排ガス後処理システムのための混合装置、すなわち、還元剤前駆物質、特に尿素等のアンモニア前駆物質と排ガスとを混合するための混合装置であって、触媒コンバータ、特にSCR触媒コンバータ(9)に至る、前記排ガスを誘導する排ガス供給導管(8)と、前記排ガス供給導管(8)に配設された、前記還元剤前駆物質を前記排ガスに導入するための導入装置(12)と、前記導入装置(12)の下流に配置され、前記排ガス供給導管(8)によって設けられた混合及び分解区間(14)であって、前記排ガスを前記還元剤前駆物質と混合し、前記触媒コンバータの上流において、前記還元剤前駆物質を分解し、還元剤を生成するための混合及び分解区間(14)と、を有する混合装置において、
前記排ガス供給導管(8)には、前記混合及び分解区間(14)の領域において、消音器(21)が配設されており、
前記消音器(21)が、少なくとも1つの消音チャンバを有しており、前記消音チャンバは、少なくとも1つの開口部を通じて、前記排ガス供給導管(8)に連結され、
前記消音器(21)の少なくとも1つの前記消音チャンバが、少なくとも1つの前記開部を通じて、前記導入装置(12)の下流で、前記混合及び分解区間(14)の領域において、前記排ガス供給導管(8)に連結されており、前記開部の、前記導入装置(12)からの距離は、前記導入装置(12)の領域における、前記排ガス供給導管(8)の直径の最大で1倍又は最小で2倍に相当することを特徴とする混合装置。
A mixing device for an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, particularly an SCR exhaust gas aftertreatment system, that is, a mixing device for mixing a reducing agent precursor, particularly an ammonia precursor such as urea, and exhaust gas, and a catalytic converter. In particular, for introducing the exhaust gas supply conduit (8) for inducing the exhaust gas to the SCR catalytic converter (9) and the reducing agent precursor material disposed in the exhaust gas supply conduit (8) into the exhaust gas. An introduction device (12) and a mixing and decomposition section (14) arranged downstream of the introduction device (12) and provided by the exhaust gas supply conduit (8), wherein the exhaust gas is used as the reducing agent precursor. In a mixing apparatus having a mixing and decomposition section (14) for mixing and decomposing the reducing agent precursor to produce the reducing agent upstream of the catalytic converter.
The exhaust gas supply conduit (8) is provided with a silencer (21) in the region of the mixing and decomposition section (14).
The silencer (21) has at least one silencer chamber, which is connected to the exhaust gas supply conduit (8) through at least one opening.
At least one of the muffler chambers of the muffler (21), through at least one of the openings , downstream of the introduction device (12), in the region of the mixing and disassembling section (14). , The distance of the opening from the introduction device (12) is the distance of the exhaust gas supply conduit (8) in the region of the introduction device (12). A mixing device characterized in that it corresponds to a maximum of 1 times or a minimum of 2 times the diameter.
内燃機関の排ガス後処理システム、特にSCR排ガス後処理システムのための混合装置、すなわち、還元剤前駆物質、特に尿素等のアンモニア前駆物質と排ガスとを混合するための混合装置であって、触媒コンバータ、特にSCR触媒コンバータ(9)に至る、前記排ガスを誘導する排ガス供給導管(8)と、前記排ガス供給導管(8)に配設された、前記還元剤前駆物質を前記排ガスに導入するための導入装置(12)と、前記導入装置(12)の下流に配置され、前記排ガス供給導管(8)によって設けられた混合及び分解区間(14)であって、前記排ガスを前記還元剤前駆物質と混合し、前記触媒コンバータの上流において、前記還元剤前駆物質を分解し、還元剤を生成するための混合及び分解区間(14)と、を有する混合装置において、
前記排ガス供給導管(8)には、前記混合及び分解区間(14)の領域において、消音器(21)が配設されており、
前記消音器(21)が、少なくとも1つの消音チャンバを有しており、前記消音チャンバは、少なくとも1つの開口部を通じて、前記排ガス供給導管(8)に連結され、
前記混合及び分解区間(14)の、前記導入装置(12)からの距離が、前記導入装置(12)の領域における前記排ガス供給導管(8)の直径の1倍と、前記導入装置(12)の前記排ガス供給導管(8)の直径の2倍との間に相当する領域には、前記消音器(21)の前記消音チャンバを前記排ガス供給導管(8)に連結しているような開口部は形成されていないことを特徴とする混合装置。
A mixing device for an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, particularly an SCR exhaust gas aftertreatment system, that is, a mixing device for mixing a reducing agent precursor, particularly an ammonia precursor such as urea, and exhaust gas, and a catalytic converter. In particular, for introducing the exhaust gas supply conduit (8) for inducing the exhaust gas to the SCR catalytic converter (9) and the reducing agent precursor material disposed in the exhaust gas supply conduit (8) into the exhaust gas. An introduction device (12) and a mixing and decomposition section (14) arranged downstream of the introduction device (12) and provided by the exhaust gas supply conduit (8), wherein the exhaust gas is used as the reducing agent precursor. In a mixing apparatus having a mixing and decomposition section (14) for mixing and decomposing the reducing agent precursor to produce the reducing agent upstream of the catalytic converter.
The exhaust gas supply conduit (8) is provided with a silencer (21) in the region of the mixing and decomposition section (14).
The silencer (21) has at least one silencer chamber, which is connected to the exhaust gas supply conduit (8) through at least one opening.
The distance of the mixing and decomposition section (14) from the introduction device (12) is once the diameter of the exhaust gas supply conduit (8) in the region of the introduction device (12), and the introduction device (12). In the region corresponding to twice the diameter of the exhaust gas supply conduit (8), an opening such that the muffling chamber of the muffler (21) is connected to the exhaust gas supply conduit (8). A mixing device characterized in that the part is not formed.
内燃機関の排ガス後処理システム、特にSCR排ガス後処理システムのための混合装置、すなわち、還元剤前駆物質、特に尿素等のアンモニア前駆物質と排ガスとを混合するための混合装置であって、触媒コンバータ、特にSCR触媒コンバータ(9)に至る、前記排ガスを誘導する排ガス供給導管(8)と、前記排ガス供給導管(8)に配設された、前記還元剤前駆物質を前記排ガスに導入するための導入装置(12)と、前記導入装置(12)の下流に配置され、前記排ガス供給導管(8)によって設けられた混合及び分解区間(14)であって、前記排ガスを前記還元剤前駆物質と混合し、前記触媒コンバータの上流において、前記還元剤前駆物質を分解し、還元剤を生成するための混合及び分解区間(14)と、を有する混合装置において、
前記排ガス供給導管(8)には、前記混合及び分解区間(14)の領域において、消音器(21)が配設されており、
前記消音器(21)が、少なくとも1つの消音チャンバを有しており、前記消音チャンバは、少なくとも1つの開口部を通じて、前記排ガス供給導管(8)に連結され、
前記消音器(21)の少なくとも1つの前記消音チャンバが、少なくとも1つの前記開部を通じて、前記排ガス供給導管(8)に、前記導入装置(12)の上流において連結されていることを特徴とする混合装置。
A mixing device for an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, particularly an SCR exhaust gas aftertreatment system, that is, a mixing device for mixing a reducing agent precursor, particularly an ammonia precursor such as urea, and exhaust gas, and a catalytic converter. In particular, for introducing the exhaust gas supply conduit (8) for inducing the exhaust gas to the SCR catalytic converter (9) and the reducing agent precursor material disposed in the exhaust gas supply conduit (8) into the exhaust gas. An introduction device (12) and a mixing and decomposition section (14) arranged downstream of the introduction device (12) and provided by the exhaust gas supply conduit (8), wherein the exhaust gas is used as the reducing agent precursor. In a mixing apparatus having a mixing and decomposition section (14) for mixing and decomposing the reducing agent precursor to produce the reducing agent upstream of the catalytic converter.
The exhaust gas supply conduit (8) is provided with a silencer (21) in the region of the mixing and decomposition section (14).
The silencer (21) has at least one silencer chamber, which is connected to the exhaust gas supply conduit (8) through at least one opening.
At least one of the muffler chambers of the silencer (21) is coupled to the exhaust gas supply conduit (8) through at least one of the openings upstream of the introduction device (12). A mixing device characterized by being present.
前記消音器(21)が、ヘルムホルツ共鳴器、及び/又は、λ/4共鳴器、及び/又は、吸音形消音器を構成していることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の混合装置。 Any one of claims 1 to 4, wherein the silencer (21) constitutes a Helmholtz resonator and / or a λ / 4 resonator and / or a sound absorbing silencer. The mixing device described in the section . 前記消音器(21)の少なくとも1つの前記前記消音チャンバが、λ/4共鳴器を構成していることを特徴とする、請求項4に記載の混合装置。 The mixing device according to claim 4 , wherein at least one of the muffling chambers of the muffler (21) constitutes a λ / 4 resonator. 前記消音器(21)の少なくとも1つの前記消音チャンバが、ヘルムホルツ共鳴器を構成していることを特徴とする、請求項4又は5に記載の混合装置。 The mixing device according to claim 4 or 5 , wherein at least one of the muffling chambers of the muffler (21) constitutes a Helmholtz resonator. 前記消音器(21)の少なくとも1つの前記消音チャンバが、吸音形消音器を構成していることを特徴とする、請求項4から6のいずれか一項に記載の混合装置。 The mixing device according to any one of claims 4 to 6, wherein at least one of the muffling chambers of the muffler (21) constitutes a sound absorbing type muffler. 少なくとも1つの、前記排ガス供給導管(8)内部の横断面を急増させるための装置(18a、18b)が、前記混合装置の領域に配置されていることを特徴とする、請求項4から7のいずれか一項に記載の混合装置。 Claims 4 to 7 , wherein at least one device (18a, 18b) for rapidly increasing the cross section inside the exhaust gas supply conduit (8) is arranged in the region of the mixing device. The mixing device according to any one . 少なくとも1つの、前記横断面を急増させるための装置(18a、18b)が、前記導入装置(12)の上流又は下流に取り付けられており、前記横断面を急増させるための装置(18a、18b)が、前記導入装置の下流に取り付けられている場合、前記横断面を急増させるための装置(18a、18b)の前記導入装置(12)からの距離は、前記導入装置(12)の領域における前記排ガス供給導管(8)の直径の最小で2倍に相当することを特徴とする、請求項9に記載の混合装置。 At least one device (18a, 18b) for rapidly increasing the cross section is attached upstream or downstream of the introduction device (12), and the device (18a, 18b) for rapidly increasing the cross section is attached. However, when mounted downstream of the introduction device, the distance of the device (18a, 18b) for rapidly increasing the cross section from the introduction device (12) is the distance in the region of the introduction device (12). The mixing device according to claim 9 , wherein the diameter of the exhaust gas supply conduit (8) corresponds to a minimum of twice the diameter. 前記混合及び分解区間(14)と前記消音器(21)と、又は、前記排ガス供給導管(8)と前記消音器(21)とが、共通のアセンブリに統合されていることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の混合装置。 The mixing and disassembling section (14) and the muffler (21), or the exhaust gas supply conduit (8) and the muffler (21) are integrated into a common assembly. The mixing device according to any one of claims 1 to 7 . 内燃機関(1)のための排ガス後処理システム(3)、特に重油又は残油で運転される内燃機関のためのSCR排ガス後処理システムであって、反応チャンバ(10)内に配置された少なくとも1つの触媒コンバータ(9)、特にSCR触媒コンバータと、前記反応チャンバ(10)に至る排ガス供給導管(8)と、前記反応チャンバ(10)から延在する排ガス排出導管(11)と、を有する排ガス後処理システムにおいて、
請求項1から8のいずれか一項に記載の混合装置を特徴とする排ガス後処理システム(3)。
An exhaust gas aftertreatment system (3) for an internal combustion engine (1), particularly an SCR exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine operated with heavy oil or residual oil, at least disposed in a reaction chamber (10). It has one catalytic converter (9), particularly an SCR catalytic converter, an exhaust gas supply conduit (8) leading to the reaction chamber (10), and an exhaust gas discharge conduit (11) extending from the reaction chamber (10). In the exhaust gas aftertreatment system
(3) An exhaust gas aftertreatment system comprising the mixing device according to any one of claims 1 to 8 .
前記混合及び分解区間(14)並びに前記消音器(21)と共に、共通のアセンブリに統合されている排ガスマニホールド(7)を特徴とする、請求項12に記載の排ガス後処理システム。 12. The exhaust gas aftertreatment system according to claim 12 , wherein the exhaust gas manifold (7) is integrated into a common assembly together with the mixing and disassembling section (14) and the silencer (21). 前記SCR触媒コンバータ(9)又は前記反応チャンバ(10)から最も離れた、シリンダ側の排ガスマニホールド(7)への排ガス開口位置(16)と、前記SCR触媒コンバータ(9)又は前記反応チャンバ(10)と、の間の距離が、前記SCR触媒コンバータ(9)又は前記反応チャンバ(10)から最も離れた、シリンダ側の前記排ガスマニホールド(7)への排ガス開口位置(16)と、前記SCR触媒コンバータ(9)又は前記反応チャンバ(10)に最も近い、シリンダ側の前記排ガスマニホールド(7)への排ガス開口位置(16)と、の間の距離の、最大で4倍、好ましくは最大で3倍、特に好ましくは最大で2倍に相当するように、共通のアセンブリが構成されていることを特徴とする、請求項12又は13に記載の排ガス後処理システム。 The exhaust gas opening position (16) to the exhaust gas manifold (7) on the cylinder side, which is the furthest from the SCR catalytic converter (9) or the reaction chamber (10), and the SCR catalytic converter (9) or the reaction chamber (10). ) And the exhaust gas opening position (16) to the exhaust gas manifold (7) on the cylinder side, where the distance between the SCR catalytic converter (9) or the reaction chamber (10) is the furthest from the exhaust gas opening position (16) and the SCR catalyst. The distance between the exhaust gas opening position (16) to the exhaust gas manifold (7) on the cylinder side, which is the closest to the converter (9) or the reaction chamber (10), is up to 4 times, preferably up to 3 times. The exhaust gas aftertreatment system according to claim 12 or 13 , wherein a common assembly is configured so as to correspond to a doubling, particularly preferably a maximum of doubling. 複数のシリンダ(4)と、一群の前記シリンダ(4)に共通の少なくとも1つの排ガスマニホールド(7)と、請求項12から14のいずれか一項に記載の排ガス後処理システム(3)と、を有する内燃機関(1)であって、排ガスが、前記排ガスマニホールド(7)から、前記排ガス後処理システム(3)を通って、及び、前記排ガス後処理システム(3)の下流において、内燃機関(1)の排ガス過給システム(2)の少なくとも1つの排ガスターボチャージャ(5)を通って、誘導され得る内燃機関(1)。 A plurality of cylinders (4), at least one exhaust gas manifold (7) common to the group of the cylinders (4), and the exhaust gas aftertreatment system (3) according to any one of claims 12 to 14. The internal combustion engine (1), wherein the exhaust gas flows from the exhaust gas manifold (7) through the exhaust gas aftertreatment system (3) and downstream of the exhaust gas aftertreatment system (3). An internal combustion engine (1) that can be guided through at least one exhaust gas turbocharger (5) of the exhaust gas supercharging system (2) of (1).
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