WO2004063540A1 - Platzsparende abgasnachbehandlungseinheit mit ineinanderliegenden hin- und rückströmbereichen bei gleichseitigem gasein- und -austritt - Google Patents

Platzsparende abgasnachbehandlungseinheit mit ineinanderliegenden hin- und rückströmbereichen bei gleichseitigem gasein- und -austritt Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas aftertreatment unit with a honeycomb structure and connecting means.
  • honeycomb bodies have a multiplicity of cavities which can be flowed through or flowed through by a fluid, such as channels, for example, and can be formed as a ceramic monolith or as a metallic slxuk-ur.
  • honeycomb body is constructed from a multiplicity of alternately arranged smooth and corrugated or differently corrugated sheets, the sheets initially forming one or more stacks which are intertwined with one another. The ends of all sheets 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.
  • 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 are often used in an exhaust line, wherein they have two end faces and the exhaust gas flows into the honeycomb body through one end face and out of the honeycomb body through the other end face. If there is very little space available for the installation of the honeycomb body, but if it is to be installed close to the engine at the same time, it is expedient to use a honeycomb body in which the exhaust gas flows both into and out of the honeycomb body through a single end face. Here, two separate flow areas are thus formed within the honeycomb body.
  • a honeycomb body with two concentric flow areas for use in multi-line exhaust systems, in which exhaust gas flows through the areas in the same direction, that is, alternately in the same flow direction, is known, for example, from US Pat. No. 6,156,278.
  • the present invention is based on the object of specifying an easy-to-produce exhaust gas aftertreatment unit which is inexpensive to produce and has good durability under alternating thermal loads, but can nevertheless be arranged in a space-saving manner under unfavorable spatial conditions.
  • An exhaust gas aftertreatment unit has a first end face, a second end face and a honeycomb structure, which extends between the first and the second end face, and through which exhaust gas can flow, in a jacket tube.
  • Connection means are connected at least almost sealingly to the first end face, through which the exhaust gas can flow into a forward flow area of the honeycomb structure, whereby it can flow back through a reverse flow area behind the second end face after deflection by flow conversion means.
  • Such an exhaust gas aftertreatment unit can advantageously be used in small available spaces.
  • the exhaust gas to be treated flows both into and out of the honeycomb structure through the first end face.
  • the connection means are designed such that the inflow region and the backflow region are arranged concentrically or eccentrically.
  • the inflow area can be inside or outside.
  • the flow area is preferably inside. If it is desired to achieve a lower temperature in the return flow area than in the forward flow area, e.g. B. because the backflow area with an adsorber or Storage material is coated, the flow inverting agent should not be thermally insulated. Otherwise, thermal insulation is an advantage.
  • the first end face can preferably have an essentially homogeneous structure, so that in particular essentially regular inflow openings are formed as access to the cavities of the honeycomb structure, but no additional reinforced partition walls pass through the honeycomb structure. It is therefore possible to dispense with additional reinforced partition walls or separating means, such as, for example, a tube separating the two regions, so that the honeycomb structure can be formed inexpensively.
  • additional reinforced partition walls or separating means such as, for example, a tube separating the two regions, so that the honeycomb structure can be formed inexpensively.
  • a conventional honeycomb structure made of ceramic or metal can thus be used in the construction of the exhaust gas aftertreatment unit according to the invention. Homogeneous does not necessarily mean that all channels have the same shape and / or size.
  • an essentially standardized honeycomb structure can be used; in particular, there is no need to form an inner tube separating the outflow and the backflow region, which enables the exhaust gas aftertreatment unit to be produced in a cost-effective and simple manner.
  • the back and forth flow areas are separated from each other by walls of the cavities of the honeycomb structure, as specified by the connection means.
  • An at least almost sealing connection of the connection means to the first end face of the honeycomb structure is achieved in that, for example, the first end face has a slot, the spatial extent of which is selected in accordance with the spatial extent of the connection means.
  • connection means By protruding the connection means into the slot in the form of a labyrinth seal in the end face of the honeycomb structure, the seal of the partition to the honeycomb body is advantageously increased even in the case of alternating thermal loads, without the honeycomb structure being damaged in the event of relative expansion of the connection means.
  • Smaller leaks which can be based, for example, on the connection means cutting a cavity wall at an angle, i.e. exhaust gas flowing in small quantities into the actual backflow area instead of into the outflow area, are irrelevant due to the pressure and flow conditions in the honeycomb structure.
  • the first end face has a slot into which the connection means protrude in an almost sealing manner, preferably with the formation of a sliding seat.
  • a sliding seat enables the exhaust gas aftertreatment unit to be designed in such a way that a different thermal expansion behavior of the components, in particular the honeycomb structure, does not damage the exhaust gas aftertreatment unit. Due to the design of the sliding seat, on the one hand no forces are applied to the connection means by the honeycomb structure and on the other hand no forces are introduced by the connection means into the honeycomb structure.
  • connection means are pressed into the first end face.
  • connection means lie essentially on the first end face. This represents a further advantageous possibility for the connection between the connection means and the first end face, which is simple and inexpensive to design.
  • a first sealing means is formed between the connection means and the first end face.
  • the first sealing means is advantageously designed to be resistant to high temperatures and corrosion, for example in the form of a sealing ring which lies sealingly between the edge of the connecting means and the first st-surface.
  • connection means are designed as a conically widening tube.
  • connection means as a conically widening tube enables the construction of an inventive device in a simple manner
  • connection means are carried out centrally
  • the discharge means are used to discharge the exhaust gas flowing through the return flow region and can be essentially dome-shaped in cross section, the discharge means at one point having to enable the discharge of the exhaust gas from the exhaust gas aftertreatment unit, for example by forming a flange for
  • the honeycomb structure is made of ceramic material.
  • the construction of metallic material is also possible.
  • the honeycomb structure is constructed by winding up at least one metallic layer, which is at least partially st-ictured, or a plurality of metallic layers, at least some of which is at least partially strictured, or that the honeycomb structure is constructed by stacking and Devouring several metallic layers, at least some of which is at least partially structured, is built together.
  • a metallic layer in the sense of this connection means, in addition to a sheet metal layer, a combination of a sheet metal layer with a material through which a fluid can flow at least partially, and a layer made of a material through which a fluid can flow at least partially.
  • Such layers can be combined with one another in any way to build up a honeycomb structure.
  • honeycomb-shaped honeycomb structures and also to build honeycomb bodies by engaging several stacks, for example in an S-shape, or engaging three stacks in the same direction.
  • the structure of structured metallic layers with a repeat length which corresponds to the wavelength, for example in the case of corrugated metallic layers, and essentially smooth metallic layers leads to the formation of channels or cavities between the structures and the smooth sheets.
  • Exhaust gas aftertreatment units have holes formed in at least some of the metallic layers in at least some of the areas which form the walls of the cavities of the forward flow area and / or the return flow area, the extent of which is in particular greater than the structural repetition length of the -ix minimum partially metallic layers.
  • the holes can be formed both in the substantially smooth and in the textured metallic layers. As a result, cavities can form which lead to swirling of the exhaust gas, which advantageously leads to an improved conversion rate.
  • the formation of holes reduces the manufacturing costs of the honeycomb structure, especially when coating the honeycomb structure.
  • Exhaust gas aftertreatment unit at least some of the metallic layers in at least some of the areas that form the walls of the cavities of the forward flow area and / or the backflow area are made of a material that is at least partially permeable to a fluid.
  • a particle filter is said to be open if it can basically be traversed completely by particles, including particles that are considerably larger than the particles that are actually to be filtered out. As a result, such a filter cannot become blocked even during agglomeration of particles during operation.
  • a suitable method for measuring the openness of a particle filter is, for example, testing the diameter up to which spherical particles can still flow through such a filter.
  • a filter is particularly open when balls with a diameter greater than or equal to 0.1 mm can still trickle through, preferably balls with a diameter above 0.2 mm.
  • the particles When flowing through this material, the particles accumulate in the wall, the flow through the wall being promoted by the formation of pressure differences in front of and behind the wall. These pressure differences are caused and / or delayed by the formation of inversions and / or flow guide surfaces in the metallic layers which are not formed from an at least partially permeable material for a fluid, the inversions and / or flow guide surfaces only in the Areas of the metallic layer are formed which later form the walls of the cavities in the outward and / or in the return flow area.
  • the essentially smooth metallic layers and / or the at least partially structured metallic layers can be at least partially formed from the material that is at least partially permeable to a fluid.
  • the design of an exhaust gas aftertreatment unit according to the invention as a particle filter advantageously enables the construction of space-saving particle filters.
  • an exhaust gas aftertreatment unit at least in some of the metallic layers in at least some of the areas that form the walls of the cavities of the forward flow area and / or the return flow area, inside out, holes with an extent that are smaller than the striations. Repeat length of the at least partially structured metal layers, flow guide surfaces and / or microstructures is formed.
  • An inversion represents a hole with protrusions, the dimensions of the hole being smaller than the structural repeat length of the structures of the at least partially structured metallic layers.
  • the protuberance forms a flow guide surface.
  • the interaction of holes and flow guiding surfaces form transverse flow components which lead to a swirling of the flow and to a flow between adjacent cavities.
  • the swirling of the flow advantageously prevents the formation of laminar limit flows and thus leads to an increased conversion rate.
  • Mitoostnik-uren which have a structure height that is significantly smaller than the structure height of the at least partially structured metallic layers, also serve the same purpose.
  • Inverted pieces, holes, flow guide surfaces and microtost-n-acids can be formed both on or in the essentially smooth, and on or in the at least partially st- ⁇ -structured metallic layers.
  • the inside out, flow guide surfaces and microstructures can be formed at any angle to the main flow direction of the exhaust gas in the honeycomb structure.
  • Exhaust gas aftertreatment unit is coated, preferably catalytically actively coated, at least in part of the metallic layers at least in part of the regions which form the walls of the cavities of the forward flow region and / or the backflow region.
  • the invention it is possible to coat both the areas that form the walls of the cavities of the forward flow area and the areas that form the walls of the return flow area, at least in part of the metallic layers, in particular catalytically actively. It is thus possible to form back and forth flow areas, both of which are coated with a catalytically active coating. It is just as well possible to provide the walls of the cavities of the downstream flow region with an oxidation catalyst coating and to form the walls of the cavities of the return flow region from material which is at least partially permeable to a fluid, in order to thus obtain a compact combination of a oxidation catalyst and particle filter. That in
  • nitrogen dioxide (NO2) formed by the oxidation catalyst region advantageously serves for the continuous regeneration of the particle filter region.
  • the walls of the inflow region and or of the backflow region have a coating, at least in partial regions.
  • the partial areas can be formed in the flow direction, that is to say the upstream area or the return flow area have areas with or without a coating in the respective flow directions.
  • a coating can also be formed in partial areas, for example in a direction perpendicular to the respective flow directions.
  • the inner area of the inflow area can be formed with a coating, while other areas, e.g. B. outside of inner area, have no or another coating. Walls of the outflow and / or backflow area are to be understood as the walls of the cavities or channels in these areas.
  • the coating can consist of or comprise washcoat.
  • the coating is inhomogeneous at least in one direction of flow and / or in one backflow direction, in particular in relation to the presence of a coating, the type of coating and / or in relation to different physical and / or chemical effects which are triggered on, in and / or on the coating.
  • the flow direction is the flow direction in which the flow area can be flowed through
  • the return flow direction is the flow direction in which the flow area can be flowed through.
  • Inhomogeneous here means in particular that the coating of the walls of the outflow and / or the backflow region changes in each case in the direction of flow.
  • one sub-area can have a coating, while another has no coating.
  • different types of coatings can be formed.
  • the physical and / or chemical effects mentioned above, which are triggered on, in and / or on the coating, can in addition to the coating itself also be caused by particles embedded in the coating.
  • partial areas can be formed which catalyze chemical reactions, for example by embedded noble metal catalysts, which adsorb one or more components of the exhaust gas at least temporarily and desorb at other times, for example at different temperatures, and the like.
  • honeycomb structure it is particularly advantageous to design the honeycomb structure as a whole with two coatings up to an interface. This can be done in particular by immersing the honeycomb structure after its production from one end face in a bath with a first coating agent, then pulling it out and immersing it in a bath with a second coating agent from the other end face.
  • the exhaust gas first flows through an area with the first coating, then still in the outflow area through an area with the second coating. After deflection in the flow inverting means, the exhaust gas flows in the backflow region first through an area with the second coating and then through an area with the first coating.
  • first coating is advantageous to carry out the first coating as a three-way catalyst coating and the second coating as an HC adsorber coating, that is to say as a coating which adsorbs hydrocarbons at least temporarily, or vice versa.
  • first flow conversion means are formed on the second end face, the outer diameter of which does not correspond to the outer diameter of the second end face, but which is smaller than the outer diameter of the second end face.
  • second flow inversion means are formed outside of the flow area, which cause the exhaust gas to be redirected.
  • the inflow region and / or the backflow region zi at least in one of several axial partial regions has at least one of the following coatings: a) oxidation catalyst coating; b) three way cat dysator coating; c) adsorber coating; d) nitrogen oxide adsorber coating; e) CoW hydrogen adsorber coating; and f) coating for selective catalytic reduction.
  • exhaust gas aftertreatment units can be used for a wide variety of applications.
  • exhaust gas aftertreatment units can thus be formed with a plurality of partial areas through which flow can occur, each of which partial areas has at least one of the coatings a) to f).
  • the areas of the metallic layers, which form the walls of the cavities of the forward flow area have a first specific heat capacity and the areas, which form the walls of the cavities of the return flow area, have a second specific heat capacity, at least in some of the metallic layers the first specific heat capacity is different from the second specific heat capacity.
  • honeycomb structures in which the inflow area has a different specific heat capacity than the backflow area.
  • honeycomb structure in the upstream or even in
  • the areas which form the walls of the cavities of the forward flow area differ in at least one of the following properties from the areas which form the walls of the cavities of the backflow area: A) material thickness ; B) formation, expansion and thickness of a reinforcement structure; and C) formation and composition of a coating.
  • Each of the options A, B and C advantageously allows the formation of honeycomb bodies in which the first specific heat capacity of the forward flow area differs from the second specific heat capacity of the return flow area.
  • a higher specific heat capacity in the backflow area can be achieved, for example, by increasing the material thickness in the corresponding area of the metallic layers, in particular the metal sheets, for example by folding over the edges of the metallic layers.
  • a corresponding effect can also be achieved in that reinforcement structures are formed in some of the areas, which can consist, for example, of an additional material layer connected to the metallic layer.
  • the structuring of the structured metallic layer can be adapted accordingly, so that advantageously a continuous contact surface is created with an adjacent metallic layer, so that a good connection to this neighboring metallic layer is achieved can be trained.
  • the specific heat capacity of the areas of the metallic layers can also be changed by applying coatings. It is thus possible to apply a coating in one area of the metallic layer, while another area has no coating or a different coating. According to a further advantageous embodiment.
  • the areas of the metallic layer which form the walls of the cavities of the forward flow area and / or the return flow area have an inhomogeneous specific heat capacity.
  • the specific heat capacity of the partial area of the forward flow area through which flow first flows may be lower than the specific heat capacity of the rest of the forward flow area in order to enable the catalytic conversion to start more quickly.
  • the areas of the structured metallic layers that form the walls of the forward flow area have a structure with a first structure repeat length, a first structure height and a first structure shape
  • the areas that form the walls of the return flow area have a structure have a second structural repeat length, a second structural height and a second structural shape, the first structural repeat length being different from the second structural repeat length and or the first structural height being different from the second structural height and / or the first Sl-n-curved shape being different from the second structural shape.
  • the Honeycomb structure arranged flow inverting means that invert the flow direction of the exhaust gas flowing out of the inflow region so that it flows into the backflow region.
  • the S-Roman inversion means are essentially half-shell-shaped, in particular as a hemisphere with a dent in the middle.
  • the flow inverting means are essentially half-shell-shaped, in particular essentially as a hemisphere, essentially as a half-spherical cap or essentially as a cylinder closed on one side, optionally with an indentation in the middle.
  • the use of half-shell-shaped flow inverting means is advantageous because they can be designed simply and inexpensively.
  • a design of the flow inverting means in the form of a cylinder closed on one side presents itself in longitudinal section as a rectangle open on one side.
  • a collecting space is formed on the first end face, in which the exhaust gas flowing through the return flow area and through the first end face outside the connection means are collected.
  • connection means can also lie outside the collecting space if, for example, the flow area is formed concentrically outside the return flow area.
  • the collecting space is essentially K-dotten-Sraiig, h-db-spherical or in the form of a closed half-cylinder.
  • discharge means are formed in connection with the collecting space and / or the casing pipe, through which the exhaust gas flowing through the backflow region can be removed.
  • the repulsion means which can be designed as a simple pipe or as a flange with corresponding connecting means to the casing pipe and / or to the collecting space, connected to the casing pipe, this can have an expansion at any point, which allows the exhaust gas to flow from the collecting space made possible by this expansion to the exhaust gas.
  • a design of the blow-off means connected to the collecting space can be realized in a particularly simple manner by connecting the outflow means essentially gas-tight to a corresponding recess in the collecting space, for example by welding.
  • the collecting space and / or the outflow means can advantageously be formed in one piece.
  • the exhaust means are gas-tightly connected to the casing pipe and / or the collecting space and / or the collecting space is gas-tightly connected to the casing pipe.
  • connection means pass through the collecting space or the exhaust means through the connection means in each case in a passage area.
  • a thermal joining connection is formed in the passage area between the connection means and the collecting space or between the exhaust means and connection means, preferably a soldered or welded connection, particularly preferably a welded connection.
  • thermal joint connection advantageously enables holding forces to be absorbed by this connection.
  • a slip seat is formed in the passage area.
  • a slip seat in the passage area enables the absorption of holding forces in a particularly advantageous manner with a very good expansion compensation of longitudinal expansion of the components, in particular the honeycomb structure in the event of thermal alternating loads.
  • a second sealant is formed in the passage area.
  • the combination of the second sealant, which is preferably resistant to high temperatures and corrosion, with a slip fit combines good gas tightness with a very good possibility of expansion compensation.
  • the collecting space and / or the exhaust gas means more resistant to deformation than the jacket tube, in particular they have a greater material thickness than the jacket tube.
  • the resistance to deformation of the collecting space and / or the exhausting means is greater than that of the jacket tube, particularly in the case of a deformation transverse to the direction of flow toward or back.
  • the exhaust gas aftertreatment unit as a whole can advantageously be held alone via the collecting space and / or the exhaust gas means, optionally with a further bearing on the gas flow inverting means. In this way, costs can be saved in the formation of the casing tube.
  • At least one measuring sensor is formed, in particular in the flow inverting means.
  • Measuring sensors are used in particular in the online monitoring of the exhaust gas aftertreatment unit in automobile construction, for example in the so-called on-board diagnosis (OBD or OBD II).
  • OBD on-board diagnosis
  • the measuring sensor can record at least one of the following measured variables: a) oxygen content of the exhaust gas; b) temperature of the exhaust gas; c) proportion of at least one component of the exhaust gas; d) flow velocity of the exhaust gas; and e) volume density of the exhaust gas.
  • the determination of the oxygen content, in particular by means of a lambda probe, and the determination of the temperature of the exhaust gas are often required specifically for OBD.
  • a compromise must regularly be made with regard to the number of cavities or channels through which the sensor passes must be purchased, since on the one hand the largest possible number of cavities is desirable in order to obtain a measurement signal which is averaged over the largest possible number of cavities and on the other hand the smallest possible number of cavities is to be cut by the measuring sensor in order, for example, to lose as little catalytically active surface as possible when the honeycomb structure is formed as a catalyst carrier body.
  • the formation of the sensor in the flow control means offers advantages, since a measurement signal averaged over all cavities in the outflow area is obtained without, for example, loss of the catalytic surface.
  • the measuring sensor can be designed as a lambda probe and / or as a temperature sensor.
  • At least one reaction unit is formed, in particular in the flow inverting means.
  • a reagent-to-M purity in particular for the supply of reducing agents such as urea in the flow inverting means, saves space in comparison to the formation in the honeycomb structure and is inexpensive.
  • the flow inverting means have means for sound absorption, for example in the form of a coating or in the form of guide surfaces or the like.
  • the pressure loss that the exhaust gas suffers when flowing through the exhaust gas aftertreatment unit is advantageously substantially the same in the individual areas such as the blow-in area, the blow-back area, the flow converting means and the collecting space, optionally with the blow-off agent.
  • FIG. 2 shows an end view of a honeycomb structure of an exhaust gas aftertreatment unit according to the invention
  • FIG. 3 shows schematically a metallic layer for building up a honeycomb structure according to FIG. 2;
  • FIG. 6 shows a second exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment unit according to the invention in longitudinal section
  • Fig. 7 shows a third embodiment of an inventive
  • Fig. 8 shows a fourth embodiment of an inventive
  • Fig. 9 shows a fifth embodiment of an inventive
  • FIG. 10 shows a sixth exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment unit according to the invention in longitudinal section.
  • FIG. 1 schematically shows a longitudinal section through an exhaust gas aftertreatment unit 1 which has a honeycomb structure 2 in a casing tube 3.
  • the honeycomb structure 2 has a first end face 4 and a second
  • connection means 7 are designed in the form of a conically widening tube.
  • the connection means 7 are connected to the first end face 4 in an almost sealing manner in that it has a slot into which the connection means 7 engage on the end face.
  • This connection is preferably designed in the form of an almost sealing sliding seat. For this purpose, a short piece of pipe can also be inserted into the slot, which then forms a sliding fit with the connecting means 7.
  • the inflow of the first end face 4 through the connection means 7 forms a downward flow region 8 and a backward flow region 9.
  • the blow-in area 8 lies in the interior of the blow-back area 9.
  • the exhaust gas flows essentially in the blow-in direction 10, while in the blow-back area 9 it flows essentially in the opposite direction in the blow-back direction 11.
  • the blow-in area 8 and the blow-back area 9 are not separated from one another by any special structural measures, in particular there is no intermediate tube which separates the blow-in area 8 from the blow-back area 9.
  • the separation 12 between the blow-in area 8 and the back-blow area 9 consists of the walls of the cavities through which a fluid can flow and which lie in the area behind the connection means 7. As a result, the separation 12 between the blow-in area 8 and the back-blow area 9 is not a separate component, but is to be understood in the sense mentioned above.
  • honeycomb structure 2 Since essentially no special measures have to be taken to separate the inflow region 8 from the backflow region 9, a conventional honeycomb structure made of ceramic or metallic layers can be used as the honeycomb structure 2, which may only have to be provided with a slot in the first end face 4.
  • the exhaust gas flowing through the blow-down area 8 leaves the honeycomb structure 2 through the second end face 5 and flows into the flow-converting means 13.
  • These can be designed in the shape of a half-shell and have in the present case If there is a dent 14 and two ridges 15.
  • the indentation 14 is formed centrally in front of the area of the second face 5, from which the exhaust gas flowing through the area 8 flows out of the " second face 5.
  • the shape of the flow inverting means 13 results in an inversion 16 of the flow direction of the exhaust gas, which then flows through the second end face 5 in the backflow direction 11 into the backflow region 9.
  • the flow inverting means 13 are connected gas-tight to the casing tube 3, for example by welding or soldering, in order to avoid unwanted exhaust gas losses. It can be provided with thermal insulation 39 in order to avoid heat losses.
  • the exhaust gas After the exhaust gas has flowed through the entire length of the honeycomb structure 2, the exhaust gas leaves the honeycomb structure 2 through the first end face 4 outside the connection means 7 and enters the discharge means 17. These consist of a collecting space 18 and branching means 19 branching from it.
  • the branching means 19 can be designed as a flange or as a tube.
  • a treated exhaust gas stream 22 leaves the exhaust gas aftertreatment unit 1 through the exhaust gas means 19.
  • the discharge means 17 are also sealingly connected to the casing tube 3 in order to avoid unwanted exhaust gas emissions.
  • the collecting space 18 is dome-shaped.
  • the Abfrömffen 19 are designed as a tube which is attached to the calotte.
  • the connection means 7 pass through the k-dot-shaped collecting space 18. It is also possible to design the collecting space 18 as a hemisphere or as a cylinder closed on one side.
  • the honeycomb body 21 shows an end view of a honeycomb body 21 of an exhaust gas aftertreatment unit 1 according to the invention.
  • the honeycomb body 21 consists of a honeycomb structure 2 which is fastened in a casing tube 3.
  • the honeycomb structure 2 is constructed from essentially smooth metallic layers 22 and structured metallic layers 23, which form channels 24 which are suitable for a Fluid can be flowed through.
  • the first end face 4 has a slot 25 in which the connection means 7 engage.
  • the slot 25 is thus adapted to the connection means 7 in position, shape, thickness and extent.
  • the slot 25 and the connection means 7 are designed such that the connection means 7 is connected to the first end face 4 of the honeycomb structure 2 in an at least almost sealing manner, in particular in the form of a labyrinth seal.
  • the honeycomb structure 2 shown in FIG. 2 was formed by twisting three stacks of metallic layers 22, 23 in the same direction.
  • the individual stacks are formed by the alternating stacking of essentially smooth metallic layers 22 and structured metallic layers 23. Each stack is folded around a central point 26, then the three stacks are assembled and twisted in the same direction.
  • the honeycomb structure 2 is made up of metallic layers 22, 23 as shown by way of example in FIG. 3.
  • FIG. 3 shows a metallic layer with holes 27, the metallic layer being an essentially smooth metallic layer 22.
  • the formation of an at least partially metallic layer 23 with holes 27 is possible in an analogous manner.
  • the metallic layer 22 is divided into five areas in the transverse direction 28 of the honeycomb structure 2.
  • the division into exactly five sub-areas is based on the fact that in the present case holes 27 are to be formed both in the forward-blow area 8 and in the rear-blow area 9.
  • Metallic layers 22 with a different number of areas are possible and according to the invention.
  • the position, size and shape of the holes 27 shown in FIG. 3 is exemplary, any other position, size and shape of holes 27 is possible and according to the invention.
  • holes 27 of different sizes and shapes can be formed in an area or areas with holes 27 that differ in shape and size.
  • the inner region 30 forms part of the walls of the cavities of the inflow region 8, while the intermediate regions 31 lie behind the connection means 7 and thus serve to separate the inflow region 8 from the backflow region 9. Therefore, the inner region 30 has holes 27, while the intermediate regions 31 have no holes.
  • the intermediate regions 31 are of different sizes in order to take into account the relative position of the metallic layer 22 in the honeycomb structure 2.
  • the metallic layer 22 intersects the region lying behind the connection means 7. Different angles are possible here, as can be seen in FIG. 2. The flatter this section angle, the greater the extent of the corresponding intermediate region 31 in order to ensure an effective separation of the inflow region 8 from the backflow region 9. At very steep angles, a small expansion of the intermediate area 31 is therefore possible.
  • the centers of the intermediate regions 31 to have a different distance from the folding axis 29.
  • the outer regions 32 adjoining the intermediate regions 31 in turn have holes 27, since these regions form the walls of the cavities of the rear mold region 9 after the honeycomb structure 2 has been produced.
  • the edge regions 33 have no holes in order to enable a durable connection, for example by means of soldering and / or welding, to the casing tube 3.
  • the holes 27 can have any shape and extension, as long as it is ensured that the extension of the holes 27 is greater than that
  • the metallic layers 22, 23 must be provided with holes 27 accordingly, in order to ensure that only the walls of the cavities of the inflow region 8 and the backflow region 9 have holes 27, but these regions 8, 9 are effectively separated from one another are.
  • FIG. 4 shows an example of a metallic layer with inversions that can be formed in the outer regions 32 and / or the inner region 30 in the essentially smooth metallic layers 22 and / or the structured metallic layers 23.
  • the inverted sections consist of holes 35 and inverted flow guide surfaces 36. These inverted sections essentially have two effects: the holes 35 permit the formation of a transverse flow component, through which the flow in two adjacent cavities of the honeycomb structure 2 takes place, the flow guide surfaces additionally lead to a swirling of the flow in the cavities in order to prevent 1-minar interface flows, in order to increase the probability of conversion.
  • Laminar interface flows can also be reduced by forming microstructures, as can be seen in FIG. 5.
  • 5 shows a channel 24 through which exhaust gas flows in a flow direction 37. Mil xostructures 38 are formed. Upstream of the M-l ⁇ os-ri-ktoen, a l-aninar or quasi-l-uninar (so-called "plug-flow") flow profile P is formed, in which interfacial flow occurs.
  • the metallic layers 22, 23 can also be designed such that the facing area 8 and / or divide the backflow region 9 into partial regions in the longitudinal direction 34, which differ with respect to one or more of the properties specified above.
  • an exhaust gas aftertreatment unit 1 with a honeycomb structure 2, which works as an oxidation catalyst in the downstream area 8 and as an open particle filter in the rearward area 9 or vice versa.
  • a honeycomb structure 2 which works as an oxidation catalyst in the downstream area 8 and as an open particle filter in the rearward area 9 or vice versa.
  • the regions 30, 32 which form the walls of the cavities of the inflow region 8 and / or the backflow region 9 from a material which can be at least partially flowed through by a fluid.
  • a material is, for example, a metallic fiber material, in particular sintered metallic fiber material.
  • a honeycomb structure 2 which at least partially has a greater specific heat capacity in the downward flow area 8 than in the backward flow area 9 and vice versa.
  • FIG. 6 shows a second exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment unit 1 according to the invention in longitudinal section.
  • This has a honeycomb structure 2, which is held in a casing tube 3.
  • a honeycomb structure 2 which is held in a casing tube 3.
  • the second exemplary embodiment has flow inverting means 13, which are designed in the form of a cylinder closed on one side.
  • a flow inverting means 13 has the shape of a rectangle open on one side in longitudinal section.
  • Such a flow inverting means 13 also enables an inversion 16 of the gas flow from the forward flow area 8 into the rear flow area 9 of the honeycomb structure 2.
  • the discharge means 17, consisting of collecting space 18 and blow-off means 19, can be produced as a cast part.
  • the resistance to deformation of the discharge means 17 can advantageously be greater than that of the casing tube 3, for example by formation from different materials or also by formation in different material thickness (not shown here).
  • connection means 7 is pressed with an indented area 40 into the first end face 4 of the honeycomb structure 2 so that an almost sealing connection is created between the connection means 7 and the downward area 8.
  • FIG. 7 shows a third exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment unit 1 according to the invention in longitudinal section.
  • a measuring sensor 41 preferably a lambda probe and / or a temperature sensor, is formed in the hemispherical shape-inverting means 13, and its sensitive area projects into the area between the shape-changing means 13 and the second end face 5 of the honeycomb structure 2 and measured values from it Takes volume.
  • the design of the sensor 41 also in different shapes
  • Flow inverting means 13 and the formation of a plurality of sensors 41 is possible and according to the invention.
  • at least one can be used in the flow inverting means 13 - regardless of their shape.
  • Both the at least one sensor 41 and the at least one rection feed unit can engage in the flow inverting means 13 at any angle and at any position.
  • connection means 7 are placed on the first end face 4 of the honeycomb structure 2.
  • a first sealing means 42 is formed between the connecting means 7 and the first end face 4, which advantageously enables an additional seal between the forward-flowing area 8 and the back-flowing area 9.
  • an embodiment without the first sealing means 42, in which the connection means 7 rest directly on the first end face 4, is possible and according to the invention.
  • FIG. 8 shows a fourth exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment unit 1 according to the invention.
  • FIG. 8 shows a passage area 43 in which the connection means 7 pass through the collecting space 18.
  • Passage area 43 forms connection means 7 and collecting space 18
  • slip seat 44 In addition, a second sealant 45 is formed, which brings about an additional seal to prevent unwanted exhaust gas losses.
  • the slide seat 44 is also designed without a second one
  • Both the first sealant 42 and the second sealant 45 are preferably formed from high-temperature and corrosion-resistant material, for example from a corresponding one
  • the formation of the slip seat 44 in the passage area 43 advantageously causes expansion compensation in the event of thermal alternating loads during operation of the exhaust gas aftertreatment unit 1.
  • FIG. 9 shows a fifth exemplary embodiment of an exhaust gas aftertreatment unit 1 according to the invention in longitudinal section, in which a thermal joining connection, preferably a welded or brazed connection, particularly preferably a welded connection, is formed in the passage area 43 between the connection means 7 and the collecting space 18.
  • a thermal joining connection preferably a welded or brazed connection, particularly preferably a welded connection
  • the honeycomb structure 2 in FIG. 9 is inhomogeneous, the honeycomb structure 2 being designed differently in the rear molding area 8 than in the rear molding area 9.
  • the honeycomb structure 2 is composed of metallic layers, at least some of which are at least partially with a structural repeat length and a structuring amplitude is structured. Holes are formed in the forward region 8, the dimensions of which are larger than the structure repeat length, so that cavities 46 are formed which connect a plurality of cavities or channels of the honeycomb structure 2 to one another. Such cavities 46 are not formed in the backflow region 9, the walls of the backflow region 9 being formed from a fluid through which a fluid can flow at least partially, so that a particle filter is formed in the backflow region 9.
  • the honeycomb structure 2 which is used to construct the exhaust gas aftertreatment unit 1 was provided with an inhomogeneous coating.
  • a first axial section 47 and a second axial section 48 are formed, which differ in terms of their coating. These sections 47, 48 are separated by an interface 49.
  • the honeycomb structure 2 was coated, it was coated on the one hand via the first end face 4 to the interface 49 and on the other hand via the second end face 5 to the interface 49.
  • the coatings in the first axial section 47 and in the second axial section 48 differ, for example, by their function , for example by a co-hydrogen adsorber coating in the second axial section 48 and a three-way catalyst coating in the first axial section 47 or vice versa, all other known coatings in each of the sections 47, 48 being possible and according to the invention.
  • Several interfaces 49 and consequently more partial areas 47, 48 are also possible and according to the invention.
  • the honeycomb structure 2 shown here as an exemplary embodiment can show not only a circular cross section, but also any other cross section, such as an oval, an ellipse, a polygon or the like. this applies equally for the configuration of the cross section of the connection means 7, which are connected to the first end face 4 of the honeycomb structure 2 in an almost sealing manner.
  • the details shown, such as " the design of the sensor 41, the special design in the passage area 43, the connection of the connection means 7 to the first end face 4, the design of the flow inverting means 13, the inhomogeneity of the honeycomb structure 2, the design of the coating, possibly in several Sub-areas 47, 48 etc. are not only possible as shown in the respective exemplary embodiments, but can be combined with one another as desired.
  • An exhaust gas aftertreatment unit 1 according to the invention advantageously enables exhaust gas aftertreatment even with only a small installation space. This makes it particularly easy to use a sack space on the side of a turbocharger.
  • An exhaust gas aftertreatment unit 1 according to the invention is inexpensive to manufacture and reliable under alternating thermal loads, so that good durability is achieved. It can have different properties and coatings in the back-flow area and in the back-flow area, so that it can be adapted to different requirements.
  • Exhaust gas aftertreatment unit honeycomb structure casing pipe first end face second end face exhaust gas to be treated connection means Hinfröm Institution, submitföm Switzerland Hinfrömcardi,sfrömcardi separation flow deflecting agent indentation increase inversion discharge means collecting space exhaust gas treated exhaust gas form honeycomb body essentially smooth metallic position structured metallic hole direction channel slot central point Folding axis inner area intermediate area outer area edge area longitudinal direction of the honeycomb structure hole flow guide surface flow direction M-microstructure heat insulation pressed-in area sensor first sealant passage area slip seat second sealant cavity first axial partial area second axial partial area interface

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Abgasnachbehandlungseinheit mit einer ersten Stirnfläche (4), einer zweiten Stirnfläche (5) und mit einer sich zwischen der ersten (4) und der zweiten Stirnfläche (5) erstreckenden für Abgas durchströmbaren Wabenstruktur (2) in einem Mantelrohr (3), wobei an die erste Stirnfläche (4) Anschlussmittel (7) zumindest nahezu dichtend angeschlossen sind, durch die das Abgas in einen Hinströmbereich (8) der Wabenstruktur (2) einströmen kann, wobei es nach Umlenkung hinter der zweiten Stirnfläche (5) durch einen Rückströmbereich (9) zurückströmen kann. Eine erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungseinheit (1) ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Abgasnachbehandlung auch bei nur wenig Einbauplatz. Besonders gut kann dadurch ein im Bereich eines Turboladers seitlich vorhandener Sackraum genutzt werden. Eine erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungeinheit (1) ist preiswert herstellbar und zuverlässig unter thermischen Wechselbelastungen, so dass eine gute Dauerhaltbarkeit erreicht wird.

Description

Platzsparende Abgasnachbehandlungseinheit mit ineinanderliegenden Hin- und Rückströmbereichen bei gleichseitigem Gasein- und -austritt
Gegenstand der Erfindung ist eine Abgasnachbehandlungseinheit mit einer Wabenstraktur und Anschlussmitteln.
Bei weltweit steigenden Zulassungszahlen von Automobilen sind in einer Vielzahl von Ländern zur Verringerung der Luftverschmutzung durch Automobile gesetzliche Abgasgrenzwerte eingeführt worden, die die Zus--mmensetzung des durch die Automobile emittierte Abgas erfüllen muss. Die hierzu nötige Verringerung der Emission von schädlichen Bestandteilen erfolgt durch den Einsatz von Edeh-netallkatalysatoren, die gute Umsetzungsraten bei relativ niedrigen Umsetzungstemperaturen zu ermöglichen. Eine effektive Umsetzung beruht ferner auf einer möglichst großen Reaktionsoberfläche, die bereitgestellt werden muss. Hierbei hat es sich im Automobilbau weitestgehend durchgesetzt, Wabenkörper als Katalysator-Trägerkörper einzusetzen. Wabenkörper weisen eine Vielzahl von für ein Fluid beströmbaren oder durchströmbaren Hohlräumen wie zum Beispiel Kanäle auf und lassen sich als keramischer Monolith oder als metallische Slxuk-ur ausbilden.
Man unterscheidet vor allem zwei typische Baufoπnen 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 metallische Lage aufeinandergelegt und spir-üfömiig aufgewickelt werden. Bei einer anderen Baufo m wird der Wabenkörper aus einer Vielzahl von abwechselnd angeordneten glatten und gewellten oder unterschiedlich gewellten Blechen aufgebaut, wobei die Bleche zunächst einen oder mehrere Stapel bilden, die miteinander verschlungen werden. Dabei kommen die Enden aller Bleche außen zu liegen und können mit einem Gehäuse oder Mantelrohr verbunden werden, wodurch zahlreiche Verbindungen entstehen, die die Haltbarkeit des Wabehkörpers 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 Bleche mit zusätzlichen Strukturen auszustatten, um die Strömung zu beeinflussen und/oder eine Queryermischung 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.
Solche Wabenkörper werden oftmals in einem Abgasstrang eingesetzt, wobei sie zwei Stirnflächen aufweisen und das Abgas durch die eine Stirnfläche in den Wabenkörper hinein- und durch die andere Stirnfläche aus dem Wabenkörper hinausströmt. Steht zum Einbau des Wabenkörpers nur sehr wenig Platz zur Verfugung, soll aber gleichzeitig ein motornaher Einbau erfolgen, so ist es zweckmässig, einen Wabenkörper zu verwenden, bei dem das Abgas durch eine einzige Stirnfläche sowohl in den Wabenkörper hinein- als auch aus diesem herausströmt. Hierbei sind also innerhalb des Wabenkörpers zwei getrennte Strömungsbereiche ausgebildet. Ein Wabenkörper mit zwei konzentrischen Strömungsbereichen zum Einsatz in mehrsträngigen Abgassystemen, bei denen die Bereiche gleichsinnig, also in der gleichen Strömungsrichtung wechselweise von Abgas durchströmt werden, ist beispielsweise aus der US 6,156,278 bekannt. Diese Strömungsbereiche sind durch ein zwischen den Bereichen liegendes Rohr getrennt. Ein solcher Wabenkörper ist sehr aufwendig herzustellen, zudem verschlechtert das zusätzliche Rohr die thermischen Eigenschaften des Wabenkörpers wie das Aufheiz- und das Wärmeabstrahlverhalten. Aus der EP 0 835 366 Bl wiederum ist es bekannt, einen Wabenkörper mit mindestens einer ebenen stirnseitig nahezu dichtend angeordneten Trennwand zu versehen und so einen Wabenkörper mit zwei Teilbereichen mit h-dblαeisförmigem Querschnitt zum Einsatz in mehrsträngigen Abgassystemen zur Verfügung zu stellen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach herzustellende Abgasnachbehandlungseinheit anzugeben, die preiswert herzustellen ist und eine gute Dauerhaltbarkeit unter thermischen Wechselbelastungen aufweist, aber dennoch unter ungünstigen Raumverhältnissen platzsparend angeordnet werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abgasnachbehandlungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine erfindungsgemaße Abgasnachbehandlungseinheit weist eine erste Stirnfläche, eine zweite Stirnfläche und eine sich zwischen der ersten und der zweiten Stirnfläche erstreckende für Abgas durchströmbare Wabenstruktur in einem Mantelrohr auf. An die erste Stirnfläche sind Anschlussmittel zumindest nahezu dichtend angeschlossen, durch die das Abgas in einen Hinströmbereich der Wabenstraktur einströmen kann, wobei es nach Umlenkung durch Strömungsmvertierungs-mittel hinter der zweiten Stirnfläche durch einen Rückströmbereich zurückströmen kann.
Eine solche Abgasnachbehandlungseinheit kann vorteilhafterweise bei kleinen zur Verfügung stehenden Räumen eingesetzt werden. Durch die erste Stirnfläche strömt sowohl das zu behandelnde Abgas in die Wabenstruktur hinein, als auch hinaus. Die Anschlussmittel sind so ausgebildet, dass der Hinströmbereich und der Rückströmbereich konzentrisch oder exzentrisch angeordnet ist. Je nach den räumlichen und thermischen Anforderungen kann der Hinströmbereich innen oder außen liegen. Bevorzugt liegt der Hinströmbereich innen. Sofern es erwünscht ist, im Rückströmbereich eine niedrigere Temperatur zu erzielen als im Hinströmbereich, z. B. weil der Rückströmbereich mit einem Adsorber- oder Speichermaterial beschichtet ist, sollte das Strömungsinvertierungsmittel nicht wärmeisoliert sein. Anderenfalls ist eine Wärmeisolierung von Vorteil.
Bevorzugt kann die erste Stirnfläche eine im wesentlichen homogene Struktur aufweisen, so dass insbesondere im wesentlichen regelmäßige Einströmungsöffiiungen als Zugang zu den Hohlräumen der Wabenstraktur ausgebildet sind, aber keine zusätzlichen verstärkten Trennwände die Wabenstruktur durchziehen. Somit kann auf zusätzliche verstärkte Trennwände oder Trennmittel, wie beispielsweise ein die beiden Bereiche trennendes Rohr verzichtet werden, so dass die Wabenstruktur kostengünstig auszubilden ist. So kann eine übliche Wabenstruktur aus Keramik oder Metall beim Aufbau der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit verwendet werden. Homogen bedeutet aber nicht unbedingt, dass alle Kanäle die gleiche Form und/oder Größe haben müssen.
Bei einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit kann eine im wesentlichen standardisierte Wabenstruktur zum Einsatz kommen, insbesondere kann auf die Ausbildung eines den Hin- und den Rückströmbereich trennenden Innenrohres verzichtet werden, was eine kostengünstige und einfache Herstellung der Abgasnachbehandlungseinheit ermöglicht. Hin- und Rückströmbereich werden durch Wände der Hohlräume der Wabenstniktur voneinander getrennt, wie durch die Anschlussmittel vorgegeben. Einen zumindest nahezu dichtenden Anschluss der Anschlussmittel an die erste Stirnfläche der Wabenstruktur erreicht man dadurch, dass beispielsweise die erste Stirnfläche einen Schlitz aufweist, dessen räumliche Ausdehnung entsprechend der räumlichen Ausdehnung der Anschlussmittel gewählt wird. Durch das Hineinragen der Anschlussmittel in den Schlitz in Form einer Labyrinth-Dichtung in der Stirnfläche der Wabenstruktur wird in vorteilhafter Weise die Dichtung der Trennwand zum Wabenkörper auch bei thermischen Wechselbelastungen erhöht, ohne dass die Wabensfruktur bei Relativdehnungen des Anschlussmittels beschädigt werden kann. Kleinere Undichtigkeiten, die beispielsweise darauf beruhen können, dass das Anschlussmittel eine Hohlraumwand in einem Winkel schneidet, also Abgas in kleinen Mengen in den eigentlichen Rückströmbereich statt in den Hinströmbereich strömt, sind aufgrund der Druck- und Strömungsverhältnisse i der Wabenstruktur unerheblich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Abgasnachbehandlungseinheit weist die erste Stirnfläche einen Schlitz auf, in den die Anschlussmittel nahezu dichtend hineinragen, vorzugsweise unter Ausbildung eines Schiebesitzes.
Die Ausbildung eines Schiebesitzes ermöglicht eine Ausgestaltung der Abgasnachbehandlungseinheit, bei der ein unterschiedliches thermisches Ausdehnungsverhalten der Komponenten, insbesondere der Wabenstruktur, nicht zu einer Schädigung der Abgasnachbehandlungseinheit führt. Durch die Schiebesitzausbildung werden einerseits von der Wabenstruktur keine Kräfte auf die Anschlussmittel und andererseits keine Kräfte vom Anschlussmittel in die Wabenstruktur eingeleitet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit sind die Anschlussmittel in die erste Stirnfläche eingedrückt.
Dies ermöglicht in vorteilhaft einfacher Weise sowohl die Ausbildung eines Schlitzes in der ersten Stirnfläche als auch die Verbindung zwischen Anschlussmittel und erster Stirnfläche. Eine solche Verbindung ist im wesentlichen gasdicht, kleinere Undichtigkeiten fallen aufgrund der Druck- und Strömungsverhältnisse im Hin- und Rückströmbereich während des Betriebes der Abgasnachbehandlungseinheit nicht ins Gewicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit liegen die Anschlussmittel im wesentlichen auf der ersten Stirnfläche auf. Dies stellt eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Verbindung zwischen Anschlussmittel und erster Stirnfläche dar, die einfach und kostengünstig auszubilden ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit ist zwischen Anschlussmittel und erster Stirnfläche ein erstes Dichtmittel ausgebildet.
Das erste Dichtmittel ist in vorteilhafter Weise hochtemperatur- und korrosionsfest ausgebildet, beispielsweise in Form eines Dichtrings, welcher zwischen der Kante der Anschlussmittel und der ersten St-trnfläche dichtend aufliegt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Abgasnachbehandlungseinheit sind die Anschlussmittel als sich konisch erweiterndes Rohr ausgebildet.
Die Ausbildung der Anschlussmittel als sich konisch erweiterndes Rohr ermöglicht in einfacher Weise den Aufbau einer erfindungsgemäßen
Abgasnachbehandlungseinheit. Hierbei werden die Anschlussmittel zentral durch
Ableitmittel hindurch geführt. Die Ableitmittel dienen der Ableitung des durch den Rückströmbereich strömenden Abgases und können im Querschnitt im wesentlichen kalottenfδrmig ausgebildet sein, wobei die Ableitmittel an einer Stelle das Ableiten des Abgases aus der Abgasnachbehandlungseinheit ermöglichen müssen, beispielsweise durch Ausbildung eines Flansches zum
Anschluss eines Rohres oder ähnliches. Hierbei tritt das sich konisch erweiternde
Rohr durch das kalottenförmige Ableitmittel, wobei auch hier bevorzugt gewährleistet ist, dass eine thermische Bewegung des sich konisch erweiternden Rohres und/oder des kalottenförmigen Ableitmittels nicht zu einer Schädigung des jeweils anderen Bauteils führt. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Abgasnachbehandlungseinheit ist die Wabenstruktur aus keramischem Material aufgebaut. Ebenso möglich ist jedoch auch der Aufbau aus metallischem Material. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, dass die Wabenstruktur durch Aufwickeln mindestens einer metallischen Lage, die mindestens teilweise st-πikturiert ist, oder mehrerer metallischer Lagen, von denen zumindest ein Teil zumindest teilweise striikturiert ist, aufgebaut ist, oder dass die Wabenstruktur durch Stapeln und miteinander Verschlingen mehrerer metallischer Lagen, von denen ziimindest ein Teil zumindest teilweise strilkturiert ist, aufgebaut ist. Unter einer metallischen Lage im Sinne dieser Verbindung versteht man neben einer Blechlage auch eine Kombination einer Blechlage mit einem zumindest teilweise für ein Fluid durchströmbaren Material, sowie eine Lage aus einem zumindest teilweise für ein Fluid durchströmbaren Material. Solche Lagen können in beliebiger Art und Weise zum Aufbau einer Wabenstruktur miteinander kombiniert werden.
So ist der Aufbau spiraU-ormiger Wabenstrukturen möglich, ferner auch der Aufbau von Wabenkörpern durch das Verschlingen mehrerer Stapel beispielsweise in S-Form oder auch das gleichsinnige Verschlingen dreier Stapel. Der Aufbau aus strukturierten metallischen Lagen mit einer Stnikturwiederhollänge, die beispielsweise bei gewellten metallischen Lagen der Wellenlänge entspricht, und im wesentlichen glatten metallischen Lagen führt zur Bildung von Kanälen oder auch Hohlräumen zwischen den Strukturen und den glatten Bleche.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der
Abgasnachbehandlungseinheit sind zumindest in einem Teil der metallischen Lagen in z-unindest einem Teil der Bereiche, die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs und/oder des Rückströmbereichs bilden, Löcher ausgebildet, deren Ausdehnung insbesondere größer ist als die St-rukturwiederhollänge der -ix-mindest teilweise striikturierten metallischen Lagen. Hierbei können die Löcher sowohl in den im wesentlichen glatten, als auch in den strak-urierten metallischen Lagen ausgebildet sein. Hierdurch können sich Hohlräume bilden, die zu einer Verwirbelung des Abgases führen, was in vorteilhafter Weise zu einer verbesserten Umsetzungsrate fuhrt. Zudem verringert die Ausbildung von Löchern die Herstellungskosten der Wabenstruktur, insbesondere auch bei der Beschichtung der Wabenstπiktur.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Abgasnachbehandlungseinheit sind zumindest ein Teil der metallischen Lagen in zumindest einem Teil der Bereiche, die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs und/oder des Rückströmbereichs bilden, aus einem zumindest teilweise für ein Fluid durchlässigen Material ausgebildet.
Dies gestattet in vorteilhafter Weise den Aufbau eines offenen Partikelfilters. Ein Partikelfilter wird dann als offen bezeichnet, wenn er grundsätzlich von Partikeln vollständig durchlaufen werden kann, und zwar auch von Partikeln, die erheblich größer als die eigentlich auszufilternden Partikel sind. Dadurch kann ein solcher Filter selbst bei einer Agglomeration von Partikeln während des Betriebes nicht verstopfen. Ein geeignetes Verfahren zur Messung der Offenheit eines Partikelfilters ist beispielsweise die Prüfung, bis zu welchem Durchmesser kugelförmige Partikel noch durch einen solchen Filter rieseln können. Bei vorliegenden Anwendungsfallen ist ein Filter insbesondere dann offen, wenn Kugeln von größer oder gleich 0,1 mm Durchmesser noch hindurchrieseln können, vorzugsweise Kugeln mit einem Durchmesser oberhalb von 0,2 mm.
Beim Durchströmen dieses Materials kommt es zu einer Anlagerung der Partikel in der Wand, wobei die Durchströmung der Wand durch die Ausbildung von Druckunterschieden vor und hinter der Wand begünstigt wird. Diese Druckunterschiede werden durch die Ausbildung von Umstülpungen und/oder Strömungsleitftächen in den nicht aus einem zumindest teilweise für ein Fluid durchlässigen Material ausgebildeten metallischen Lagen hervorgerufen und/oder verzögert, wobei die Umstülpungen und/oder Strömungsleitflächen nur in den Bereichen der metallischen Lage ausgebildet werden, die später die Wände der Hohlräume im Hin- und/oder im Rückströmbereich bilden. Die im wesentlichen glatten metallischen Lagen und/oder die zumindest teilweise stn-kturierten metallischen Lagen können --uniindest teilweise aus dem zranindest teilweise für ein Fluid durchlässigen Material ausgebildet sein. Die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit als Partikelfilter ermöglicht in vorteilhafter Weise den Aufbau von platzsparenden Partikelfiltern.
Gemäß einer weitern vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit sind zrumindest in einem Teil der metallischen Lagen in zumindest einem Teil der Bereiche, die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs und/oder des Rückströmbereichs bilden, Umstülpungen, Löcher mit einer Ausdehnung, die kleiner als die StriJ- turwiederhollänge der zumindest teilweise stmkturierten metallischen Lagen ist, Strömungsleitflächen und/oder Mikrostrakturen ausgebildet.
Eine Umstülpung stellt ein Loch mit Ausstülpungen dar, wobei die Abmessungen des Loches kleiner ist als die Stru-rturwiederhollänge der Strukturen der zumindest teilweise strukturierten metallischen Lagen sind. Die Ausstülpung bildet eine Strömungsleitfläche. Durch das Zusammenwirken von Löchern und Strömungsleitflächen bilden sich querlaufende Strömungskomponenten, die zu einer Verwirbelung der Strömung und zu einer Strömung zwischen benachbarten Hohlräumen führt. Die Verwirbelung der Strömung verhindert vorteilhaft die Bildung von laminaren Grenzströmungen und führt so zu einer erhöhten Umsetzungsrate. Dem selben Zweck dienen auch Mitoostnik-uren, die eine Striikturhöhe aufweisen, die deutlich kleiner ist als die Strukturhöhe der zumindest teilweise strukturierten metallischen Lagen. Umstülpungen, Löcher, Strömungsleitflächen und Mikτost-n-lc-uren können sowohl auf bzw. in den im wesentlichen glatten, als auch auf bzw. in den zumindest teilweise st-π-kturierten metallischen Lagen ausgebildet sein. Die Umstülpυngen, Strömungsleitflächen und Mikrostrakturen können in jedem beliebigen Winkel zur Hauptströmungsrichtung des Abgases in der Wabenstraktur ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Abgasnachbehandlungseinheit ist zumindest ein Teil der metallischen Lagen zumindest in einem Teil der Bereiche, die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs und/oder des Rückströmbereichs bilden, beschichtet, bevorzugt katalytisch aktiv beschichtet.
Erfindungsgemäß ist es möglich, sowohl die Bereiche, die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs, als auch die Bereiche, die die Wände des Rückströmbereichs bilden, zumindest bei einem Teil der metallischen Lagen zu beschichten, insbesondere katalytisch aktiv zu beschichten. So ist es möglich, Hin- und Rückströmbereiche auszubilden, die beide katalytisch aktiv beschichtet sind. Genauso gut ist es möglich, die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs mit einer Oxidationskatalysatorbeschichtung zu versehen und die Wände der Hohlräume des Rückströmbereichs aus zumindest teilweise für ein Fluid durchlässigen Material auszubilden, um so kompakt einen kombinierten Oxidationskatalysator Partikelfilter zu erhalten. Das im
Oxidationskatalysatorbereich gebildete Stickstoffdioxid (NO2) dient in diesem Fall in vorteilhafter Weise der kontinuierlichen Regeneration des Partikelfilterbereichs.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit weisen die Wände des Hinströmbereichs und oder des Rückströmbereichs zumindest in Teilbereichen eine Beschichtung auf.
Hierbei können die Teilbereiche in Strömungsrichtung ausgebildet sein, das heißt, der Hinströmbereich oder der Rückströmbereich weisen in den jeweiligen Durchströmungsrichtungen Bereiche mit oder ohne eine Beschichtung auf. Weiterhin kann eine Beschichtung auch in Teilbereichen beispielsweise in einer Richtung senkrecht zu den jeweiligen Durchsttömungsrichtungen ausgebildet sein. So können beispielsweise der innere Bereich des Hinströmbereichs mit einer Beschichtung ausgebildet sein, während andere Bereiche, z. B. außerhalb des inneren Bereichs, keine oder eine andere Beschichtung aufweisen. Unter Wänden des Hin- und/oder Rückströmbereichs sind die Wände der Hohlräume oder Kanäle in diesen Bereichen zu verstehen. Die Beschichtung kann aus Washcoat bestehen oder diesen umfassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit ist die Beschichtung zumindest in einer Hinströmrichtung und/oder in einer Rücksttörnrichtung inhomogen, insbesondere in Bezug auf das Vorhandensein einer Beschichtung, auf die Art der Beschichtung und/oder in Bezug auf unterschiedliche physikalische und/oder chemische Effekte, welche an, in und/oder auf der Beschichtung ausgelöst werden.
Die Hinsttömrichtung ist die Strömungsrichtung, in welcher der Hinströmbereich durchströmbar ist, während die Rückströmrichtung die Strömungsrichtung ist, in welcher der Rückströmbereich durchströmbar ist. Hierbei handelt es sich um globale Größen in Bezug auf die Durchströmung der Wabenstruktur, lokal können sowohl im Hinström- als auch im Rückströmbereich andere Strömungsrichtungen auftreten.
Inhomogen heißt hier insbesondere, dass sich die Beschichtung der Wände des Hin- und/oder des Rückströmbereichs jeweils in Strömungsrichtung ändert. So kann beispielsweise ein Teilbereich eine Beschichtung aufweisen, während ein anderer keine Beschichtung aufweist. Weiterhin können unterschiedliche Arten von Beschichtungen ausgebildet sein. Die oben erwähnten physikalischen und/oder chemischen Effekte, welche an, in und/oder auf der Beschichtung ausgelöst werden, können neben der Beschichtung selbst auch von in der Beschichtung eingelagerten Partikeln verursacht werden. So können Teilbereiche ausgebildet sein, die chemische Reaktionen, beispielsweise durch eingelagerte Edelmetallkatalysatoren, katalysieren, die eine oder mehrere Komponenten des Abgases -ziimindest zeitweise adsorbieren und zu anderen Zeitpunkten, beispielsweise bei anderen Temperaturen, wieder desorbieren und ähnliches. Diese physikalischen und/oder chemischen Effekte können sowohl an der Beschichtung, also beispielsweise im oberen Bereich der Beschichtung, in der Beschichtung, beispielsweise begünstigt durch eine poröse oder stark oberflächenvergrößernde Art der Beschichtung und/oder auf der Beschichtung, also auf der Oberfläche der Beschichtung, erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist es, die Wabenstruktur als ganzes bis zu einer Grenzfläche mit zwei Beschichtungen auszubilden. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass die Wabenstruktur nach ihrer Herstellung von ihrer einen Stirnfläche her in Bad mit einem ersten Beschichtungsmittel eingetaucht, danach herausgezogen und von der anderen Stirnfläche hier in ein Bad mit einem zweiten Beschichtungsmittel eingetaucht wird. Bei Verwendung einer so beschichteten Wabenstruktur in einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit durchströmt das Abgas zunächst einen Bereich mit der ersten Beschichtung, dann noch im Hinströmbereich einen Bereich mit der zweiten Beschichtung. Nach Umlenkung in den Sttömungsinvertierungsmitteln durchströmt das Abgas im Rückströmbereich zunächst einen Bereich mit der zweiten Beschichtung und dann einen Bereich mit der ersten Beschichtung. Insbesondere ist es vorteilhaft, die erste Beschichtung als Dreiwegekatalysatorbeschichtung und die zweite Beschichtung als HC-Adsorberbeschichtung, also als Beschichtung, die Kohlenwasserstoffe --umindest zeitweise adsorbiert, oder umgekehrt, auszuführen. Weiterhin ist es vorteilhaft, eine doppelte Umlenkung des Abgases vorzunehmen, wobei das Abgas in der gleichen Richtung aus der Abgasnachbehandlungseinheit herausströmt, wie es in diese hereinströmt. Hierzu werden erste Strömungsrnvertierungsmittel an der zweiten Stirnfläche ausgebildet, die in ihrem äußeren Durchmesser nicht dem äußeren Durchmesser der zweiten Stirnfläche entsprechen, sondern der kleiner ist als der äußere Durchmesser der zweiten Stirnfläche ist. An der ersten Stirnfläche sind außerhalb des Hinströmbereichs zweite Strömungsinvertierungsmittel ausgebildet, die eine erneute Umlenkung des Abgases bewirken. Dies kann in vorteilhafter Weise mit einer inhomogenen Beschichtung und auch mit einem Hinströmbereich im Inneren der Wabenstruktur kombiniert werden, welcher einen einzigen für ein Fluid durchströmbaren Hohlraum darstellt. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit weist der Hinströmbereich und/oder der Rückströmbereich zi-mindest in einem von mehreren axialen Teilbereichen mindestens eine der folgenden Beschichtungen auf: a) Oxidationskatalysatorbeschichtung; b) Dreiwegekat-dysatorbeschichtung; c) Adsorberbescbichtung; d) Stickoxidadsorberbeschichtung; e) KoWenwasserstoffadsorberbeschichtung; und f) Beschichtung zur selektiven katalytischen Reduktion.
Je nach Art der Beschichtung a) bis f) und je nach Kombination der Beschichtungen a) bis f) sind Abgasnachbehandlungseinheiten für die unterschiedlichsten Anwendungsgebiete einsetzbar. Insbesondere können so Abgasnachbehandlungseinheiten mit einer Mehrzahl von hintereinander durchströmbaren Teilbereichen gebildet werden, von denen jeder der Teilbereiche mindestens eine der Beschichtungen a) bis f) aufweist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Abgasnachbehandlungseinheit weisen die Bereiche der metallischen Lagen, die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs bilden, eine erste spezifische Wärmekapazität und die Bereiche, die die Wände der Hohlräume des Rückströmbereichs bilden, eine zweite spezifische Wärmekapazität auf, wobei zumindest bei einem Teil der metallischen Lagen die erste spezifische Wärmekapazität unterschiedlich zur zweiten spezifischen Wärmekapazität ist.
Dies gestattet den Aufbau von Wabenstrukturen, bei denen der Hinströmbereich eine andere spezifische Wärmekapazität aufweist als der Rückströmbereich. So ist es beispielsweise möglich, eine Wabenstn-ktur mit im Hinström- oder auch nur in
Teilen des Hinströmbereichs erniedrigter spezifischer Wärmekapazität herzustellen, um so ein schnelleres Aufheizen dieses Bereichs und damit ein schnelleres Anspringen der katalytischen Umsetzung zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Abgasnachbehandlungseinheit unterscheiden sich zumindest bei einem Teil der metallischen Lagen die Bereiche, die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs bilden, in zumindest einer der folgenden Eigenschaften von den Bereichen, die die Wände der Hohlräume des Rückstrombereichs bilden: A) Materialdicke; B) Ausbildung, Ausdehnung und Dicke einer Verst-irkungsstruktur; und C) Ausbildung und Zusammensetzung einer Beschichtung.
Jede der Möglichkeiten A, B und C erlaubt einzeln oder in Kombination miteinander in vorteilhafter Weise die Ausbildung von Wabenkörpern, bei denen sich die erste spezifische Wärmekapazität des Hinströmbereichs von der zweiten spezifischen Wärmekapazität des Rückströmbereichs unterschieden. Eine im Rückströmbereich größere spezifische Wärmekapazität kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Materialdicke im entsprechenden Bereich der metallischen Lagen, insbesondere der Bleche erhöht wird, beispielsweise durch Umfalzen der Ränder der metallischen Lagen. Ein entsprechender Effekt kann auch dadurch erzielt werden, dass in einigen der Bereiche Verstärkungsstrakturen ausgebildet werden, die beispielsweise in einer zusätzlichen mit der metallischen Lage verbundenen Materialschicht bestehen können. Bei allen Vorgehensweisen, bei der die Dicke der Schicht zumindest in Bereichen verändert wird, kann entsprechend die Strukturierung der strukturierten metallischen Lage angepasst werden, so dass vorteilhafterweise eine durchgehende Anlagefläche zu einer benachbarten metallischen Lage entsteht, so dass eine gute Verbindung zu dieser benachbarten metallischen Lage ausgebildet werden kann. Die spezifische Wärmekapazität der Bereiche der metallischen Lagen kann auch durch Auftragen von Beschichtungen verändert werden. So ist es möglich, in einem Bereich der metallischen Lage eine Beschichtung aufzutragen, während ein anderer Bereich keine oder eine andere Beschichtung aufweist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung . der
Abgasnachbehandlungseinheit weisen die Bereiche der metallischen Lage, die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs und/oder des Rückströmbereichs bilden, eine inhomogene spezifische Wärmekapazität auf.
So kann beispielsweise die spezifische Wärmekapazität des zunächst durchströmten Teilbereichs des Hinströmbereichs eine niedriger sein als die spezifische Wärmekapazität des Rests des Hinströmbereichs, um ein schnelleres Anspringen der katalytischen Umsetzung zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Abgasnachbehandlungseinheit weisen die Bereiche der strukturierten metallischen Lagen, die die Wände des Hinströmbereichs bilden, eine Stri-kturierung mit einer ersten Strul -urwiederhollänge, einer ersten Strukturhöhe und einer ersten Strukturform auf, während die Bereiche, die die Wände des Rückströmbereichs bilden, eine Strukturierung mit einer zweiten Strukturwiederhollänge, einer zweiten Strukturhöhe und einer zweiten Strukturform aufweisen, wobei sich die erste Sfrul-rturwiederhollänge von der zweiten Strukturwiederhollänge und oder die erste Strukturhöhe von der zweiten Strukturhöhe und/oder die erste Sl-n-krurform von der zweiten Strτikturform unterscheidet.
Dies ermöglicht vorteilhafter Weise den Aufbau von Wabenst- -jkturen mit Zelldichten und/oder -formen, die sich im Hin- und Rückströmbereich unterscheiden oder auch von Wabenstrukturen, bei denen der Hin- und/oder der Rückströmbereich Teilbereiche unterschiedlicher Zelldichten und/oder -formen aufweist. Auch jede Kombination der oben erwähnten Ausgestaltungen der Bereiche der metallischen Lagen, die die Wände des Hin- und/oder Rückströmbereichs bilden, sind möglich und erfindungsgemäß.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit sind hinter der zweiten Stirnfläche der Wabenstruktur Strömungsinvertierungsmittel angeordnet, die die Strömungsrichtung des aus dem Hinströmbereich strömenden Abgases so invertieren, dass dieses in den Rückströmbereich einströmt. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, dass die S-römungsinvertierungsmittel im wesentlichen halbschalenförmig ausgebildet sind, insbesondere als Halbkugel mit einer Eindellung in der Mitte.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit sind die Sttömungsinvertierungsmittel im wesentlichen halbschalenförmig, insbesondere im wesentlichen als Halbkugel, im wesentlichen als halbe Kalotte oder im wesentlichen als einseitig geschlossener Zylinder, gegebenenfalls jeweils mit einer Eindellung in der Mitte, ausgebildet. Die Verwendung von halbschalenförmigen Strömungsinvertierungsmitteln ist vorteilhaft, da diese einfach und kostengünstig ausgebildet werden können. Eine Ausbildung des Strömungsinvertierungsmittels in Form eines einseitig geschlossenen Zylinders stellt sich im Längsschnitt als einseitig offenes Rechteck dar.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit ist an der ersten Stirnfläche ein Sammelraum ausgebildet, in dem das durch den Rückströmbereich strömende Abgas und durch die erste Stirnfläche außerhalb der Anschlussmittel austretende Abgas gesammelt wird.
Außerhalb der Anschlussmittel ist hier im Sinne von ausnehmend zu verstehen, da die Anschlussmittel auch außerhalb des Sammelraums liegen können, wenn beispielsweise der Hinströmbereich konzentrisch außerhalb des Rückströmbereich ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfϊndungsgemäß Abgasnachbehandlungseinheit ist der Sammelraum im wesentlichen k-dotten-Sraiig, h-dbkugelförmig oder in Form eines geschlossenen Halbzylinders ausgebildet.
Diese Formen sind einfach herzustellen und sind gut zur Aufnahme thermischer Spannungen geeignet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit sind verbunden mit dem Sammelraum und/oder dem Mantelrohr Abströmmittel ausgebildet, durch die das durch den Rückströmbereich strömende Abgas abführbar ist.
Im Falle einer Ausbildung der Abstiömmittel, die als einfaches Rohr oder auch als Flansch mit entsprechenden Verbindungsmitteln zum Mantelrohr und/oder zum Sammelraum ausgebildet sein können, verbunden mit dem Mantelrohr kann dieses an einer beliebigen Stelle eine Aufweitung aufweisen, die ein Strömen des Abgases vom Sammelraum durch diese Aufweitung zum Absfrömmittel ermöglicht. Eine Ausbildung des Absttömmittels verbunden mit dem Sammelraum ist in besonders einfacher Weise zu realisieren, in dem das Abströmmittel im wesentlichen gasdicht mit einer entsprechenden Ausnehmung im Sammelraum verbunden, beispielsweise verschweißt wird. Insbesondere ist es auch möglich und erfindungsgemäß, den Sammelraum und/oder die Abströmmittel als Gussteil auszuführen. Sammelraum und Absfrömmittel können in vorteilhafter Weise einstückig ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit sind die Absfrömmittel gasdicht mit dem Mantelrohr und/oder dem Sammelraum und/oder der Sammelraum gasdicht mit dem Mantelrohr verbunden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit treten die Anschlussmittel durch den Sammelraum oder die Absfrömmittel durch die Anschlussmittel jeweils in einem Durchtrittsbereich hindurch.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit ist im Durchtrittsbereich eine thermische Fügeverbindung zwischen Anschlussmittel und Sammelraum oder zwischen Absfrömmittel und Anschlussmittel ausgebildet, bevorzugt eine Löt- oder Schweißverbindung, besonders bevorzugt eine Schweißverbindung.
Die Ausbildung einer thermischen Fügeverbindung ermöglicht in vorteilhafter Weise die Aufnahme von Haltekräften durch diese Verbindung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit ist im Durchtrittsbereich ein Rutschsitz ausgebildet.
Ein Rutschsitz im Durchtrittsbereich ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise die Aufnahme von Haltkräften bei einer sehr guten Dehnungskompensation von Längendehnungen der Bauteile, insbesondere der Wabenstraktur bei thermischen Wechselbelastungen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlung ist im Durchtrittsbereich ein zweites Dichtmittel ausgebildet.
Insbesondere die Kombination des zweiten Dichtmittels, welches bevorzugt hochtemperatur- und korrosionsfest ist, mit einem Rutschsitz verbindet eine gute Gasdichtigkeit mit einer sehr guten Möglichkeit der Dehnungskompensation.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit sind der Sammelraum und/oder die Absfrömmittel verformungsfester ausgebildet als das Mantelrohr, insbesondere weisen diese eine größere Materialdicke als das Mantelrohr auf.
Die Verfoπnungsfestigkeit des Sammelraums und/oder der Absfrömmittel ist insbesondere bei einer Verformung quer zur Hin- beziehungsweise Rückströmrichtung größer als die des Mantelrohrs. So kann in vorteilhafter Weise die Abgasnachbehandlungseinheit als ganzes allein über den Sammelraum und/oder die Absfrömmittel gehalten werden, gegebenenfalls mit einer weiteren Lagerung an den Sfrömungsinvertierungsmitteln. So können bei der Ausbildung des Mantelrohrs Kosten eingespart werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit ist mindestens ein Messfühler, insbesondere in den Sfrömungsinvertierungsmitteln ausgebildet.
Messfühler werden insbesondere bei der online Überwachung der Abgasnachbehandlungseinheit im Automobilbau eingesetzt, beispielsweise bei der sogenannten On Board Diagnose (OBD oder auch OBD II).
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit kann der Messfühler zumindest eine der folgenden Messgrößen erfassen: a) Sauerstoffgehalt des Abgases; b) Temperatur des Abgases; c) Anteil zumindest einer Komponente des Abgases; d) Strömungsgeschwindigkeit des Abgases; und e) Volumensfromdichte des Abgases.
Insbesondere die Bestimmung des Sauerstoffgehalts, insbesondere mittels einer Lambda-Sonde, sowie die Bestimmung der Temperatur des Abgases wird oftmals speziell zur OBD benötigt. Bei Ausbildung des Messfühlers in der Wabenstruktur selbst muss regelmäßig ein Kompromiss in Bezug auf die Zahl der Hohlräume oder Kanäle, durch die der Messfühler hindurchtritt, in -Kauf genommen werden, da einerseits eine möglichst große Zahl von Hohlräumen wünschenswert ist, um ein Messsignal zu erhalten, welches über eine möglichst große Zahl von Hohlräumen gemittelt ist und andererseits eine möglichst kleine Zahl von Hohlräumen durch den Messfühler geschnitten werden soll, um beispielsweise bei Ausbildung der Wabenstruktur als Katalysatorfrägerkörper nur möglichst wenig katalytisch aktive Oberfläche zu verlieren. Hier bietet die Ausbildung des Messfühlers in den Sfrömungsrnvei-tierungsmitteln Vorteile, da hier ein über alle Hohlräume des Hinströmbereichs gemitteltes Messsignal erhalten wird, ohne dass beispielsweise katalytische Oberfläche verloren geht. Insbesondere kann der Messfühler als Lambda-Sonde und/oder als Temperaturfühler ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit ist mindestens eine Reaktions-m^el-^ft-hreinheit, insbesondere in den Sfrömungsinvertierungsmitteln ausgebildet.
Die Ausbildung einer Reaktionsmittelzu-M-reinheit, insbesondere zur Zuführung von Reduktionsmittel wie Harnstoff in den Sfrömungsinvertierungsmittel spart Platz im Vergleich zur Ausbildung in der Wabenstruktur und ist kostengünstig möglich.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Sfrömungsinvertierungsmittel Mittel zur Schalldämpfung, beispielsweise in Form einer Beschichtung oder in Form von Leitflächen oder ähnlichem, aufweisen. Weiterhin ist in vorteilhafter Weise der Druckverlust, den das Abgas beim durchströmen der Abgasnachbehandlungseinheit erleidet, in den einzelnen Bereichen wie Hinsfrömbereich, Rücksfrömbereich, Sfrömungsmvertierungsmittel und Sammelraum gegebenenfalls mit Absfrömmittel, im wesentlichen gleich groß.
Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben werden, wobei die Erfindung nicht auf die dort gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist. Es zeigen: Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit;
Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht einer Wabenstruktur einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit;
Fig. 3 schematisch eine metallische Lage zum Aufbau einer Wabenstruktur nach Fig. 2;
Fig. 4 ein Beispiel für eine metallische Lage mit Umstülpungen;
Fig. 5 ein Beispiel für einen Kanal mit Mil--rostrukturen;
Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit im Längsschnitt;
Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Abgasnachbehandlungseinheit im Längsschnitt;
Fig. 8 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Abgasnachbehandlungseinheit im Längsschnitt;
Fig. 9 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Abgasnachbehandlungseinheit im Längsschnitt; und
Fig. 10 ein sechstes Aus-uhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit im Längsschnitt.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Abgasnachbehandlungseinheit 1, die eine Wabenstruktur 2 in einem Mantelrohr 3 aufweist. Die Wabenstruktur 2 weist eine erste Stirnfläche 4 und eine zweite
Stirnfläche 5 auf, zwischen denen sich für ein Fluid durchsfrömbare Hohlräume erstrecken, die bevorzugt Kanäle darstellen können. Ein zu behandelnder Abgassfrom 6 strömt durch Anschlussmittel 7, die in Form eines sich konisch erweiternden Rohres ausgebildet sind, in die Wabenstraktur 2 ein. Die Anschlussmittel 7 sind nahezu dichtend mit der ersten Stirnfläche 4 verbunden, indem diese einen Schlitz aufweist, in den die -Anschlussmittel 7 stirnseitig eingreifen. Bevorzugt ist dieser Anschluss in Form eines nahezu dichtenden Schiebesitzes ausgeführt. Dazu kann in den Schlitz auch ein kurzes Rohrstück eingesetzt sein, welches dann mit dem Anschlussmittel 7 einen Schiebesitz bildet.
Durch die Ansfrömung der ersten Stirnfläche 4 durch die Anschlussmittel 7 bildet sich ein Hinsfrömbereich 8 und ein Rücksfrömbereich 9 aus. Der Hinsfrömbereich 8 liegt im Inneren des Rücksfrömbereichs 9. Im Hinsfrömbereich 8 strömt das Abgas im wesentlichen in der Hinsfrömrichtung 10, während es im Rücksfrömbereich 9 im wesentlichen entgegengesetzt in Rücksfrömrichtung 11 strömt. Der Hinsfrömbereich 8 und der Rücksfrömbereich 9 sind durch keinerlei besondere bauliche Maßnahmen voneinander getrennt, insbesondere liegt kein Zwischenrohr vor, das den Hinsfrömbereich 8 vom Rücksfrömbereich 9 trennt. Die Trennung 12 zwischen Hinsfrömbereich 8 und Rücksfrömbereich 9 besteht aus den Wänden der für ein Fluid durchströmbaren Hohlräume, die im Bereich hinter den Anschlussmitteln 7 liegen. Folglich stellt die Trennung 12 zwischen dem Hinsfrömbereich 8 und dem Rücksfrömbereich 9 kein eigenes Bauteil dar, sondern ist im oben genannten Sinne zu verstehen.
Da im wesentlichen keinerlei besondere Maßnahmen zur Trennung des Hinströmbereichs 8 vom Rücksfrömbereich 9 zu treffen sind, kann als Wabenstruktur 2 eine übliche Wabenstruktur aus Keramik oder metallischen Lagen verwendet werden, die gegebenenfalls nur mit einem Schlitz in der ersten Stirnfläche 4 versehen werden muss.
Das durch den Hinsfrömbereich 8 sfrömende Abgas verlässt die Wabenstruktur 2 durch die zweite Stirnfläche 5 und strömt in die Sfrömungsmvertierungsmittel 13. Diese können halbschalenförmig ausgebildet sein und weisen im vorliegenden Fall eine Eindellung 14 und zwei Erhöhungen 15 auf. Die Eindellung 14 ist zentral vor dem Bereich der zweiten Stirnfläche 5 ausgebildet, aus dem das durch den Hinsfrömbereich 8 sfrömende Abgas aus der" zweiten Stirnfläche 5 austritt.
Durch die Form der Sfrömungsinvertierungsmittel 13 erfolgt eine Invertierung 16 der Strömungsrichtung des Abgases, das daraufhin durch die zweite Stirnfläche 5 in Rücksfrömrichtung 11 in den Rücksfrömbereich 9 strömt. Die Sfrömungsinvertierungsmittel 13 sind gasdicht mit dem Mantelrohr 3 verbunden, beispielsweise durch Schweißen oder Löten, um ungewollte Abgasverluste zu vermeiden. Es kann mit einer Wärmeisolierung 39 versehen sein, um Wärmeverluste zu vermeiden.
Nachdem das Abgas die gesamte Länge der Wabenstruktur 2 durchströmt hat, verlässt das Abgas die Wabenstruktur 2 durch die erste Stirnfläche 4 außerhalb des Anschlussmittels 7 und tritt in die Ableitmittel 17 ein. Diese bestehen aus einem Sammelraum 18 und von diesem abzweigende Absfrömmittel 19. Die Absfrömmittel 19 können als Flansch oder auch als Rohr ausgebildet sein. Ein behandelter Abgassfrom 22 verlässt die Abgasnachbehandlungseinheit 1 durch die Absfrömmittel 19. Auch die Ableitmittel 17 sind dichtend mit dem Mantelrohr 3 verbunden, um ungewollte Abgasemissionen zu vermeiden.
Im vorliegenden Ausiuhrungsbeispiel ist der Sammelraum 18 kalottenförmig ausgebildet. Die Absfrömmittel 19 sind als Rohr ausgebildet, das an die Kalotte angesetzt ist. Die Anschlussmittel 7 treten durch den k-dottenförmigen Sammelraum 18 hindurch. Möglich ist auch die Ausbildung des Sammelraums 18 als Halbkugel oder auch als einseitig geschlossener Zylinder.
Fig. 2 zeigt eine stirnseitige Ansicht eines Wabenkörpers 21 einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit 1. Der Wabenkörper 21 besteht aus einer Wabenstruktur 2, die in einem Mantelrohr 3 befestigt ist. Die Wabenstraktur 2 ist aus im wesentlichen glatten metallischen Lagen 22 und strukturierten metallischen Lagen 23 aufgebaut, die Kanäle 24 bilden, die für ein Fluid durchsfrömbar sind. Die erste Stirnfläche 4 weist einen Schlitz 25 auf, in den die Anschlussmittel 7 eingreifen. Der Schlitz 25 ist also in Lage, Form, Dicke und Ausdehnung an die Anschlussmittel 7 angepasst. Schlitz 25 und Anschlussmittel 7 sind so ausgebildet, dass ein zumindest nahezu dichtender Anschluss der Anschlussmittel 7 an die erste Stirnfläche 4 der Wabenstruktur 2 insbesondere in Form einer Labyrinth-Dichtung erfolgt.
Die in Fig. 2 gezeigte Wabenstruktur 2 wurde durch gleichsinniges Verwinden dreier Stapel von metallischen Lagen 22, 23 ausgebildet. Die einzelnen Stapel werden durch das abwechselnde Stapeln von im wesentlichen glatten metallischen Lagen 22 und sfrukturierten metallischen Lagen 23 gebildet. Jeder Stapel wird um einen zentralen Punkt 26 gefaltet, dann werden die drei Stapel zusammengesetzt und gleichsinnig verwunden.
Sollen nun beispielsweise in den Hohlräumen des Hinströmbereichs 8 und/oder des Rücksfrömbereichs 9 Löcher 27 ausgebildet werden, deren Abmessungen größer sind als die Strukturwiederhollänge der Strukturen der strukturierten metallischen Lagen 23, so erfolgt der Aufbau der Wabensti-uktur 2 aus metallischen Lagen 22, 23, wie sie beispielhaft in Fig. 3 gezeigt sind. Fig. 3 zeigt eine metalhsche Lage mit Löchern 27, wobei die metallische Lage eine im wesentlichen glatte metallische Lage 22 ist. Die Bildung einer zumindest teilweise slxiikturierten metallischen Lage 23 mit Löchern 27 ist analog möglich.
Die metallische Lage 22 ist in Querrichtung 28 der Wabenstruktur 2 in fünf Bereiche unterteilt. Die Unterteilung in genau fünf Teilbereiche beruht darauf, das vorliegend sowohl im Hinsfrömbereich 8, als auch im Rücksfrömbereich 9 Löcher 27 ausgebildet werden sollen. Metallische Lagen 22 mit einer anderen Anzahl Bereichen sind möglich und erfindungsgemäß. Die in Fig. 3 gezeigte Lage, Größe und Form der Löcher 27 ist beispielhaft, jede andere Lage, Größe und Form von Löchern 27 ist möglich und erfindungsgemäß. Insbesondere können in einem Bereich Löcher 27 unterschiedlicher Größe und Form ausgebildet sein oder Bereich mit sich in Bezug auf Form und Größe unterscheidenden Löchern 27. Bei der Bildung des Stapels wird die metallische Lage 22 um die Faltachse 29 gefaltet. Der innere Bereich 30 bildet nach Herstellung der Wabenstruktur 2 einen Teil der Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs 8, während die Zwischenbereiche 31 hinter den Anschlussmitteln 7 liegen und somit der Trennung des Hinströmbereichs 8 vom Rücksfrömbereich 9 dienen. Deshalb weist der innere Bereich 30 Löcher 27 auf, während die Zwischenbereiche 31 keine Löcher aufweisen.
Die Zwischenbereiche 31 sind unterschiedlich groß ausgebildet, um die relative Lage der metallischen Lage 22 in der Wabenstruktur 2 zu berücksichtigen. Für die Ausdehnung der Zwischenbereiche 31 ist es entscheidend, in welchem Winkel die metallischen Lage 22 den hinter den Anschlussmitteln 7 liegenden Bereich schneidet. Hier sind verschiedene Winkel möglich, wie sich Fig. 2 entnehmen lässt. Je flacher dieser Sclinittwinkel ist, desto größer muss die Ausdehnung des entsprechenden Zwischenbereichs 31 sein, um eine wirkungsvolle Trennung des Hinströmbereichs 8 vom Rücksfrömbereich 9 zu gewährleisten. Bei sehr steilen Winkeln ist also eine kleine Ausdehnung des Zwischenbereichs 31 möglich. Je nach Lage der metallischen Lage 22 zu den Anschlussmitteln 7 ist es zudem möglich, dass die Zenfren der Zwischenbereiche 31 einen jeweils unterschiedlichen Abstand von der Faltachse 29 aufweisen.
Die sich an die Zwischenbereiche 31 anschließenden Außenbereiche 32 weisen wiederum Löcher 27 auf, da diese Bereiche nach Herstellung der Wabenstruktur 2 die Wände der Hohlräume des Rücksfrömbereichs 9 bilden. Die Randbereiche 33 weisen keine Löcher auf, um eine haltbare Anbindung beispielsweise mittels Löten und/oder Schweißen an das Mantelrohr 3 zu ermöglichen.
Die Löcher 27 können jegliche Form und Ausdehnung haben, so lange gewährleistet ist, dass die Ausdehnung der Löcher 27 größer ist als die
Strulr-turwiederhollänge der Strukturen der stnikturierten Bleche 23. Auf diese
Weise werden kommunizierende Hohlräume oder Kanäle geschaffen, durch die das Abgas strömen kann. Es ist zweckmäßig, an den in Längsrichtung 34 der Wabenstruktur 2 liegenden Kanten der metallischen Lage 22 keine Löcher 27 auszubilden, um ein Flattern und Einreißen der metallischen Lage 22 zu verhindern.
Bei anderen Bauformen der Wabenstraktur 2 müssen die metallischen Lagen 22, 23 entsprechend mit Löchern 27 versehen werden, um zu gewährleisten, dass nur die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs 8 und des Rücksfrömbereichs 9 Löcher 27 aufweisen, diese Bereiche 8, 9 aber wirkungsvoll voneinander getrennt sind.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer metallischen Lage mit Umstülpungen, die in den Außenbereichen 32 und/oder dem inneren Bereich 30 in den im wesentlichen glatten metallischen Lagen 22 und/oder den strukturierten metallischen Lagen 23 ausgebildet werden können. Die Umstülpungen bestehen aus Löchern 35 und ausgestülpten Strömungsleitflächen 36. Diese Umstülpungen haben im wesentlichen zwei Effekte: die Löcher 35 gestatten die Ausbildung einer Quersfrömungskomponente, durch die eine Durchmischung der Sfrömung in zwei benachbarten Hohlräumen der Wabenstn-ktur 2 erfolgt, die Strömungsleitflächen führen zusätzlich zu einer Verwirbelung der Sfrömung in den Hohlräumen, um 1-ιminare Grenzflächenströmungen zu verhindern, um so die Umset-_w-ιhrscheinlichkeit zu erhöhen.
Laminare Grenzflächenströmungen können auch durch die Ausbildung von Mikrostrukturen verringert werden, wie Fig. 5 zu entnehmen ist. Fig. 5 zeigt einen Kanal 24, der in einer Strömungsrichtung 37 von Abgas durchströmt wird. Es sind Mil-xostrukturen 38 ausgebildet. Stromaufwärts der M-lαos-ri-ktoen ist ein l-aninares oder quasi-l-uninares (sogenanntes „Plug-Flow"-) Strömungsprofil P ausgebildet, bei dem es zu einer Grenzflächensfrömung kommt. Bei der Grenzflächensfrömung kommen praktisch nur die Gasmoleküle im äußersten Randbereich mit der Oberfläche des Kanals 24 in Kontakt, so dass nur eine relativ geringe Umsetzrate des gesamten Abgases erreicht wird. Diese Umsetzrate kann verbessert werden, in dem das Abgas an --V-fflσosfrukturen 38 vorbeisfrömt, die zu Verwirbelungen und somit zum Aufbrechen der Grenzflächensfrömung führt.
Die oben zu Fig. 3 gemachten Aussagen, die die Ausbildung von Löchern 27 in den Bereichen 30, 32 betreffen, gelten genauso für jede andere Art von struktureller Veränderung, der die Bereiche 30, 32 unterworfen werden können. So ist es genauso möglich, Bereiche 30, 32 auszubilden, die beim Aufbau der Wabensti -ktur 2 dazu führen, dass sich der Hinsfrömbereich 8 vom Rücksfrömbereich 9 durch eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften unterscheidet: spezifische Wärmekapazität, Kanalzahl bzw. -geometrie, Hohlraumgeometrie, Beschichtung, Art und Konzentration der katalytisch aktiven Substanzen, Art und Menge der Ausbildung von Umstülpungen, Löchern 35 mit einer Ausdehnung, die kleiner als die Strukturwiederhollänge der -.un-indest teilweise sfri-kturierten metallischen Lagen 23 ist, Strömungsleitflächen 36 und/oder MilαOstrukturen 38 und Porosität der Bereiche. Dies gilt insbesondere für die relative Lage der Bereiche 32 in Bezug auf die Faltachse 29, sowie die Ausdehnung der Bereiche 30, 32 in Querrichtung 28 der Wabenstruktur 2. Die metallischen Lagen 22, 23 können auch so ausgebildet sein, dass sich der Hinsfrömbereich 8 und/oder der Rücksfrömbereich 9 in Teilbereiche in Längsrichtung 34 unterteilen, die sich in Bezug auf eine oder mehrere der oben angegebenen Eigenschaften unterscheiden.
Vorteilhaft ist insbesondere die Ausbildung einer Abgasnachbehandlungseinheit 1 mit einer Wabenstruktur 2, die im Hinsfrömbereich 8 als Oxidationskatalysator und im Rücksfrömbereich 9 als offener Partikelfilter arbeitet oder umgekehrt. Speziell ist es möglich, die Bereiche 30, 32 die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs 8 und/oder des Rücksfrömbereichs 9 bilden, aus einem Material auszubilden, das zumindest teilweise für ein Fluid durchsfrömbar ist. Ein solches Material ist beispielsweise ein metallisches Fasermaterial, insbesondere gesintertes metallisches Fasermaterial. Es ist auch möglich, eine Wabenstraktur 2 auszubilden, die im Hinsfrömbereich 8 zumindest teilweise eine größere spezifische Wärmekapazität als im Rücksfrömbereich 9 aufweist und umgekehrt. Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit 1 im Längsschnitt. Diese weist eine Wabenstruktur 2 auf, die in einem Mantelrohr 3 gehalten ist. Im folgenden, also bei der Beschreibung aller folgenden Ausfiihrungsbeispiele insbesondere anhand der Figuren 6 bis 10, sollen nur die Unterschiede zum ersten Ausfüh-cungsbeispiel aufgezeigt werden, im übrigen wird vollinhaltlich auf die oben gemachten Ausführungen zu den Figuren 1 bis 5 verwiesen.
Das zweite Ausführungsbeispiel weist Sfrömungsinvertierungsmittel 13 auf, die in Form eines einseitig geschlossenen Zylinders ausgeführt sind. Ein solches Sfrömungsinvertierungsmittel 13 weist im Längsschnitt die Form eines einseitig offenen Rechtecks auf. Auch ein solches Sfrömungsinvertierungsmittel 13 ermöglicht eine Invertierung 16 des Gassfroms vom Hinsfrömbereich 8 in den Rücksfrömbereich 9 der Wabenstruktur 2. Die Ableitungsmittel 17, bestehend aus Sammelraum 18 und Absfrömmittel 19, können als Gussteil hergestellt werden. Die Verformungsfestigkeit des Ableitungsmittels 17 kann in vorteilhafter Weise größer sein als die des Mantelrohrs 3 beispielsweise durch Ausbildung aus unterschiedlichen Materialien oder auch durch Ausbildung in unterschiedlicher Materialstärke (hier nicht gezeigt).
Das Anschlussmittel 7 ist mit einem eingedrückten Bereich 40 in die erste Stirnfläche 4 der Wabenstruktur 2 so eingedrückt, so dass eine nahezu dichtende Verbindung zwischen Anschlussmittel 7 und Hinsfrömbereich 8 entsteht.
Fig. 7 zeigt ein drittes Aus-ührungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit 1 im Längsschnitt. In den halbkugelfδrmigen Sfrömungsinvertierungsmitteln 13 ist ein Messfühler 41, bevorzugt eine Lambda- Sonde und/oder ein Temperaturfühler, ausgebildet, welcher mit seinem sensitiven Bereich in den Bereich zwischen den Sfrömungsrnveriien-ngsmitteln 13 und der zweiten Stirnfläche 5 der Wabensfruktur 2 hineinragt und Messwerte aus diesem Volumen entnimmt. Die Ausbildung des Messfühlers 41 auch in anders geformten Sfrömungsinvertierungsmitteln 13 sowie die Ausbildung mehrerer Messfühler 41 ist möglich und erfindungsgemäß. Statt eines oder zusätzlich zu mindestens einem Messfühler 41 kann in den Sfrömungsinvertierungsmitteln 13 - unabhängig von deren Form - mindestens eine (hier nicht gezeigte)
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ausgebildet sein, durch welche ein Reaktionsmittel, beispielsweise ein Reduktionsmittel wie Harnstoff, in den Gassfrom während der Invertierung 16 eingebracht werden. Sowohl der mindestens eine Messfühler 41 als auch die mindestens eine Re-iktionszufuhreinheit können in einem beliebigen Winkel und an einer beliebigen Position in die Sfrömungsinvertierungsmittel 13 eingreifen.
Die Anschlussmittel 7 sind auf die erste Stirnfläche 4 der Wabenslxuktur 2 aufgelegt. Zwischen Anschlussmittel 7 und erster Stirnfläche 4 ist ein erstes Dichfrnittel 42 ausgebildet, welches in vorteilhafter Weise eine zusätzliche Abdichtung zwischen Hinsfrömbereich 8 und Rücksfrömbereich 9 ermöglicht. Jedoch ist eine Ausbildung ohne das erste Dichtmittel 42, bei der also die Anschlussmittel 7 direkt auf der ersten Stirnfläche 4 aufliegen, möglich und erfindungsgemäß.
Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit 1. Fig. 8 zeigt einen Durchtrittsbereich 43, in dem die Anschlussmittel 7 durch den Sammelraum 18 hindurchtreten. In diesem
Durchtrittsbereich 43 bilden Anschlussmittel 7 und Sammelraum 18 einen
Rutschsitz 44. Zusätzlich ist ein zweites Dichtmittel 45 ausgebildet, welches eine zusätzliche Abdichtung zur Unterbindung von ungewollten Abgasverlusten bewirkt. Jedoch ist auch eine Ausbildung des Rutschsitzes 44 ohne zweites
Dichtmittel 45 möglich und erfindungsgemäß. Sowohl das erste Dichtmittel 42 als auch das zweite Dichtmittel 45 sind bevorzugt aus hochtemperatur- und korrosionsfestem Material ausgebildet, beispielsweise aus einem entsprechenden
Kunststoff. Die Ausbildung des Rutschsitzes 44 im Durchtrittsbereich 43 bewirkt in vorteilhafter Weise eine Dehnungskompensation bei thermischen Wechselbelasti-ngen beim Betrieb der Abgasnachbehandlungseinheit 1.
Fig. 9 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit 1 im Längsschnitt, bei dem im Durchtrittsbereich 43 eine thermische Fügeverbindung, bevorzugt eine Schweiß- oder Hartlötverbindung, besonders bevorzugt eine Schweißverbindung, zwischen den Anschlussmitteln 7 und dem Sammelraum 18 ausgebildet ist.
Weiterhin ist die Wabenstruktur 2 in Fig. 9 inhomogen ausgebildet, wobei die Wabenstruktur 2 im Hinsfrömbereich 8 anders ausgebildet ist als im Rücksfrömbereich 9. Die Wabenstruktur 2 ist wie beispielsweise oben gezeigt aus metallischen Lagen aufgebaut, von denen zumindest ein Teil zumindest teilweise mit einer Strukturwiederhollänge und einer Stπikturierungsamplitude strulrturiert ist. Im Hinsfrömbereich 8 sind Löcher ausgebildet, deren Abmessungen größer als die Stru-kturwiederhollänge sind, so dass sich Kavitäten 46 ausbilden, die mehrere Hohlräume bzw. Kanäle der Wabenstruktur 2 miteinander verbinden. Solche Kavitäten 46 sind im Rücksfrömbereich 9 nicht ausgebildet, wobei die Wände des Rücksfrömbereichs 9 aus einem zumindest teilweise fiir ein Fluid durchströmbaren Fluid ausgebildet sind, so dass sich im Rücksfrömbereich 9 ein Partikelfilter bildet. Auch andere Kombinationen von Eigenschaften im Hinsfrömbereich 8 und im Rücksfrömbereich 9 sind erfindungsgemäß möglich. So können sowohl im Hinsfrömbereich 8 als auch im Rücksfrömbereich 9 sowohl alle hier oder im zitierten Stand der Technik beschriebenen Massnahmen --umindest in Teilen der Bereiche 8, 9 ausgebildet oder auch in diesen kombiniert sein, insbesondere die Ausbildung der Wände aus zumindest teilweise für ein Fluid durchströmbarem Material, die Ausbildung von Löchern, insbesondere mit Abmessungen kleiner oder größer als die Strukturwiederhollänge, die Ausbildung von Mikrostrakturen, Umstülpungen und/oder Strömungsleitflächen, sowie die Ausbildung von Beschichtungen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Fig. 10 zeigt ein sechstes Aus-?ührtιngsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit 1. Die Wabenstruktur 2, die zum Aufbau der Abgasnachbehandlungseinheit 1 verwendet wird, wurde mit einer inhomogenen Beschichtung versehen. Es ist ein erster axialer Teilbereich 47 und ein zweiter axialer Teilbereich 48 ausgebildet, die sich in Bezug auf ihre Beschichtung unterscheiden. Diese Teilbereiche 47, 48 sind durch eine Grenzfläche 49 getrennt. Bei Beschichtung der Wabenstruktur 2 wurde diese einerseits über die erste Stirnfläche 4 bis zur Grenzfläche 49 beschichtet und andererseits über die zweite Stirnfläche 5 bis zur Grenzfläche 49. Hierbei unterscheiden sich die Beschichtungen im ersten axialen Teilbereich 47 und im zweiten axialen Teilbereich 48 beispielsweise durch ihre Funktion, beispielsweise durch eine Ko enwasserstoff-Adsorberbeschichtung im zweiten axialen Teilbereich 48 und eine Dreiwegekatalysatorbeschichtung im ersten axialen Teilbereich 47 oder umgekehrt, wobei auch alle anderen bekannten Beschichtungen in jedem der Teilbereiche 47, 48 möglich und erfindungsgemäß sind. Auch mehrere Grenzflächen 49 und folglich mehr Teilbereiche 47, 48 sind möglich und erfindungsgemäß.
Bei zwei axialen Teilbereichen 47, 48 bilden sich beim Durchströmen der Wabenstruktur 2 insgesamt vier Teilbereiche aus, die das Abgas durchströmt. Dies sind zum einen der erste axiale Teilbereich 47 im Hinsfrömbereich 8, daran anschließend der zweite axiale Teilbereich 48 im Hinsfrömbereich 8, dann der zweite axiale Teilbereich 48 im Rücksfrömbereich 9 nach Invertierung 16 durch die Sfrömungsinvertierungsmittel 13 und zuletzt der erste axiale Teilbereich 47 im Rücksfrömbereich 9. Dies lässt sich insbesondere auch mit er in der Figurenbeschreibung zu Fig. 9 gezeigten Inhomogenität der Wände des Hinströmbereichs 8 und/oder des Rücksfrömbereichs 9 kombinieren. Auch die Beschichtung nur eines der Teilbereiche 47, 48 ist möglich und erfindungsgemäß.
Die hier als Ausf-ihrungsbeispiel gezeigte Wabenstruktur 2 kann erfindungsgemäß nicht nur einen kreisförmigen, sondern auch jeden anderen Querschnitt zeigen, wie beispielsweise ein Oval, eine Ellipse, ein Vieleck oder ähnliches. Dies gilt gleichermaßen für die Ausgestaltung des Querschnitts der Anschlussmittel 7, die nahezu dichtend an die erste Stirnfläche 4 der Wabenstruktur 2 angeschlossen sind. Die gezeigten Details wie beispielsweise "die Ausbildung des Messfühlers 41, die spezielle Ausgestaltung im Durchtrittsbereich 43, die Anbindung der Anschlussmittel 7 an die erste Stirnfläche 4, die Ausgestaltung der Sfrömungsinvertierungsmittel 13, die Inhomogenität der Wabenstruktur 2, die Ausgestaltung der Beschichtung, gegebenenfalls in mehreren Teilbereichen 47, 48 usw., ist nicht nur wie in den jeweiligen Ausiuhrungsbeispielen gezeigt möglich, sondern können beliebig miteinander kombiniert werden.
Eine erfindungsgemaße Abgasnachbehandlungseinheit 1 ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Abgasnachbehandlung auch bei nur wenig Einbauplatz. Besonders gut kann dadurch ein im Bereich eines Turboladers seitlich vorhandene Sackraum genutzt werden. Eine erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungseinheit 1 ist preiswert herstellbar und zuverlässig unter thermischen Wechselbelastungen, so dass eine gute Dauerhaltbarkeit erreicht wird. Sie kann im Hinsfrömbereich und im Rücksfrömbereich unterschiedliche Eigenschaften und Beschichtungen aufweisen, so dass eine Anpassung an verschiedene Anforderungen möglich ist.
Bezugszeichenliste
Abgasnachbehandlungseinheit Wabenstruktur Mantelrohr erste Stirnfläche zweite Stirnfläche zu behandelnder Abgassfrom Anschlussmittel Hinsfrömbereich Rücksfrömbereich Hinsfrömrichtung Rücksfrömrichtung Trennung Sfrömungsmvertierungsmittel Eindellung Erhöhung Invertierung Ableitungsmittel Sammelraum Absfrömmittel behandelter Abgassfrom Wabenkörper im wesentlichen glatte metallische Lage strukturierte metalhsche Lage Kanal Schlitz zentraler Punkt Loch Querrichtung der Wabensfruktur Faltachse innerer Bereich Zwischenbereich Außenbereich Randbereich Längsrichtung der Wabenstruktur Loch Strömungsleitfläche Strömungsrichtung M-krostruktur Wärmeisolierung eingedrückter Bereich Messfühler erstes Dichtmittel Durchtrittsbereich Rutschsitz zweites Dichtmittel Kavität erster axialer Teilbereich zweiter axialer Teilbereich Grenzfläche
Strömungsprofil

Claims

Patentansprüche
1. Abgasnachbehandlungseinheit mit einer ersten Stirnfläche (4), einer zweiten Stirnfläche (5) und mit einer sich zwischen der ersten (4) und der zweiten Stirnfläche (5) erstreckenden für Abgas durchströmbaren Wabenstni-ktur (2) in einem Mantelrohr (3), dadurch gekennzeichnet, dass an die erste Stirnfläche (4) Anschlussmittel (7) z-umindest nahezu dichtend angeschlossen sind, durch die das Abgas in einen Hinsfrömbereich (8) der
Wabenstruktur (2) einströmen kann, wobei es nach Umlenkung durch ein Sfrömungsinvertierungsmittel (13) hinter der zweiten Stirnfläche (5) durch einen Rücksfrömbereich (9) zurückströmen kann.
2. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinsfrömbereich (8) und der Rücksfrömbereich (9) ineinander liegen, vorzugsweise konzentrisch.
3. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinsfrömbereich (8) innerhalb des Rücksfrömbereiches (9) liegt.
4. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücksfrömbereich (9) innerhalb des Hinsfrömbereiches (8) liegt.
5. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sfrömungsmve-^erangsmittel (13) eine Wärmeisolierung (39) aufweist.
6. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnfläche (4) einen Schlitz (25) aufweist, in den die Anschlussmittel (7) nahezu dichtend hineinragen, vorzugsweise unter Ausbildung eines Schiebesitzes.
7. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmittel (7) in die erste Stirnfläche (4) eingedrückt sind.
8. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmittel (7) im wesentlichen auf der ersten Stirnfläche (4) aufliegen.
9. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Anschlussmittel (7) und erster Stirnfläche (4) ein erstes
Dichtmittel (42) ausgebildet ist.
10. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmittel (7) als sich konisch erweiterndes Rohr ausgebildet sind.
11. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenstraktur (2) aus keramischem Material aufgebaut ist.
12. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenstruktur (2) durch Aufwickeln mindestens einer metallischen Lage (23), die mindestens teilweise strukturiert ist oder mehrerer metallischer Lagen (22, 23), von denen -zumindest ein Teil zumindest teilweise strulrturiert ist, aufgebaut ist.
13. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabei-istπ-ktur (2) durch Stapeln und miteinander Verschlingen mehrerer metallischer Lagen (22, 23), von denen --umindest ein Teil zumindest teilweise strak-uriert ist, aufgebaut ist.
14. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Teil der metallischen Lagen (22, 23) in zumindest einem Teil der Bereiche (30, 32), die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs (8) und/oder des Rücksfrömbereichs (9) bilden, Löcher (27) ausgebildet sind, insbesondere solche, deren
Ausdehnung größer ist als die Sfrukturwiederhollänge der zumindest teilweise strukturierten metallischen Lagen (23).
15. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass --umindest ein Teil der metallischen Lagen
(22, 23) in zumindest einem Teil der Bereiche (30,32), die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs (8) und/oder des Rücksfrömbereichs (9) bilden, aus einem zumindest teilweise für ein Fluid durchströmbaren Material ausgebildet sind.
16. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass -.umindest in einem Teil der metallischen Lagen (22, 23) in zumindest einem Teil der Bereiche (30, 32), die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs (8) und/oder des Rücksfrömbereichs (9) bilden, Umstülpungen, Löcher mit einer
Ausdehnung, die kleiner als die Stn-kturwiederhollänge der zumindest teilweise strukturierten metallischen Lagen (23) ist, Strömungsleitflächen und/oder Mi-krostrukturen ausgebildet sind.
17. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der metallischen Lagen (22, 23) zumindest in einem Teil der Bereiche (30, 32), die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs (8) und/oder des Rücksfrömbereichs (9) bilden, beschichtet ist, bevorzugt katalytisch aktiv beschichtet.
18. Abgasnachbehandlungseinheit einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Hinströmbereichs (8) und/oder des Rücksfrömbereichs (9) zumindest in Teilbereichen (47, 48) eine Beschichtung aufweisen.
19. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung --umindest in einer Hmsfrömrichtung
(8) und/oder in einer Rückströmrichtung (9) inhomogen ist, insbesondere in Bezug auf das Vorhandensein einer Beschichtung, auf die Art der Beschichtung, und/oder in Bezug auf unterschiedliche physikalische und/oder chemische Effekte, welche an, in und/oder auf der Beschichtung ausgelöst werden.
20. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinsfrömbereich (8) und/oder der Rücksfrömbereich (9) zumindest in einem von mehreren axialen Teilbereichen (47, 48) mindestens eine der folgenden Beschichtungen aufweist: a) Oxidationskatalysatorbeschichtung; b) Dreiwegekatalysatorbeschichtung; c) Adsorberbeschichtung; d) Stickoxidadsorberbeschichtung; e) KoUenwasserstoffadsorberbescbichtung; und f) Beschichtung zur selektiven katalytischen Reduktion.
21. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 20, bei der die Bereiche (30) der metallischen Lagen (22, 23), die die Wände der
Hohlräume des Hinströmbereichs (8) bilden, eine erste spezifische Wärmekapazität aufweisen und die Bereiche (32), die die Wände der Hohlräume des Rücksfrömbereichs (9) bilden, eine zweite spezifische Wärmekapazität aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einem Teil der metallischen Lagen (22, 23) die erste spezifische
Wärmekapazität unterschiedlich zur zweiten spezifischen Wärmekapazität ist.
22. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 21, dadurch gekennzeichnet, dass --umindest bei einem Teil der metallischen Lagen (22, 23) die Bereiche (30), die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs (8) bilden, sich in zumindest einer der folgenden Eigenschaften von den Bereichen (32) unterscheiden, die die Wände der Hohlräume des Rücksfrömbereichs (9) bilden:
A) Materialdicke;
B) Ausbildung, Ausdehnung und Dicke einer Verst-irkungsstraktur; und C) Ausbildung und Zusammensetzung einer Beschichtung.
23. Abgasnachbehandlungseinheit nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche (30, 32) der metallischen Lagen (22, 23), die die Wände der Hohlräume des Hinströmbereichs (8) und/oder des Rücksfrömbereichs (9) bilden, eine inhomogene spezifische
Wärmekapazität aufweisen.
24. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 23, bei der die Bereiche (30) der strukturierten metallischen Lagen (23), die die Wände des Hinströmbereichs (8) bilden, eine Strukturierung mit einer ersten
Strukturwiederhollänge, einer ersten Sfrukturhöhe und einer ersten Struldurform, und die Bereiche (32), die die Wände des Rücksfrömbereichs (9) bilden, eine Stπ-kturierung mit einer zweiten Strukturwiederhollänge, einer zweiten Strakturhöhe und einer zweiten Strukturfbrm aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Sfru- -turwiederhollänge von der zweiten Strakturwiederhollänge und/oder die erste Sfrukturhöhe von der zweiten Strakturhöhe und/oder die erste Sfrukturform von der zweiten Stnikturform unterscheidet.
25. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der zweiten Stirnfläche (5) der Wabenstraktur (2) Sfrömungsrnvertierungsmittel (13) angeordnet sind, die die Strömungsrichtung (10) des aus dem Hinsfrömbereich (8) strömenden Abgases so invertieren, dass dieses in den Rücksfrömbereich (9) einströmt.
26. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsinvertierungsmittel (13) im wesentlichen halbschalenförmig, insbesondere im wesentlichen als Halbkugel, im wesentlichen als halbe Kalotte oder im wesentlichen als einseitig geschlossener Zylinder, gegebenenfalls jeweils mit einer Eindellung (14) in der Mitte, ausgebildet sind.
27. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Stirnfläche (4) ein Sammelraum (18) ausgebildet ist, in dem das durch den Rücksfrömbereich (9) strömende Abgas und durch die erste Stirnfläche (4) außerhalb der Anschlussmittel (7) austretende Abgas gesammelt wird.
28. Abgasnachbehandlungseinheit nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelraum (18) im wesentlichen k-dotter-fδrmig, halb-ragelformig oder in Form eines geschlossenen Halbzylinders ausgebildet ist.
29. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verbunden mit dem Sammelraum (18) und/oder dem Mantelrohr (2) Absfrömmittel (19) ausgebildet sind, durch die das durch den Rücksfrömbereich (9) sfrömende Abgas abführbar ist.
30. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Absfrömmittel (19) gasdicht mit dem Mantelrohr (2) und/oder dem Sammelraum (18) und/oder der Sammelraum (18) gasdicht mit dem Mantelrohr (2) verbunden sind.
31. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmittel (7) durch den Sammelraum (18) oder die Absfrömmittel (19) durch die Anschlussmittel (7) jeweils in einem Durchtrittsbereich (43) hindurchtteten.
32. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 31, dadurch gekennzeichnet, dass im Durchtrittsbereich (43) eine thermische Fügeverbindung zwischen Anschlussmittel (7) und Sammelraum (18) oder zwischen Absfrömmittel (19) und Anschlussmittel (7) ausgebildet ist, bevorzugt eine Löt- oder
Schweißverbindung, besonders bevorzugt eine Schweißverbindung.
33. Abgasnachbehandlungseinheit nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass im Durchtrittsbereich (43) ein Rutschsitz (44) ausgebildet ist.
34. Abgasnachbehandlung nach Ansprach 33, dadurch gekennzeichnet, dass im Durchtrittsbereich (43) ein zweites Dichtmittel (45) ausgebildet ist.
35. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelraum (18) und/oder die
Absfrömmittel (19) verformungsfester ausgebildet sind als das Mantelrohr (2), insbesondere eine größere Materialdicke als dieses aufweisen.
36. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Messfühler (41), insbesondere in den Sfrömungsinvertierungsmitteln (13) ausgebildet ist.
37. Abgasnachbehandlungseinheit nach Ansprach 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (41) zumindest eine der folgenden Messgrößen erfassen kann: a) Sauerstoffgehalt des Abgases; b) Temperatur des Abgases; c) Anteil zumindest einer Komponente des Abgases; d) Sfrömungsgeschwindigkeit des Abgases; und e) Volumensfromdichte des Abgases.
38. Abgasnachbehandlungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine
Re--ktionsmittel--uft-hre-nheit, insbesondere in den
Strömungsinvertierungsmitteln (13) ausgebildet ist.
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