WO2006089704A1 - Zugabevorrichtung zur zugabe von reduktionsmittel in eine abgasleitung einer brennkraftmaschine - Google Patents

Zugabevorrichtung zur zugabe von reduktionsmittel in eine abgasleitung einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2006089704A1
WO2006089704A1 PCT/EP2006/001527 EP2006001527W WO2006089704A1 WO 2006089704 A1 WO2006089704 A1 WO 2006089704A1 EP 2006001527 W EP2006001527 W EP 2006001527W WO 2006089704 A1 WO2006089704 A1 WO 2006089704A1
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WO
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exhaust pipe
reducing agent
nozzle line
insulating layer
adding device
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PCT/EP2006/001527
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Inventor
Christoph Espey
Uwe Gärtner
Armin Kassel
Klaus-Jürgen Marquardt
Frank Noack
Stephan Schenkel
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Daimlerchrysler Ag
Purem Abgassysteme Gmbh & Co.Kg
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an adding device for adding reducing agent in an exhaust pipe of an internal combustion engine having a nozzle line for guiding the reducing agent.
  • the object of the invention is in contrast to provide an adding device for adding a reducing agent in an exhaust pipe, in which on the one hand a blockage is avoided and on the other hand ensures a simple way a uniform distribution of the reducing agent in the exhaust pipe.
  • the adding device comprises a nozzle line for guiding the reducing agent, wherein the nozzle line has at least in sections an insulating layer jacket, wherein the nozzle line is arranged substantially within the exhaust pipe.
  • the nozzle line thus projects into the interior of the exhaust pipe, which ensures a uniform distribution of the end of the nozzle line emitted reducing agent in the exhaust pipe. The risk of clogging of the nozzle line due to the arrangement within the exhaust pipe and the increased heat load is avoided by the insulating layer.
  • a reducing agent is to be understood here in particular as a medium which is suitable for the reduction of nitrogen oxide and which can preferably be released from the addition conduit as an organic liquid or as an aqueous urea solution and added to the exhaust gas.
  • a corresponding catalytic converter is provided downstream of the delivery point.
  • the addition of the reducing agent into the exhaust gas preferably takes place from a nozzle-like end of the metering line.
  • the nozzle line can be maintained at a relatively low temperature level.
  • the Isolier Anlagenmantel can in principle be designed arbitrarily, so that an active cooling function and / or a passive heat insulation function is obtained.
  • the insulating layer jacket can surround axial sections and / or sections of the nozzle line in the circumferential direction.
  • the Isolier Anlagenmantel is performed closed all around so that it surrounds the nozzle line all around.
  • the nozzle line on the Isolier Anlagentel along the majority of their extending within the exhaust pipe extension. In this way, an effective thermal protection for the hot exhaust gas exposed part of the adding device is given.
  • a coaxial with the nozzle line guided fluid flow is provided as Isolier Anlagenmantel.
  • the fluid flow causes active cooling of the nozzle line, so that its temperature is kept below the critical temperature for blockages or deposits.
  • gases such as air and liquids such as water or lubricating oil suitable.
  • the fluid used can be circulated or discharged into the exhaust gas.
  • a heat-insulating solid is provided as the insulating layer jacket.
  • the insulating layer jacket can be provided for example in the form of a winding of the nozzle line with a fibrous insulating material, an insulating mat or as a sprayed insulating layer.
  • a first inner and a second outer insulating layer jacket are provided, wherein the first inner insulating layer is formed as a coaxial with the nozzle line fluid flow and the second outer insulating layer is formed as a heat-insulating solid surrounding the first inner insulating jacket.
  • the nozzle line is actively cooled by means of the fluid flow flowing around the nozzle line at least in sections.
  • the second outer insulating jacket provides additional thermal insulation. In this way, a particularly effective temperature protection function of the adding device or the nozzle line is achieved.
  • an aqueous fluid or air is provided as Isolier Anlagenmantel.
  • the fluid flow is effected by means of a conveyor, wherein the fluid can be circulated or discharged into the exhaust gas after its contact with the nozzle line.
  • the fluid flow provided as an insulating layer jacket flows into the end region of the nozzle line into the exhaust gas line.
  • the fluid flow is maintained under pressure, so that the fluid flows at a relatively high flow rate and thus entrains the emerging from the nozzle line reducing agent and thereby improves its distribution in the exhaust gas.
  • the nozzle line of the adding device opens in the radially central region of the exhaust pipe. In this way, a central with respect to the exhaust pipe cross section addition of the reducing agent to the exhaust gas, so that a uniform distribution of the reducing agent is ensured in the exhaust gas.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a first advantageous embodiment of the adding device according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a second advantageous embodiment of the adding device according to the invention and Fig. 3 is a schematic longitudinal sectional view of a third advantageous embodiment of the adding device according to the invention.
  • a first advantageous embodiment of the inventive adding device 1 is shown in a built-in an exhaust pipe 11 state, wherein of the exhaust pipe 11 is shown only schematically a wall portion.
  • the exhaust pipe 11 receives exhaust gas of a preferably designed as a diesel engine of a motor vehicle internal combustion engine and directs it to a arranged in the exhaust pipe downstream of the metering device 1 nitrogen oxide reduction catalyst.
  • the internal combustion engine and the nitrogen oxide reduction catalyst are not shown separately in the figures.
  • the adding device 1 serves to add a reducing agent suitable for the catalytic nitrogen oxide reduction to the exhaust gas of the internal combustion engine.
  • the adding device 1 according to the invention comprises a nozzle line 2 guided into the interior of the exhaust pipe 11, to which end a nozzle cap 3 with preferably a plurality of nozzle openings for the exit of the reducing agent is attached.
  • the attachment of the nozzle cap 3 by means of a screw, so that the nozzle cap 3 can be replaced in a simple manner.
  • the nozzle line 2 extends into a radially central region of the exhaust pipe 11 and is bent in its end region 9 in the direction of Abgasstr ⁇ mung executed. In this way, a uniform distribution of the exhaust gas supplied to the reducing agent is ensured.
  • the nozzle line 2 is connected to a protruding from the exhaust pipe 11 connecting part 4, to which a reducing agent supply line, not shown, can be connected.
  • a highly concentrated aqueous urea solution is used as the reducing agent for the catalytic nitrogen oxide reduction on the nitrogen oxide reduction catalyst, which is dispensed as required by a metering device, not shown, and supplied to the nozzle line 2.
  • the metering device can be designed for dispensing the reducing agent in single-phase, liquid form or for dispensing the reducing agent as a finely divided aerosol, wherein in the latter case expediently atomization by means of compressed air is provided.
  • a flange 5 is provided, which is preferably fixedly connected to the connecting part 4 as shown.
  • the nozzle line 2 is provided over a substantial part of its extent in the exhaust pipe 11 with a heat-insulating insulating layer jacket 10, so that the nozzle line is protected from excessive heating by hot exhaust gases. In this way, a crystallization of urea and thus a blockage of the nozzle line 2 and the nozzle cap 3 is avoided.
  • the insulating layer 10 may be formed as wrapping or wrapping the nozzle line 2 with any sufficiently resistant heat-insulating material. An embodiment is advantageous as sprayed onto the nozzle line 2 insulating layer.
  • FIG. 2 A second advantageous embodiment of the inventive adding device 1 is shown in Fig. 2, wherein components, insofar as they correspond to those of Fig. 1, are provided with the same reference numerals.
  • the insulating layer jacket of the adding device 1 here as a fluid channel 7 ⁇ for- formed a fluid flow, which the nozzle line
  • the fluid channel 7 forms in this way a 'the nozzle line 2 surrounding ⁇ Isolier Anlagenmantel, wherein in addition to the heat-insulating shielding effect, a cooling effect is given by the fluid flow.
  • the fluid flow can be guided in a circuit, wherein the supply port 6, a further non-illustrated connector is provided for discharging the fluid from the fluid channel 7 'in addition in this case'.
  • the adding device 1 can be connected to a fuel supply of the corresponding internal combustion engine, such as a service or cooling water tank or a lubricating oil tank.
  • the corresponding fluid before or after flowing through the fluid channel 7 means. to cool a cooling device, not shown.
  • the fluid channel 7 is designed to be open at its outlet-side end in the area of the nozzle cap 3, so that the fluid supplied via the feed nozzle 6 can flow freely.
  • the outer pipe 8 ends approximately flush with the nozzle cap
  • the fluid flow fulfills a dual function, on the one hand, achieving active cooling of the nozzle line 2 and, on the other hand, further atomization and distribution of the reducing agent.
  • the fluid is supplied under pressure to the adding device 1, so that it exits at a high flow rate.
  • FIG. 1 is achievable by a combination of active cooling with passive thermal insulation. For this purpose, it is preferable to combine the measures shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 3 A preferred embodiment of the inventive adding device 1 based thereon is shown in FIG. 3, wherein components, as far as they correspond to those of FIGS.
  • the adding device 1 has a first inner insulating layer jacket in the form of a fluid channel 7 and a second outer insulating layer jacket 10 in the form of a heat-insulating solid envelope.
  • the fluid channel 7 and the outer insulating layer jacket 10 are designed coaxially with respect to the nozzle line 2.
  • the fluid which can be supplied via the supply port 6 is in heat transfer contact with the nozzle line 2, while the outer insulating layer casing 10 is mounted on the outer pipeline 8.
  • the fluid channel 7 and the outer insulating layer jacket preferably extend over one Substantial part of the exhaust gas flow exposed portion of the adding device 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zugabevorrichtung (l) zur Zugabe von Reduktionsmittel in eine Abgasleitung (11) einer Brennkraftmaschine . Die Zugabevorrichtung (1) umfasst eine Düsenleitung (2) zur Führung des Reduktionsmittels und einen die Düsenleitung (2) wenigstens abschnittsweise umgebenden Isolierschichtmantel (7; 10) . Erfindungsgemäß ist die Düsenleitung (2) im Wesentlichen innerhalb der Abgasleitung (2) angeordnet.

Description

Zugabevorrichtung zur Zugabe von Reduktionsmittel in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Zugabevorrichtung zur Zugabe von Reduktionsmittel in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit einer Düsenleitung zur Führung des Reduktionsmittels.
Aus der EP 0 562 866 Bl ist es bekannt, ein Reduktionsmittel zur Stickoxidreduktion über eine Düse in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine einzubringen. Dabei ist die Düse als Doppelröhrenkonstruktion aus zwei konzentrischen Röhren ausgebildet. Das als wässrige Lösung eines Feststoffes vorliegende Reduktionsmittel wird der inneren Röhre zugeführt, während zur Kühlung der Düse Treibgas und/oder Wasser durch den Ringspalt zwischen innerer und äußerer Röhre geleitet wird. Dabei ist die Düse derart an einer Seite der Abgasleitung angebracht, dass die Spitze der äußeren Röhre bündig mit der inneren Oberfläche der Abgasleitung abschließt und die Spitze der inneren Röhre 1 mm bis 5 mm über die Spitze der äußeren Röhre hinausragt . Durch die Kühlung mit Treibgas und/oder Wasser wird einer Auskristallisation des Reduktionsmittels und damit einer Verstopfung der Düse vorgebeugt. Die Anordnung der Düse bedingt jedoch eine in Bezug auf die Abgasleitung randnahe Einbringung des Reduktionsmittels, was für dessen Verteilung in der Abgasleitung nachteilig ist. Als Verbesserung wird daher der Einsatz mehrerer, auf dem Umfang der Abgasleitung verteilter Düsen vorgeschlagen, was jedoch einen entsprechenden apparativen Mehraufwand zur Folge hat.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Zugabevorrichtung zur Zugabe eines Reduktionsmittels in eine Abgasleitung anzugeben, bei welcher einerseits eine Verstopfung vermieden wird und die andererseits auf einfache Weise eine gleichmäßige Verteilung des Reduktionsmittels in der Abgasleitung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch eine Zugabevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .
Gemäß Anspruch 1 umfasst die Zugabevorrichtung eine Düsenleitung zur Führung des Reduktionsmittels, wobei die Düsenleitung wenigstens abschnittsweise einen Isolierschichtmantel aufweist, wobei die Düsenleitung im wesentlichen innerhalb der Abgasleitung angeordnet ist. Die Düsenleitung ragt somit ins Innere der Abgasleitung hinein, was eine gleichmäßige Verteilung des endseitig von der Düsenleitung abgegebenen Reduktionsmittels in der Abgasleitung gewährleistet. Der Gefahr einer Verstopfung der Düsenleitung infolge der Anordnung innerhalb der Abgasleitung und der damit erhöhten Wärmebelastung wird durch den Isolierschichtmantel vermieden.
Unter einem Reduktionsmittel ist hier insbesondere ein für die Stickoxidreduktion geeignetes Medium zu verstehen, welches vorzugsweise als organische Flüssigkeit oder als wässrige Harnstofflösung aus der Zugabeleitung abgegeben und dem Abgas zugegeben werden kann. Zur Stickoxidreduktion ist stromab der Abgabestelle ein entsprechender Abgaskatalysator vorgesehen. Die Zugabe des Reduktionsmittels in das Abgas erfolgt vorzugsweise aus einem düsenartig ausgebildeten Ende der Zugabeleitung .
Durch den Isolierschichtmantel kann die Düsenleitung auf einem vergleichsweise niedrigen Temperaturniveau gehalten werden. Hierzu kann der Isolierschichtmantel prinzipiell beliebig gestaltet werden, so dass eine aktive Kühlfunktion und/oder eine passive Wärmeisolierungsfunktion erhalten wird. Der Isolierschichtmantel kann axiale Abschnitte und/oder Abschnitte der Düsenleitung in Umfangsrichtung umgeben. Vorzugsweise ist der Isolierschichtmantel jedoch ringsum geschlossen ausgeführt, so dass er die Düsenleitung ringsum umgibt. Bevorzugt weist die Düsenleitung den Isolierschichtmantel längs des überwiegenden Teils ihrer innerhalb der Abgasleitung verlaufenden Erstreckung auf. Auf diese Weise ist ein wirksamer Wärmeschutz für das dem heißen Abgas ausgesetzte Teil der Zugabevorrichtung gegeben. Im Falle eines als Harnstofflösung ausgeführten Reduktionsmittels kann somit ein Auskristallisieren des Harnstoffs vermieden werden. Bei einem organischen Reduktionsmittel wie beispielsweise einem Kohlenwasserstoff können infolge der Kühlfunktion bzw. der Wärmeisolierungsfunktion des Isolierschichtmantels Verkokungen vermieden werden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist als Isolierschichtmantel eine koaxial zur Düsenleitung geführte Fluidströmung vorgesehen. Durch die Fluidströmung erfolgt eine aktive Kühlung der Düsenleitung, so dass deren Temperatur unterhalb der für Verstopfungen oder Ablagerungen kritischen Temperatur gehalten wird. Als Fluid sind sowohl Gase wie beispielsweise Luft als auch Flüssigkeiten wie Wasser oder Schmieröl geeignet. Das eingesetzte Fluid kann in einem Kreislauf geführt werden oder in das Abgas abgegeben werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Isolier- schichtmantel ein wärmeisolierender Feststoff vorgesehen. Der Isolierschichtmantel kann beispielsweise in Form einer Umwicklung der Düsenleitung mit einem faserartigen Isoliermaterial, einer Dämmmatte oder als aufgespritzte Isolierschicht vorgesehen sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind ein erster innerer und ein zweiter äußerer Isolierschichtmantel vorgesehen, wobei der erste innere Isolierschichtmantel als eine koaxial zur Düsenleitung geführte Fluidströmung ausgebildet ist und der zweite äußere Isolierschichtmantel als wärmeisolierender Feststoff ausgebildet ist, der den ersten inneren Isoliermantel umgibt. Durch den ersten inneren Isolierschichtmantel erfolgt eine aktive Kühlung der Düsenleitung mittels der die Düsenleitung wenigstens abschnittsweise umströmenden Fluidströmung. Durch den zweiten äußeren Isoliermantel ist eine zusätzliche Wärmeisolierung gegeben. Auf diese Weise wird eine besonders wirksame Temperatur- schutzfunktion der Zugabevorrichtung bzw. der Düsenleitung erzielt .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Isolierschichtmantel ein wässriges Fluid oder Luft vorgesehen. Vorzugsweise wird die Fluidströmung mittels einer Fördereinrichtung bewirkt, wobei das Fluid im Kreislauf geführt oder nach seinem Kontakt mit der Düsenleitung ins Abgas abgegeben werden kann. Für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug kommen insbesondere Wasser oder Druckluft als Fluid in Frage. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung strömt die als Isolierschichtmantel vorgesehene Fluidströmung im Endbereich der Düsenleitung in die Abgasleitung aus. Vorzugsweise wird die Fluidströmung unter Druck aufrecht erhalten, so dass das Fluid mit vergleichsweise großer Strömungsgeschwindigkeit ausströmt und damit das aus der Düsenleitung austretende Reduktionsmittel mitreisst und dadurch dessen Verteilung im Abgas verbessert .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung mündet die Düsenleitung der Zugabevorrichtung im radial mittleren Bereich der Abgasleitung aus. Auf diese Weise erfolgt eine in Bezug auf den Abgasleitungsquerschnitt zentrale Zugabe des Reduktionsmittels zum Abgas,, so dass eine gleichmäßige Verteilung des Reduktionsmittels im Abgas gewährleistet ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht und werden nachfolgend beschrieben. Dabei sind die vorstehend genannten und nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Längsschnittdarstellung einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zugabevorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Längsschnittdarstellung einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zugabevorrichtung und Fig. 3 eine schematische Längsschnittdarstellung einer dritten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zugabevorrichtung.
In Fig. 1 ist eine erste vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zugabevorrichtung 1 in einem in einer Abgasleitung 11 eingebauten Zustand dargestellt, wobei von der Abgasleitung 11 lediglich schematisch ein Wandungsabschnitt gezeigt ist. Die Abgasleitung 11 nimmt Abgas einer vorzugsweise als Dieselmotor eines Kraftfahrzeugs ausgeführten Brennkraftmaschine auf und leitet es einem in der Abgasleitung stromab der Zugabevorrrichtung 1 angeordneten Stickoxidreduktionskatalysator zu. Die Brennkraftmaschine und der Stickoxidreduktionskatalysator sind in den Figuren nicht gesondert dargestellt.
Die Zugabevorrichtung 1 dient der Zugabe eines für die kata- lytische Stickoxidreduktion geeigneten Reduktionsmittels zum Abgas der Brennkraftmaschine. Die erfindungsgemäße Zugabevorrichtung 1 umfasst eine ins Innere der Abgasleitung 11 geführte Düsenleitung 2, an welcher endseitig eine Düsenkappe 3 mit vorzugsweise mehreren Düsenöffnungen für den Austritt des Reduktionsmittels befestigt ist. Bevorzugt erfolgt die Befestigung der Düsenkappe 3 mittels einer Schraubverbindung, so dass die Düsenkappe 3 auf einfache Weise ausgewechselt werden kann. Vorzugsweise erstreckt sich die Düsenleitung 2 bis in einen radial mittleren Bereich der Abgasleitung 11 und ist in ihrem Endbereich 9 in Richtung der Abgasstrδmung abgebogen ausgeführt. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige Verteilung des dem Abgas zugeführten Reduktionsmittels gewährleistet .
Einlassseitig ist die Düsenleitung 2 mit einem von der Abgasleitung 11 abragenden Anschlussteil 4 verbunden, an welches eine nicht dargestellte Reduktionsmittelzufuhrleitung angeschlossen werden kann. Vorzugsweise wird als Reduktionsmittel für die katalytische Stickoxidreduktion am Stickoxidredukti- onskatalysator eine hochkonzentrierte wässrige Harnstofflösung eingesetzt, welche von einer nicht dargestellten Dosiereinrichtung bedarfsgerecht abgegeben und der Düsenleitung 2 zugeführt wird. Die Dosiereinrichtung kann für eine Abgabe des Reduktionsmittels in einphasiger, flüssiger Form oder zur Abgabe des Reduktionsmittels als fein verteiltes Aerosol ausgelegt sein, wobei im letztgenannten Fall zweckmäßigerweise eine Zerstäubung mittels Druckluft vorgesehen ist.
Zur Befestigung der Zugabevorrichtung 1 an der Abgasleitung 11 ist ein Flansch 5 vorgesehen, welcher wie dargestellt vorzugsweise mit dem Anschlussteil 4 fest verbunden ist. Erfindungsgemäß ist die Düsenleitung 2 über einen wesentlichen Teil ihrer Erstreckung in der Abgasleitung 11 mit einem wärmeisolierenden Isolierschichtmantel 10 versehen, so dass die Düsenleitung vor einer übermäßigen Erwärmung durch heiße Abgase geschützt ist. Auf diese Weise wird ein Auskristallisieren von Harnstoff und somit eine Verstopfung der Düsenleitung 2 und der Düsenkappe 3 vermieden. Der Isolierschichtmantel 10 kann als Umwicklung oder Umhüllung der Düsenleitung 2 mit einem beliebigen, ausreichend beständigen wärmeisolierenden Material ausgebildet sein. Vorteilhaft ist eine Ausführung als auf die Düsenleitung 2 aufgespritzte Isolierschicht.
Eine zweite vorteilhafte Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Zugabevorrichtung 1 ist in Fig. 2 dargestellt, wobei Bauteile, soweit sie denen der Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Isolier- schichtmantel der Zugabevorrichtung 1 hier als Fluidkanal 7 ■für- eine Fluidströmung ausgebildet, welcher die Düsenleitung
2 ringförmig umgibt. Das Fluid ist der Zugabevorrichtung 1 über einen außerhalb der Abgasleitung 11 am Ansσhlussteil 4 angeordneten und seitlich abragenden Zufuhrstutzen 6 zuführbar. Zur Führung der Fluidströmung ist eine äußere Rohrleitung 8 vorgesehen, welche die Düsenleitung 2 mit einem Abstand umgibt und koaxial zu dieser angeordnet ist, so dass sich der genannte Fluidkanal 7 gebildet ist . Der Fluidkanal 7 bildet auf diese Weise einen die' Düsenleitung 2 umgebenden ■ Isolierschichtmantel, wobei zusätzlich zur wärmeisolierenden Abschirmwirkung ein Kühlwirkung durch die Fluidströmung gegeben ist.
Die Fluidströmung kann in einem Kreislauf geführt werden, wobei' in diesem Fall neben' dem Zufuhrstutzen 6 ein weiterer nicht dargestellter Anschluss zur Abfuhr des Fluids aus dem Fluidkanal 7 vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die Zugabevorrichtung 1 an einen Betriebsstoffvorrat der entsprechenden Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einen Brauch- oder Kühlwasserbehälter oder einen Schmierölbehälter angeschlossen werden. Für eine besonders wirksame aktive Kühlung der Düsenleitung 2 kann dabei zusätzlich vorgesehen sein, das entsprechende Fluid vor oder nach Durchströmung des Fluidkanals 7 mittels . einer nicht dargestellten Kühleinrichtung zu kühlen.
Vorzugsweise ist jedoch der Fluidkanal 7 wie in Fig. 2 dargestellt an seinem auslassseitigen Ende im Bereich der Düsenkappe 3 offen ausgeführt, so dass das über den Zufuhrstutzen 6 zugeführte Fluid frei ausströmen kann. Vorzugsweise endet die äußere Rohrleitung 8 annähernd bündig mit der Düsenkappe
3 oder weist einen geringen Überstand auf. Auf diese Weise kann eine wirksame Verwirbelung des aus der Düsenkappe 3 austretenden Reduktionsmittels mit dem austretenden Fluid erfolgen, wodurch die Verteilung des Reduktionsmittels in der Abgasleitung 11 weiter verbessert ist. Die Fluidströmung erfüllt in diesem Fall eine Doppelfunktion, indem einerseits eine aktive Kühlung der Düsenleitung 2 und andererseits eine weitere Zerstäubung und Verteilung des Reduktionsmittels erreicht wird. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Fluid unter Druck der Zugabevorrichtung 1 zugeführt wird, so dass es mit hoher Strömungsgeschwindigkeit austritt. Obschon mit einem wässrigen Fluid eine wirksamere Kühlung der Düsenleitung 2 erreicht werden kann, ist es aus Gründen der Verfügbarkeit bevorzugt, als Fluid Druckluft einzusetzen.
Ein weiter verbesserter Temperaturschutz und damit eine weiter verringerte Verstopfungsneigung der Zugabevorrichtung
1 ist durch eine Kombination einer aktiven Kühlung mit einer passiv wirkenden Wärmeisolierung erzielbar. Hierfür ist es bevorzugt, die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Maßnahmen zu kombinieren. Eine darauf basierende bevorzugte Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Zugabevorrichtung 1 ist in Fig. 3 dargestellt, wobei Bauteile, soweit sie denen der Fig. 1 bzw.
2 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Gemäß der in Fig. 3 gezeigten schematischen Längsschnittsdar- stellung weist die Zugabevorrichtung 1 einen ersten inneren Isolierschichtmantel in Form eines Fluidkanals 7 und einen zweiten äußeren Isolierschichtmantel 10 in Form eine wärmeisolierenden FeststoffUmhüllung auf. Dabei sind der Fluidka- nal 7 und der äußere Isolierschichtmantel 10 koaxial in Bezug auf die Düsenleitung 2 ausgeführt. Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, steht das über den Zufuhrstutzen 6 zuführbare Fluid in Wärmeübergangskontakt mit der Düsenleitung 2, während der äußere Isolierschichtmantel 10 auf der äußeren Rohrleitung 8 angebracht ist. Dabei erstrecken sich der Fluidkanal 7 und der äußere Isolierschichtmantel vorzugsweise über einen wesentlichen Teil des dem Abgasstrom ausgesetzten Bereichs der Zugabevorrichtung 1. Auf diese Weise ist ein wirksamer Temperaturschutz für die dem Abgasstrom ausgesetzten reduktionsmittelführenden Bauteile gegeben. Da die Düsenkappe 3 in Wärmeleitungsverbindung mit der Düsenleitung 2 steht und vom ausströmenden Fluid mit gekühlt wird, können temperaturbedingte Ablagerungen in den reduktionsmittelführenden Bauteile wirksam vermieden werden. Entsprechend kann eine hohe Betriebzuverlässigkeit der Zugabevorrichtung 1 erzielt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Zugabevorrichtung (1) zur Zugabe von Reduktionsmittel in eine Abgasleitung (11) einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Düsenleitung (2) zur Führung des Reduktionsmittels und einen die Düsenleitung (2) wenigstens abschnittsweise umgebenden Isolierschichtmantel (7; 10), wobei die Düsenleitung (2) im Wesentlichen innerhalb der Abgasleitung (2) angeordnet ist.
2. Zugabevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolierschichtmantel (7) eine koaxial zur Düsenleitung (2) geführte Fluidströmung vorgesehen ist.
3. Zugabevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolierschichtmantel (10) ein wärmeisolierender Feststoff vorgesehen ist .
4. Zugabevorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass ein erster innerer Isolierschichtmantel (7) und ein zweiter äußerer Isolierschichtmantel (10) vorgesehen sind, wobei der erste innere Isolierschichtmantel (7) als eine koaxial zur Düsenleitung (2) geführte Fluidströmung ausgebildet ist und der zweite äußere Isolierschichtmantel (10) als wärmeisolάerender Peststoff ausgebildet ist, der den ersten inneren Isolierschichtmantel (7) umgibt .
5. Zugabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als Isolierschichtmantel (7) vorgesehene Fluidströmung durch ein wässriges Fluid oder durch Luft gebildet ist.
6. Zugabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die als Isolierschichtmantel (7) vorgesehene Fluidströmung im Endbereich der Düsenleitung (2) in die Abgasleitung (11) ausströmt.
7. Zugabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenleitung (2) im radial mittleren Bereich der Abgasleitung (11) ausmündet.
PCT/EP2006/001527 2005-02-26 2006-02-21 Zugabevorrichtung zur zugabe von reduktionsmittel in eine abgasleitung einer brennkraftmaschine WO2006089704A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2060758A1 (de) * 2006-07-12 2009-05-20 Delphi Technologies, Inc. Isolierte Reagenzdosiervorrichtung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006053558A1 (de) * 2006-11-14 2008-05-15 Purem Abgassysteme Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Dosieren von Reduktionsmittel und Injektor in einer Vorrichtung zum Dosieren von Reduktionsmittel
WO2011107122A1 (de) * 2010-03-05 2011-09-09 Elringklinger Ag Reduktionsmittel-dosier- und einspritzmodul für die abgasreinigung bei verbrennungskraftmaschinen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5601792A (en) * 1992-02-24 1997-02-11 Hug; Hans T. Cleaning exhaust gases from combustion installations
WO2004030827A1 (en) * 2002-10-02 2004-04-15 Spraying Systems Co. Lance-type liquid reducing agent spray device
EP1561919A1 (de) * 2004-02-05 2005-08-10 Haldor Topsoe A/S Einspritzdüse und Verfahren zur gleichmässige Einspritzung eines Fluidstroms in ein Gasstrom mittels einer Einspritzdüse bei hoher Temperatur

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5601792A (en) * 1992-02-24 1997-02-11 Hug; Hans T. Cleaning exhaust gases from combustion installations
WO2004030827A1 (en) * 2002-10-02 2004-04-15 Spraying Systems Co. Lance-type liquid reducing agent spray device
EP1561919A1 (de) * 2004-02-05 2005-08-10 Haldor Topsoe A/S Einspritzdüse und Verfahren zur gleichmässige Einspritzung eines Fluidstroms in ein Gasstrom mittels einer Einspritzdüse bei hoher Temperatur

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2060758A1 (de) * 2006-07-12 2009-05-20 Delphi Technologies, Inc. Isolierte Reagenzdosiervorrichtung

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