CN107075994A - 用于废气后处理的废气后处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

所公开的是一种用于内燃机、尤其用于利用重油运行的船用柴油内燃机的废气后处理装置(10)，其带有壳体(11)；带有由壳体(11)限定的、由废气持续地流动穿过的废气室(12)，废气经由进入部(13)流入到该废气室中并且废气经由排出部(14)从废气室中流出；带有由壳体(11)限定的、与废气室(12)联结的降噪室(15)，在其中以如下填充水平容纳有流体或可流动的固体，该填充水平与废气声音的待减弱的频率相关。

Description

用于废气后处理的废气后处理装置和方法

技术领域

本发明涉及一种废气后处理装置和用于废气后处理的方法。

背景技术

由现有技术已知的是，不仅废气净化装置，如废气催化器或废气洗涤器而且降噪器可作为废气后处理组件后置于内燃机。废气催化器尤其用于废气的脱氮和/或脱硫且进而用于降低氮氧化物排放以及硫氧化物排放。降噪器用于噪音降低且进而用于减少声音排放。

由现有技术已知的降噪器通常位于废气净化装置的下游并且实施成所谓的共振或拉姆达/4-降噪器，其基于以下，即降噪器的室具有匹配于废气噪音的待减弱的频率的深度或长度。这种类型的降噪器然而具有窄带的减弱作用，从而尤其在利用不同转速运行且由此具有不同废气频率的发动机的情况中不能实现充足的废气降噪。

为了提供带有用于废气降噪的宽带的降噪效果的降噪器，由现有技术已知的是，使降噪器装配有多个室，其经由阀被开启，由此可使这些室的深度匹配于待减弱的废气声音的频率。

然而这种类型的降噪器所具有的缺点是，在废气流中存在可移动的部分，该部分尤其在当其废气声音待减弱的内燃机利用大量含硫的燃料运行时，倾向于严重的腐蚀。此外，在这种类型的降噪器的情况中还可使仅多个窄带的频率范围经受有效的降噪，降噪器的减弱作用与待减弱的废气声音的最不同的频率范围的平稳的匹配是不可行的。

文件DE 196 11 133 A1和文件DE 196 19 173 C1相应地公开了带有暴露于废气流的可移动的部分的降噪器。

发明内容

由此出发，本发明所基于的目的是，实现一种用于废气后处理的新型的废气后处理装置和方法。

该目的通过根据权利要求1的废气后处理装置来实现。

根据本发明的废气后处理装置包括壳体；由壳体限定的、由废气持续地流动穿过的废气室，废气经由进入部流入到该废气室中并且废气经由排出部从该废气室中流出；以及带有由壳体限定的、与废气室优选地经由至少一个连接器件相联结的降噪室，在其中以如下填充水平容纳有流体或可流动的固体，该填充水平与废气声音的待减弱的频率相关。

在根据本发明的废气后处理装置中，可平稳地调整在与由废气流动穿过的废气室相联结的降噪室中的流体或可流动的固体的填充水平，从而最终可平稳地调整废气后处理装置的降噪作用。由此可使降噪作用灵活地匹配于最不同的待减弱的废气声音频率。借此在以最不同的发动机转速运行的内燃机的情况中可自身实现尤其有效的降噪，尤其在避免来自由现有技术已知的带有在废气流中可移动的构件的降噪器的缺点。

根据一有利的改进方案，可在降噪室中经由降噪室的入口和降噪室的出口调整流体的填充水平或可流动的固体的填充水平，所述流体优选的是液体，所述可流动的固体优选的是颗粒材料，其中，优选地控制装置与废气的待减弱的频率无关地自动测定并且经由入口和/或出口自动调整匹配于待减弱的频率的用于降噪室的填充水平。通过控制装置可自动地、与废气的待减弱频率相关地自动测定且调整在降噪室中为了最优化的降噪所必须的填充水平。这允许有效的降噪。

根据另一有利的改进方案，降噪室在横截面中构造成U形并且具有在降噪室的下区段中的两个相联结的分室，其中，第一分室与降噪室的入口和出口联通，并且其中，与第一分室相联结的第二分室构造成上面敞开的或上面封闭的或可封闭的。由此可进一步改善废气后处理装置的降噪作用。

优选地，在由废气流动穿过的废气室中布置有至少一个废气净化装置、尤其废气催化器和/或废气洗涤器。于是，当废气净化装置位于或集成在由废气流动穿过的废气室中时，根据本发明的废气后处理装置不仅用于降噪，而且用于废气净化。由此可减少这种废气后处理装置的结构空间需求。

根据本发明的用于废气后处理的方法在权利要求13中被限定。

附图说明

本发明优选的改进方案由从属权利要求和接下来的说明得出。根据附图详细阐述本发明的实施例，且不受限于此。其中：

图1显示了根据本发明的第一废气后处理装置的示意图；

图2显示了根据本发明的第二废气后处理装置的示意图；

图3显示了根据本发明的第三废气后处理装置的细节；以及

图4显示了根据本发明的第四废弃后处理装置的细节。

具体实施方式

本发明涉及一种用于内燃机、尤其用于利用重油运行的船用柴油内燃机的废气后处理装置。

图1显示了用于内燃机、尤其用于利用重油运行的船用柴油内燃机的根据本发明的废气后处理装置10的第一实施例的示意图。

废气后处理装置10包括壳体11。壳体11一方面限定由废气持续地流动穿过的废气室12，废气经由进入部13流入到该废气室中并且废气经由排出部从该废气室中流出；以及另一方面限定降噪室15。

降噪室15与废气室12相联结。

在降噪室15中以如下填充水平容纳有流体、尤其液体或可流动的固体、尤其颗粒材料，该填充水平与废气声音的待减弱的频率相关。如果废气声音的待减弱的频率例如由于内燃机的变化的负载而变化，则可通过简单地改变在降噪室15中的流体或可流动的固体的填充水平来使废气后处理装置10的减弱作用匹配于废气声音的变化的频率。由此可平稳地调整废气后处理装置10的减弱范围或减弱作用。

在降噪室15中以限定的填充水平被容纳的流体优选的是水。除了流体之外，备选地在降噪室15中还能以与废气声音的待减弱的频率相关的填充水平来容纳可流动的固体、尤其颗粒材料。

根据图1的实施例，降噪室15的液体或可流动的固体可经由入口16输入并且可经由出口17从降噪室15中输出。经由关联于入口16和出口17的阀28,29可调整在降噪室15中的液体或可流动的固体的填充水平。

如已阐述的那样，降噪室15与废气室12相联结，优选地经由至少一个连接器件相联结。根据图1，废气室12与降噪室15通过共同的壳体壁18或壳体11的壳体壁区段被分离，其中，废气室与降噪室经由至少一个作为凹口31构造在壳体壁18中的连接器件相联结。在此，凹口31根据图1如此被带入到壳体壁18中，即凹口位于降噪室15中的液体或颗粒材料的填充水平以上。

在图1中显示了控制装置26，其根据待减弱的废气声音的频率自动地测定并且通过操控阀28,29自动调整对于降噪而言最优化的用于在降噪室15中的液体或可流动的固体的填充水平。在此，废气声音的待减弱的频率由控制装置26例如在计算上经由模型来测定，另一方面可行的是，借助于测量装置30在测量技术上检测待减弱的废气声音的频率并且借助于控制装置26提供相应的测量值。测量装置30例如可以是麦克风或也可以是关联于废气后处理装置10的废气室12的应变传感器。

在图1中示出的实施例中，在壳体11的持续地被废气流动穿过的废气室12中布置有废气净化装置27，其例如可以是废气催化器或也可以是废气洗涤器。在废气室12中可布置有一个或多个废气净化装置27。

那么，当在废气后处理装置10的壳体11的废气室12中集成有废气洗涤器时，废气后处理装置10的壳体11的降噪室15尤其被填充以水，以便于提供降噪作用。在该情况中，也就是说，废气温度明显位于被容纳在降噪室15中的水的沸点以下，从而在较高废气温度的情况下调整的在降噪室15中的水的蒸发或汽化是次要重要的。在较高废气温度的情况下，在降噪室15中优选地使用可流动的固体、尤其颗粒材料，以便于经由在降噪室15中的填充水平提供在期望的频率范围中的期望的降噪作用。

为了提高降噪作用可使室、也就是说废气室12和/或降噪室15或壳体的界限出这些室的壳体壁在内部和/或在外部设有吸收物质或以吸收物质衬里。

图2显示了根据本发明的第二实施例的根据本发明的废气后处理装置10的示意图，其中，为了避免不必要的重复，将相同的附图标记用于相同的组件。接下来仅探讨在图1与图2的实施例之间的差异。

在图2的实施例中，降噪室15包括两个分室19,20，其在构造在横截面中呈U形的降噪室15的情况下在下区域21,22中相联结。在此，降噪室15的第一分室20与入口16和出口17联通并且经由在分离第一分室20与废气室12的壳体壁18中的至少一个凹口31与废气室12相联结。与第一分室20在下部区段21中相联结的第二分室19在图2中在上端部23处构造成敞开的。于是，当在图2中在降噪室15中容纳有液体、例如水时，在降噪室15的两个分室19,20中构成填充水平。流动穿过壳体11的废气室12的废气将在降噪室15中的液体激励至振动，其中位于第二分室19中的液柱可自由地相对大气振动，因为流动室15的第二分室19在图2的实施例中构造成在上面敞开的。

通过振动的液柱从振动的废气柱中夺去动能并且由此减少声音排放。

多个降噪室15可联接到壳体11处并且自由的路径长度在各个室15中的流体或颗粒材料的上方可以是不同的。如此，可减弱多个频率。

在图1中，穿过废气室12的废气的流动方向由下往上指向，其中，在图2中，该方向由上往下指向。在图1中，使降噪室15与废气室12相联结的凹口31在废气的流动方向上看位于废气净化装置27的下游。在图2中，该凹口31在废气的流动方向上看位于废气净化装置27的上游。

图3和图4显示了图2的实施例的变型方案，在其中，第二分室19在上端部23处构造成封闭的，其中，在图3中，在两个分室19中的液柱与包含在第二分室19中的气泡相反地工作，而在图3中与通过弹簧元件25加载的浮子24相反地工作。由此可从振动的废气柱中夺去还要更多的动能。由此可进一步提高减弱。

附图标记清单

10 废气后处理装置

11 壳体

12 废气室

13 进入部

14 排出部

15降噪室

16 入口

17 出口

18 壳体壁

19 分室

20 分室

21 区段

22 区段

23 端部

24 浮子

25 弹簧元件

26 控制装置

27 废气净化装置

28 阀

29 阀

30 测量装置

31 凹口。

Claims (14)

1.一种用于内燃机、尤其用于利用重油运行的船用柴油内燃机的废气后处理装置(10)，其带有壳体(11)；带有由所述壳体(11)限定的、由废气持续流动穿过的废气室(12)，废气经由进入部(13)流入到所述废气室中并且所述废气经由排出部(14)从所述废气室中流出；带有由所述壳体(11)限定的、与所述废气室(12)相联结的降噪室(15)，在所述降噪室中以如下填充水平容纳有流体或能流动的固体，所述填充水平与所述废气声音的待减弱的频率相关。

2.根据权利要求1所述的废气后处理装置，其特征在于，所述填充水平在所述降噪室(15)中能经由降噪室(15)的入口(16)和所述降噪室(15)的出口(17)来调整。

3.根据权利要求2所述的废气后处理装置，其特征在于，控制装置(27)与所述待减弱的频率相关地自动测定并且经由所述入口(16)和/或所述出口(17)自动调整匹配于所述待减弱的频率的用于所述降噪室(15)的填充水平。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的废气后处理装置，其特征在于，所述废气室(12)和所述降噪室(15)经由至少一个连接器件相联结。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的废气后处理装置，其特征在于，所述废气室(12)和所述降噪室(15)通过共同的壳体壁(12)或壳体壁区段被分离并且经由在所述壳体壁(18)或所述壳体壁区段中的至少一个凹口(31)相联结。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的废气后处理装置，其特征在于，所述降噪室(15)在横截面中构造成U形并且具有在所述降噪室的下区段中的两个相联结的分室(19,20)。

7.根据权利要求6所述的废气后处理装置，其特征在于，第一分室(20)与所述降噪室(15)的入口(16)和出口(17)联通。

8.根据权利要求7所述的废气后处理装置，其特征在于，所述降噪室(15)的第一分室(20)与所述废气室(12)相联结。

9.根据权利要求7或8所述的废气后处理装置，其特征在于，与所述第一分室(20)相联结的第二分室(19)构造成上面敞开的。

10.根据权利要求7或8所述的废气后处理装置，其特征在于，与所述第一分室(20)相联结的第二分室(19)构造成上面封闭的。

11.根据权利要求10所述的废气后处理装置，其特征在于，所述填充水平在所述第二分室(19)中与由弹簧元件(25)加载的浮子(25)相反地振动。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的废气后处理装置，其特征在于，在由所述废气流动穿过的所述废气室(12)中布置有至少一个废气净化装置(27)、尤其废气催化器和/或废气洗涤器。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的废气后处理装置，其特征在于，多个降噪室(15)联接到所述壳体(11)处并且所述流体或颗粒材料上面的自由路径长度在各个室(15)中不同。

14.一种尤其在使用根据权利要求1至12中任一项所述的废气后处理装置的情况下用于所述废气后处理的方法，其中，废气室(12)由废气持续地流动穿过，并且其中，与所述废气室(12)相联结的降噪室(15)如此被填充以流体或能流动的固体，使得在所述降噪室(15)中的填充水平与所述废气声音的待减弱的频率相关。