[go: up one dir, main page]

DE102008063861A1 - Abgasbehandlungsvorrichtung - Google Patents

Abgasbehandlungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102008063861A1
DE102008063861A1 DE102008063861A DE102008063861A DE102008063861A1 DE 102008063861 A1 DE102008063861 A1 DE 102008063861A1 DE 102008063861 A DE102008063861 A DE 102008063861A DE 102008063861 A DE102008063861 A DE 102008063861A DE 102008063861 A1 DE102008063861 A1 DE 102008063861A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
treatment device
exhaust treatment
housing
cooling
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008063861A
Other languages
English (en)
Inventor
Marco Ranalli
Wolfgang Dr. Hahnl
Martin Adldinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Emcon Technologies Germany Augsburg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emcon Technologies Germany Augsburg GmbH filed Critical Emcon Technologies Germany Augsburg GmbH
Priority to DE102008063861A priority Critical patent/DE102008063861A1/de
Priority to US12/641,351 priority patent/US20100154396A1/en
Publication of DE102008063861A1 publication Critical patent/DE102008063861A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F01N5/025Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat the device being thermoelectric generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/04Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric, e.g. electrostatic, device other than a heater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/02Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device
    • F01N2260/022Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device using air
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Eine Abgasbehandlungsvorrichtung, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine ist mit einem Gehäuse, das einen Eingang und einen Ausgang aufweist, und wenigstens einem im Gehäuse aufgenommenen, vostattet, das im Strömungsweg vom Eingang zum Ausgang angeordnet ist, wobei am Gehäuse wenigstens ein thermoelektrischer Generator vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungsvorrichtung, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs.
  • Zur Behandlung, insbesondere zur Reinigung, von Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen, z. B. Dieselmotoren eines Personenkraftwagens, ist es bekannt, in einer Abgasleitung poröse, gasdurchlässige Substrate in einem geschlossenen, metallischen Gehäuse anzuordnen, so dass das Substrat vom Abgas durchströmt wird.
  • Derartige Abgasbehandlungsvorrichtungen, bei denen es sich beispielsweise um Dieselpartikelfilter oder um Katalysatoren, zum Beispiel zur NOx-Reduzierung, handeln kann, sind so in die Abgasleitung eingesetzt, dass das gesamte Abgas die Abgasbehandlungsvorrichtung durchströmen muss. Dabei wird das Abgas gezwungen, das poröse Substrat zu passieren, welches eine Filterwirkung hat und/oder mittels einer chemisch aktiven Beschichtung eine katalytisch aktivierte chemische Reaktion bewirkt. Eine Abgasbehandlung erfolgt dabei z. B. durch chemische Umsetzung, durch mechanische Abscheidung von mit dem Abgas mitgeführten Partikeln, z. B. Rußpartikeln, in den Poren des Substrats, oder einer Kombination verschiedener Verfahren.
  • Es ist bekannt, das Substrat in die Form eines Hohlkörpers mit einer oder mehreren Wandungen zu bringen, wobei der Hohlkörper so im Gehäuse angeordnet ist, dass das Abgas auf jeden Fall mindestens eine Wand des Hohlkörpers durchströmen muss, um vom Eingang des Gehäuses zu dessen Ausgang zu gelangen.
  • Der Abgasstrom, der das Gehäuse durchströmt, hat eine Temperatur von mehreren hundert Grad Celsius.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Wärmeenergie des Abgasstroms zu nutzen.
  • Hierzu sieht eine Abgasbehandlungsvorrichtung, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Gehäuse, das einen Eingang und einen Ausgang aufweist, und wenigstens einem im Gehäuse aufgenommenen, von einem Abgas durchströmten porösen Substrat, das im Strömungsweg vom Eingang zum Ausgang angeordnet ist, wenigstens einen am Gehäuse angeordneten thermoelektrischer Generator vor. Thermoelektrische Generatoren sind Vorrichtungen, die Wärmeenergie in elektrische Energie umsetzen. Sie beinhalten nach dem Seebeck-Effekt arbeitende Thermoelemente, in denen aufgrund der verwendeten spezifischen Materialpaarung sowie der über das Thermoelement herrschenden Temperaturdifferenz eine Thermospannung erzeugt wird. Auf diese Weise kann die Wärmeenergie des Abgasstroms ausgenutzt werden, um elektrische Energie zu erzeugen. Außerdem ergibt sich eine Kühlwirkung auf das Gehäuse, was z. B. eine Verringerung der Unterschiede in der thermischen Ausdehnung zwischen Gehäuse und Substrat zur Folge hat.
  • Als thermoelektrische Generatoren können bekannte, herkömmliche thermoelektrische Generatoren eingesetzt werden.
  • Der thermoelektrische Generator ist bevorzugt außenseitig auf das Gehäuse aufgebracht, um einen Großteil der vom Abgasstrom an das Gehäuse abgegebenen Wärmenergie nutzen zu können. Vorteilhaft werden thermoelektrische Generatoren in Platten- oder Streifenform verwendet, die bevorzugt so flexibel sind, dass sie sich gut an die Oberfläche des Gehäuses anpassen lassen. Es ist möglich, im Wesentlichen die gesamte Außenoberfläche des Gehäuses mit einem oder mehreren thermoelektrischen Generatoren zu bedecken.
  • Die thermoelektrischen Generatoren können am Gehäuse auf jede geeignete Weise befestigt werden, z. B. durch Löten, wobei es vorteilhaft ist, wenn eine direkte, gut wärmeleitende, großflächige Verbindung zwischen dem thermoelektrischen Generator und der Außenoberfläche des Gehäuses besteht.
  • Als vorteilhaft für die erfindungsgemäße Ausgestaltung erweisen sich Abgasbehandlungsvorrichtungen, bei denen eine Innenwand des Gehäuses vom Abgas unmittelbar angeströmt ist, da so ein direkter Wärmeübertrag vom Abgas auf das Gehäuse und somit eine hohe Ausbeute an thermischer Energie gewährleistet ist. Das Gehäuse ist beispielsweise in Form eines Zylinders mit eingangs und ausgangs angesetzten Anschlußtrichtern ausgebildet, wobei der zylindrische Abschnitt einen größeren Durchmesser hat als die angrenzende Abgasleitung. Die Innenwand ist dabei vorzugsweise die Innenseite der zylindrischen Umfangswand. Diese kann mit einer bekannten, z. B. katalytisch aktiven Beschichtung versehen sein, die normalerweise aufgrund ihrer geringen Dicke hinsichtlich der Wärmeleitung nicht ins Gewicht fällt.
  • Bevorzugt sind die abgasdurchströmten Substrate ohne Zwischenschaltung einer Lagermatte im Gehäuse gelagert, wodurch das Gehäuse von innen her unisoliert ist.
  • Mögliche Geometrien für den Hohlkörper sind z. B. die Verwendung von zwei umgekehrt ineinandergesteckten Kegelmänteln bzw. Kegelstumpfmänteln, vier- oder mehrseitigen Pyramidenmäntel bzw. Pyramidenstumpfmänteln oder auch von zwei konzentrisch zueinander angeordneten Zylindermänteln.
  • Solche Mäntel lassen sich einfach durch umgeformte Platten herstellen.
  • Vorzugsweise besteht das Substrat aus einem Metallschaum, Metallschwamm und/oder einer metallischen Hohlkugelstruktur, oder auch aus einem Drahtgestrick oder -gewirk. Im Gegensatz zu keramischen Substraten, die mit einer elastischen Lagermatte umwickelt im Gehäuse aufgenommen sind, ist bei einer Abgasbehandlungsvorrichtung mit einem Körper, insbesondere Hohlkörper, aus einem porösen Metallsubstrat kein solches thermisch isolierendes Material an der Innenwand des Gehäuses angeordnet, so dass eine hohe Ausbeute an Wärmeenergie gewährleistet ist. Dieses besondere Metallsubstrat bringt im Gegensatz zu keramischen Substraten eine Eigenelastizität mit, die einen Preßsitz oder eine anderweitige Befestigung im Gehäuse zulässt.
  • In einer anderen bekannten Form besteht das Substrat aus einem oder mehreren porösen Keramikblöcken.
  • Der zum Betrieb des oder der thermoelektrischen Generatoren notwendige Temperaturunterschied ist hier in radialer Richtung, also vom Inneren des Gehäuses nach außen, verwirklicht.
  • Um die Temperaturdifferenz zu vergrößern, können an der Abgasbehandlungsvorrichtung innenseitig und/oder außenseitig wärmeleitende Rippen vorgesehen sein, die vorzugsweise radial vom Gehäuse abstehen. Innenseitige Rippen dienen dabei dazu, dem Abgasstrom möglichst viel Wärme zu entziehen, um eine möglichst hohe Temperatur an der radial innenliegenden Seite des thermoeektrischen Generators zu schaffen, während außenseitige Rippen, vorzugsweise am thermoe lektrischen Generator, dazu dienen, möglichst viel Wärme von der radial äußeren Seite des thermoelektrischen Generators abzustrahlen, um dort eine möglichst geringe Temperatur zu schaffen.
  • Die Temperaturdifferenz lässt sich weiter vergrößern, indem eine Kühlvorrichtung für den thermoelektrischen Generator vorgesehen ist.
  • Die Kühlvorrichtung kann beispielsweise aus einem Kühlkörper, z. B. mit daran ausgebildeten Kühlrippen, bestehen, der auf die Außenseite des oder der thermoelektrischen Generatoren aufgesetzt ist.
  • Vorzugsweise umgibt die Kühlvorrichtung den thermoelektrischen Generator außenseitig, um Wärme in die Umgebung der Abgasbehandlungsvorrichtung abzuleiten.
  • Die Kühlvorrichtung kann wenigstens einen Kühlkanal aufweisen, der von einer Kühlmedium durchströmt ist. Der oder die Kühlkanäle sind bevorzugt zwischen dem thermoelektrischen Generator und einer Wandung der Kühlvorrichtung ausgebildet und können in Längsrichtung der Abgasbehandlungsvorrichtung verlaufen.
  • Es ist möglich, eine Kühlflüssigkeit einzusetzen, wobei die Kühlvorrichtung mit einem herkömmlich vorgesehenen Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine verbunden sein kann.
  • Es ist jedoch von Vorteil, als Kühlmedium Luft zu verwenden, da sich auf diese Weise das Gewicht der Abgasbehandlungsvorrichtung verringern lässt und die Vorrichtung einfacher aufgebaut sein kann.
  • Die Kühlvorrichtung weist beispielsweise wenigstens eine Einlass mit einer Zuführöffnung auf. Luft aus der Umgebung der Abgasbehandlungsvorrichtung strömt durch die Zuführöffnung in die Kühlvorrichtung ein. Einlass und Zuführöffnung sind vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des Gehäuses vorgesehen, um eine effektive Luftströmung durch die Kühlvorrichtung zu erzeugen.
  • Der Einlass ist vorteilhaft in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, in dem die Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, ausgerichtet, da sich so der Fahrtwind zur Erzeugung der Luftströmung ausnutzen lässt.
  • Vorzugsweise ist wenigstens ein Einlass vorgesehen, der sich in Fahrtrichtung zum offenen Ende aufweitet. Es können mehrere, beliebig geformte Einlässe so wohl über den Umfang der Abgasbehandlungsvorrichtung als auch über deren Längserstreckung verteilt sein. Beispielsweise ist es möglich, mehrere hintereinander angeordnete, sich in Fahrtrichtung jeweils zum offenen Ende aufweitende Einlässe vorzusehen. Die Form der Einlässe kann dabei so ausgewählt sein, beispielsweise durch geschwungen oder schräg verlaufende Wandungen, dass eine Verwirbelung der Luft in der Kühlvorrichtung erzielt wird und gegebenenfalls in annähernd derselben Ebene Auslässe und nachfolgende Einlässe vorgesehen sein können. Dies ermöglicht es, längs der Baugruppe aus thermoelektischen Generatoren stets neue, kalte Kühlluftströmungen zuzuführen, so dass die Generatorenbaugruppe sozusagen in einzelne Kühlluftströmungen und Kühlluftkanäle unterteilt werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
  • 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 3 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß 2;
  • 4 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß 2;
  • 5 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
  • 6 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß 5;
  • 7 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform;
  • 8 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß 7;
  • 9 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß 7;
  • 10 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform;
  • 11 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß 10;
  • 12 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß 10; und
  • 13 einen Querschnitt XIII-XIII durch die erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß 10.
  • Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Abgasbehandlungsvorrichtung 10, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs, mit einem Gehäuse 12, das einen Eingang 14 und einen Ausgang 16 aufweist, sowie einem im Gehäuse 12 aufgenommenen, von einem Abgas 18 durchströmten porösen Substrat 20, das im Strömungsweg vom Eingang 14 zum Ausgang 16 angeordnet ist, wobei am Gehäuse 12 wenigstens ein thermoelektrischer Generator 22 vorgesehen ist.
  • Die Abgasbehandlungsvorrichtung 10 ist insbesondere ein Katalysator für ein Kraftfahrzeug, ein Partikelfilter für ein Kraftfahrzeug oder eine Kombination aus Katalysator und Partikelfilter. Vorzugsweise besteht das verwendete poröse Substrat aus einem Metallschaum, einem Metallschwamm und/oder einer metallischen Hohlkugelstruktur und hat eine kegel- bzw. kegelstumpfförmige Innen- und Außenkontur.
  • Thermoelektrische Generatoren 22 nutzen einen Temperaturunterschied zwischen zwei Stellen eines Leiters, um eine elektrische Spannung zu erzeugen. Aufbau und Funktionsweise derartiger Generatoren 22 sind aus dem Stand der Technik bekannt, so dass darauf im folgenden nicht näher eingegangen wird. In den Figuren ist der thermoelektrische Generator 22 jeweils außenseitig auf das Gehäuse 12 aufgebracht und lediglich schematisch und stark vereinfacht dargestellt.
  • Desweiteren ist eine aktive Kühlvorrichtung 24 vorgesehen, die den thermoelektrischen Generator 22 außenseitig umgibt. Die Kühlvorrichtung 24 weist wenigstens einen Kühlkanal 26 auf, der von einem Kühlmedium 28 durchströmt wird, wobei das Kühlmedium 28 Flüssigkeit oder, vorzugsweise, Luft ist.
  • Das Gehäuse 12 hat eine weitgehend zylindrische Form mit ovaler oder vieleckiger, insbesondere sechseckiger Grundfläche. Der thermoelektrische Generator 22 nutzt das Temperaturgefälle, welches sich in radialer Richtung zwischen dem Gehäuse 12 und der Kühlvorrichtung 24 einstellt, um eine elektrische Spannung zu erzeugen. Je größer das Temperaturgefälle zwischen Gehäuse 12 und Kühlvorrichtung ist, desto höher ist die vom Generator 22 erzeugte elektrische Spannung. Die Innenseite der Gehäusewand wird daher in einer bevorzugten Ausführungsvariante unmittelbar vom heißen Abgas 18 angeströmt, um eine möglichst hohe Gehäusetemperatur zu erreichen. Die Wärmeaufnahme ist besonders gut möglich, wenn das Gehäuse 12 innenseitig wärmeleitende Rippen 30 aufweist. Auch auf einer Außenseite des Gehäuses 12 und/oder einer Innenseite des Generators 22 können wärmeleitende Rippen 30 vorgesehen sein, um eine besonders effiziente Wärmeübertragung vom Gehäuse 12 auf die Innenseite des Generators 22 zu erzielen. In ähnlicher Weise kann der thermoelektrische Generator 22 auch auf seiner Außenseite mit wärmeleitenden Rippen 30 versehen sein, die in den Kühlkanal 26 ragen und eine besonders effiziente Kühlung der Außenseite des Generators 22 sicherstellen.
  • Es können in Umfangsrichtung auch mehrere beabstandete Kühlkanäle vorgesehen sein.
  • In den 2 bis 13 sind weitere Ausführungsformen der Abgasbehandlungseinrichtung 10 dargestellt. Da hinsichtlich der prinzipiellen Konstruktion und Funktionsweise keine Unterschiede zur ersten Ausführungsform bestehen, wird diesbezüglich auf die obige Beschreibung zu 1 verwiesen und lediglich auf die Besonderheiten dieser Ausführungsbeispiele eingegangen.
  • Die 2 zeigt die Abgasbehandlungsvorrichtung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei der die Kühlvorrichtung 24 wenigstens einen in Fahrtrichtung zeigenden Einlass 32 mit einer Zufuhröffnung 34 aufweist, so dass Kühlmedium 28, vorzugsweise Luft aus der Umgebung der Abgasbehandlungsvorrichtung 10 durch die Zuführöffnung 34 in die Kühlvorrichtung 24 einströmt. Gemäß 2 ist die Zuführöffnung 34 sehr groß ausgebildet, um eine gute Luftaufnahme zu ermöglichen, wobei sich der Einlass 32 zum Kühlkanal 26 hin verjüngt. Da der Einlass 32 im Bereich des kegeligen Gehäusestutzens 35 liegt, ist der Einströmquerschnitt extrem groß.
  • Die 3 und 4 zeigen die Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß 2 in Vorderansicht und Draufsicht. Das Gehäuse 12 ist in diesem Fall zylindrisch mit sechseckiger Grundfläche ausgebildet, wobei auf den Außenseiten der Zylindersei tenflächen jeweils ein ebener thermoelektrischer Generator 22 mit wärmeleitenden Rippen 30 befestigt ist.
  • Die 5 und 6 zeigen einen Längsschnitt und eine Vorderansicht der Abgasbehandlungsvorrichtung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform, die sich von der zweiten Ausführungsform lediglich dadurch unterscheidet, dass sich der Einlass 32 der Kühlvorrichtung 24 auf einer späteren Unterseite der Abgasbehandlungsvorrichtung 10 in radialer Richtung nicht über den Kühlkanal 26 hinaus erstreckt. Der Einlass 32 ist in diesem Bereich nicht oder weniger aufgeweitet, um die Zuführöffnung 34 zu vergrößern, sondern abgeflacht (vgl. 6), um die Bodenfreiheit des Fahrzeugs, in dem die Abgasbehandlungsvorrichtung 10 montiert ist, so wenig wie möglich einzuschränken.
  • Die 7 zeigt eine vierte Ausführungsform der Abgasbehandlungsvorrichtung 10, bei der die Kühlvorrichtung 24 mehrere, bezüglich einer Längsachse A hintereinander angeordnete Einlässe 32 aufweist. Die Einlässe 32 sind dabei jeweils so ausgebildet, dass sie sich in Fahrtrichtung zum offenen Ende, d. h. zur Zuführöffnung hin, radial aufweiten. In den 8 und 9 sind die zugehörige Vorderansicht und Draufsicht der Abgasbehandlungsvorrichtung 10 dargestellt.
  • Die 10 bis 12 zeigen Längsschnitt, Draufsicht und Vorderansicht der Abgasbehandlungsvorrichtung 10 gemäß einer fünften Ausführungsform, deren Kühlvorrichtung ebenfalls mehrere, bezüglich einer Längsachse A hintereinander angeordnete Einlässe 32, 32' aufweist. Der thermoelektrische Generator 22 ist in dieser Ausführungsform jedoch in zwei getrennte, axial voneinander beabstandete und hintereinander angeordnete Abschnitte 36, 38 unterteilt. Der Kühlkanal 26 ist, mit Bezug auf die Strömungsrichtung des Kühlmediums 28, am hinteren Ende eines vorderen Abschnitts 36 wellenartig geformt.
  • Am vorderen Ende des hinteren Abschnitts 38 weist der Kühlkanal 26 einen hinteren Einlass 32' auf, der ebenfalls wellenartig geformt ist. Der vordere Einlass 32 ist gegenüber dem hinteren Einlass 32' in Umfangsrichtung verdreht, so dass immer ein Wellental und ein Wellenberg axial hintereinander liegen (vgl. 12). Dadurch kann zwischen den Abschnitten 36, 38 des thermoelektrischen Generators 22 bereits im vorderen Abschnitt 36 erwärmtes Kühlmedium aus dem Kühlkanal 26 in die Umgebung ausströmen und gleichzeitig „frisches” Kühlmedium aus der Umgebung in den Kühlkanal 26 einströmen, um den hinteren Abschnitt 38 des Generators 22 zu kühlen. Da die Effizienz des thermoelektrischen Generators 22 in diesem Einström- und Ausströmbereich sehr gering wäre, ist der Generator 22 in diesem Bereich ausgespart, so dass sich der axial vordere Abschnitt 36 und der axial hintere Abschnitt 38 ergibt.
  • Die 13 zeigt einen Querschnitt XIII-XIII durch die Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß 11, wobei der Schnitt zwischen den Abschnitten 36, 38 des thermoelektrischen Generators geführt ist und Abgas- sowie Kühlmediumströmungen durch Pfeile angedeutet sind.
  • Das Abgas 18 strömt mit hoher Geschwindigkeit radial durch das Substrat 20 aus und trifft als turbulente Strömung auf das Gehäuse 12, insbesondere auf die Rippen 30 des Gehäuses 12. Aufgrund dieser turbulenten Strömung ergibt sich ein besonders guter Wärmeübertrag zwischen Abgas 18 und Gehäuse 12.
  • Mit Bezug auf die Strömung des Kühlmediums 28 ist in 13 nochmals veranschaulicht, dass zwischen den Abschnitten 36, 38 des Generators 22 bereits im vorderen Abschnitt 36 des Generators 22 erwärmtes Kühlmedium 28 aus dem Kühlkanal 26 austreten (gestrichelte Pfeile) und gleichzeitig frisches Kühlmedium 28 in den Kühlkanal 26 einströmen kann.
  • Bei allen Ausführungsformen wird die Innenseite des Geäuses 12 direkt vom heißen Abgas angeströmt.
  • Es ist keine elastische Lagermatte zur Lagerung des Substrats vorgesehen.
  • Das aus den Metallhohlkugeln oder dem Metallschwamm gebildete Substrat ist radial elastisch und kann auch direkt im Gehäuse radial geklemmt sein.
  • Das Substrat muß auch nicht zwingend ein Hohlkörper, sondern kann ein Vollkörper sein.
  • Gemäß der dargestellten Ausführungsformen werden die Substrate an einem Gestänge oder einer Halterung im Bereich ihrer axialen Enden befestigt, wobei die Halterung wiederum am Gehäuse angebracht ist.

Claims (12)

  1. Abgasbehandlungsvorrichtung, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Gehäuse, das einen Eingang und einen Ausgang aufweist, und wenigstens einem im Gehäuse aufgenommenen, von einem Abgas durchströmten porösen Substrat, das im Strömungsweg vom Eingang zum Ausgang angeordnet ist, wobei am Gehäuse wenigstens ein thermoelektrischer Generator vorgesehen ist.
  2. Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoelektrische Generator außenseitig auf das Gehäuse aufgebracht ist.
  3. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Gehäuses vom Abgas angeströmt ist.
  4. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus einem Metallschaum, Metallschwamm und/oder einer metallischen Hohlkugelstruktur besteht.
  5. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abgasbehandlungsvorrichtung innenseitig und/oder außenseitig wärmeleitende Rippen vorgesehen sind.
  6. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlvorrichtung für den thermoelektrischen Generator vorgesehen ist.
  7. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung den thermoelektrischen Generator außenseitig umgibt.
  8. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung wenigstens einen Kühlkanal aufweist, der von einem Kühlmedium durchströmt ist.
  9. Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium Luft ist.
  10. Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung wenigstens einen Einlass mit einer Zuführöffnung aufweist und Luft aus der Umgebung der Abgasbehandlungsvorrichtung durch die Zuführöffnung in die Kühlvorrichtung einströmt.
  11. Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein sich in Fahrtrichtung zum offenen Ende aufweitender Einlass vorgesehen ist.
  12. Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere hintereinander angeordnete, sich in Fahrtrichtung zum offenen Ende aufweitende Einlässe vorgesehen sind.
DE102008063861A 2008-12-19 2008-12-19 Abgasbehandlungsvorrichtung Withdrawn DE102008063861A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008063861A DE102008063861A1 (de) 2008-12-19 2008-12-19 Abgasbehandlungsvorrichtung
US12/641,351 US20100154396A1 (en) 2008-12-19 2009-12-18 Exhaust gas treatment device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008063861A DE102008063861A1 (de) 2008-12-19 2008-12-19 Abgasbehandlungsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008063861A1 true DE102008063861A1 (de) 2010-07-01

Family

ID=42220845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008063861A Withdrawn DE102008063861A1 (de) 2008-12-19 2008-12-19 Abgasbehandlungsvorrichtung

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20100154396A1 (de)
DE (1) DE102008063861A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2638258A4 (de) * 2010-11-08 2014-07-09 Scania Cv Ab Abgasnachbearbeitungsvorrichtung und -verfahren für ein fahrzeug mit einer durch ein peltier-element erwärmten reduktionsmittelverdampfungsoberfläche

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008063487A1 (de) * 2008-12-17 2010-06-24 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus einem Abgas
US8181671B2 (en) * 2009-09-15 2012-05-22 Butler Boyd L Anti-resonant pulse diffuser
EP2559487A4 (de) * 2010-04-14 2015-06-24 Toyota Motor Co Ltd Elektrisch beheizter katalysator und herstellungsverfahren dafür
US20120110983A1 (en) * 2010-11-08 2012-05-10 Charles Anthony Griffith Diesel exhaust treatment apparatus
CN103133099A (zh) * 2013-03-08 2013-06-05 天津大学 分流式内燃机排气余热的回收利用系统
CN103133098A (zh) * 2013-03-08 2013-06-05 天津大学 复合式内燃机排气余热的回收利用系统
DE102014219853A1 (de) * 2014-05-06 2015-11-26 Mahle International Gmbh Thermoelektrischer Generator
TWI527959B (zh) * 2014-08-20 2016-04-01 財團法人工業技術研究院 廢熱交換結構
US9761781B2 (en) * 2014-11-29 2017-09-12 Hyundai Motor Company Thermoelectric generator sleeve for a catalytic converter
US9551257B1 (en) 2015-07-27 2017-01-24 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Arrangement of catalyzed TEG systems
RU2606300C1 (ru) * 2015-12-30 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Термоэлектрический генератор в выпускной системе отработавших газов двигателя внутреннего сгорания
GB2549123B (en) 2016-04-06 2019-10-09 Jaguar Land Rover Ltd Energy recovery unit for vehicle use
KR102726788B1 (ko) * 2019-04-08 2024-11-05 현대자동차주식회사 튜브-핀 어셈블리

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625245A (en) * 1993-10-19 1997-04-29 Bass; John C. Thermoelectric generator for motor vehicle
EP0707139B1 (de) * 1994-10-13 2000-01-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Partikelfilter
US5968456A (en) * 1997-05-09 1999-10-19 Parise; Ronald J. Thermoelectric catalytic power generator with preheat
US6702190B1 (en) * 2001-07-02 2004-03-09 Arvin Technologies, Inc. Heat transfer system for a vehicle
FR2832944B1 (fr) * 2001-12-05 2004-01-16 Commissariat Energie Atomique Procede d'assemblage de deux pieces ayant des cotes precises et application au brasage d'un accelerateur linac rfq
US20060101822A1 (en) * 2002-12-26 2006-05-18 Kiyohito Murata Exhaust heat power generation apparatus
JP5108462B2 (ja) * 2007-11-07 2012-12-26 国立大学法人 東京大学 熱回収装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2638258A4 (de) * 2010-11-08 2014-07-09 Scania Cv Ab Abgasnachbearbeitungsvorrichtung und -verfahren für ein fahrzeug mit einer durch ein peltier-element erwärmten reduktionsmittelverdampfungsoberfläche

Also Published As

Publication number Publication date
US20100154396A1 (en) 2010-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008063861A1 (de) Abgasbehandlungsvorrichtung
DE102005005078B4 (de) Thermoelektrischer Generator für eine Brennkraftmaschine
DE112016004829B4 (de) Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung
DE102020206491B4 (de) Abgasmischvorrichtung, abgasreiniger und abgasreinigungsverfahren
EP0387394B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Filter- oder Katalysatorkörpers
DE102009033613A1 (de) Thermoelektrische Vorrichtung mit Rohrbündeln
DE102010025880A1 (de) Abgasbehandlungsvorrichtung
DE102008063487A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus einem Abgas
DE102012108225A1 (de) Thermoelektrischer Generator eines Fahrzeugs
DE102014007815A1 (de) Filter mit Heizmedium und Filterelement eines Filters
DE102011075643A1 (de) Abgasanlagenkomponente
DE202019102083U1 (de) Kühlfluiddurchströmte Wellrippenanordnung und Kraftfahrzeugbauteil
EP3500737B1 (de) Komponente eines abgassystems und verfahren zur abgasnachbehandlung
EP3417227B1 (de) Wärmetauscher, insbesondere wasser-luft-wärmetauscher oder öl-wasser-wärmetauscher
DE102008055946A1 (de) Verbrennungsmotor
DE2432285A1 (de) Abgaskatalysator
EP2668382B1 (de) Katalysatoranordnung für eine abgasreinigungsvorrichtung einer brennkraftmaschine
DE10349367A1 (de) Bauweise zur Abgasemissionsbegrenzung
DE102008055945A1 (de) Verbrennungsmotor
DE102018117049A1 (de) Fluidleitung
DE102009032038A1 (de) Abgasbehandlungsvorrichtung
DE102016003521A1 (de) Filterelement eines Filters, Filter und Fluidsystem mit wenigstens einem Filterelement
EP3306045B1 (de) Abgasreinigungseinrichtung, antriebseinrichtung sowie verfahren zum betreiben einer antriebseinrichtung
WO2001051780A1 (de) Thermisch isolierte abgasreinigungsanlage
DE2343185B2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130702