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WO2006056499A1 - Gasbeaufschlagungsvorrichtung - Google Patents

Gasbeaufschlagungsvorrichtung Download PDF

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WO2006056499A1
WO2006056499A1 PCT/EP2005/054623 EP2005054623W WO2006056499A1 WO 2006056499 A1 WO2006056499 A1 WO 2006056499A1 EP 2005054623 W EP2005054623 W EP 2005054623W WO 2006056499 A1 WO2006056499 A1 WO 2006056499A1
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WO
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gas
exhaust gas
main flow
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metering tube
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Ceased
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PCT/EP2005/054623
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Schaller
Bernhard Hager
Ulrich Meingast
Johannes Dehn
Torsten Eggert
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • 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
    • F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • 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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    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N2610/08—Adding substances to exhaust gases with prior mixing of the substances with a gas, e.g. air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • 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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    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • 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 a device for acting in one
  • SCR selective catalytic reduction
  • the metered addition of the urea-water solution is done, for example, with air support by a so-called mixture delivery device, which projects into the exhaust gas stream.
  • a mixture delivery device is already known in which a reducing agent is introduced into an exhaust system of an internal combustion engine via a supply pipe.
  • a urea-water solution is blown into the exhaust gas upstream of a catalyst, either in the main flow direction of the exhaust gas or transversely to Main flow direction of the exhaust gas.
  • the use of a throttle in the region of a feed pipe is known. Especially at high flow velocities of the exhaust gas radially outgoing jets of urea-water solution are so much deflected from the exhaust stream that no urea-water solution gets more into edge regions of the exhaust pipe cross-section.
  • the catalyst can no longer be uniformly charged with the reaction gas mixed with the exhaust gas, so that the conversion rate of the SCR system is reduced.
  • Such an exhaust gas mixer can be arranged both before and behind the reagent metering point.
  • Such a plate or such a mixer fills the entire exhaust pipe cross-section, with the result that the exhaust gas back pressure increases depending on the engine operating point and thus the fuel consumption of the exhaust gas producing
  • features of the independent claim have the advantage of an improved uniform distribution of the reagent, in particular a urea-water solution, over the entire cross section of the pipe or exhaust pipe. It is ensured by simple means a uniform distribution, which in the case of use of a urea-water solution at a
  • Exhaust aftertreatment arrangement based on the selective catalytic reduction ensures a high conversion rate and thus efficiency in the reduction of nitrogen oxides contained in the exhaust gas in particular of diesel internal combustion engines.
  • Reactants on the one hand an orientation when leaving the introduction means, which allows a propagation over the entire exhaust pipe cross-section, and on the other hand, due to a prolonged path to a subsequently arranged catalyst sufficient time to mix with the exhaust gas, and also sufficient time to react chemically if necessary (such for example, in the case of a urea-water
  • FIG. 1 shows a mixture delivery device
  • Figure 2a shows a device for acting on a gas with reagent
  • Figure 2b shows a detail view
  • Figure 3 shows a further gas-charging device.
  • Figure 1 shows an arranged in an exhaust pipe, known from the prior art
  • Supply pipe 1 Here, the wall of an exhaust pipe section 10 is shown in which exhaust gases are guided by an internal combustion engine to a reduction catalyst. The main flow direction of the exhaust gases is indicated by the arrows p.
  • the supply pipe 1 opens into the exhaust pipe section 10.
  • the supply line 1 has within - A -
  • the supply pipe has at its downstream end a plurality of openings 2 formed around the circumference of the wall of the pipe section 1b. In front of these openings 2, that is between the openings 2 and the bending region Ic, a throttle 3 is arranged.
  • the supply pipe 1 is by means of a screw 11 on the wall of the
  • Reductant from a reducing agent storage can be introduced into the exhaust pipe section via the supply pipe.
  • Suitable reducing agents are, in addition to hydrocarbons, for example diesel fuels or the like, in particular urea-water solutions which can be introduced, for example, via an injection nozzle or other metering devices which provide, for example, mixing of the reducing agent with compressed air.
  • the reducing agent passes through the openings 2 of the feed tube 1 radially outward into the exhaust pipe over.
  • FIG. 2 a illustrates a metering tube 31 protruding into an exhaust pipe 37.
  • the metering pipe is made of steel with an outer diameter of approximately 4 millimeters and an inner diameter of 2 millimeters. It has a first, substantially perpendicular to the axis of symmetry 38 of the exhaust pipe section 31a, whose attachment to the exhaust pipe 37 is not shown in detail in the drawing.
  • This first region 31a merges via a bending region 31c into a region 31b arranged substantially parallel to the main flow direction p of the exhaust gas, the main flow direction p of the exhaust gas being determined by the geometry of the exhaust pipe and thus by the axis of symmetry 38 of the exhaust pipe.
  • Schematically illustrated is also an operation of the
  • Loading device forming spray cone 35 of the reaction medium, which can emerge from arranged in the region 31b openings from the metering tube.
  • Figure 2b shows enlarged the downstream end of the region 31b in cross-sectional side view, in which these openings 50 are located. They are as Holes formed in the Dosierrohrwandung 52, wherein the bore walls 55 form a bore angle ß to the main flow direction p, which is greater than 90 degrees and preferably about 110 to 130 degrees, in particular 120 degrees. Downstream of the bores 50, the metering tube is closed by means of a closure region 53.
  • the reagent must leave the metering tube via the laterally arranged openings or bores and enter the exhaust tract.
  • the openings are designed or oriented (bore angle ß), that a spray cone 35 can form, the main propagation direction an angle ⁇ to
  • Main flow direction p of the exhaust gas is greater than 90 degrees, so that the velocity vector of the reaction agent has a non-zero component, which is directed opposite to the main flow direction p of the exhaust gas. Due to the obliquely drilled holes on the metering tube is thus achieved that the reagent, in particular the urea-water solution, does not exit radially to the exhaust gas flow, but against the flow with a jet exit angle ⁇ , which is greater than 90 degrees.
  • the jet outlet angle ⁇ differs depending on the flow velocity of the exhaust gas more or less strongly from the bore angle ß, but in any case greater than 90 degrees. For most operating conditions, this is particularly ensured as long as the bore angle is in a range between 110 and 130 degrees, preferably about 120 degrees. Then, for most operating conditions of the internal combustion engine sufficient mixing over the entire exhaust pipe cross-section ensured by the reagent radially can occupy a wide space until the velocity component of the reaction medium parallel to the exhaust pipe reverses its sign and the
  • Reactant is entrained by the exhaust gas in the direction of the subsequently arranged reduction catalyst.
  • the mixing takes place better than with radial application of the reagent, because a more intensive mixing with the exhaust gas is made possible on the one hand by an extended flow path to the reduction catalyst and on the other hand by changing Strömungsver conceptiontisse.
  • Flow conditions are more favorable in terms of mixing at oblique injection, because the relative velocity between the reactant and the exhaust gas and thus the turbulence is greater.
  • the extended flow path to the catalyst not only requires a greater residence time of the urea-water solution in the exhaust gas, so that better mixing can take place, but there is also more time available for the conversion of the urea-water solution into ammonia.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a gas-applying device, in which, in addition to those explained in conjunction with FIGS. 2a and 2b
  • a baffle plate 40 is provided. It is attached to the end region 53 at the downstream end of the region 31b of the metering tube 31, in particular welded to the latter, and projects radially beyond the metering tube.
  • the baffle increases the exhaust back pressure due to the small diameter in the
  • the baffle plate can also replace the termination region shown in FIG. 2b, ie, in addition to the function as a baffle device, it is also the task to close the dosing tube at the downstream end of the region 31b.

Landscapes

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Beaufschlagung eines in einem Gasrohr strömenden Gases, insbesondere eines Abgases, mit einem Reaktionsmittel vorgeschlagen, die ein mindestens eine Öffnung (50) aufweisendes Mittel zur Einbringung des Reaktionsmittels in das Gasrohr (37) umfaßt, wobei die mindestens eine Öffnung derart ausgebildet ist, dass das Reaktionsmittel das Mittel zur Einbringung mit einer Geschwindigkeitskomponente verlassen kann, die der durch die Geometrie des Gasrohrs festgelegten Hauptströmungsrichtung (p) des Gases entgegen gerichtet ist. Die Vorrichtung gewährleistet eine gute Gleichverteilung des Reaktionsmittels über den gesamten Rohrquerschnitt.

Description

Gasbeaufschlagungsvorrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Beaufschlagung eines in einem
Gasrohr strömenden Gases nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Die Verminderung des Anteils von Stickoxiden im Abgas insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine eines Lastkraftwagens beziehungsweise eines Nutzfahrzeugs geschieht beispielsweise über die Eindüsung einer Harnstoff- Wasser-
Lösung im Rahmen einer Abgasnachbehandlungsanordnung unter Ausnutzung der sogenannten selektiven katalytischen Reduktion („SCR"- Verfahren, „SCR" = „selective catalytic reduction"). Dabei entsteht aus dem Harnstoff im heißen Abgas und gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Hydrolyse-Katalysators Ammoniak, welcher in einem weiter stromab liegenden SCR-Katalysator mit den Stickoxiden zu Stickstoff und
Wasser reagiert. Die Zudosierung der Harnstoff- Wasser-Lösung geschieht beispielsweise mit Luftunterstützung durch eine so genannte Gemischabgabevorrichtung, die in den Abgasstrom hineinragt.
Aus der DE 197 26 392 ist schon eine Gemischabgabevorrichtung bekannt, bei der über ein Zufuhrrohr ein Reduktionsmittel in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine eingeführt wird. Dabei wird über radial ausgebildete Ausblaseöffnungen beispielsweise eine Harnstoff- Wasser-Lösung in das Abgas stromaufwärts eines Katalysators ausgeblasen, entweder in Hauptströmungsrichtung des Abgases oder quer zur Hauptströmungsrichtung des Abgases. Weiterhin ist aus der DE 199 46 901 die Verwendung einer Drossel im Bereich eines Zufuhrrohrs bekannt. Insbesondere bei großen Strömungsgeschwindigkeiten des Abgases werden radial austretende Strahlen der Harnstoff- Wasser-Lösung so stark vom Abgasstrom abgelenkt, dass keine Harnstoff- Wasser-Lösung mehr in Randbereiche des Abgasrohrquerschnitts gelangt. Der SCR-
Katalysator kann dadurch nicht mehr gleichmäßig mit mit Reaktionsmittel versetztem Abgas beaufschlagt werden, so dass sich die Konvertierungsrate des SCR-Systems verringert.
Des Weiteren ist bekannt (DE 100 60 808), zusätzlich im Abgastrakt ein sogenanntes
Wirbelblech bzw. einen Abgasmischer einzubauen. Ein derartiger Abgasmischer kann sowohl vor wie auch hinter der Reaktionsmittel-Dosierstelle angeordnet werden. Ein solches Blech bzw. ein solcher Mischer füllt den gesamten Abgasrohrquerschnitt aus, was zur Folge hat, dass sich der Abgasgegendruck in Abhängigkeit vom Motorbetriebspunkt erhöht und somit der Kraftstoffverbrauch der das Abgas produzierenden
Brennkraftmaschine negativ beeinflusst wird.
Vorteile der Erfindung
Die erfϊndungsgemäße Gasbeaufschlagungsvorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer verbesserten Gleichverteilung des Reaktionsmittels, insbesondere einer Harnstoff- Wasser-Lösung, über den gesamten Querschnitt des Rohrs beziehungsweise Abgasrohrs. Dabei wird mit einfachen Mitteln eine gleichmäßige Verteilung sichergestellt, die im Falle eines Einsatzes einer Harnstoff- Wasser-Lösung bei einer
Abgasnachbehandlungsanordnung auf der Grundlage der selektiven katalytischen Reduktion eine hohe Konvertierungsrate und damit Effizienz in der Reduktion von im Abgas insbesondere von Dieselbrennkraftmaschinen enthaltenen Stickoxiden gewährleistet.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Gasbeaufschlagungsvorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist hierbei, Bohrungen mit entsprechender Orientierung vorzusehen, weil dies eine sehr einfache, platzsparende und effiziente Art der Richtungsführung des Reaktionsmittels darstellt.
Insbesondere vorteilhaft ist es hierbei, einen Bohrungswinkel in einem Bereich zwischen 110 und 130 Grad zu wählen, vorzugsweise zirka 120 Grad. Hierdurch hat das
Reaktionsmittel einerseits eine Orientierung bei Verlassen des Einbringungsmittels, die eine Ausbreitung über den gesamten Abgasrohrquerschnitt ermöglicht, und andererseits aufgrund einer verlängerten Wegstrecke zu einem nachfolgend anordenbaren Katalysator genügend Zeit, sich mit dem Abgas zu vermischen, und auch genügend Zeit, gegebenenfalls chemisch zu reagieren (wie beispielsweise bei einer Harnstoff- Wasser-
Lösung sich in Ammoniak umzuwandeln), um in ein chemische Form zu gelangen, die im Katalysator in gewünschter Weise eine Reaktion mit dem Gas bzw. Abgas durchläuft, insbesondere Stickoxid-reduzierend wirkt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus weiteren in den abhängigen Ansprüchen und in der
Beschreibung genannten Merkmalen.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Gemischabgabevorrichtung, Figur 2a eine Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Gases mit Reaktionsmittel, Figur 2b eine Detailansicht und Figur 3 eine weitere Gasbeaufschlagungsvorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt ein in einem Abgasrohr angeordnetes, aus dem Stand der Technik bekanntes
Zufuhrrohr 1. Dabei ist die Wandung eines Abgasrohrabschnitts 10 dargestellt, in welchem Abgase von einer Brennkraftmaschine zu einem Reduktionskatalysator geführt sind. Die Hauptströmungsrichtung der Abgase ist mittels der Pfeile p eingezeichnet. Das Zufuhrrohr 1 mündet in den Abgasrohrabschnitt 10. Die Zufuhrleitung 1 weist innerhalb - A -
des Abgasrohrs einen ersten Bereich Ia, welcher sich im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung des Abgases erstreckt, einen zweiten Bereich Ib, welcher sich im Wesentlichen parallel zur Hauptströmungsrichtung des Abgases erstreckt, und einen die beiden Bereiche Ia und Ib verbindenden Biegungsbereich Ic auf. Der Bereich Ib ist mittig bezüglich des Abgasrohrs angeordnet und erstreckt sich in einer Richtung, die ungefähr der Hauptströmungsrichtung des Abgases in dem Abgasrohr entspricht. Das Zufuhrrohr weist an dessen stromabwärtigen Ende mehrere um den Umfang der Wandung des Rohrabschnitts Ib ausgebildete Öffnungen 2 auf. Vor diesen Öffnungen 2, also zwischen den Öffnungen 2 und dem Biegungsbereich Ic, ist eine Drossel 3 angeordnet. Das Zufuhrrohr 1 ist mittels einer Verschraubung 11 an der Wandung des
Abgasrohrs befestigt.
Über das Zufuhrrohr kann Reduktionsmittel aus einem nicht dargestellten Reduktionsmittelspeicher in den Abgasrohrabschnitt eingebracht werden. Als Reduktionsmittel kommen neben Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Dieselkraftstoffen o. ä., insbesondere Harnstoff- Wasser-Lösungen in Betracht, die beispielsweise über eine Einspritzdüse oder andere Dosiereinrichtungen, die beispielsweise eine Vermischung des Reduktionsmittels mit Druckluft vorsehen, eingebracht werden können. Dabei tritt das Reduktionsmittel durch die Öffnungen 2 des Zufuhrrohrs 1 hindurch radial nach außen in das Abgasrohr über.
Figur 2a illustriert ein in ein Abgasrohr 37 hineinragendes Dosierrohr 31. Das Dosierrohr besteht aus Stahl mit etwa 4 Millimeter Außendurchmesser und 2 Millimeter Innendurchmesser. Es weist einen ersten, im Wesentlichen senkrecht zur Symmetrieachse 38 des Abgasrohrs stehenden Bereich 31a auf, dessen Befestigung am Abgasrohr 37 in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist. Dieser erste Bereich 31a geht über einen Biegungsbereich 31c in einen im Wesentlichen parallel zur Hauptströmungsrichtung p des Abgases angeordneten Bereich 31b über, wobei die Hauptströmungsrichtung p des Abgases durch die Geometrie des Abgasrohrs und damit durch die Symmetrieachse 38 des Abgasrohrs festgelegt ist. Schematisch illustriert ist ferner ein im Betrieb der
Beaufschlagungsvorrichtung sich ausbildender Sprühkegel 35 des Reaktionsmittels, der aus in dem Bereich 31b angeordneten Öffnungen aus dem Dosierrohr austreten kann. Figur 2b zeigt vergrößert das stromabwärtige Ende des Bereichs 31b in Querschnittsseitenansicht, in dem sich diese Öffnungen 50 befinden. Sie sind als Bohrungen in der Dosierrohrwandung 52 ausgebildet, wobei die Bohrungswandungen 55 einen Bohrungswinkel ß zur Hauptströmungsrichtung p bilden, der größer als 90 Grad ist und vorzugsweise zirka 110 bis 130 Grad, insbesondere 120 Grad, beträgt. Stromabwärts der Bohrungen 50 ist das Dosierrohr mittels eines Abschlussbereichs 53 verschlossen.
Aufgrund des stromabwärtigen Abschlusses des Dosierrohrs im Bereich 31b muss das Reaktionsmittel das Dosierrohr über die seitlich angeordneten Öffnungen bzw. Bohrungen verlassen und in den Abgastrakt eintreten. Die Öffnungen sind dabei so ausgeführt beziehungsweise orientiert (Bohrungswinkel ß), dass sich ein Sprühkegel 35 ausbilden kann, dessen Hauptausbreitungsrichtung einen Winkel α zur
Hauptströmungsrichtung p des Abgases bildet, der größer als 90 Grad ist, so dass der Geschwindigkeitsvektor des Reaktionsmittels eine von Null verschiedene Komponente aufweist, die der Hauptströmungsrichtung p des Abgases entgegen gerichtet ist. Durch die schräg gebohrten Löcher am Dosierrohr wird also erreicht, dass das Reaktionsmittel, insbesondere die Harnstoff- Wasser-Lösung, nicht radial zur Abgasströmung austritt, sondern entgegen der Strömung mit einem Strahlaustrittswinkel α, der größer als 90 Grad ist. Der Strahlaustrittswinkel α unterscheidet sich dabei in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases mehr oder weniger stark vom Bohrungswinkel ß, ist jedoch in jedem Fall größer als 90 Grad. Für die meisten Betriebszustände ist dies insbesondere gewährleistet, solange der Bohrungswinkel in einem Bereich zwischen 110 und 130 Grad liegt, vorzugsweise zirka 120 Grad beträgt. Dann ist auch für die meisten Betriebszustände der Brennkraftmaschine eine ausreichende Vermischung über den gesamten Abgasrohrquerschnitt sichergestellt, indem das Reaktionsmittel radial einen breiten Raum einnehmen kann, bis die Geschwindigkeitskomponente des Reaktionsmittels parallel zum Abgasrohr ihr Vorzeichen umkehrt und das
Reaktionsmittel vom Abgas in Richtung des nachfolgend angeordneten Reduktionskatalysators mitgerissen wird. Die Vermischung erfolgt dabei besser als bei radialer Ausbringung des Reaktionsmittels, weil eine intensivere Vermischung mit dem Abgas einerseits durch eine verlängerte Strömungsstrecke bis zum Reduktionskatalysator und andererseits durch veränderte Strömungsverhälttiisse ermöglicht wird. Die
Strömungsverhältnisse sind hinsichtlich einer Durchmischung bei schräger Einspritzung günstiger, weil die Relativgeschwindigkeit zwischen Reaktionsmittel und Abgas und damit die Turbulenz größer ist. Die verlängerte Strömungsstrecke bis zum Katalysator bedingt nicht nur eine größere Verweilzeit der Harnstoff- Wasser-Lösung im Abgas, so dass eine bessere Durchmischung stattfinden kann, sondern es steht auch mehr Zeit für die Umwandlung der Harnstoff- Wasser-Lösung in Ammoniak zur Verfügung.
In Figur 3 ist eine alternative Ausführungsform einer Gasbeaufschlagungsvorrichtung abgebildet, bei der zusätzlich zu den in Verbindung mit Figur 2a und 2b erläuterten
Bestandteilen eine Prallscheibe 40 vorgesehen ist. Sie ist am stromabwärtigen Ende des Bereichs 31b des Dosierrohrs 31 am Abschlussbereich 53 befestigt, insbesondere mit letzterem verschweißt, und überragt radial das Dosierrohr.
Die Prallscheibe erhöht den Abgasgegendruck aufgrund des kleinen Durchmessers im
Vergleich zum Durchmesser des Abgasrohrs nur unwesentlich, kann aber dazu dienen, die Abgasströmung im Bereich der Dosierlöcher aufzustauen und abzulenken, um die Verwirbelung beziehungsweise Vermischung der Harnstoff- Wasser-Lösung mit dem Abgas weiter zu intensivieren beziehungsweise zu unterstützen.
Alternativ kann die Prallscheibe den in Figur 2b dargestellten Abschlussbereich auch ersetzen, das heißt neben der Funktion als Prallvorrichtung auch die Aufgabe übernehmen, das Dosierrohr am stromabwärtigen Ende des Bereichs 31b zu verschließen.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Beaufschlagung eines in einem Gasrohr strömenden Gases, insbesondere eines Abgases, mit einem Reaktionsmittel, mit einem mindestens eine Öffnung aufweisenden
Mittel (1) zur Einbringung des Reaktionsmittels in das Gasrohr, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Öffnung (50) derart ausgebildet ist, dass das Reaktionsmittel das Mittel zur Einbringung mit einer Geschwindigkeitskomponente verlassen kann, die der durch die Geometrie des Gasrohrs festgelegten Hauptströmungsrichtung (p) des Gases entgegen gerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Einbringung ein Dosierrohr (31) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Öffnung als Bohrung (55) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine
Öffnung in einem im Wesentlichen sich parallel zur Hauptströmungsrichtung erstreckenden Bereich (31b) des Dosierrohrs angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bohrung einen Winkel ß zur Hauptströmungsrichtung des Abgases bildet, wobei ß größer als 90 Grad ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel ß in einem Bereich zwischen 110 und 130 Grad liegt, insbesondere zirka 120 Grad beträgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Öffnungen gleichmäßig um den Umfang des Dosierrohrs verteilt angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierrohr am Gasrohr (37) befestigt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Dosierrohrs mittels einer Verschraubung (11) erfolgt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung in einem im Wesentlichen sich senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des Gases erstreckenden Bereich (31a) des Dosierrohrs erfolgt.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eingerichtet ist zur Speisung des Mittels zur Einbringung mit einem mit Luft, insbesondere
Druckluft, vermischten Reaktionsmittel.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmittel ein Reduktionsmittel, insbesondere eine Harnstoff- Wasser-Lösung, ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prallmittel (40), insbesondere eine Prallscheibe, vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittel zur Einbringung eine Drossel (3) angeordnet ist.
PCT/EP2005/054623 2004-11-25 2005-09-16 Gasbeaufschlagungsvorrichtung Ceased WO2006056499A1 (de)

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