Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung.
Aus der Praxis ist es bekannt, dass einer Brennkraftmaschine als Abgasnachbehandlungsbaugruppen sowohl Katalysatoren als auch Schalldämpfer nachgeordnet sein können (siehe
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung weist ein von Abgas durchströmten Gehäuse auf, wobei in dem Gehäuse Abgasreinigungskammern ausgebildet sind, die zur Abgasreinigung Katalysatoren und/oder Partikelfilter aufnehmen; wobei in dem Gehäuse Schalldämpferkammern ausgebildet sind, die zur Schalldämpfung in Durchströmungsrichtung eine definierte Tiefe aufweisen, und wobei die Abgasreinigungskammern und die Schalldämpferkammern räumlich seriell und strömungsseitig parallel zueinander angeordnet sind.
Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, auf der einen Seite Abgasreinigungskomponenten wie Katalysatoren und/oder Partikelfilter und auf der anderen Seite Schalldämpfer in eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu integrieren, wodurch der Bauraumbedarf gegenüber dem Stand der Technik reduziert werden kann.
Erfindungsgemäß weisen zumindest einige Schalldämpferkammern unterschiedliche Tiefen auf. Dann, wenn zumindest einige Schalldämpferkammern unterschiedliche Tiefen aufweisen, können in den Schalldämpferkammern unterschiedliche Frequenzen gedämpft werden, sodass dann eine breitbandige Geräuschdämpfung möglich ist.
Zudem sind die Abgasreinigungskammern und die Schalldämpferkammern derart strömungsseitig parallel zueinander angeordnet, dass ein Abgasstrom, welcher das Gehäuse durchströmt, in eine Anzahl N Abgasteilströme aufteilbar ist, die jeweils mindestens eine für jeden der Abgasteilströme individuelle Abgasreinigungskammer und vorzugsweise mindestens eine für jeden der Abgasteilströme individuelle Schalldämpferkammer durchströmen, wobei die Abgasteilströme nach Durchströmung der Abgasreinigungskammern und Schalldämpferkammern zum Abgasstrom vereinigbar sind. Hiermit ist einerseits eine besonders effektive Abgasreinigung in den Katalysatoren und/oder Partikelfiltern und andererseits eine besonders effektive Geräuschreduzierung in den Schalldämpferkammern bei geringem Bauraumbedarf möglich.
Vorzugsweise sind die Abgasreinigungskammern und die Schalldämpferkammern derart strömungsseitig parallel zueinander angeordnet, dass die oder jede individuelle Abgasreinigungskammer und Schalldämpferkammer eines i-ten Abgasteilstroms strömungstechnisch parallel zu der oder jeder individuellen Abgasreinigungskammer und Schalldämpferkammer eines (i+1)-ten Abgasteilstroms geschaltet ist, wobei i=1 bis (N-1) ist. Hierdurch ist eine effektive Abgasreinigung und eine effektive Geräuschdämpfung bei gleichzeitiger Reduzierung des Bauraumbedarfs möglich.
Vorzugsweise sind die Abgasreinigungskammern und die Schalldämpferkammern derart räumlich seriell zueinander angeordnet, dass die oder jede individuelle Abgasreinigungskammer und Schalldämpferkammer eines i-ten Abgasteilstroms räumlich vor der oder jeder individuellen Abgasreinigungskammer und Schalldämpferkammer eines (i+1)-ten Abgasteilstroms angeordnet ist, wobei i=1 bis (N-1) ist. Auch dies ermöglicht eine effektive Abgasreinigung und eine effektive Geräuschdämpfung bei gleichzeitiger Reduzierung des Bauraumbedarfs.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine mit Schweröl betriebene Schiffsdieselbrennkraftmaschine.
Das Gehäuse 11 verfügt über einen Einlass 12 sowie einen Auslass 26 für das das Gehäuse 11 der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 durchströmende Abgas 25.
In dem Gehäuse 10 sind Abgasreinigungskammern 13, 14, 15 ausgebildet, die zur Abgasreinigung des das Gehäuse 11 der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 durchströmenden Abgases 25 Katalysatoren 16, 17, 18 und/oder Partikelfilter aufnehmen. Weiterhin sind in dem Gehäuse 11 der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 Schalldämpferkammern 19, 20, 21, 22, 23, 24 ausgebildet, die zur Schalldämpfung in Durchströmungsrichtung eine definierte Tiefe t19, t20, t21, t22, t23, t24 aufweisen.
Die in das gemeinsame Gehäuse 11 der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 gemeinsam integrierten bzw. in dem gemeinsamen Gehäuse 11 ausgebildeten Abgasreinigungskammern 13, 14, 15 und Schalldämpferkammern 19, 20, 21, 22, 23, 24 sind einerseits räumlich seriell und andererseits strömungsseitig parallel zueinander angeordnet.
Die Abgasreinigungskammern 13, 14, 15 und die Schalldämpferkammern 19 bis 24 sind dabei derart strömungsseitig parallel zueinander angeordnet, dass ein Abgasstrom 25, der in das Gehäuse 11 der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 eintritt, in eine Anzahl N Abgasteilströme 25a, 25b und 25c aufteilbar ist, die gemäß
Ferner durchströmt vorzugsweise jeder der Abgasteilströme 25a, 25b und 25c mindestens eine für den jeweiligen Abgasteilstrom 25a, 25b und 25c individuelle Schalldämpferkammer, wobei der Abgasteilstrom 25a die individuelle Schalldämpferkammer 20, der Abgasteilstrom 25b die individuelle Schalldämpferkammer 22, der Abgasteilstrom 25c die individuelle Schalldämpferkammer 23 durchströmt.
Demnach sind alle Abgasreinigungskammern 13, 14 und 15 für die Abgasteilströme 25a, 25b und 25c als für die jeweiligen Abgasteilströme 25a, 25b und 25c individuelle Abgasreinigungskammern 13, 14, 15 immer nur von ausschließlich einem der Abgasteilströme 25a, 25b und 25c durchströmt ist.
Einige der Schalldämpferkammern 19 bis 24, nämlich die Schalldämpferkammern 20, 22 und 23 sind ebenfalls als für die Abgasteilströme 25a, 25b und 25c individuelle Schalldämpferkammern ausgebildet, sodass die Schalldämpferkammern 20, 22 und 23 immer nur ausschließlich von einem der Abgasteilströme 25a, 25b und 25c durchströmt sind. Andere Schalldämpferkammern 19, 21, 24 sind hingegen als gemeinsame Schalldämpferkammern ausgebildet, die von mehreren der Abgasteilströme 25a, 25b und 25c gemeinsam durchströmt sind. So ist die Schalldämpferkammer 19 vom gesamten Abgasstrom 25 und demnach von allen drei Abgasteilströmen 25a, 25b und 25c durchströmt. Die Schalldämpferkammer 21 ist von den beiden Abgasteilströmen 25b und 25c durchströmt. Die Schalldämpferkammer 24 ist wiederum vom gesamten Abgasstrom 25 durchströmt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist N=3, der Abgasstrom 25 wird demnach in drei Abgasteilströme 25a, 25b und 25c aufgeteilt. Es ist jedoch selbstverständlich, dass der Abgasstrom 25 auch lediglich in zwei oder in mehr als drei Abgasteilströme aufgeteilt werden kann.
Bei einer Anzahl N von Abgasteilströmen, in die der Abgasstrom 25 der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 aufteilbar ist, sind die Abgasreinigungskammern 13 bis 15 und die Schalldämpferkammern 19 bis 24 derart strömungsseitig parallel zueinander angeordnet, dass die oder jede individuelle Abgasreinigungskammer 13, 14, 15 sowie die oder jede individuelle Schalldämpferkammer 20, 22, 23 eines i-ten Abgasstroms (i = 1 bis N-1) strömungstechnisch parallel zu der oder jeder individuellen Abgasreinigungskammer und individuellen Schalldämpferkammer eines (i+1)-ten Abgasteilstroms geschaltet ist.
Die Abgasreinigungskammern 13 bis 15 und die Schalldämpferkammern 19 bis 24 sind darüber hinaus derart räumlich seriell zueinander angeordnet, dass die oder jede individuelle Abgasreinigungskammer 13, 14, 15 und die oder jede individuelle Schalldämpferkammer 20, 22, 23 eines i-ten Abgasteilstroms räumlich vor der oder jeder individuellen Abgasreinigungskammer und individuellen Schalldämpferkammer eines (i+1)-ten Abgasteilstroms angeordnet ist.
Auf die obige Art und Weise können mehrere Katalysatoren 16 bis 18 und/oder Partikelfilter in die mehreren Abgasreinigungskammern 13 bis 15 integriert werden, wobei in ein und dasselbe Gehäuse 11 ebenfalls mehrere Schalldämpferkammern 19 bis 24 integriert sind. Hierdurch kann in ein und derselben Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 sowohl eine effektive Abgasreinigung in den Abgasreinigungskammern 13 bis 15 als auch eine effektive Schalldämpfung in den Schalldämpferkammern 19 bis 24 gewährleistet werden, und zwar bei minimalem Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10.
Besonders bevorzugt ist eine Ausprägung der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10, in der zumindest einige der Schalldämpferkammern 19 bis 24 in Durchströmungsrichtung derselben gesehen unterschiedliche Tiefen t19 bis t24 aufweisen. Hiermit können dann in den einzelnen Schalldämpferkammern 19 bis 24, die unterschiedliche Tiefen aufweisen, unterschiedliche Frequenzen des Abgasgeräuschs gedämpft werden, sodass eine breitbandige Dämpfung der Abgasgeräusche möglich ist.
Die unterschiedlichen Tiefen t19 bis t24 werden vorteilhaft so ausgeführt, dass sie ein Viertel der zu dämpfenden Wellenlänge (λ/4) entsprechen. Durch die Ausbildung unterschiedlicher Tiefenkönnen somit unterschiedliche Wellenlängen gedämpft werden, wodurch ein breitbandige Dämpfung möglich wird. Für die Ausbildung der λ/4-Schalldämpferwirkung sind die Seitenwände und die Stirnfläche des Abgasnachbehandlungselements parallel angeordnet, so dass sich eine stehende Welle ausbilden kann.
In einer Ausprägung der Erfindung weisen alle Schalldämpferkammern 19 bis 24 jeweils unterschiedliche Tiefen t19 bis t24 auf.
Zur weiteren Optimierung der Geräuschdämpfung können Wände der Schalldämpferkammern 19 bis 24 und/oder Wände des Gehäuses 11 und/oder nicht durchströmte Wände der Abgasreinigungskammern 13 bis 15 mit einem Schallabsorptionsmaterial versehen sein.
Bei den in die Abgasreinigungskammern 13, 14 und 15 integrierten Abgasreinigungsbaugruppen kann es sich um SCR-Katalysatoren, um NOx-Speicherkatalysatoren, um CH4-Oxidationskatalysatoren, um CO-Oxidationskatalysatoren, um HCHO-Oxidationskatalysatoren und/oder um Partikelfilter handeln.
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