DE102012019951A1

DE102012019951A1 - Vorrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit in einen Abgasstrom und Abgasnachbehandlungssystem

Info

Publication number: DE102012019951A1
Application number: DE102012019951.1A
Authority: DE
Inventors: Plamen Toshev; Stephan Schlüter
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2014-04-17
Also published as: US20140102084A1; FI20135999A; JP2014077444A; FI126692B; KR20140046998A; US8955771B2; CN103726911B; JP6297294B2; CN103726911A; KR101960976B1

Abstract

Vorrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, in einen Abgasstrom, mit mindestens einer als Zweistoffdüse ausgebildeten Zerstäubungsdüse (10), über welche die Flüssigkeit mit Hilfe von Druckluft in den Abgasstrom derart einbringbar ist, dass die Flüssigkeit mit der Druckluft erst unmittelbar beim oder nach dem Austritt aus der jeweiligen Zerstäubungsdüse (10) außerhalb derselben mischbar ist, wobei die oder jede Zerstäubungsdüse (10) einen Düsengrundkörper (12), eine Düsenluftkappe (13) und einen Düseneinsatz (14) umfasst, die als Drehteile ausgebildet sind, wobei über den Düsengrundkörper (12) die jeweilige Zerstäubungsdüse (10) an eine Düsenlanze (11) anschließbar ist, und wobei die Düsenluftkappe (13) und der Düseneinsatz (14) im Düsengrundkörper (12) aufgenommen und gehalten sind. (1)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit in einen Abgasstrom nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Abgasnachbehandlungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Bei mit Schweröl betriebenen Brennkraftmaschinen besteht die Besonderheit, dass der verwendete Kraftstoff, also das Schweröl, einen hohen Schwefelgehalt aufweist. Schwefeloxide können mit anderen Bestandteilen des Abgases reagieren und zu Ablagerungen führen, welche die Effektivität der Abgasreinigung beeinträchtigen.
Aus der DE 10 2004 027 593 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasturboaufladung und einer Abgasreinigung bekannt. Die Abgasturboaufladung ist entweder als einstufige oder als zweistufige Abgasturboaufladung ausgeführt. Die Abgasreinigung umfasst einen SCR-Katalysator, der bei der einstufigen Abgasturboaufladung entweder stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers oder stromaufwärts der Turbine des Abgasturboladers positioniert ist. Bei einer zweistufigen Abgasturboaufladung ist der SCR-Katalysator zwischen einer Hochdruckturbine eines Hochdruck-Abgasturboladers und einer Niederdruckturbine eines Niederdruck-Abgasturboladers positioniert.
Ein SCR-Katalysator nutzt als Reduktionsmittel Ammoniak. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Abgasnachbehandlungssystemen wird in das Abgas stromaufwärts des SCR-Katalysators eine wässrige Harnstofflösung eingebracht, wobei die wässrige Harnstofflösung im Abgasstrom zu Wasserdampf, Kohlendioxid und Ammoniak zersetzt bzw. verdampft wird.
Das Einbringen der Harnstofflösung in den Abgasstrom erfolgt vorzugsweise mit einer Zerstäubungsdüse, die als Einstoffdüse oder als Zweistoffdüse ausgeführt sein kann. Aus der DE 10 2009 005 528 A1 ist eine als Zweistoffdüse ausgebildete Zerstäubungsdüse bekannt, die dem Einbringen einer Flüssigkeit mit Hilfe von Druckluft in den Abgasstrom eines Abgasnachbehandlungssystems dient. Die in dem Abgasstrom zu zerstäubende Flüssigkeit sowie die Druckluft werden erst unmittelbar beim Austritt aus der Zweistoffdüse gemischt, innerhalb der Zweistoffdüse werden die zu zerstäubende Flüssigkeit und die Druckluft getrennt geführt.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Vorrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit in einen Abgasstrom und ein Abgasnachbehandlungssystem zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß umfasst die oder jede Zerstäubungsdüse einen Düsengrundkörper, eine Düsenluftkappe und einen Düseneinsatz, die als Drehteile ausgebildet sind, wobei über den Düsengrundkörper die jeweilige Zerstäubungsdüse an eine Düsenlanze anschließbar ist, und wobei die Düsenluftkappe und der Düseneinsatz im Düsengrundkörper aufgenommen und gehalten sind. Die oder jede Zerstäubungsdüse der erfindungsgemäßen Vorrichtung verfügt über einen einfachen Aufbau. Die oder jede Zerstäubungsdüse kommt mit drei Drehteilen aus, nämlich dem Düsengrundkörper, der Düsenluftkappe und dem Düseneinsatz, wodurch die Herstellungskosten für die oder jede Zerstäubungsdüse und damit die erfindungsgemäße Vorrichtung gering gehalten werden können. Der Düsengrundkörper der jeweiligen Zerstäubungsdüse dient dem Anschluss der jeweiligen Zerstäubungsdüse an die Düsenlanze, wobei die Düsenlanze dem getrennten Zuführen der zu zerstäubenden Flüssigkeit und der Druckluft in Richtung auf die jeweilige Zerstäubungsdüse dient. Die Düsenluftkappe und der Düseneinsatz sind im Düsengrundkörper aufgenommen bzw. gehalten, wobei dieselben die zu zerstäubende Flüssigkeit und die Druckluft getrennt führen, sodass die zu zerstäubende Flüssigkeit mit der Druckluft erst unmittelbar beim oder nach dem Austritt aus der jeweiligen Zerstäubungsdüse mischbar ist.
Vorzugsweise weist der Düsengrundkörper der jeweiligen Zerstäubungsdüse einen ersten Abschnitt zum Anschluss der Düsenlanze auf, wobei an diesem ersten Abschnitt des Düsengrundkörpers eine mittlere Zuführbohrung für die Flüssigkeit und mehrere, nämlich eine erste Anzahl, seitliche Zuführbohrungen für Druckluft ausgebildet sind, die mit entsprechenden Leitungen in der Düsenlanze kommunizieren. Weiterhin weist der Düsengrundkörper der jeweiligen Zerstäubungsdüse einen zweiten Abschnitt zur Aufnahme der Düsenluftkappe und des Düseneinsatzes auf, wobei an diesem zweiten Abschnitt des Düsengrundkörpers eine mit der mittleren Zuführbohrung für die Flüssigkeit kommunizierende mittlere Abführbohrung für die Flüssigkeit und mehrere, nämlich eine zweite Anzahl, mit den seitlichen Zuführbohrungen für Druckluft kommunizierende seitliche Abführbohrungen für Druckluft ausgebildet sind, wobei die zweite Anzahl an seitlichen Abführbohrungen für Druckluft größer als die erste Anzahl an seitlichen Zuführbohrungen für Druckluft ist. Dieser Aufbau der oder jeder Zerstäubungsdüse gewährleistet eine effektive Kühlung der jeweiligen Zerstäubungsdüse über die Druckluft, so dass eine Überhitzung der jeweiligen Zerstäubungsdüse vermieden werden kann.
Vorzugsweise definiert der Düseneinsatz eine mit der mittleren Flüssigkeitsabführbohrung des Düsengrundkörpers kommunizierende Flüssigkeitsströmungsstruktur, wobei die Düsenluftkappe den Düseneinsatz unter Ausbildung einer mit den seitlichen Druckluftabführbohrungen des Düsengrundkörpers kommunizierenden Druckluftströmungsstruktur abschnittsweise konzentrisch umgibt. Dies erlaubt eine besonders einfache Anbindung der Düsenluftkappe und des Düseneinsatzes an den Düsengrundkörper.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung steht der Düseneinsatz an einem austrittseitigen Ende gegenüber der Düsenluftkappe derart vor, dass eine Austrittsöffnung der Druckluft in Strömungsrichtung der Flüssigkeit gesehen stromaufwärts einer Austrittsöffnung der Flüssigkeit liegt. Der Düseneinsatz weist vorzugsweise mehrere in Umfangsrichtung desselben geneigte Drallschlitze auf, durch welche die Druckluft führbar und mit einer Torsionsbeschleunigung beaufschlagbar ist.
Diese beiden Merkmale, nämlich das Vorstehen des Düseneinsatzes gegenüber der Düsenluftkappe sowie die Drallschlitze im Düseneinsatz, kommen vorzugsweise in Kombination miteinander zur Anwendung, wobei hierdurch bei geringerem Druckluftbedarf eine feine Zerstäubung der zu zerstäubenden Flüssigkeit im Abgasstrom gewährleistet werden kann. Durch den verringerten Druckluftbedarf können die Betriebskosten gesenkt werden.
Das Abgasnachbehandlungssystem ist in Anspruch 8 definiert.
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:
1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit in einen Abgasstrom im Bereich einer Zerstäubungsdüse der Vorrichtung;
2a bis 2b unterschiedliche Ansichten eines Düsengrundkörpers einer Zerstäubungsdüse;
3a bis 3b unterschiedliche Ansichten einer Düsenluftkappe einer Zerstäubungsdüse; und
4a bis 4c unterschiedliche Ansichten eines Düseneinsatz einer Zerstäubungsdüse.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit in einen Abgasstrom, nämlich eine Vorrichtung zum Zerstäuben einer wässrigen Harnstofflösung in einen in einem Abgasnachbehandlungssystem geführten Abgasstrom. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Abgasnachbehandlungssystem.
Die in dem Abgasstrom mit Hilfe der Vorrichtung zerstäubte Harnstofflösung wird im Abgasstrom zu Wasserdampf, Kohlendioxid und Ammoniakdampf zersetzt, wobei das Ammoniak in einem SCR-Katalysator des Abgasnachbehandlungssystems als Reduktionsmittel benutzt wird. Die Vorrichtung bringt demnach die Harnstofflösung in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromaufwärts des SCR-Katalysators in den Abgasstrom ein.
1 zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einbringen, nämlich Zerstäuben, einer Flüssigkeit, nämlich einer wässrigen Harnstofflösung, in einen Abgasstrom im Bereich einer als Zweistoffdüse ausgebildeten Zerstäubungsdüse 10, die an eine Düsenlanze 11 angeschlossen ist.
In der als Zweistoffdüse ausgebildeten Zerstäubungsdüse 10 werden die zu zerstäubende Flüssigkeit und die Druckluft, welche dem Zerstäuben der Flüssigkeit im Abgasstrom dient, getrennt geführt und erst unmittelbar beim oder nach dem Austritt aus der Zweistoffdüse gemischt. Das Mischen von Druckluft und zu zerstäubender Flüssigkeit erfolgt demnach außerhalb der Zerstäubungsdüse 10.
Bereits an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass an die Düsenlanze 11 mehrere Zerstäubungsdüsen 10 angeschlossen sein können, wobei dann über jede Zerstäubungsdüse 10 Flüssigkeit in den Abgasstrom eingebracht werden kann.
Die in 1 gezeigte Zerstäubungsdüse 10 umfasst drei Drehteile, nämlich einen Düsengrundkörper 12, eine Düsenluftkappe 13 und einen Düseneinsatz 14. Der Düsengrundkörper 12 dient einerseits der Anschluss der Zerstäubungsdüse 10 an die Düsenlanze 11 und andererseits der Aufnahme der Düsenluftkappe 13 und des Düseneinsatzes 14.
Der Düsengrundkörper 12 der Zerstäubungsdüse 10, den 2a und 2b in unterschiedlichen Ansichten zeigen, verfügt über einen ersten Abschnitt 15 zum Anschluss des Düsengrundkörpers 12 an die Düsenlanze 11, wobei an diesem ersten Abschnitt 15 des Düsengrundkörpers 12 eine mittlere Zuführbohrung 16 für die zu zerstäubende Flüssigkeit und mehrere, nämlich eine erste Anzahl N1, seitliche Zuführbohrungen 17 für Druckluft ausgebildet sind.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 2a, 2b sind am ersten Abschnitt 15 des Grundkörpers 12 zwei seitliche Zuführbohrungen 17 für Druckluft ausgebildet, die sich bezogen auf die einzige, mittlere Zuführbohrung 16 für die Flüssigkeit diametral gegenüberliegen.
Im Bereich des ersten Abschnitts 15 ist außen ein umlaufender Absatz 18 ausgebildet, über welchen der Düsengrundkörper 12 der Zerstäubungsdüse 10 auf die Düsenlanze 11 aufgesteckt werden kann. Dann, wenn der Düsengrundkörper 12 der Zerstäubungsdüse 10 an die Düsenlanze 11 angeschlossen ist, kommuniziert ein Strömungskanal 19 der Düsenlanze 11 für die Flüssigkeit mit der mittleren Zuführbohrung 16 des Düsengrundkörpers 12 für die Flüssigkeit. Weiterhin kommuniziert in diesem Zustand ein Strömungskanal 20 der Düsenlanze 11 für die Druckluft mit den seitlichen Zuführbohrungen 17 des Düsengrundkörpers 12 für die Druckluft.
Der Düsengrundkörper 12 der Zerstäubungsdüse 10 verfügt neben dem ersten Abschnitt 15, über welchen der Düsengrundkörper 12 an die Düsenlanze 11 anschließbar ist, über einen zweiten Abschnitt 21, welcher der Aufnahme der Düsenluftkappe 13 sowie de Düseneinsatzes 14 dient, wobei an diesem zweiten Abschnitt 21 des Düsengrundkörpers 12 eine Ausnehmung 22 ausgebildet ist, in welche sowohl die Düsenluftkappe 13 als auch der Düsengrundkörper 14 abschnittsweise eingeführt werden können, um dieselben am Düsengrundkörper 12 zu befestigen bzw. zu halten.
Im Bereich dieser Ausnehmung 22 ist eine mittlere Abführbohrung 23 für die zu zerstäubende Flüssigkeit ausgebildet, über welche die zu zerstäubende Flüssigkeit vom Düsengrundkörper 12 abgeführt und dem Düseneinsatz 14 zugeführt werden kann, wobei diese mittlere Abführbohrung 23 für die Flüssigkeit mit der mittleren Zuführbohrung 16 für die Flüssigkeit kommuniziert, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel im über eine schräg verlaufende Verbindungsbohrung 24.
Im Bereich der Ausnehmung 22 für die Düsenluftkappe 13 und den Düseneinsatz 14 sind weiterhin (siehe 2a) mehrere, nämlich eine erste Anzahl N2, seitliche Abführbohrungen 25 für Druckluft ausgebildet, die in Umfangsrichtung um die mittlere Abführbohrung 23 für die zu zerstäubende Flüssigkeit herum angeordnet sind, wobei die seitlichen Abführbohrungen 25 für die Druckluft mit den seitlichen Zuführbohrungen 17 für die Druckluft kommunizieren, so dass die über die seitlichen Zuführbohrungen 17 dem Düsengrundkörper 12 zugeführte Druckluft vom Düsengrundkörper 12 über die seitlichen Abführbohrungen 25 abgeführt und in Richtung auf die Düsenluftkappe 13 und den Düseneinsatz 14 geleitet werden kann.
Die zweite Anzahl N2 an seitlichen Abführbohrungen 25 für Druckluft ist vorzugsweise größer als die erste Anzahl N1 an seitlichen Zuführbohrungen 17 für die Druckluft, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel die zweite Anzahl N2 an seitlichen Abführbohrungen 25 für die Druckluft dem Doppelten der ersten Anzahl N1 an seitlichen Zuführbohrungen 17 für die Druckluft entspricht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier seitliche Abführbohrungen 25 für Druckluft und zwei seitliche Zuführbohrungen 17 für Druckluft am Düsengrundkörper 12 ausgebildet. Jede seitliche Zuführbohrung 17 für Druckluft kommuniziert mit zwei Abführbohrungen 25 für Druckluft.
Die obige Ausgestaltung der die Druckluft führenden Bohrungen 17 und 25 im Düsengrundkörper 12 erlaubt eine effektive Kühlung der Zerstäubungsdüse 20 mit Hilfe der Druckluft, so dass eine Überhitzung der Zerstäubungsdüse 10 vermieden werden kann.
Wie bereits ausgeführt, sind der Düseneinsatz 14 sowie die Düsenluftkappe 13 in der Ausnehmung 22 am zweiten Abschnitt 21 des Düsengrundkörpers 12 aufgenommen und gehalten, wobei, wie am besten 1 entnommen werden kann, der Düseneinsatz 14 eine mit der mittleren Abführbohrung 23 für die Flüssigkeit des Düsengrundkörpers 12 kommunizierende Flüssigkeitsströmungsstruktur 26 für die zu zerstäubende Flüssigkeit definiert.
Die Düsenluftkappe 13 umgibt im montierten Zustand der Zerstäubungsdüse 10 den Düseneinsatz 14 abschnittsweise konzentrisch, nämlich unter Ausbildung einer Druckluftströmungsstruktur 27 zwischen dem Düseneinsatz 14 und der Düsenluftkappe 13, wobei der Düseneinsatz 14 die Druckluftströmungsstruktur 27 radial innen und die Düsenluftkappe 13 die Druckluftströmungsstruktur 27 radial außen begrenzt. Die Druckluftströmungsstruktur 27 kommuniziert mit den seitlichen Abführbohrungen 25 für Druckluft des Düsengrundkörpers 12.
Im Bereich eines austrittsseitigen Endes 28 der Zerstäubungsdüse 10 definieren die Düsenluftkappe 13 und der Düseneinsatz 14 als Austrittsöffnung 29 für die Druckluft einen Ringspalt, der konzentrisch eine Austrittsöffnung 30 für die zu zerstäubende Flüssigkeit, die von dem Düseneinsatz 14 gebildet ist, umgibt.
Dabei ist die Austrittsöffnung 29 für die Druckluft in Strömungsrichtung der zu zerstäubenden Flüssigkeit gesehen stromaufwärts der Austrittsöffnung 30 für die zu zerstäubende Flüssigkeit angeordnet ist. Der Düseneinsatz 14 steht demnach am austrittsseitigen Ende 28 der Zerstäubungsdüse 10 mit seiner aus Austrittsöffnung 30 für die zu zerstäubende Flüssigkeit gegenüber der Düsenluftkappe 13 und damit der Austrittsöffnung 29 für die Druckluft vor. Dies erlaubt eine besonders feine Zerstäubung der zu zerstäubenden Flüssigkeit im Abgasstrom.
Der Düseneinsatz 14 verfügt über einen Grundkörper 31, welcher die Flüssigkeitsströmungsstruktur 26 mit der Austrittsöffnung 30 für die zu zerstäubende Flüssigkeit definiert. An diesem Grundkörper 31 ist ein umlaufender Vorsprung 32 ausgebildet, wobei an diesem Vorsprung 32 mehrere in Umfangsrichtung geneigte Drallschlitze 33 zur Führung der Druckluft ausgebildet sind, über welche die Druckluft mit einer Torsionsbeschleunigung beaufschlagt werden kann. Hierdurch kann die Zerstäubung der zu zerstäubenden Flüssigkeit im Abgasstrom weiter verbessert werden.
Wie bereits ausgeführt, umgibt im montierten Zustand die Düsenluftkappe 13 den Düseneinsatz 14 abschnittsweise konzentrisch. Die Düsenluftkappe 13 verfügt hierzu über eine mittlere Ausnehmung 34, in welche der Düseneinsatz 14 hineinragt, wobei am austrittsseitigen Ende 28 der Düseneinsatz 14 aus dieser Ausnehmung 34 unter Ausbildung der als Ringspalt ausgebildeten Austrittsöffnung 29 für die Druckluft vorsteht.
Eine Innenkontur 35 der Ausnehmung 34 der Düsenluftkappe 13 ist dabei in einem ersten Abschnitt 36 zylinderartig und in einem zweiten Abschnitt 37 kegelstumpfartig konturiert, wobei im montierten Zustand derjenige Vorsprung 32 des Düseneinsatzes 14, welcher die Drallschlitze 33 aufweist, an den zylinderartig konturierten Abschnitt 36 der Innenkontur 35 der Ausnehmung 34 der Düsenluftkappe 13 angrenzt.
Der Düseneinsatz 14 verfügt an einem der Austrittsöffnung 30 gegenüber liegenden Abschnitt über ein Außengewinde 38, über welches der Düseneinsatz 14 mit dem Düsengrundkörper 12 verschraubt werden kann.
Ebenso verfügt die Düsenluftkappe 13 an einem dem austrittsseitigen Ende 28 gegenüber liegenden Abschnitt über ein Außengewinde 39, über welches die Düsenluftkappe 13 mit dem Düsengrundkörper 12 verschraubt werden kann.
Dann, wenn der Düseneinsatz 14 und die Düsenluftkappe 13 beide mit ihren Außengewinden 38 und 39 mit entsprechenden Innengewinden des Düsengrundkörpers 12 verschraubt sind, kann über eine Kontormutter 40, die ebenfalls mit dem Außengewinde 39 der Düsenluftkappe 13 zusammenwirkt, eine weitere Sicherung der am Düsengrundkörper 12 verschraubten Baugruppen erfolgen, nämlich eine Sicherung der Düsenluftkappe 13 und des Düseneinsatzes 14 am Düsengrundkörper 12. Auf die Kontormutter 40 kann auch verzichtet werden.
Die Zerstäubungsdüse 10 verfügt über eine kompakte Bauform und kommt mit lediglich drei Drehteilen aus. Der Aufbau ist einfach. Dieselbe kann mit geringem Montageaufwand montiert werden. Wie bereits erwähnt, ist die Zerstäubungsdüse 10 an der Düsenlanze 11 über den Düsengrundkörper 12 leicht montierbar.
Die Vorrichtung zum Zerstäuben der Flüssigkeit in einem Abgasstrom kann mehrere Zerstäubungsdüsen 10 aufweisen, die an der Düsenlanze 11 angreifen. Die Anzahl der verwendeten Zerstäubungsdüsen 10 hängt davon ab, wie viel Flüssigkeit, also welche Menge an Harnstofflösung, in dem Abgasstrom zerstäubt werden soll. Dann, wenn an einer Düsenlanze 11 mehrere Zerstäubungsdüsen 10 angreifen, ist die in Strömungsrichtung der Druckluft und der zu zerstäubenden Flüssigkeit gesehen letzte Zerstäubungsdüse 10 wie in den Figuren gezeigt ausgebildet. Die oder jede dieser in Strömungsrichtung gesehen letzten Zerstäubungsdüse 10 vorgelagerte Zerstäubungsdüse 10 verfügt zusätzlich über mit der mittleren Abführbohrung 23 und den seitlichen Abführöffnungen 25 kommunizierende Bohrungen, um einen Teil der Druckluft und einen Teil der zu zerstäubenden Flüssigkeit abzuzweigen und über die mit diesen Bohrungen kommunizierenden Kanäle 19, 20 der Düsenlanze 11 in Richtung auf die oder jede derselben nachgelagerte Zerstäubungsdüse 10 zu führen.
Bezugszeichenliste

10: Zerstäubungsdüse
11: Düsenlanze
12: Düsengrundkörper
13: Düsenluftkappe
14: Düseneinsatz
15: erster Abschnitt
16: mittlere Zuführbohrung
17: seitliche Zuführbohrung
18: Absatz
19: Flüssigkeitsströmungskanal
20: Druckluftströmungskanal
21: zweiter Abschnitt
22: Ausnehmung
23: mittlere Abführbohrung
24: Bohrung
25: seitliche Abführbohrung
26: Flüssigkeitsströmungsstruktur
27: Druckluftströmungsstruktur
28: austrittseitiges Ende
29: Austrittsöffnung
30: Austrittsöffnung
31: Grundkörper
32: Vorsprung
33: Drallschlitz
34: Ausnehmung
35: Innenfläche
36: Abschnitt
37: Abschnitt
38: Außengewinde
39: Außengewinde
40: Kontermutter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004027593 A1 [0003]
DE 102009005528 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, in einen Abgasstrom, mit mindestens einer als Zweistoffdüse ausgebildeten Zerstäubungsdüse (10), über welche die Flüssigkeit mit Hilfe von Druckluft in den Abgasstrom derart einbringbar ist, dass die Flüssigkeit mit der Druckluft erst unmittelbar beim oder nach dem Austritt aus der jeweiligen Zerstäubungsdüse (10) außerhalb derselben mischbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Zerstäubungsdüse (10) einen Düsengrundkörper (12), eine Düsenluftkappe (13) und einen Düseneinsatz (14) umfasst, die als Drehteile ausgebildet sind, wobei über den Düsengrundkörper (12) die jeweilige Zerstäubungsdüse (10) an eine Düsenlanze (11) anschließbar ist, und wobei die Düsenluftkappe (13) und der Düseneinsatz (14) im Düsengrundkörper (12) aufgenommen und gehalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsengrundkörper (12) der jeweiligen Zerstäubungsdüse (10) einen ersten Abschnitt (15) zum Anschluss der Düsenlanze (11) aufweist, wobei an diesem ersten Abschnitt (15) des Düsengrundkörpers (12) eine mittlere Zuführbohrung (16) für die Flüssigkeit und mehrere, nämlich eine erste Anzahl, seitliche Zuführbohrungen (17) für Druckluft ausgebildet sind, die mit entsprechenden Leitungen (19, 20) in der Düsenlanze kommunizieren, und dass der Düsengrundkörper (12) der jeweiligen Zerstäubungsdüse (10) einen zweiten Abschnitt (21) zur Aufnahme der Düsenluftkappe (13) und des Düseneinsatzes (14) aufweist, wobei an diesem zweiten Abschnitt (21) des Düsengrundkörpers (12) eine mit der mittleren Zuführbohrung (16) für die Flüssigkeit kommunizierende mittlere Abführbohrung (23) für die Flüssigkeit und mehrere, nämlich eine zweite Anzahl, mit den seitlichen Zuführbohrungen (17) für Druckluft kommunizierende seitliche Abführbohrungen (25) für Druckluft ausgebildet sind, wobei die zweite Anzahl an seitlichen Abführbohrungen (25) für Druckluft größer als die erste Anzahl an seitlichen Zuführbohrungen (17) für Druckluft ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anzahl an seitlichen Abführbohrungen (25) für Druckluft des Düsengrundkörpers (12) dem Doppelten der ersten Anzahl an seitlichen Zuführbohrungen (17) für Druckluft des Düsengrundkörpers (12) entspricht, wobei jede seitliche Zuführbohrung (17) für Druckluft mit zwei seitlichen Abführbohrungen (25) für Druckluft kommuniziert.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinsatz (14) eine mit der mittleren Abführbohrung (23) für Flüssigkeit des Düsengrundkörpers (12) kommunizierende Flüssigkeitsströmungsstruktur (26) definiert, und dass die Düsenluftkappe (13) den Düseneinsatz (14) unter Ausbildung einer mit den seitlichen Abführbohrungen (25) für Druckluft des Düsengrundkörpers (12) kommunizierenden Druckluftströmungsstruktur (27) abschnittsweise konzentrisch umgibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinsatz (14) an einem umlaufenden Vorsprung (32) mehrere in Umfangsrichtung desselben geneigte Drallschlitze (33) aufweist, durch welche die Druckluft führbar und mit einer Torsionsbeschleunigung beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinsatz (14) an einem austrittseitigen Ende (28) gegenüber der Düsenluftkappe (13) derart vorsteht, dass eine Austrittsöffnung (29) der Druckluft in Strömungsrichtung der Flüssigkeit gesehen stromaufwärts einer Austrittsöffnung (30) der Flüssigkeit liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Düsenlanze (11) mehreren Zerstäubungsdüse (10) angreifen.
Abgasnachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine mit Schweröl betriebene Schiffsdieselbrennkraftmaschine, mit einem SCR-Katalysator, welcher als Reduktionsmittel Ammoniak nutzt, mit einer Vorrichtung zum Einbringen einer Flüssigkeit, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, in einen Abgasstrom stromaufwärts des SCR-Katalysators, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Einbringen der Flüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.