DE112017005323T5

DE112017005323T5 - Substratform, Geometrie, Positionierung und/oder Zelldichte zur Verbesserung der Nachbehandlungsleistung

Info

Publication number: DE112017005323T5
Application number: DE112017005323.4T
Authority: DE
Inventors: John G. Buechler; Randolph G. Zoran; Ryan M. Johnson; Stephen M. Holl; Taren DeHart; Jim L. Alonzo; Matthew L. Anderson; Apoorv Kalyankar; George Eugene Mavroudis; Gaurav Hemant Pandit
Original assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Current assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2019-08-01
Also published as: CN108603428A; US10865681B2; GB202110545D0; GB201811838D0; GB2594874B; GB2594874A; GB2562410A; GB2594874B8; WO2018075931A1; US20190234270A1

Abstract

Die Form einer Nachbehandlungskomponente, die Eintrittsgeometrie und/oder die Position innerhalb einer Nachbehandlungsbaugruppe können für die Regulierung eines lokalen Abgasstromes und/oder Massenabgasstromes geändert werden. In manchen Implementierungen hat ein Körper der Nachbehandlungskomponente einen nicht-kreisförmigen Querschnitt, eine nicht-kreisförmige Öffnung und/oder eine variable Oberflächengeometrie. Der nicht-kreisförmige Querschnitt und/oder die Öffnung können eine Vielzahl unterschiedlicher Formen aufweisen.

Description

QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/411,292 , eingereicht am 21. Oktober 2016, und der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/411,351 , eingereicht am 21. Oktober 2016 und der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/411,312 , eingereicht am 21. Oktober 2016. Der Inhalt beider Anmeldungen ist hierin in seiner Gesamtheit durch Verweis mit aufgenommen.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein das Gebiet von Nachbehandlungssystemen für Verbrennungsmotoren.
HINTERGRUND
Für Verbrennungsmotoren, wie beispielsweise Dieselmotoren, können Stickoxid-Verbindungen (NO_x-Verbindungen) in das Abgas abgegeben werden. Zum Reduzieren von NO_x-Emissionen kann ein SCR-Verfahren eingesetzt werden, um die NO_x-Verbindungen in neutrale Verbindungen wie zweiatomigen Stickstoff, Wasser oder Kohlendioxid mit Hilfe eines Katalysators und eines Reduktionsmittels umzuwandeln. Der Katalysator kann in einer Katalysatorkammer eines Abgassystems, beispielsweise derjenigen eines Fahrzeugs oder einer Energieerzeugungseinheit, enthalten sein. Ein Reduktionsmittel, beispielsweise Ammoniakanhydrid, wässrige Ammoniaklösung oder Harnstoff, wird üblicherweise vor der Katalysatorkammer in den Abgasstrom eingebracht. Um das Reduktionsmittel für den SCR-Prozess in den Abgasstrom einzubringen, kann ein SCR-System das Reduktionsmittel durch ein Dosiermodul, das das Reduktionsmittel der Katalysatorkammer vorgelagert in ein Abgasrohr der Abgasanlage verdampft oder sprüht, dosieren oder anderweitig einbringen. Das SCR-System kann einen oder mehrere Sensoren einschließen, um die Bedingungen innerhalb des Abgassystems zu überwachen.
KURZDARSTELLUNG
Hierin beschriebene Implementierungen betreffen die Form der Nachbehandlungskomponenten, die Eingangsgeometrie der Nachbehandlungskomponenten und die Position der Nachbehandlungskomponente innerhalb der Nachbehandlungsanordnung der Steuerung lokaler Abgasströme und Massenabgasströme.
In einem ersten Set von Implementierungen umfasst eine Nachbehandlungskomponente einen Körper mit einer Vielzahl von Kanälen, die durch den Körper hindurch ausgebildet sind, wobei der Körper einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist. In bestimmten Ausführungsformen kann der nicht-kreisförmige Querschnitt eine ovale, quadratische, rechteckige, fünfeckige, sechseckige, siebeneckige, achteckige oder Ei- bzw. Sternform aufweisen.
In einem zweiten Set von Implementierungen umfasst eine Nachbehandlungskomponente einen Körper mit einer Vielzahl von Kanälen, die durch den Körper hindurch ausgebildet sind, wobei der Körper eine nicht kreisförmigen Einlassöffnung aufweist. In bestimmten Ausführungsformen kann die nicht-kreisförmige Einlassöffnung eine ovale, quadratische, rechteckige, fünfeckige, sechseckige, siebeneckige, achteckige oder Ei- bzw. Sternform aufweisen.
In einem dritten Set von Implementierungen umfasst eine Nachbehandlungskomponente einen Körper mit einer Vielzahl von Kanälen, die durch den Körper hindurch ausgebildet sind, wobei der Körper eine variable Vorderseite aufweist. In bestimmten Ausführungsformen kann die variable Vorderseite kreisförmig, länglich, torusförmig, winklig, gekrümmt, gewölbt, konvex, konkav, pyramidenförmig, konisch oder sinusförmig sein.
In einer weiteren Implementierung kann eine radiale Nachbehandlungskomponente einen Körper mit einem radialen Äußeren und einem radialen Inneren umfassen. Der Körper beinhaltet einen Kanal, der durch den Körper hindurch vom radialen Äußeren zum radialen Inneren ausgebildet ist. Der Kanal umfasst eine Kanalgeometrie, die aus einer oder mehreren gekrümmten Formen, einer S-Form, einer Zick-Zack-Form, einer Turboform, einer Tangentialform, einer Winkelform, einer Schraubenform oder einer nicht einheitlichen Form besteht.
In noch einer weiteren Implementierung kann eine Nachbehandlungsvorrichtung einen Körper und mehrere im Körper ausgebildete Kanäle umfassen. Ein erster Kanal hat eine erste effektive Kanalgröße und ein zweiter Kanal hat eine zweite effektive Kanalgröße.
Figurenliste
Die Details einer oder mehrerer Implementierungen werden in den begleitenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Offenbarung werden anhand der Beschreibung, der Zeichnungen und der Ansprüche ersichtlich, für die gilt:

1 ist ein schematisches Schaubild eines beispielhaften selektiven katalytischen Reduktionssystems mit einem beispielhaften Reduktionsmittelzufuhrsystem für eine Abgasanlage;
2 ist ein vorderes Querschnittsdiagramm einer exemplarischen Nachbehandlungskomponente mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Gestaltung für eine axiale oder longitudinale Nachbehandlungskomponente;
3 eine Draufsicht im Querschnitt einer radialen Nachbehandlungskomponente mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Gestaltung und einer zentralen axialen Öffnung;
4 ist eine Querschnittsdarstellung von oben einer exemplarischen Nachbehandlungskomponente mit einer inneren axialen Versatzöffnung;
5 ist eine Querschnittsdarstellung von oben einer exemplarischen Nachbehandlungskomponente mit einer ovalen oder länglichen Form;
6 ist eine Draufsicht auf eine exemplarische radiale Nachbehandlungskomponente, die in einem Abgasgehäuse eines Nachbehandlungssystems versetzt angeordnet ist;
7 ist eine Querschnittsansicht von oben einer axialen oder longitudinalen Nachbehandlungskomponente mit einer variablen stromaufwärtigen Stirnseite;
8 ist eine Querschnittsansicht von oben einer Nachbehandlungskomponente mit einer variablen Einlass- und Auslassöffnung;
9 ist eine Querschnittsansicht von oben einer Nachbehandlungskomponente mit einer variablen Einlass- und/oder Auslassöffnung;
10 ist eine Querschnittsansicht von oben einer weiteren Nachbehandlungskomponente mit einer weiteren variablen Einlassöffnung;
11 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht eines radialen Katalysators zeigt, der einen exemplarischen gekrümmten Kanal von einem radialen Äußeren zu einem radialen Inneren aufweist, damit Abgas strömt;
12 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht eines radialen Katalysators zeigt, der einen exemplarischen S-förmigen Kanal von einem radialen Äußeren zu einem radialen Inneren aufweist, damit Abgas strömt;
13 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht eines radialen Katalysators zeigt, der einen exemplarischen Zick-Zack-förmigen Kanal von einem radialen Äußeren zu einem radialen Inneren aufweist, damit Abgas strömt;
14 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht eines radialen Katalysators zeigt, der einen exemplarischen Turboströmungskanal von einem radialen Äußeren zu einem radialen Inneren aufweist, damit Abgas strömt;
15 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht eines radialen Katalysators zeigt, der einen exemplarischen Tangentialkanal von einem radialen Äußeren zu einem radialen Inneren aufweist, damit Abgas strömt;
16 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht eines radialen Katalysators zeigt, der einen exemplarischen gewinkelten Kanal von einem radialen Äußeren zu einem radialen Inneren aufweist, damit Abgas strömt;
17 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht eines radialen Katalysators zeigt, der einen exemplarischen, nicht gleichförmigen Kanal von einem radialen Äußeren zu einem radialen Inneren aufweist, damit Abgas strömt und mehrere andere Kanäle, darunter einen Zick-Zack-Kanal, einen S-förmigen Kanal und einen gekrümmten Kanal;
18 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht eines radialen Katalysators mit mehreren Kreuzungskanälen von einem radialen Äußeren zu einem radialen Inneren zeigt, durch die Abgas strömen kann;
19 ist eine vordere Querschnittsdarstellung einer exemplarischen Nachbehandlungskomponente mit mehreren longitudinalen Kanalgrößen;
20 ist eine Draufsicht im Querschnitt eines Radialkatalysators mit mehreren radialen Kanalgrößen von einem radialen Äußeren zu einem radialen Inneren;
21 ist eine Draufsicht im Querschnitt eines mehrachsigen Filters mit mehreren axialen Kanalgrößen;
22 ist eine Draufsicht im Querschnitt eines Radialkatalysators mit mehreren radialen Kanalgrößen von einem radialen Äußeren zu einem radialen Inneren;
23 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kanals, die eine Querschnittsfläche als effektive Kanalgröße zeigt.

Es ist anzumerken, dass es sich bei manchen oder allen der Figuren um schematische Darstellungen zu Zwecken der Veranschaulichung handelt. Die Figuren werden zum Zweck der Veranschaulichung einer oder mehrerer Implementierungen mit dem expliziten Verständnis bereitgestellt, dass sie nicht verwendet werden, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu beschränken.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend finden sich detailliertere Beschreibungen verschiedener Konzepte und Implementierungen von Verfahren, Vorrichtungen und Systemen für die Form der Nachbehandlungskomponente, die Eingangsgeometrie der Nachbehandlungskomponente und die Position der Nachbehandlungskomponente in der Nachbehandlungsbaugruppe für die Steuerung der lokalen Abgasströme und Massenabgasströme. Die verschiedenen, vorstehend vorgestellten und nachstehend ausführlich beschriebenen Konzepte können auf eine von zahlreichen Weisen implementiert werden, da die beschriebenen Konzepte nicht auf eine bestimmte Art und Weise der Implementierung beschränkt sind. Beispiele für spezielle Implementierungen und Anwendungen werden hauptsächlich zu Zwecken der Veranschaulichung bereitgestellt.
Übersicht
In Nachbehandlungssystemen strömt das Abgas in eine oder mehrere Nachbehandlungsvorrichtungen, wie Katalysatoren, Filter usw. und kann die Leistung der Nachbehandlungsvorrichtung und/oder des Nachbehandlungssystems (z. B. Gegendruck usw.) beeinflussen. Die Regelung der Abgasströme in, aus und durch die Nachbehandlungsvorrichtungen kann die Leistung der Nachbehandlungsvorrichtungen und des Motors usw. verbessern. Die Nachbehandlungsvorrichtungen können axial, radial und/oder mehrachsig für den Abgasstrom durch die Nachbehandlungsvorrichtungen sein.
In einigen Nachbehandlungssystemen kann ein axialer Katalysator oder Filter implementiert sein, damit das Abgas axial durch den Katalysator oder den Filter strömt. In anderen Nachbehandlungssystemen kann ein Radialkatalysator oder -filter implementiert sein, um eine Länge des Nachbehandlungssystems zu reduzieren und/oder das Nachbehandlungssystem in einen vordefinierten Bereich einzupassen. In noch weitere Nachbehandlungssysteme kann ein mehrachsiger Katalysator oder Filter implementiert werden.
Mit der Nachbehandlungskomponente verbundene Merkmale wie Form, Eingangsgeometrie und Position in der Nachbehandlungsanordnung können den lokalen Abgasstrom und den Massenabgasstrom, der in die Nachbehandlungskomponente eintritt und/oder durch diese hindurchströmt, beeinflussen, so dass ein gleichmäßiger Strom und minimaler Gegendruck ohne zusätzliche Strömungsbegradigungsvorrichtungen erreicht werden kann. Vielmehr können nur sich ändernde Merkmale, die sich auf die Nachbehandlungskomponente beziehen, wie Form, Eingangsgeometrie und Position innerhalb der Nachbehandlungsanordnung geändert werden, um den Abgasstrom in, durch und/oder aus der Nachbehandlungskomponente zu regulieren.
Zum Beispiel kann das Versetzen des Substrats eines Katalysators oder eines Filters innerhalb der Nachbehandlungsbaugruppe oder das Verändern der Form des Substrats eines Katalysators oder eines Filters die Nachbehandlungsdurchflussleistung sowie die Gleichförmigkeit und den Gegendruck verbessern. Wird der Versatz geändert, ist es möglich, dass bestimmte Kanäle, die im Substrat eines Katalysators oder eines Filters gebildet sind, näher am Strömungseinlass liegen als andere Kanäle, was dazu beiträgt, eine gleichförmige Strömung zu erhalten.
Außerdem kann eine geeignete Änderung der Form eine ähnliche Verbesserung der Strömungsgleichmäßigkeit bewirken. Die Formen der Nachbehandlungsvorrichtung könnten kreisförmig, länglich, torusförmig, winklig, gekrümmt, gewölbt, konvex oder konkav, pyramidenförmig oder konisch sein oder eine einzigartige Form haben, die in Bezug auf die Nachbehandlungsbaugruppe konturiert ist, um eine gleichförmige Strömung zu bewirken. In einem radialen Katalysator (z. B. mit einem zentralen Einlass oder Auslass und einem an der Außenfläche angeordneten Einlass oder Auslass, zum Beispiel einer ringförmigen Baugruppe), wo der Lufteinlass tangential zum Substrat ist, kann das Substrat für den Katalysator oder Filter nicht mittig angeordnet sein und möglicherweise keine runde oder kundenspezifische Form haben, um den anderen Luftspalt um die Nachbehandlungskomponente herum zu verwenden und die Luftströmung der Nachbehandlungskomponente so zu regulieren, dass eine gleichförmige Strömung bei unterschiedlichen Luftstrommengen und Betriebsbedingungen entsteht.
Für radiale Nachbehandlungskomponenten kann eine Gleichförmigkeit der Strömung erreicht werden, wenn der Einlass des radialen Substrats von der Mitte weg versetzt wird. Durch den Versatz ist es möglich, dass bestimmte Kanäle näher am Strömungseinlass liegen als andere Kanäle im Substrat, was dazu beiträgt, dass eine gleichförmige Strömung entsteht. Zusätzlich zu einem nicht mittig angeordneten Einlass könnte der Einlass auch nicht rund sein, um das gewünschte gleichförmige Strömungsfeld zu regulieren. Zusätzlich könnte das mittige Loch die relativen Positionen axial durch die Nachbehandlungskomponente hindurch verändern, wobei sich ein Ende in der Mitte und das andere Ende zu einer Seite der Nachbehandlungskomponente hin versetzt befindet.
In weiteren Implementierungen kann eine Vergrößerung der Oberfläche und/oder der offenen Stirnfläche aus der Sicht der in die Nachbehandlungskomponente eintretenden Strömung ebenfalls die Leistung verbessern. Die innere Einlassform einer radialen Nachbehandlungskomponente ist typischerweise rund. Statt rund oder zylindrisch kann die Form des Einlasses ein Muster aufweisen, dass die offene Stirnfläche und/oder den vom Einlassstrom gesehenen Oberflächenbereich wesentlich vergrößert, während die Abnahme des Substratvolumens minimiert wird. Die vergrößerte offene Stirnfläche am Substrateinlass kann signifikante Vorteile beim Verhindern einer Blockierung des Einlassbereichs und bei der Bereitstellung eines niedrigeren Gegendrucks bieten.
Das Beeinflussen des Abgasstroms ohne stromaufwärtige oder andere außerhalb des Katalysators oder Filters befindliche Strömungsvorrichtungen kann dazu führen, dass Komponenten aus dem Nachbehandlungssystem wegfallen können und sich daher das Platzangebot und die Wirtschaftlichkeit verbessern. Außerdem führt das gleichmäßige Einströmen des Durchflusses in einen Katalysator zu Effizienzvorteilen beim Katalysator, z. B. einer verbesserten NOx-, Ammoniak-, Kohlenwasserstoffumwandlung und somit zu einem geringeren Katalysatorvolumen, was wiederum die Größe und Kosten der Nachbehandlung optimiert. In ähnlicher Weise führt ein gleichmäßiger Eintritt des Stroms in einen Filter zu Effizienzvorteilen beim Filter, z. B. gleichmäßigen Asche-, Ruß- oder anderen Partikel- oder Oberflächenablagerungen, so dass ein geringeres Filtervolumen notwendig ist, was wiederum die Größe und die Kosten der Nachbehandlung optimiert.
In manchen Nachbehandlungssystemen kann ein Radialkatalysator oder -filter implementiert sein, um eine Länge des Nachbehandlungssystems zu reduzieren und/oder das Nachbehandlungssystem in einen vordefinierten Bereich einzupassen. Die im radialen Katalysator oder Filter ausgebildeten Kanäle können unterschiedliche Muster oder Geometrien von einem radialen äußeren Einlass zum radialen Katalysator bis zu einem radialen inneren Auslass aufweisen. Der radiale Katalysator oder Filter kann beispielsweise ein gekrümmtes Muster, das vom radialen äußeren Einlass bis zum radialen inneren Auslass gekrümmt ist, aufweisen. In anderen Fällen können die Kanäle ein S-förmiges Muster vom radialen äußeren Einlass bis zum radialen inneren Auslass aufweisen. In noch weiteren Fällen können die Kanäle ein Zick-Zackförmiges Muster vom radialen äußeren Einlass bis zum radialen inneren Auslass aufweisen. In anderen Fällen können die Kanäle eine breite Öffnung am radialen äußeren Einlass und einen schmaleren Auslass am radialen inneren Auslass aufweisen, zum Beispiel ein turboartiges Muster. In noch anderen Fällen können die Kanäle einen tangentialen Weg relativ zu einer Krümmung des radialen Inneren des Radialkatalysators nehmen. In noch weiteren Fällen können abgewinkelte oder schraubenförmige Kanäle vom radialen äußeren Einlass bis zum radialen inneren Auslass implementiert werden. In weiteren Implementierungen können nicht gleichförmige Kanäle (z. B. eine Kombination aus einem geraden Kanal und einem gekrümmten Kanal und/oder beliebigen anderen Kombinationskanälen) vom radialen äußeren Eingang zum radialen inneren Ausgang implementiert werden. In noch weiteren Implementierungen kann eine Kombination von zwei oder mehr der vorstehenden Konfigurationen für den radialen Katalysator oder Filter im radialen Katalysator oder Filter gebildet sein. Beispielsweise können die Kanäle des radialen Katalysators oder Filters zwei oder mehr gekrümmte Muster, ein S-förmiges Muster, ein Zick-Zack-Muster, eine weite Öffnung am radialen äußeren Einlass und einen schmaleren Auslass am radialen inneren Auslass aufweisen, z. B. ein turboartiges Muster, ein tangentiales Wegmuster, ein Winkelmuster, ein Schraubenmuster und/oder ein ungleichmäßiges Muster.
In jeder der vorstehenden Implementierungen können die radialen Kanalwege des radialen Katalysators oder Filters mit mehreren Schnittpunkten für Asche oder andere teilchenförmige Materie konfiguriert sein, um Asche/Materie im radialen Katalysator oder im Filter zu verteilen, anstatt an einem einzelnen Auslasspunkt, wo sich überschüssige Asche oder teilchenförmiges Material bilden kann.
In einigen Nachbehandlungssystemen kann ein axialer Katalysator oder Filter implementiert sein, damit das Abgas axial durch den Katalysator oder den Filter strömt. In anderen Nachbehandlungssystemen kann ein Radialkatalysator oder -filter implementiert sein, um eine Länge des Nachbehandlungssystems zu reduzieren und/oder das Nachbehandlungssystem in einen vordefinierten Bereich einzupassen. In noch weitere Nachbehandlungssysteme kann ein mehrachsiger Katalysator oder Filter implementiert werden. Für jeden der vorstehenden Katalysatoren oder Filter sind die Kanäle in einem Substrat für den Katalysator oder Filter ausgebildet. In manchen Implementierungen weisen die Kanäle eine gleichförmige oder im Wesentlichen einheitliche effektive Kanalgröße oder Zellen pro Quadratzoll (CPSI) auf. Die effektive Kanalgröße kann beispielsweise eine Querschnittsfläche eines Kanals oder ein Volumen des Kanals sein. Ein solches gleichmäßiges oder im Wesentlichen einheitliches CPSI kann nützlich sein, wenn ein gleichförmiger Strom in die Nachbehandlungskomponente eintritt. Wenn jedoch der in die Nachbehandlungskomponente eintretende Strom nicht gleichförmig ist, kann durch einige Kanäle mehr Abgas strömen als durch andere. Dies kann zu erhöhtem NOx- und/oder NH3-Schlupf, zu verminderter katalytischer Leistung und stärkerem Verstopfen des Filters etc. führen. Dementsprechend kann das Variieren oder Modifizieren der effektiven Kanalquerschnittsgröße oder des CPSI eines Katalysators oder Filters den Abgasstrom durch die Nachbehandlungskomponente dadurch regeln, dass der Durchfluss erhöht wird, während der eintretende Strom niedrig ist, weil eine größere effektive Kanalquerschnittsgröße und/oder ein niedrigeres CPSI und eine verminderte Strömung vorhanden sind, während die eintretende Strömung hoch ist, weil eine kleinere effektive Kanalquerschnittsgröße und/oder ein höheres CPSI vorhanden sind.
II. Überblick über das Nachbehandlungssystem
1 stellt ein Nachbehandlungssystem 100 mit einem beispielhaften Reduktionsmittelzufuhrsystem 110 für eine Abgasanlage 190 dar. Das Nachbehandlungssystem 100 schließt einen Dieselpartikelfilter (DPF) 102 ein, sowie das Reduktionsmittelzufuhrsystem 110, eine Zersetzungskammer oder einen Reaktor 104, einen SCR-Katalysator 106 und einen Sensor 150.
Der DPF 102 ist dazu konfiguriert, Feinstaub, beispielsweise Ruß, aus in der Abgasanlage 190 strömendem Abgas zu entfernen. Der DPF 102 beinhaltet einen Einlass, durch den das Abgas eintritt, und einen Auslass, durch den das Abgas austritt, nachdem Feinstaub im Wesentlichen aus dem Abgas gefiltert wurde und/oder Feinstaub in Kohlendioxid umgewandelt wurde.
Die Zersetzungskammer 104 ist dazu konfiguriert, ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise Harnstoff, wässrige Ammoniaklösung oder DEF in Ammoniak umzuwandeln. Die Zersetzungskammer 104 beinhaltet ein Reduktionsmittelzuführsystem 110 mit einem Dosiermodul 112, das dazu konfiguriert ist, das Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren. Bei einigen Implementierungen wird das Reduktionsmittel vor dem SCR-Katalysator 106 eingespritzt. Die Reduktionsmitteltröpfchen durchlaufen dann die Prozesse der Verdampfung, Thermolyse und Hydrolyse, um gasförmiges Ammoniak innerhalb der Abgasanlage 190 zu bilden. Die Zersetzungskammer 104 beinhaltet einen Einlass in Fluidverbindung mit dem DPF 102, um das Abgas aufzunehmen, das NO_x-Emissionen enthält, sowie einen Auslass für das Abgas, NO_x-Emissionen, Ammoniak und/oder verbleibendes Reduktionsmittel für die Strömung zum SCR-Katalysator 106.
Die Zersetzungskammer 104 beinhaltet das an der Zersetzungskammer 104 angebrachte Dosiermodul 112 dergestalt, dass das Dosiermodul 112 das Reduktionsmittel in die Abgase dosieren kann, die in die Abgasanlage 190 strömen. Das Dosiermodul 112 kann einen Isolator 114 beinhalten, der zwischen einem Abschnitt des Dosiermoduls 112 und dem Abschnitt der Zersetzungskammer 104 angeordnet ist, an dem das Dosiermodul 112 montiert ist. Das Dosiermodul 112 ist fluidisch mit einer oder mehreren Reduktionsmittelquellen 116 gekoppelt. Bei einigen Implementierungen kann eine Pumpe 118 verwendet werden, um die Reduktionsmittelquelle 116 für die Zufuhr zum Dosiermodul 112 mit Druck zu beaufschlagen.
Das Dosiermodul 112 und die Pumpe 118 sind ebenfalls elektrisch oder kommunikativ mit einer Steuerung 120 gekoppelt. Die Steuerung 120 ist dazu konfiguriert, das Dosiermodul 112 zu steuern, um Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren. Die Steuerung 120 kann auch zum Steuern der Pumpe 118 konfiguriert sein. Die Steuerung 120 kann einen Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (applicationspecific integrated circuit (ASIC)), eine feldprogrammierbare Gatteranordnung (field-programmable gate array (FPGA)) usw. oder Kombinationen davon beinhalten. Die Steuerung 120 kann einen Speicher beinhalten, der unter anderem eine elektronische, optische, magnetische oder eine andere Datenspeicher- oder Übermittlungsvorrichtung beinhaltet, die in der Lage ist, einem Prozessor, einer ASIC, einer FPGA usw. Programmanweisungen bereitzustellen. Der Speicher kann einen Speicherchip, einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM)), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (erasable programmable read only memory (EPROM)), einen Flash-Speicher oder einen anderen geeigneten Speicher beinhalten, aus dem die Steuerung 120 Anweisungen lesen kann. Die Anweisungen können Code von einer beliebigen geeigneten Programmiersprache beinhalten.
Der SCR-Katalysator 106 ist dazu konfiguriert, zur Verringerung von NO_x-Emissionen beizutragen, indem ein NO_x-Reduktionsprozess zwischen dem Ammoniak und dem NO_x des Abgases in zweiatomigen Stickstoff, Wasser und/oder Kohlendioxid beschleunigt wird. Der SCR-Katalysator 106 beinhaltet einen Einlass in Fluidverbindung mit der Zersetzungskammer 104, von der Abgas und Reduktionsmittel empfangen werden, und einen Auslass in Fluidverbindung mit einem Ende der Abgasanlage 190.
Die Abgasanlage 190 kann ferner einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) in Fluidverbindung mit der Abgasanlage 190 beinhalten (z. B. dem SCR-Katalysator 106 nachgelagert oder dem DPF 102 vorgelagert), um Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Abgas zu oxidieren.
Bei manchen Implementierungen kann der DPF 102 der Zersetzungskammer oder dem Reaktorrohr 104 stromabwärts positioniert sein. Beispielsweise können der DPF 102 und der SCR-Katalysator 106 in einer einzelnen Einheit, wie etwa einer SDPF, kombiniert sein. Bei manchen Ausführungen kann das Dosiermodul 112 stattdessen einem Turbolader nachgelagert oder einem Turbolader vorgelagert positioniert sein.
Der Sensor 150 kann mit dem Abgassystem 190 gekoppelt sein, um einen Zustand des Abgasstroms durch das Abgassystem 190 zu erkennen. Bei einigen Implementierungen kann der Sensor 150 einen innerhalb des Abgassystems 190 angeordneten Teil haben, z. B. kann eine Spitze des Sensors 150 in einen Teil des Abgassystems 190 verlaufen. Bei anderen Implementierungen kann der Sensor 150 Abgas durch eine andere Leitung empfangen, wie z. B. durch ein Probenrohr, das vom Abgassystem 190 verläuft. Während der Sensor 150 so dargestellt ist, dass er strömungsabwärts hinter dem SCR-Katalysator 106 positioniert ist, versteht es sich, dass der Sensor 150 an anderen Positionen des Abgassystems 190, einschließlich strömungsaufwärts des DPF 102, im DPF 102, zwischen dem DPF 102 und der Zersetzungskammer 104, innerhalb der Zersetzungskammer 104, zwischen der Zersetzungskammer 104 und dem SCR-Katalysator 106, im SCR-Katalysator 106 oder hinter dem SCR-Katalysator 106 positioniert sein kann. Zusätzlich können zwei oder mehr Sensoren 150 verwendet werden, um einen Zustand des Abgases zu erkennen, wie z. B. zwei, drei, vier, fünf oder sechs Sensoren 150, wobei jeder Sensor 150 an einer der vorerwähnten Positionen des Abgassystems 190 angeordnet ist.
III. Exemplarische variable Konfigurationen für Katalysatoren und Filter
Um die Leistung eines Nachbehandlungssystems, z. B. die Strömungsverteilung (z. B. Strömungsverteilungsindex (FDI)), Gleichförmigkeit, katalytische Leistung usw., zu verbessern, können die Merkmale der Nachbehandlungskomponente modifiziert werden, beispielsweise Form, Einlassmerkmale und/oder Position innerhalb der Nachbehandlungsbaugruppe. Das heißt, das Profil des lokalen Abgasstroms und des Massenabgasstroms, der in die Nachbehandlungskomponente eintritt und/oder aus dieser austritt, kann durch Einstellung der Form, des Einlasses und/oder der Position der Nachbehandlungskomponente derart geändert werden, dass ein gleichmäßiger Strom und ein minimaler Gegendruck erzielt werden können, ohne dass zusätzliche Strömungsrichtvorrichtungen davor eingebaut werden müssen.
Zum Beispiel kann der Versatz eines Substrats eines Katalysators oder Filters innerhalb der Nachbehandlungsbaugruppe oder das Verändern des Substrats des Katalysators oder Filters die Durchflussleistung der Nachbehandlung sowie die Gleichförmigkeit und den Gegendruck verbessern. Wird der Versatz geändert, ist es möglich, dass bestimmte Kanäle, die im Substrat eines Katalysators oder Filters gebildet sind, näher am Strömungseinlass liegen als andere Kanäle, was dazu beiträgt, eine gleichförmige Strömung zu erhalten.
In ähnlicher Weise würde eine geeignete Änderung der Substratform des Katalysators oder Filters eine ähnliche Verbesserung der Strömungsgleichmäßigkeit bewirken. Die Formen der Nachbehandlungsvorrichtung könnten kreisförmig, länglich, torusförmig, winklig, gekrümmt, gewölbt, konvex oder konkav, pyramidenförmig oder konisch sein oder eine einzigartige Form haben, die in Bezug auf die Nachbehandlungsbaugruppe konturiert ist, um eine gleichförmige Strömung zu bewirken. In einem radialen Katalysator (z. B. mit einem zentralen Einlass oder Auslass und einem an der Außenfläche angeordneten Einlass oder Auslass, zum Beispiel einer ringförmigen Baugruppe), wo der Lufteinlass tangential zum Substrat ist, kann das Substrat für den Katalysator oder Filter nicht mittig angeordnet sein und möglicherweise keine runde oder kundenspezifische Form haben, um den anderen Luftspalt um die Nachbehandlungskomponente herum zu verwenden und die Luftströmung der Nachbehandlungskomponente so zu regulieren, dass eine gleichförmige Strömung bei unterschiedlichen Luftstrommengen und Betriebsbedingungen entsteht.
Für radiale Nachbehandlungskomponenten kann eine Gleichförmigkeit der Strömung erreicht werden, wenn der Einlass des radialen Substrats von der Mitte weg versetzt wird. Durch den Versatz ist es möglich, dass bestimmte Kanäle näher am Strömungseinlass liegen als andere Kanäle im Substrat, was dazu beiträgt, dass eine gleichförmige Strömung entsteht. Zusätzlich zu einem nicht mittig angeordneten Einlass könnte der Einlass auch nicht rund sein, um das gewünschte gleichförmige Strömungsfeld zu regulieren. Zusätzlich könnte das mittige Loch die relativen Positionen axial durch die Nachbehandlungskomponente hindurch verändern, wobei sich ein Ende in der Mitte und das andere Ende zu einer Seite der Nachbehandlungskomponente hin versetzt befindet.
In weiteren Implementierungen kann eine Vergrößerung der Oberfläche und/oder der offenen Stirnfläche aus der Sicht der in die Nachbehandlungskomponente eintretenden Strömung ebenfalls die Leistung verbessern. Die innere Einlassform einer radialen Nachbehandlungskomponente ist typischerweise rund. Statt rund oder zylindrisch kann die Form des Einlasses ein Muster aufweisen, dass die offene Stirnfläche und/oder den vom Einlassstrom gesehenen Oberflächenbereich wesentlich vergrößert, während die Abnahme des Substratvolumens minimiert wird. Die vergrößerte offene Stirnfläche am Substrateinlass kann signifikante Vorteile beim Verhindern einer Blockierung des Einlassbereichs und bei der Bereitstellung eines niedrigeren Gegendrucks bieten.
Das Beeinflussen des Abgasstroms ohne stromaufwärtige oder andere außerhalb des Katalysators oder Filters befindliche Strömungsvorrichtungen kann dazu führen, dass Komponenten aus dem Nachbehandlungssystem wegfallen können und sich daher das Platzangebot und die Wirtschaftlichkeit verbessern. Außerdem führt das gleichmäßige Einströmen des Durchflusses in einen Katalysator zu Effizienzvorteilen beim Katalysator, z. B. einer verbesserten NOx-, Ammoniak-, Kohlenwasserstoffumwandlung und somit zu einem geringeren Katalysatorvolumen, was wiederum die Größe und Kosten der Nachbehandlung optimiert. In ähnlicher Weise führt ein gleichmäßiger Eintritt des Stroms in einen Filter zu Effizienzvorteilen beim Filter, z. B. gleichmäßigen Asche-, Ruß- oder anderen Partikel- oder Oberflächenablagerungen, so dass ein geringeres Filtervolumen notwendig ist, was wiederum die Größe und die Kosten der Nachbehandlung optimiert.
2 zeigt einen exemplarischen Katalysator oder Filter 200 mit einem Körper und einer Vielzahl von Kanälen 210, die durch den Körper hindurch ausgebildet sind. Im gezeigten Beispiel ist der Katalysator oder Filter 200 ein axialer Katalysator oder Filter 200 mit einem kreisförmigen Querschnitt, obwohl andere Geometrien des Katalysators oder Filters 200 und/oder des Querschnitts implementiert sein können (z. B. quadratisch, rechteckig, eiförmig usw.). Das Abgas strömt in eine stromaufwärtige Seite des Katalysators oder Filters 200 in eine Vielzahl von Kanälen 210 und aus einer stromabwärtigen Seite des Katalysators oder Filters 200.
3 zeigt einen exemplarischen Radialkatalysator oder Filter 300 mit einem Körper und einer Vielzahl von Kanälen 310, die durch den Körper hindurch ausgebildet sind. Der Radialkatalysator oder -filter 300 hat ein radiales Äußeres 302 und ein radiales Inneres 304 mit einer Vielzahl von Kanälen 310, die sich vom radialen Äußeren 302 zum radialen Inneren 304 erstrecken. Im gezeigten Beispiel ist der Katalysator oder Filter 300 ein radialer Katalysator oder Filter 300 mit einem kreisförmigen Querschnitt, obwohl andere Geometrien des Katalysators oder Filters 300 und/oder des Querschnitts implementiert sein können (z. B. quadratisch, rechteckig, eiförmig usw.). In einigen Implementierungen strömt das Abgas in das radiale Äußere 302 des Katalysators oder Filters 300 in die Kanäle 310 und aus dem radialen Inneren 304 des Katalysators oder Filters 300 heraus. In einigen Implementierungen strömt das Abgas in das radiale Innere 304 des Katalysators oder Filters 300 in die Kanäle 310 und aus dem radialen Äußeren 302 des Katalysators oder Filters 300 heraus.
4 zeigt eine Nachbehandlungskomponente 400 mit einem Körper, der eine stromaufwärtige axiale Öffnung 410 und eine versetzte innere axiale Öffnung 420 aufweist. Der Versatz der inneren axialen Öffnung lässt sich so anordnen, dass ein stromaufwärtiges Abgasströmungsprofil berücksichtigt wird, welches anzeigt, dass mehr Abgas in den unteren Teil der Nachbehandlungskomponente 400 strömt als in den oberen Teil der Nachbehandlungskomponente 400. Somit kann die erhöhte Substratgröße des unteren Abschnitts den zusätzlichen Abgasstrom durch die vergrößerte Größe verarbeiten, während die Substratgröße des oberen Abschnitts den geringeren Abgasstrom verarbeitet.
5 zeigt eine Nachbehandlungskomponente 500 mit einem Körper und einer Vielzahl von Kanälen 510, die durch den Körper hindurch ausgebildet sind. Der Radialkatalysator oder Filter 500 hat ein radiales Äußeres 502 und ein radiales Inneres 504 mit einer Vielzahl von Kanälen 510, die sich vom radialen Äußeren 502 zum radialen Inneren 504 erstrecken. Im gezeigten Beispiel weist der Katalysator oder Filter 500 einen eiförmigen oder länglichen Querschnitt auf, obwohl andere Geometrien des Katalysators oder Filters 500 und/oder des Querschnitts implementiert sein können (z. B. quadratisch, rechteckig, eiförmig, fünfeckig, sechseckig, siebeneckig, achteckig, sternförmig, usw.). Die Form der Nachbehandlungskomponente 500 kann den Abgasstrom in und/oder aus der Nachbehandlungskomponente 500 beeinflussen. In einigen Implementierungen strömt das Abgas in das radiale Äußere 502 des Katalysators oder Filters 500 in die Kanäle 510 und aus dem radialen Inneren 504 des Katalysators oder Filters 500 heraus. In einigen Implementierungen strömt das Abgas in das radiale Innere 504 des Katalysators oder Filters 500 in die Kanäle 510 und aus dem radialen Äußeren 502 des Katalysators oder Filters 500 heraus.
6 zeigt eine radiale Nachbehandlungskomponente 600 mit einem Körper und einer Vielzahl von durch ihn hindurch ausgebildeten Kanälen, die in einem Abgasgehäuse 690 eines Nachbehandlungssystems versetzt angeordnet sind. Bei der gezeigten Umsetzung ist die Nachbehandlungskomponente 600 aufgrund des Profils des eintretenden Abgasstromes relativ zu einer Achse des Abgasgehäuses 690 versetzt angeordnet. Das heißt, die Position der Nachbehandlungskomponente 600 relativ zur Achse des Abgasgehäuses 690 und/oder zu einem Mittelpunkt des Abgasgehäuses 690 kann je nach Profil des einströmenden Abgases in der Weise geändert werden, dass ein gleichmäßiger oder im Wesentlichen gleichmäßiger Abgasstrom durch die Nachbehandlungskomponente 600 strömt. Im gezeigten Beispiel kann das zusätzliche oder geringere Raumvolumen zwischen der Nachbehandlungskomponente 600 und dem Abgasgehäuse 690 die Geschwindigkeit, Dichte und/oder andere Eigenschaften des Abgasstroms, der in die Nachbehandlungskomponente 600 ein- und/ oder austritt, beeinflussen.
7 zeigt eine axiale oder longitudinale Nachbehandlungskomponente 700 mit einem Körper und einer durch ihn hindurch ausgebildeten Vielzahl von Kanälen 710 und eine variable stromaufwärtige Fläche 720. Die Konfiguration der variablen stromaufwärtigen Fläche 720 basiert auf einem stromaufwärtigen oder eintretenden Abgasströmungsprofil. In der gezeigten Implementierung ist eine abgewinkelte stromaufwärtige Fläche 720 für einen stromaufwärtigen Abgasstrom vorgesehen, der an einem Ende eine erhöhte Geschwindigkeit oder Dichte aufweist und am anderen Ende abnimmt. Für andere Abgasströmungsprofile kann die variable stromaufwärtige Fläche 720 andere Konfigurationen aufweisen, wie etwa kreisförmig, länglich, torusförmig, gewinkelt, gekrümmt, gewölbt, konvex oder konkav, pyramidenförmig, konisch, sinusförmig oder eine andere Form oder Krümmung. In einigen Implementierungen kann die variable stromaufwärtige Fläche 720 an der stromabwärtigen Auslassfläche angebaut sein, um das stromabwärtige Abgasströmungsprofil, das die Nachbehandlungskomponente 700 verlässt, zu beeinflussen.
8 zeigt eine Nachbehandlungskomponente 800, die einen Körper mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten Kanälen 810 und eine variable Einlassöffnung 820 sowie eine variable Auslassöffnung 830 aufweist. Die variable Einlassöffnung 820 und/oder die variable Auslassöffnung 830 können eine beliebige geometrische Konfiguration aufweisen, zum Beispiel halbkonisch, oval, pyramidenförmig, sinusförmig oder eine andere Form oder Krümmung haben, um den Abgasstrom, der in die Kanäle eintritt oder aus den Kanälen 810 austritt, zu beeinflussen. In der gezeigten Umsetzung ist die variable Einlassöffnung 820 halbkonisch und dehnt sich aus, während Abgas in die variable Einlassöffnung 820 strömt. Die variable Auslassöffnung 830 ist ebenfalls halbkonisch und zieht sich zusammen, während Abgas aus der variablen Auslassöffnung 830 strömt. Die Form der variablen Einlassöffnung 820 kann auf dem Profil des eintretenden Abgasstroms basieren. In ähnlicher Weise kann die Form der variablen Auslassöffnung 830 auf dem Profil des eintretenden Abgasstroms basieren.
9 zeigt eine andere Nachbehandlungskomponente 900, die einen Körper mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten Kanälen und eine variable Einlass- oder Auslassöffnung 910 aufweist. In der gezeigten Umsetzung ist die variable Einlass- oder Auslassöffnung 910 oval oder länglich und zu einer Achse des Körpers hin versetzt angeordnet. Das heißt, auf der Grundlage des Strömungsprofils des in die Nachbehandlungskomponente 900 einströmenden Abgases und/oder daraus ausströmenden Abgases kann die variable Einlass- oder Auslassöffnung 910 relativ zu einer Mittelachse der Nachbehandlungskomponente 900 versetzt sein und/oder eine variable Form aufweisen, zum Beispiel länglich, quadratisch, rechteckig, eiförmig, fünfeckig, sechseckig, siebeneckig, achteckig, sternförmig usw. Die versetzte variable Einlass- oder Auslassöffnung 910 kann die Länge und/oder Zeit, während der Abgas durch die Nachbehandlungskomponente 900 für Abschnitte der Nachbehandlungskomponente 900 strömt, erhöhen oder die Länge und/oder Zeit, während der das Abgas durch die Nachbehandlungskomponente 900 für Abschnitte der Nachbehandlungskomponente 900 strömt, verringern, was vom Strömungsprofil des einströmenden Abgases abhängt, und/oder sie kann das Strömungsprofil des ausströmenden Abgases beeinflussen.
Durch den Versatz ist es möglich, dass bestimmte Kanäle näher am Strömungseinlass liegen als andere Kanäle im Körper, was dazu beiträgt, dass eine gleichförmige Strömung entsteht. Zusätzlich zu einem nicht mittig angeordneten Einlass könnte der Einlass auch nicht rund sein, um das gewünschte gleichförmige Strömungsfeld zu regulieren. Zusätzlich könnte das mittige Loch die relativen Positionen axial durch die Nachbehandlungskomponente hindurch verändern, wenn sich ein Ende in der Mitte und das andere Ende zu einer Seite der Nachbehandlungskomponente hin versetzt befindet.
10 zeigt eine andere Nachbehandlungskomponente 1000, die einen Körper mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten Kanälen und eine variable Einlassöffnung oder Auslassöffnung 1010 aufweist. In der gezeigten Implementierung umfasst die variable Einlass- oder Auslassöffnung 1010 zusätzliche Winkelflächen zum Vergrößern eines Flächenbereichs der Stirnfläche für das einströmende oder ausströmende Abgas im Vergleich zu einer kreisförmigen Öffnung 1020. Das heißt, auf der Grundlage des Strömungsprofils des in die Nachbehandlungskomponente 1000 einströmenden Abgases oder aus der Nachbehandlungskomponente 1000 ausströmenden Abgases kann die variable Einlass- oder Auslassöffnung 1010 eine variable Form aufweisen, zum Beispiel länglich, quadratisch, rechteckig, eiförmig, fünfeckig, sechseckig, siebeneckig, achteckig, sternförmig usw. Die variable Einlass- oder Auslassöffnung 1010 kann die Länge und/oder Zeit, während der Abgas durch die Nachbehandlungskomponente 1000 für Abschnitte der Nachbehandlungskomponente 1000 strömt, erhöhen oder die Länge und/oder Zeit, während der das Abgas durch die Nachbehandlungskomponente 1000 für Abschnitte der Nachbehandlungskomponente 1000 strömt, verringern, was vom Strömungsprofil des einströmenden Abgases abhängt, und/oder sie kann das Strömungsprofil des ausströmenden Abgases beeinflussen. Darüber hinaus kann die vergrößerte offene Stirnfläche an der variablen Einlass- oder Auslassöffnung 1010 sowohl die Blockierung des Einlassbereichs reduzieren als auch einen geringeren Gegendruck bereitstellen. In Nachbehandlungssystemen kann das Verstopfen der Stirnfläche eines Katalysators oder Filters (z. B. bei einem Dieseloxidationskatalysator, Katalysator für selektive katalytische Reduktion, Dieselpartikelfilter usw.) mit Kohlenwasserstoffen und/oder Ruß je nach Vergrößerung des Einlassbereichs reduziert werden.
IV. Beispiel einer variablen Kanalgeometrie
Substrat- und/oder Filterkanäle verschiedener Formen können Vorteile für die Nachbehandlungsleistung haben. Beispiele für Kanalformen, die Vorteile bieten können, sind gekrümmte Kanäle, Zick-Zack-Kanäle, Turbo-Kanäle, abgewinkelte Kanäle und viele andere. Die Kanäle können so geformt sein, dass eine Ausrichtung auf die eintretende oder stromaufwärts gerichtete Strömung möglich ist, was zu einer verbesserten Gleichförmigkeit des Durchflusses in den Kanälen und zu einem niedrigeren Gesamtgegendruck führen kann. Die Form der Kanäle kann auch beeinflussen, wie Asche durch das Substrat und/oder den Filter verteilt wird, und kann die Ascheansammlung, die den Gegendruck beeinflusst, minimieren. Kanalformen können sich auch positiv auf die Partikelanzahl (PN), die aus der Einspritzung von Reduktionsmittel in Nachbehandlungssysteme resultieren kann, auswirken. Die Form der Kanäle kann die lokalen Strömungseigenschaften innerhalb des Kanals (laminare oder turbulente Strömungsschwankung) beeinflussen und zu einer verbesserten Leistung, zum Beispiel bei der Umwandlung von NO_x, Kohlenwasserstoff, NH₃ usw. des Katalysators führen. Die Kanäle können auch so geformt sein, dass sie die austretende oder stromabwärtige Strömung beeinflussen, was zu einer verbesserten Gleichmäßigkeit des Abgasstromes aus den Kanälen in die stromabwärtige Nachbehandlungskomponente und zu einem niedrigeren Gesamtgegendruck führen kann. Diese Konfigurationen sind in der Lage, zusätzliche Strömungsregelungselemente zu eliminieren, da sie für eine verbesserte Gleichförmigkeit sorgen, was zu einer geringeren Länge oder einem verringerten Platzbedarf des radialen Katalysators oder Filters führen kann, so dass Kosten reduziert werden können und weniger Gegendruck entsteht.
In einigen Implementierungen kann die Kanalgeometrie in radialen Katalysatoren und/oder Filtern konfiguriert sein, um Asche oder andere Partikel gleichmäßiger auf mehrere Stellen zu verteilen anstatt nur überwiegend auf eine radiale innere Stelle. Dies kann erreicht werden, indem die Kanalgeometrie so konfiguriert wird, dass es zahlreiche „Kanalenden“ gibt, an denen sich Asche oder andere Partikel sammeln können. Das heißt, Kanäle können so konfiguriert sein, dass sie sich an mehreren radialen Punkten innerhalb des radialen Katalysators oder Filters 200 überschneiden und aggregieren, um Asche oder andere Partikel an diesen Schnittpunkten zu sammeln. Auf diese Weise lassen sich Asche oder andere Partikel über das Filter- oder Substratvolumen effektiv besser verteilen, als wenn die Asche oder die Partikel an einer einzelnen oder an wenigen radialen inneren Stellen konzentriert würden. Eine solche mehrstufige Asche- oder Partikelaufnahme mithilfe des Volumens des Radialkatalysators oder -filters 200 kann den Gegendruck (z. B. weil Asche oder Partikel, die einen einzelnen Auslass verstopfen, den Gegendruck rasch erhöhen, wenn Asche oder Partikel zunehmen) und ebenso die thermische Stabilität verbessern.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf die 11-18 werden verschiedene Konfigurationen für einen radialen Katalysator oder Filter mit unterschiedlichen Geometrien und Konfigurationen für die Kanäle des radialen Katalysators oder Filters dargestellt. Jede der folgenden Kanalgeometrien kann mit einer der anderen hier beschriebenen Kanalgeometrien kombiniert werden, um eine ungleichmäßige Kanalgeometrie zu erhalten (z. B. ein gerader Kanal für einen ersten Abschnitt mit einem gekrümmten zweiten Abschnitt, ein gekrümmter Kanal für einen ersten Abschnitt mit einem zweiten Zick-Zack-Abschnitt usw.). Darüber hinaus können die folgenden Kanalgeometrien mit einer der anderen hierin beschriebenen Kanalgeometrien in verschiedenen Abschnitten des radialen Katalysators oder Filters kombiniert werden, so dass sich ein radialer Katalysator oder Filter mit unterschiedlichen Sektoren von Kanalgeometrien ergibt (z. B. eine obere Hälfte des Radialkatalysators oder -filters mit gekrümmten Kanälen und eine untere Hälfte des Radialkatalysators oder -filters mit Zick-Zack-Kanälen).
11 zeigt eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines radialen Katalysators oder Filters 1100 mit einem radialen Äußeren 1102 und einem radialen Inneren 1104 für einen Körper, wie etwa ein Substrat. Der Radialkatalysator oder -filter 1100 weist einen oder mehrere gekrümmte Kanäle 1110 auf, die im Körper von der radialen Außenseite 1102 zur radialen Innenseite 1104 verlaufen. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der gekrümmten Kanäle 1110 senkrecht zur Oberfläche am radialen Äußeren 1102 bzw. am radialen Inneren 1104 angeordnet sein. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der gekrümmten Kanäle 1110 einen Winkel (z. B. 0 Grad einschließlich bis 90 Grad einschließlich) relativ zur Oberfläche am radialen Äußeren 1102 bzw. am radialen Inneren 1104 bilden. In einigen Implementierungen kann der Einlass der gekrümmten Kanäle 1110 größer und/oder kleiner als der Auslass des gekrümmten Kanals 1110 sein. In einigen Implementierungen können die gekrümmten Kanäle 1110 Riefen (z. B. spiralförmige Nuten) und/oder Leitschaufeln umfassen, die im gekrümmten Kanal 1110 ausgebildet sind. Die gekrümmten Kanäle 1110 können das Einströmen oder Ausströmen des Abgases verbessern, wenn der Eintrittswinkel zu den gekrümmten Kanälen 1110 im Wesentlichen auf die eintretende Strömung ausgerichtet ist und/oder der Austrittswinkel zu den gekrümmten Kanälen 1110 im Wesentlichen auf eine gewünschte Richtung der austretenden Strömung ausgerichtet ist. Bei Implementierungen des Katalysators kann die gekrümmte Form der gekrümmten Kanäle 1110 aufgrund eines erhöhten Kanalwandkontakts zwischen dem Abgas, das durch die Kanäle 1110 strömt, und dem aktiven Material des Katalysators, mit dem die Wände der Kanäle 1110 beschichtet sind, auch die Katalysatorleistung verbessern.
12 zeigt eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines radialen Katalysators oder Filters 1200 mit einem radialen Äußeren 1202 und einem radialen Inneren 1204 für einen Körper, wie etwa ein Substrat. Der Radialkatalysator oder -filter 1200 weist einen oder mehrere S-förmige Kanäle 1210 auf, die im Körper von der radialen Außenseite 1202 zur radialen Innenseite 1204 verlaufen. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der S-förmigen Kanäle 1210 senkrecht zur Oberfläche am radialen Äußeren 1202 und/oder am radialen Inneren 1204 angeordnet sein. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der S-förmigen Kanäle 1210 einen Winkel (z. B. 0 Grad einschließlich bis 90 Grad einschließlich) relativ zur Oberfläche am radialen Äußeren 1202 bzw. am radialen Inneren 1204 bilden. In einigen Implementierungen kann der Einlass der S-förmigen Kanäle 1210 größer und/oder kleiner als der Auslass der S-förmigen Kanäle 1210 sein. In einigen Implementierungen können die S-förmigen Kanäle 1210 Riefen (z. B. spiralförmige Nuten) und/oder Leitschaufeln umfassen, die in den S-förmigen Kanälen 1210 ausgebildet sind. In einigen Implementierungen können die S-förmigen Kanäle 1210 eine einzelne S-Form (z. B. eine Schwingung) oder mehrere Schwingungen aufweisen. Die Amplitude der S-förmigen Kanäle 1210 kann stromaufwärts bis stromabwärts der S-förmigen Kanäle 1210 variieren (z. B. eine größere Amplitude stromaufwärts nahe dem Einlass und eine kleinere Amplitude oder ein gerader Kanal stromabwärts nahe dem Auslass). In manchen Implementierungen kann die Amplitude der S-förmigen Kanäle 1210 konstant sein. Aufgrund der zusätzlichen Windungen der S-förmigen Kanäle 1210 kann der Radialkatalysator oder -filter 1200 einen höheren Gegendruck als bei gekrümmten oder geraden Kanälen aufweisen, kann jedoch die Strömungsgleichmäßigkeit im Radialkatalysator oder -filter 1200 aufgrund des höheren Gegendrucks weiter verbessern. Zusätzlich kann die Krümmung der Kanäle 1210 die Leistungsvorteile des Katalysators aufgrund des besseren Kontakts des Abgasstromes mit dem Katalysatormaterial an den gekrümmten Kanalwänden erhöhen.
13 zeigt eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines radialen Katalysators oder Filters 1300 mit einem radialen Äußeren 1302 und einem radialen Inneren 1304 für einen Körper, wie etwa ein Substrat. Der Radialkatalysator oder -filter 1300 weist einen oder mehrere Zick-Zack-Kanäle 1310 auf, die im Körper von der radialen Außenseite 1302 zur radialen Innenseite 1304 verlaufen. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der Zick-Zack-Kanäle 1310 senkrecht zur Oberfläche am radialen Äußeren 1302 und/oder am radialen Inneren 1304 angeordnet sein. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der Zick-Zack-Kanäle 1310 einen Winkel (z. B. 0 Grad einschließlich bis 90 Grad einschließlich) relativ zur Oberfläche am radialen Äußeren 1302 bzw. am radialen Inneren 1304 bilden. In einigen Implementierungen kann der Einlass der Zick-Zack-Kanäle 1310 größer und/oder kleiner als der Auslass der Zick-Zack-Kanäle 1310 sein. In einigen Implementierungen können die Zick-Zack-Kanäle 1310 Riefen (z. B. spiralförmige Nuten) und/oder Leitschaufeln umfassen, die in den Zick-Zack-Kanälen 1310 ausgebildet sind. In einigen Implementierungen können die Zick-Zack-Kanäle 1310 eine einzelne Zick-Zack-Form (z. B. eine Schwingung) oder mehrere Schwingungen aufweisen. Die Amplitude der Zick-Zack-Kanäle 1310 kann stromaufwärts bis stromabwärts der Zick-Zack-Kanäle 1310 variieren (z. B. eine größere Amplitude stromaufwärts nahe dem Einlass und eine kleinere Amplitude oder ein gerader Kanal stromabwärts nahe dem Auslass). In manchen Implementierungen kann die Amplitude der Zick-Zack-Kanäle 1310 konstant sein. Aufgrund der zusätzlichen Windungen der Zick-Zack-Kanäle 1310 kann der Radialkatalysator oder -filter 1300 einen höheren Gegendruck als bei gekrümmten oder geraden Kanälen aufweisen, kann jedoch die Strömungsgleichmäßigkeit im Radialkatalysator oder -filter 1300 aufgrund des höheren Gegendrucks weiter verbessern. Zusätzlich können die größere Weglänge und die Schwingungen der Kanäle 1310 die Leistungsvorteile des Katalysators aufgrund des besseren Kontakts des Abgasstromes mit dem Katalysatormaterial an den gekrümmten Kanalwänden erhöhen. Zusätzlich können die starken Änderungen der Kanalform die Ablagerungsstellen für Asche oder andere Partikel unterstützen und zu einer besseren Ablagerungsleistung von Asche oder anderen Partikeln im Vergleich zu Kanälen mit glatteren Formen führen. Die stärker konturierten Kanäle 1310 können auch die Leistung der Partikelanzahl (PN) verbessern.
14 zeigt eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines radialen Katalysators oder Filters 1400 mit einem radialen Äußeren 1402 und einem radialen Inneren 1404 für einen Körper, wie etwa ein Substrat. Der Radialkatalysator oder -filter 1400 weist einen oder mehrere turboförmige Kanäle 1410 auf, die im Körper von der radialen Außenseite 1402 zur radialen Innenseite 1404 verlaufen. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der turboförmigen Kanäle 1410 senkrecht zur Oberfläche am radialen Äußeren 1402 und/oder am radialen Inneren 1404 angeordnet sein. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der turboförmigen Kanäle 1410 einen Winkel (z. B. 0 Grad einschließlich bis 90 Grad einschließlich) relativ zur Oberfläche am radialen Äußeren 1402 bzw. am radialen Inneren 1404 bilden. In der gezeigten Implementierung ist der Einlass der turboförmigen Kanäle 1410 größer als der Auslass der turboförmigen Kanäle 1410, so dass das in die turboförmigen Kanäle 1410 einströmende Abgas durch die turboförmigen Kanäle 1410 komprimiert und beschleunigt wird. In einigen Implementierungen können die turboförmigen Kanäle 1410 Riefen (z. B. spiralförmige Nuten) und/oder Leitschaufeln umfassen, die in den turboförmigen Kanälen 1410 ausgebildet sind. Die turboförmigen Kanäle 1410 können das Einströmen oder Ausströmen des Abgases verbessern, wenn der Eintrittswinkel zu den turboförmigen Kanälen 1410 im Wesentlichen auf die eintretende Strömung ausgerichtet ist und/oder der Austrittswinkel zu den turboförmigen Kanälen 1410 im Wesentlichen auf eine gewünschte Richtung der austretenden Strömung ausgerichtet ist. Bei Implementierungen des Katalysators kann die turboförmige Form der turboförmigen Kanäle 1410 aufgrund eines erhöhten Kanalwandkontakts zwischen dem Abgas, das durch die turboförmigen Kanäle 1410 strömt, und dem aktiven Material des Katalysators, mit dem die Wände der turboförmigen Kanäle 1410 beschichtet sind, auch die Katalysatorleistung verbessern.
15 zeigt eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines radialen Katalysators oder Filters 1500 mit einem radialen Äußeren 1502 und einem radialen Inneren 1504 für einen Körper, wie etwa ein Substrat. Der Radialkatalysator oder -filter 1500 weist einen oder mehrere tangentiale Kanäle 1510 auf, die im Körper von der radialen Außenseite 1502 zur radialen Innenseite 1504 verlaufen. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der tangentialen Kanäle 1510 senkrecht zur Oberfläche am radialen Äußeren 1502 und/oder am radialen Inneren 1504 angeordnet sein. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der tangentialen Kanäle 1510 einen Winkel (z. B. 0 Grad einschließlich bis 90 Grad einschließlich) relativ zur Oberfläche am radialen Äußeren 1502 und/oder am radialen Inneren 1504 bilden. In der gezeigten Implementierung hat der Auslass der tangentialen Kanäle 1510 einen Winkel, der tangential zum radialen Inneren 1504 verläuft. In einigen Implementierungen kann der Einlass der tangentialen Kanäle 1510 größer und/oder kleiner als der Auslass der tangentialen Kanäle 1510 sein. In einigen Implementierungen können die tangentialen Kanäle 1510 Riefen (z. B. spiralförmige Nuten) und/oder Leitschaufeln umfassen, die in den tangentialen Kanälen 1510 ausgebildet sind. Tangentiale Kanäle 1510 können das Einströmen oder Ausströmen des Abgases verbessern, wenn der Eintrittswinkel zu den tangentialen Kanälen 1510 im Wesentlichen auf die eintretende Strömung ausgerichtet ist und/oder der Austrittswinkel zu den tangentialen Kanälen 1510 im Wesentlichen auf eine gewünschte Richtung der austretenden Strömung ausgerichtet ist. Bei Implementierungen des Katalysators kann der tangentiale Auslass und/oder Einlass der tangentialen Kanäle 1510 aufgrund eines erhöhten Kanalwandkontakts zwischen dem Abgas, das durch die tangentialen Kanäle 1510 strömt, und dem aktiven Material des Katalysators, mit dem die Wände der tangentialen Kanäle 1510 beschichtet sind, auch die Katalysatorleistung verbessern.
16 zeigt eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines radialen Katalysators oder Filters 1600 mit einem radialen Äußeren 1602 und einem radialen Inneren 1604 für einen Körper, wie etwa ein Substrat. Der Radialkatalysator oder -filter 1600 weist einen oder mehrere abgewinkelte oder schraubenförmige Kanäle 1610 auf, die im Körper von der radialen Außenseite 1602 zur radialen Innenseite 1604 verlaufen. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanäle 1610 senkrecht zur Oberfläche am radialen Äußeren 1602 und/oder am radialen Inneren 1604 angeordnet sein. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanäle 1610 einen Winkel (z. B. 0 Grad einschließlich bis 90 Grad einschließlich) relativ zur Oberfläche am radialen Äußeren 1602 und/oder am radialen Inneren 1604 bilden. In einigen Implementierungen kann der Einlass der abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanäle 1610 größer und/oder kleiner als der Auslass der abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanäle 1610 sein. In einigen Implementierungen können die abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanäle 1610 Riefen (z. B. spiralförmige Nuten) und/oder Leitschaufeln umfassen, die in den abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanälen 1610 ausgebildet sind. Die abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanäle 1610 können das Einströmen und/oder Ausströmen des Abgases verbessern, wenn der Eintrittswinkel zu den abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanälen 1610 im Wesentlichen auf die eintretende Strömung ausgerichtet ist und/oder der Austrittswinkel zu den abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanälen 1610 im Wesentlichen auf eine gewünschte Richtung der austretenden Strömung ausgerichtet ist. Bei Implementierungen des Katalysators kann die abgewinkelte oder schraubenförmige Form der abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanäle 1610 aufgrund eines erhöhten Kanalwandkontakts zwischen dem Abgas, das durch die abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanäle 1610 strömt, und dem aktiven Material des Katalysators, mit dem die Wände der abgewinkelten oder schraubenförmigen Kanäle 1610 beschichtet sind, auch die Katalysatorleistung verbessern.
17 zeigt eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines radialen Katalysators oder Filters 1700 mit einem radialen Äußeren 1702 und einem radialen Inneren 1704 für einen Körper, wie etwa ein Substrat. Der Radialkatalysator oder -filter 1700 weist einen oder mehrere ungleichmäßige Kanäle 1716 auf, die im Körper von der radialen Außenseite 1702 zur radialen Innenseite 1704 verlaufen. Die ungleichmäßigen Kanäle 1716 können eine Kombination aus einer oder mehreren geometrischen Konfigurationen entlang der Länge der ungleichmäßigen Kanäle 1716 sein. In der gezeigten Implementierung umfassen die ungleichmäßigen Kanäle 1716 einen geraden ersten Abschnitt und einen gekrümmten zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt kann gerade, gekrümmt, S-förmig, zick-zack-förmig, turboförmig, tangential, abgewinkelt oder schraubenförmig sein oder eine andere Geometrie haben. Der zweite Abschnitt kann gerade, gekrümmt, S-förmig, zick-zack-förmig, turboförmig, tangential, abgewinkelt oder schraubenförmig sein oder eine andere Geometrie haben. Zusätzliche Abschnitte (z. B. ein dritter oder weitere Abschnitte) können enthalten sein und gerade, gekrümmt, S-förmig, zick-zack-förmig, turboförmig, tangential, abgewinkelt und schraubenförmig ausgebildet sein oder eine andere Geometrie aufweisen. Die Auswahl des ersten Abschnitts kann auf einem Profil eines in den radialen Katalysator oder Filter 1700 eintretenden Abgasstroms basieren (z. B. gerade für einen in den radialen Katalysator oder Filter 1700 eintretenden geraden Abgasstrom, gekrümmt für einen in den radialen Katalysator oder Filter 1700 eintretenden gekrümmten Abgasstrom usw.). Die Auswahl des zweiten Abschnitts kann auf einem gewünschten Profil eines aus dem radialen Katalysator oder Filter 1700 austretenden Abgasstroms basieren (z. B. gerade für einen aus dem radialen Katalysator oder Filter 1700 austretenden geraden Abgasstrom, gekrümmt für einen aus dem radialen Katalysator oder Filter 1700 austretenden gekrümmten Abgasstrom usw.). In anderen Implementierungen kann der erste, zweite oder weitere Abschnitt der ungleichmäßigen Kanäle 1716 ausgewählt werden, um den Gegendruck zu erhöhen und den Kontakt zwischen dem Abgas und dem Beschichtungsmaterial der ungleichmäßigen Kanäle 1716 usw. zu verbessern. Beispielsweise könnten die ungleichmäßigen Kanäle 1716 einen geraden ersten Abschnitt (z. B. basierend auf einem Profil eines gerade eintretenden Stroms in einen jeweiligen ungleichmäßigen Kanal 1716), einen Zick-Zack-Mittelabschnitt (z. B. zum Erhöhen des Gegendrucks und des Kontakts zwischen dem Abgas und dem Beschichtungsmaterial des ungleichmäßigen Kanals 1716) und einen gekrümmten zweiten Abschnitt (z. B. basierend auf einem gewünschten gekrümmten oder wirbelnden Strömungsprofil des Abgases, das aus dem ungleichmäßigen Kanal 1716 austritt) umfassen.
In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der ungleichmäßigen Kanäle 1716 senkrecht zur Oberfläche am radialen Äußeren 1702 und/oder am radialen Inneren 1704 angeordnet sein. In einigen Implementierungen können ein Einlass und/oder ein Auslass der ungleichmäßigen Kanäle 1716 einen Winkel (z. B. 0 Grad einschließlich bis 90 Grad einschließlich) relativ zur Oberfläche am radialen Äußeren 1702 und/oder am radialen Inneren 1704 bilden. In einigen Implementierungen kann der Einlass der ungleichmäßigen Kanäle 1716 größer und/oder kleiner als der Auslass der ungleichmäßigen Kanäle 1716 sein. In einigen Implementierungen können die ungleichmäßigen Kanäle 1716 Riefen (z. B. spiralförmige Nuten) und/oder Leitschaufeln umfassen, die in den ungleichmäßigen Kanälen 1716 ausgebildet sind. Ungleichmäßige Kanäle 1716 können das Einströmen und/oder Ausströmen des Abgases verbessern, wenn der Eintrittswinkel zu den ungleichmäßigen Kanälen 1716 im Wesentlichen auf die eintretende Strömung ausgerichtet ist und/oder der Austrittswinkel zu den ungleichmäßigen Kanälen 1716 im Wesentlichen auf eine gewünschte Richtung der austretenden Strömung ausgerichtet ist. Bei Implementierungen des Katalysators können die ungleichmäßigen Kanäle aufgrund eines erhöhten Kanalwandkontakts zwischen dem Abgas, das durch die ungleichmäßigen Kanäle 1716 strömt, und dem aktiven Material des Katalysators, mit dem die Wände der ungleichmäßigen Kanäle 1716 beschichtet sind, auch die Katalysatorleistung verbessern.
Unter weiterer Bezugnahme auf 17 kann der radiale Katalysator oder Filter 1700 mehr als einen Kanaltyp umfassen, z. B. einen Zick-Zack-Kanal 1710, einen S-förmigen Kanal 1712, einen gekrümmten Kanal 1714 und/oder einen ungleichmäßigen Kanal 1716. Die Geometrie eines oder mehrerer Kanäle des Radialkatalysators oder -filters 1700 kann auf einer gewünschten Leistung für einen entsprechenden Abschnitt des Radialkatalysators oder -filters 1700 basieren, wobei das Profil eines Abgasstromes in den Abschnitt des Radialkatalysators oder -filters 1700 eintritt und/oder aus diesem austritt. So kann beispielsweise eine erste Hälfte und/oder ein erster Abschnitt des Radialkatalysators oder -filters 1700 gekrümmte Kanäle 1714 aufweisen, die auf einer gekrümmten Strömung in die gekrümmten Kanäle 1714 an der radialen Außenseite 1702 und auf einer gewünschten gekrümmten oder verwirbelten Strömung, die aus den gekrümmten Kanälen 1714 an der radialen Innenseite 1704 austritt, basieren. Eine zweite Hälfte und/oder ein zweiter Abschnitt des Radialkatalysators oder -filters 1700 kann ungleichmäßige Kanäle 1716 aufweisen, die auf einer geraden Strömung in die ungleichmäßigen Kanäle 1716 an der radialen Außenseite 1702 und auf einer gewünschten gekrümmten oder verwirbelten Strömung, die aus den ungleichmäßigen Kanälen 1716 an der radialen Innenseite 1704 austritt, basieren. Die Kanäle für die erste Hälfte, den ersten Abschnitt, die zweite Hälfte, den zweiten Abschnitt und/oder andere Abschnitte können andere Geometrien haben, z. B. gerade, gekrümmt, S-förmig, Zick-Zack-förmig, turboförmig, tangential, abgewinkelt oder schraubenförmig sein oder eine beliebige andere Geometrie aufweisen.
18 ist eine Querschnittsansicht eines radialen Katalysators oder Filters 1800 mit mehreren Kreuzungskanälen 1810, durch die Abgas strömt und die von einem radialen Äußeren zu einem radialen Inneren verlaufen. Die Geometrie der Vielzahl von Kreuzungskanälen ist derart, dass Partikel, zum Beispiel Asche, an mehreren Stellen oder Schnittpunkten verteilt werden, anstatt sie an einer oder nur an wenigen Stellen im radialen Inneren zu verteilen. Wie in 18 gezeigt, weist die Geometrie der Vielzahl von Kreuzungskanälen mehrere Schnittpunkte auf, die in unterschiedlichen radialen Abständen zum radialen Inneren des Radialkatalysators oder -filters 1800 angeordnet sind. In einigen Implementierungen können die Schnittstellen einen Filter oder eine andere Membran oder Struktur aufweisen, um Partikel am Schnittpunkt aufzufangen. Somit weist die Vielzahl der Kreuzungskanäle 1810 zahlreiche „Kanalenden“ auf, die durch die Schnittpunkte gebildet werden, so dass sich das Feinstaubmaterial an den vielen Kanalenden anstatt an einem einzigen Ende oder an wenigen Enden im radialen Inneren sammelt. Auf diese Weise verteilen sich die Partikel über das Filter- oder Substratvolumen und konzentrieren sich nicht an einer oder an wenigen Stellen im radialen Inneren. Da sich Partikel an mehreren Schnittpunkten und Stellen ablagern, wenn ein einzelner Schnittpunkt verstopft ist oder einen verringerten Durchfluss aufweist, können die im Abgas mitgerissenen Partikel zu anderen, nicht verstopften oder offenen Abschnitten transportiert werden, so dass das Abgas ungehindert durch den radialen Katalysator oder Filter 1800 strömen kann. Somit kann die Vielzahl der Kreuzungskanäle 1810 den Gegendruck, der vom Radialkatalysator oder Filter 1800 verursacht wird, reduzieren und die thermische Stabilität verbessern.
Beispiel einer variablen Zelldichte
19 zeigt einen exemplarischen Katalysator oder Filter 1900 mit einem Körper 1910 und einer variablen Kanalgröße oder Zelldichte. Im gezeigten Beispiel ist der Katalysator oder Filter 1900 ein axialer Katalysator oder Filter 1900 mit einem kreisförmigen Querschnitt, obwohl andere Geometrien des Katalysators oder Filters 1900 und/oder des Querschnitts implementiert sein können (z. B. quadratisch, rechteckig, eiförmig usw.). Der Katalysator oder Filter 1900 schließt einen ersten Abschnitt 1912 und einen zweiten Abschnitt 1914 ein. Der erste Abschnitt 1912 umfasst Kanäle mit einer größeren Kanalgröße (z. B. Querschnittsbereich) oder geringeren Zelldichte. Der zweite Abschnitt 1914 umfasst Kanäle mit einer kleineren Kanalgröße (z. B. Querschnittsbereich) oder höheren Zelldichte. Im gezeigten Beispiel weist der axiale Katalysator oder Filter 1900 den ersten Abschnitt 1912 und den zweiten Abschnitt 1914 auf, die sich in seitlicher Richtung durch den ersten Abschnitt 1912 unterscheiden, wobei der zweite Abschnitt 1914 longitudinal im Katalysator oder Filter 1900 angeordnet werden könnte. In weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt 1912 und der zweite Abschnitt 1914 sowohl in der Längs- als auch in der seitlichen Richtung variieren. In noch weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt 1912 und der zweite Abschnitt 1914 in der radialen Richtung variieren (z. B. der zweite Abschnitt in einem radialen Inneren und der erste Abschnitt an einem radialen Äußeren). In noch weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt 1912 und der zweite Abschnitt 1914 eine zufällige Verteilung oder eine andere Konfiguration haben. Die Konfiguration kann auf einem stromaufwärtigen Strömungsprofil des in den Katalysator oder Filter 1900 einströmenden Abgases basieren. Das Abgas strömt in eine stromaufwärtige Seite des Katalysators oder Filters 1900 in eine Vielzahl von Kanälen im ersten Abschnitt 1912 und zweiten Abschnitt 1914 und aus einer stromabwärtigen Seite des Katalysators oder Filters 1900 heraus.
20 zeigt einen exemplarischen Radialkatalysator oder Filter 2000 mit einem Körper und einer variablen Kanalgröße oder Zelldichte. Der Radialkatalysator oder Filter 2000 hat ein radiales Äußeres 2002 und ein radiales Inneres 2004 mit einer Vielzahl von Kanälen 2012, 2022, die sich vom radialen Äußeren 2002 zum radialen Inneren 2004 erstrecken. Im gezeigten Beispiel ist der Katalysator oder Filter 2000 ein radialer Katalysator oder Filter 2000 mit einem kreisförmigen Querschnitt, obwohl andere Geometrien des Katalysators oder Filters 2000 und/oder des Querschnitts implementiert sein können (z. B. quadratisch, rechteckig, eiförmig usw.). Der Katalysator oder Filter 2000 schließt einen ersten Abschnitt 2020 und einen zweiten Abschnitt 2010 ein. Der erste Abschnitt 2020 umfasst Kanäle 2022 mit einer größeren Kanalgröße (z. B. Querschnittsbereich) oder geringeren Zelldichte. Der zweite Abschnitt 2010 umfasst Kanäle 2012 mit einer kleineren Kanalgröße (z. B. Querschnittsbereich) oder höheren Zelldichte. Im gezeigten Beispiel weist der radiale Katalysator oder Filter 2000 den ersten Abschnitt 2020 und den zweiten Abschnitt 2010 auf, die sich in seitlicher Richtung von der einen zur anderen Hälfte durch den ersten Abschnitt 2020 unterscheiden, wobei der zweite Abschnitt 2010 axial innerhalb des Katalysators oder Filters 2000 angeordnet werden könnte. In weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt 2020 und der zweite Abschnitt 2010 sowohl in der axialen als auch seitlichen Richtung variieren. In noch weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt 2020 und der zweite Abschnitt 2010 in der radialen Richtung variieren (z. B. der zweite Abschnitt in einem radialen Inneren und der erste Abschnitt an einem radialen Äußeren). In noch weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt 2020 und der zweite Abschnitt 2010 eine zufällige Verteilung oder eine andere Konfiguration aufweisen. Die Konfiguration kann auf einem stromaufwärtigen Strömungsprofil des in den Katalysator oder Filter 2000 einströmenden Abgases basieren. In einigen Implementierungen strömt das Abgas in das radiale Äußere 2002 des Katalysators oder Filters 2000 in die Kanäle 2012, 2022 und aus dem radialen Inneren 2004 des Katalysators oder Filters 2000 heraus. In anderen Implementierungen strömt das Abgas in das radiale Innere 2004 des Katalysators oder Filters 2000 in die Kanäle 2012, 2022 und aus dem radialen Äußeren 2002 des Katalysators oder Filters 2000 heraus.
21 zeigt eine Implementierung eines mehrachsigen Filters 2100 mit einem Körper und einer variablen Kanalgröße oder Zelldichte. In der gezeigten Implementierung strömt das Abgas in einen Einlass des mehrachsigen Filters 2100 ein und wird nach außen in die Filterabschnitte 2110 mit variablen Kanalgrößen oder Zelldichten geleitet. In der gezeigten Implementierung blockiert eine Innenwand den Abgasstrom, um ihn in die Kanäle 2112, 2114 zu leiten. In der gezeigten Implementierung umfasst der mehrachsige Filter 2100 mehrere Abschnitte mit mehreren Kanalgrößen. Ein erster Abschnitt umfasst Kanäle 2114 mit einer größeren Kanalgröße (z. B. Querschnittsbereich) oder geringeren Zelldichte. Ein zweiter Abschnitt umfasst Kanäle 2112 mit einer kleineren Kanalgröße (z. B. Querschnittsbereich) oder höheren Zelldichte. Im gezeigten Beispiel weist der mehrachsige Filter 2100 den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt auf, die sich in Längsrichtung durch den ersten Abschnitt unterscheiden, wobei der zweite Abschnitt seitlich innerhalb des mehrachsigen Filters 2100 angeordnet werden könnte. In weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt sowohl in der Längs- als auch in der seitlichen Richtung variieren. In noch weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt in der radialen Richtung variieren (z. B. der zweite Abschnitt in einem radialen Inneren und der erste Abschnitt an einem radialen Äußeren). In noch weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt eine zufällige Verteilung oder eine andere Konfiguration aufweisen. Die Konfiguration kann auf einem stromaufwärtigen Strömungsprofil des in den mehrachsigen Filter 2100 einströmenden Abgases basieren. Die vorstehenden Konfigurationen des mehrachsigen Filters 2100 können auch auf einen mehrachsigen Katalysator angewendet werden.
22 zeigt einen exemplarischen Radialkatalysator oder Filter 2200 mit einem Körper und einer variablen Kanalgröße oder Zelldichte. In der gezeigten Implementierung umfasst der Katalysator oder Filter 2200 einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt umfasst Kanäle 2212 mit einer größeren Kanalgröße (z. B. Querschnittsbereich) oder geringeren Zelldichte. Der zweite Abschnitt umfasst Kanäle 2214 mit einer kleineren Kanalgröße (z. B. Querschnittsbereich) oder höheren Zelldichte. Im gezeigten Beispiel weist der Radialkatalysator oder -filter 2200 den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt auf, die sich an verschiedenen Winkelpositionen (z. B. eine erste Winkelposition für den ersten Abschnitt mit den Kanälen 2212 und eine zweite Winkelposition für den zweiten Abschnitt mit den Kanälen 2214) durch den ersten Abschnitt unterscheiden, wobei der zweite Abschnitt axial innerhalb des Katalysators oder Filters 2200 angeordnet sein könnte. In weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt sowohl in der axialen Richtung als auch in der Winkelrichtung variieren. In noch weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt in der radialen Richtung variieren (z. B. der zweite Abschnitt in einem radialen Inneren und der erste Abschnitt an einem radialen Äußeren). In noch weiteren Implementierungen können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt eine zufällige Verteilung oder eine andere Konfiguration haben. Die Konfiguration kann auf einem stromaufwärtigen Strömungsprofil des in den Katalysator oder Filter 2200 einströmenden Abgases basieren. In einigen Implementierungen strömt das Abgas in das radiale Äußere des Katalysators oder Filters 2200 in die Kanäle 2212, 2214 und aus dem radialen Inneren des Katalysators oder Filters 2200 heraus. In anderen Implementierungen strömt das Abgas in das radiale Innere des Katalysators oder Filters 2200 in die Kanäle 2212, 2214 und aus dem radialen Äußeren des Katalysators oder Filters 2200 heraus.
23 zeigt einen exemplarischen Kanal 2300, der in einem Substrat für einen Katalysator oder Filter gebildet sein kann. Der Kanal 2300 zeigt eine Querschnittsfläche 2302, die als die effektive Kanalgröße betrachtet werden kann. Der Kanal 2300 kann eine oder mehrere Seitenwände umfassen, die den Kanal und die Querschnittsfläche 2302 für die effektive Kanalgröße definieren. In anderen Implementierungen kann das Volumen im Kanal 2300 die effektive Kanalgröße sein.
Wie in exemplarischen Implementierungen beschrieben, kann die effektive Kanalgröße oder CPSI an verschiedenen Stellen des Katalysators oder Filters geändert werden, um den lokalen Luftstrom und den Luftmassenstrom, der in ein Katalysatorsubstrat oder einen Filter eintritt, zu regulieren und somit die Nachbehandlungsleistung zu verbessern. Dies kann auf Katalysatorsubstrate oder Filter mit verschiedenen Strömungsanordnungen, wie etwa radiale, axiale oder mehrachsige Strömungsanordnungen, angewendet werden. Diese Substrat- oder Filteranordnungen könnten separate Platten verwenden, um das variierende CPSI anzuordnen, oder das Substrat oder der Filter können als Monolith mit variierendem CPSI hergestellt werden. Die Verwendung eines variierenden CPSI in einem Substrat oder einer Filteranordnung kann dazu dienen, den Luftstrom zu regulieren und den Luftstrom gleichmäßig in das Katalysatorsubstrat oder die Filterkanäle zu verteilen. Bereiche mit hohem CPSI setzen dem eintretenden Strom einen höheren Widerstand (d. h. Gegendruck) entgegen und können somit den Luftstrom in andere Bereichen oder Kanäle des Katalysatorsubstrats oder -filters lenken, um den Strom an allen wichtigen Einlassstellen des Katalysatorsubstrats oder -filters gleichmäßig zu verteilen. Diese Anordnung ermöglicht, dass Verteilervorrichtungen, die sich außerhalb des Katalysators oder Filters befinden, nicht benötigt werden, so dass Platz und Kosten gespart werden. Das gleichmäßige Einströmen des Abgases in einen Katalysator kann die Effizienz des Katalysator erhöhen, z. B. durch eine verbesserten NOx-, Ammoniak-, Kohlenwasserstoffumwandlung, so dass ein geringeres Katalysatorvolumen verwendet werden muss, was wiederum die Größe und Kosten der Nachbehandlung optimiert. In ähnlicher Weise kann das gleichmäßige Einströmen des Abgases in einen Filter die Effizienz des Filters erhöhen, z. B. durch einen verbesserten Einschluss von Ruß-, Asche- oder anderen Partikeln und/oder eine verbesserte Filterflächennutzung, so dass ein geringeres Filtervolumen verwendet werden muss, was wiederum die Größe und Kosten der Nachbehandlung optimiert.
Jede der vorstehenden Konfigurationen der 2-23 kann beliebig mit einer der anderen Konfigurationen der 2-23 kombiniert werden. Während einige Implementierungen in Bezug auf einen axialen, radialen und/oder mehrachsigen Katalysator oder Filter beschrieben wurden, kann die Konfiguration außerdem auf andere axiale, radiale und/oder mehrachsige Katalysatoren oder Filter angewendet werden. Die Konfigurationen der 2-23 können in ein Nachbehandlungssystem wie das in 1 beschriebene implementiert werden.
Der Begriff „Steuerung“ schließt alle Arten von Einrichtungen, Vorrichtungen und Maschinen zum Verarbeiten von Daten ein, in beispielhafter Weise einen programmierbaren Prozessor, einen Computer, ein System auf einem Chip (system on a chip) oder mehrere davon, einen Abschnitt eines programmierten Prozessors oder Kombinationen des Vorhergehenden einschließend. Die Vorrichtung kann einen zweckgebundenen Logikschaltkreis, z. B. einen FPGA oder eine ASIC beinhalten. Die Vorrichtung kann zudem zusätzlich zur Hardware Code einschließen, der eine Ausführungsumgebung für das betreffende Computerprogramm erzeugt, z. B. Code, der Prozessorfirmware, einen Protokollstapel, ein Datenbankverwaltungssystem, ein Betriebssystem, eine plattformübergreifende Laufzeitumgebung, eine virtuelle Maschine oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon darstellt. Die Vorrichtung und die Ausführungsumgebung können verschiedene unterschiedliche Rechenmodellinfrastrukturen verwirklichen, beispielsweise verteiltes Rechnen und Gitterrecheninfrastrukturen.
Obwohl dieses Dokument viele spezifische Implementierungsdetails enthält, sollten diese nicht als Einschränkungen des Umfangs dessen aufgefasst werden, was beansprucht sein kann, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die spezifisch für bestimmte Implementierungen sind. Bestimmte, in dieser Patentschrift im Kontext separater Implementierungen beschriebene Merkmale können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu können verschiedene, im Kontext einer einzigen Implementierung beschriebene Merkmale auch in mehreren Implementierungen separat oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt werden. Zudem können, obwohl vorstehende Merkmale so beschrieben sein können, dass sie in bestimmten Kombinationen fungieren und auch anfänglich als solche beansprucht sind, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
In ähnlicher Weise gilt, dass während Operationen in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, dies nicht so verstanden werden sollte, dass es erfordert, dass diese Operationen in der bestimmten Reihenfolge oder in sequenzieller Reihenfolge durchgeführt werden, oder dass alle veranschaulichten Operationen durchgeführt werden, um wünschenswerte Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen kann die Trennung von verschiedenen Systemkomponenten in den oben beschriebenen Implementierungen nicht als Erfordern solcher Trennung in allen Implementierungen verstanden werden, und es sollte klar sein, dass die beschriebenen Komponenten und Systeme allgemein in ein einziges Produkt integriert sein können oder in mehreren Produkte auf greifbaren Medien verkörpert verpackt sein können.
Wie hierin verwendet, sollen der Begriff „im Wesentlichen“ und ähnliche Begriffe eine weitreichende Bedeutung haben im Einklang mit der gebräuchlichen und akzeptierten Verwendung durch den Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich der Gegenstand dieser Offenbarung bezieht. Es ist für Fachleute, die diese Offenbarung lesen, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Umfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand als innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt, liegend betrachtet werden. Zusätzlich wird festgestellt, dass Einschränkungen der Ansprüche für den Fall, dass der Begriff „Mittel“ darin nicht verwendet wird, nicht als „Mittel plus Funktion“-Einschränkungen unter den Patentgesetzen der USA darstellend zu interpretieren sind.
Die Begriffe „gekoppelt“ und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, bedeuten das direkte oder indirekte Verbinden zweier Komponenten miteinander. Diese Verbindung kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Dieses Verbinden kann dadurch erreicht werden, dass die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und beliebige weitere Zwischenkomponenten miteinander integral als ein einziger einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dass die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und beliebige weitere Zwischenkomponenten aneinander befestigt sind.
Die Begriffe „fluidgekoppelt“ oder „in Fluidverbindung“ und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, bedeuten, dass die zwei Komponenten oder Objekte einen zwischen den zwei Komponenten oder Objekten ausgebildeten Pfad aufweisen, in dem eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, Luft, gasförmiges Reduktionsmittel, gasförmiges Ammoniak usw. entweder mit oder ohne dazwischen geschaltete Komponenten oder Objekte strömen kann. Beispiele für Fluidkopplungen oder Konfigurationen zum Ermöglichen einer Fluidverbindung können Rohre, Kanäle oder jegliche anderen geeigneten Komponenten zum Ermöglichen des Strömens eines Fluids von einer Komponente zur anderen beinhalten.
Es ist wichtig zu beachten, dass Konstruktion und Anordnung des in den vielfältigen beispielhaften Implementierungen gezeigten Systems lediglich veranschaulichender und nicht einschränkender Art sind. Es wird gewünscht, dass sämtliche Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Geistes und/oder Umfangs der beschriebenen Implementierungen fallen, geschützt sind. Es versteht sich, dass manche Merkmale nicht notwendig sind und Implementierungen, denen die verschiedenen Merkmale fehlen, als innerhalb des Umfangs der Anmeldung liegend betrachtet werden, wobei der Umfang durch die folgenden Ansprüche definiert wird. Beim Lesen der Ansprüche ist beabsichtigt, dass bei der Verwendung von Worten wie „ein“, „eine“, „mindestens ein“ oder „mindestens ein Abschnitt“/„mindestens ein Anteil/Teil“ sowie deren Deklinationen nicht die Absicht besteht, den Anspruch auf nur einen Gegenstand zu begrenzen, sofern in dem Anspruch nicht ausdrücklich etwas Gegenteiliges angegeben ist. Soweit die Begriffe „mindestens ein Abschnitt“/„mindestens ein Anteil/Teil“ und/oder „ein Abschnitt“/„ein Anteil/Teil“ verwendet werden, kann der Gegenstand einen Abschnitt/einen Anteil/Teil und/oder den gesamten Gegenstand einschließen, sofern nicht ausdrücklich etwas Gegenteiliges angegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62411292 [0001]
US 62411351 [0001]
US 62411312 [0001]

Claims

Nachbehandlungskomponente, umfassend: einen Körper mit einer Vielzahl von Kanälen, die durch diesen Körper hindurch ausgebildet sind, wobei der Körper einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Nachbehandlungskomponente nach Anspruch 1, wobei der nicht kreisförmige Querschnitt entweder eine ovale, eine quadratische, eine rechteckige, eine eiförmige, eine fünfeckige, eine sechseckige, eine siebeneckige, eine achteckige oder eine sternförmige Form aufweist.
Nachbehandlungskomponente, umfassend: einen Körper mit einer Vielzahl von Kanälen, die durch diesen Körper hindurch ausgebildet sind, wobei der Körper eine nicht-kreisförmige Einlassöffnung aufweist.
Nachbehandlungskomponente nach Anspruch 1, wobei die nicht-kreisförmige Einlassöffnung entweder eine ovale, eine quadratische, eine rechteckige, eine eiförmige, eine fünfeckige, eine sechseckige, eine siebeneckige, eine achteckige oder eine sternförmige Form aufweist.
Nachbehandlungskomponente, umfassend: einen Körper mit einer Vielzahl von Kanälen, die durch diesen Körper hindurch ausgebildet sind, wobei der Körper eine variable Oberfläche aufweist.
Nachbehandlungskomponente nach Anspruch 1, wobei die variable Oberfläche eines von kreisförmig, länglich, torusförmig, gewinkelt, gekrümmt, gewölbt, konvex oder konkav, pyramidenförmig, konisch, sinusförmig ist.
Radiale Nachbehandlungskomponente, umfassend: einen Körper mit einem radialen Äußeren und einem radialen Inneren, wobei der Körper einen Kanal einschließt, der durch den Körper hindurch vom radialen Äußeren zum radialen Inneren ausgebildet ist, wobei der Kanal eine Kanalgeometrie aufweist, umfassend eine oder mehrere von: einer gekrümmten Form, einer S-Form, einer Zick-Zack-Form, einer Turboform, einer tangentialen Form, einer Winkelform, einer Schraubenform, oder einer nicht einheitlichen Form.
Radiale Nachbehandlungskomponente nach Anspruch 7, wobei die Kanalgeometrie eine ungleichmäßige Form aufweist und wobei die ungleichmäßige Form einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt umfasst: eine geraden Form, eine gekrümmte Form, eine S-Form, eine Zick-Zack-Form, eine Turboform, eine tangentiale Form, eine Winkelform, oder eine Schraubenform.
Radiale Nachbehandlungskomponente nach Anspruch 8, wobei der zweite Abschnitt umfasst: eine geraden Form, eine gekrümmte Form, eine S-Form, eine Zick-Zack-Form, eine Turboform, eine tangentiale Form, eine Winkelform, oder eine Schraubenform.
Radiale Nachbehandlungskomponente nach Anspruch 7, wobei der Kanal eine oder mehrere Kreuzungen mit einem oder mehreren anderen im Körper gebildeten Kanälen umfasst.
Radiale Nachbehandlungskomponente nach Anspruch 7, wobei der Körper ein Substrat für einen Katalysator ist.
Radiale Nachbehandlungskomponente nach Anspruch 7, wobei der Körper ein Substrat für einen Filter ist.
Radiale Nachbehandlungskomponente nach Anspruch 7, ferner umfassend ein stromaufwärtiges Ende, wobei das stromaufwärtige Ende an ein Nachbehandlungssystem gekoppelt ist.
Radiale Nachbehandlungskomponente nach Anspruch 7, ferner umfassend ein stromabwärtiges Ende, wobei das stromabwärtige Ende an ein Nachbehandlungssystem gekoppelt ist.
Nachbehandlungsvorrichtung, umfassend: einen Körper; und eine Vielzahl von im Körper gebildeten Kanälen; wobei ein erster Kanal der Vielzahl von Kanälen eine erste effektive Kanalgröße und ein zweiter Kanal der Vielzahl von Kanälen eine zweite effektive Kanalgröße aufweist.
Nachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der erste Kanal und der zweite Kanal an verschiedenen axialen Positionen im Körper angeordnet sind.
Nachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der erste Kanal und der zweite Kanal an verschiedenen seitlichen Positionen im Körper angeordnet sind.
Nachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der erste Kanal und der zweite Kanal an verschiedenen Längspositionen im Körper angeordnet sind.
Nachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der erste Kanal und der zweite Kanal an verschiedenen radialen Positionen im Körper angeordnet sind.
Nachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der erste Kanal und der zweite Kanal an verschiedenen radialen Winkelpositionen im Körper angeordnet sind.
Nachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei ein erster Abschnitt des Körpers, der den ersten Kanal beinhaltet, eine erste Zellen-pro-Quadratzoll-Dichte aufweist.
Nachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 21, wobei ein zweiter Abschnitt des Körpers, der den zweiten Kanal beinhaltet, eine zweite Zellen-pro-Quadratzoll-Dichte aufweist, wobei sich die zweite Zellen-pro-Quadratzoll-Dichte von der ersten Zellen-pro-Quadratzoll-Dichte unterscheidet.
Nachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei eine Konfiguration des ersten Kanals und des zweiten Kanals in dem Körper auf einem stromaufwärtigen Abgasströmungsprofil basieren.
Nachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei eine Konfiguration des ersten Kanals und des zweiten Kanals in dem Körper auf einem vorausgewählten stromabwärtigen Abgasströmungsprofil basieren.
Nachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Nachbehandlungsvorrichtung eines von einem Katalysator oder einem Filter ist.
Nachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Vielzahl von Kanälen, die im Körper ausgebildet sind, durch eine Vielzahl von Platten gebildet werden.