DE202006011281U1

DE202006011281U1 - Abgasreinigungsanlage

Info

Publication number: DE202006011281U1
Application number: DE202006011281U
Authority: DE
Original assignee: HJS Fahrzeugtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: HJS Emission Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2016-07-22

Abstract

Abgasreinigungsanlage zum Reinigen des Abgasstroms einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, umfassend eine erste Abgasreinigungsstufe (2) mit einem Partikelfilter (8) und eine zweite Abgasreinigungsstufe (3) mit einem Katalysator (11) zur NO_x-Reduzierung durch katalytische Reduktion (SCR-Stufe), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abgasreinigungsstufen (2, 3) konzentrisch zueinander in einer Baueinheit (1) zusammengefasst angeordnet sind und der Partikelfilter (8) der ersten Abgasreinigungsstufe (2) den SCR-Katalysator (11) der zweiten Abgasreinigungsstufe (3) zumindest teilweise einfassend angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsanlage zum Reinigen des Abgasstroms einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, umfassend eine erste Abgasreinigungsstufe mit einem Partikelfilter und eine zweite Abgasreinigungsstufe mit einem Katalysator zur NO_x-Reduzierung durch katalytische Reduktion (SCR-Stufe).
Dieselmotoren erzeugen bei dem Verbrennungsvorgang Rußpartikel und Stickoxide (NO_x). Damit Dieselmotoren den geltenden Abgasnormen, in denen sowohl die maximal zulässige Partikel- und NO_x-Emission vorgeschrieben sind, werden unterschiedliche Verfahren eingesetzt, um diesen Anforderungen zu genügen. Ein besonders wirkungsvolles Abgasreinigungsverfahren ist in EP 1 054 722 B1 beschrieben. Mit dem in diesem Dokument beschriebenen Verfahren ist es, ohne in besonderer Weise in das Motormanagement eingreifen zu müssen, möglich, sowohl die Partikelemission als auch die NO_x-Emission auf ein Maß zu reduzieren, das selbst den in einigen Jahren gültigen Abgasnormen genügt. Die in diesem Dokument beschriebene Abgasreinigungsanlage ist zweistufig aufgebaut. Die erste Abgasreinigungsstufe umfasst einen Partikelfilter zum Entfernen von in dem Abgasstrom mitgeführten Partikeln, wobei es sich bei diesen insbesondere um Rußpartikel handelt. Der durch diese Abgasreinigungsstufe gereinigte Abgasstrom wird anschließend einer zweiten Abgasreinigungsstufe zugeführt. Diese zweite Abgasreinigungsstufe dient zur Entstickung (Reduzierung des NO_x-Gehaltes) des Abgases mittels einer selektiven katalytischen Reduktion an einem Katalysator. Damit die gewünschte Zersetzung des in dem Abgasstrom enthaltenen NO_x zu unschädlichem Stickstoff und Wasser erfolgt, wird ein Reduktionsmittel benötigt. Eingesetzt wird als Reduktionsmittel Ammoniak, das in Strömungsrichtung des Abgases gesehen vor dem SCR-Katalysator in den Abgasstrang eingedüst wird. Das für diese Katalyse verwendete Reduktionsmittel Ammoniak wird im Kraftfahrzeug zumeist in Form eines so genannten Ammoniak-Precursors mitgeführt, aus dem das Ammoniak abgespalten wird. Es sind unterschiedliche Ammoniak-Precursor bekannt geworden, beispielsweise Ammoniumcarbamat ( DE 197 20 209 A1 ), der Einsatz einer wässrigen Harnstofflösung oder fester Harnstoff. Bei Einsatz einer wässrigen Harn stofflösung wird im Allgemeinen die Temperatur des Abgasstromes genutzt, um die notwendig Zersetzung herbei zu führen. Dieses setzt voraus, dass zwischen dem Ort der Eindüsung und dem SCR-Katalysator eine ausreichende Strömungsstrecke vorhanden ist, damit die Zersetzung der wässrigen Harnstofflösung zum Freisetzen des gewünschten Ammoniak erfolgen kann und sich das Ammoniak anschließend möglichst gleichmäßig in dem Abgasstrom verteilt.
Bei einem Betrieb des Dieselmotors akkumulieren auf der anströmseitigen Oberfläche des Partikelfilters sukzessive die aus den Brennkammern austretenden Partikel, insbesondere Rußpartikel. Es ist daher notwendig, den Partikelfilter von Zeit zu Zeit zu reinigen. Dieses erfolgt während des Betriebs der Brennkraftmaschine durch aktives oder auch passives Auslösen einer Rußoxidation (Rußabbrand). Um einen Rußabbrand bei tieferen Temperaturen auslösen und durchführen zu können, wird dem Kraftstoff ein die Rußzündtemperatur erniedrigendes Additiv beigemengt und/oder in den Abgasstrom dem Partikelfilter ein Oxidationskatalysator zum Erzeugen von NO₂ vorgeschaltet. Ein Rußabbrand findet regelmäßig statt, wenn die Temperatur des Abgases die Rußzündtemperatur überschreitet. Neben diesen passiven Regenerationsverfahren sind aktive Regenerationsverfahren bekannt geworden, bei denen eine Partikelfilterregeneration bei Vorliegen bestimmter Bedingungen aktiv ausgelöst wird. Zu diesem Zweck werden u. a. thermoelektrische Heizeinrichtungen eingesetzt, mit denen der Filterkörper lokal über die Rußzündtemperatur erwärmt wird, was sodann den Rußabbrand auslöst. Aktiv kann eine Regeneration auch durch Zuführen von Kohlenwasserstoffen (HC) in den Abgasstrom entweder durch eine späte Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder der Brennkraftmaschine oder durch eine hinter dem Zylinderauslaß liegende Kohlenwasserstoffzuführung ausgelöst werden.
Auch wenn vom Ergebnis her mit dieser vorbekannten Technologie eine den Anforderungen genügende Reinigung des Abgasstromes möglich ist, ist festzustellen, dass der für einen Einbau einer solchen Abgasreinigungsanlage benötigte Raum nicht unbeträchtlich ist. Dieses liegt an der Hintereinander-Schaltung der beiden Abgasreinigungsstufen und der bei einem Einsatz von wässriger Harnstofflösung als Reduktionsmittel notwendigen Mischstrecke zwischen den beiden Abgasreinigungsstufen.
Darüber hinaus wäre es wünschenswert, wenn der mit nicht unerheblichem Abstand zum Motor angeordnete SCR-Katalysator nach einem Motorstart rascher seine Betriebstemperatur erreicht. Der SCR-Katalysator arbeitet innerhalb eines bestimmten Temperaturfensters. Befindet sich der SCR-Katalysator auf einem Temperaturniveau, das unterhalb seiner Betriebstemperatur ist, erfolgt die gewünschte Entstickung nicht oder ist nur unzureichend. Der SCR-Katalysator wird durch die im Abgasstrom mitgeführte Temperatur erwärmt. Daher arbeitet die zweite Abgasreinigungsstufe erst nach einer bestimmten Laufzeit des Dieselmotors.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte, gattungsgemäße Abgasreinigungsanlage dergestalt weiter zu bilden, dass diese nicht nur kompakter baut, sondern dass der SCR-Katalysator auch rascher seine Betriebstemperatur erreicht.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine eingangs genannte Abgasreinigungsanlage, bei der die beiden Abgasreinigungsstufen konzentrisch zueinander in einer Baueinheit zusammengefasst angeordnet sind und der Partikelfilter der ersten Abgasreinigungsstufe den SCR-Katalysator der zweiten Abgasreinigungsstufe zumindest teilweise einfassend angeordnet ist.
Bei dieser Abgasreinigungsanlage sind die beiden Abgasreinigungsstufen konzentrisch zueinander angeordnet, und zwar in einer Baueinheit zusammengefasst. Dabei ist vorgesehen, dass der Partikelfilter der ersten Reinigungsstufe den SCR-Katalysator der zweiten Reinigungsstufe zumindest teilweise einfasst, diesen mithin ringförmig umgibt. Die konzentrische Anordnung der beiden Abgasreinigungsstufen zueinander hat zur Folge, dass der Abgasstrom, nachdem dieser eine Reinigungsstufe durchströmt hat, bezüglich seiner Strömungsrichtung umgelenkt werden muss, um in entgegen gesetzter Strömungsrichtung die andere Abgasreinigungsstufe durchströmen zu können. Infolge der Umlenkung besteht bei dieser Abgasreinigungsanlage die Möglichkeit, die Zuleitung und die Ableitung an ein und derselben Seite der Abgasreinigungsanlage anordnen zu können. Die Umlenkung hat ferner den Vorteil, dass hierdurch nicht unerhebliche Turbulenzen innerhalb des Abgasstromes erzeugt werden, die genutzt werden können, um ein zugeführtes Reduktionsmittel im Abgasstrom zu zersetzen und dieses wirksam im Abgasstrom verteilen zu können. Durch Einfassen des SCR-Katalysators durch den Partikelfilter, bildet der Partikelfilter gleichsam einen thermischen Mantel für den SCR-Katalysator. Dieses hat zur Folge, dass der SCR-Katalysator aufgrund der geringeren Wärmeabstrahlung nicht nur rascher erwärmt wird, sondern auch länger auf seiner Betriebstemperatur verbleibt, auch wenn der Dieselmotor ausgeschaltet ist. Gerade bei Fahrzeugen, die im innerstädtischen Verkehr eingesetzt sind, bringt dieses für die bestimmungsgemäße Funktionsweise des SCR-Katalysators nicht unerhebliche Vorteile.
Die Abgasreinigungsanlage kann grundsätzlich in beiden Richtungen durchströmt werden, wobei das zugeführte ungereinigte Abgas entweder zuerst über den SCR-Katalysator der zweiten Abgasreinigungsstufe und anschließend durch den Partikelfilter der ersten Reinigungsstufe geleitet wird oder umgekehrt. Bevorzugt ist jedoch diejenige Ausgestaltung, bei der der ungereinigte Abgasstrom zuerst durch die den Partikelfilter umfassende Abgasreinigungsstufe geleitet wird und erst anschließend über den SCR-Katalysator der zweiten Abgasreinigungsstufe. Bei dieser Betriebsweise der Abgasreinigungsanlage ergibt sich ein weiterer Vorteil der vorstehend beschriebenen konzentrischen Anordnung. Es besteht dann die Möglichkeit, die bei einer Regeneration des Partikelfilters freigesetzte Wärme für die Erwärmung des SCR-Katalysators einzusetzen, sollte sich dieser nicht auf seiner Betriebstemperatur befinden. Ein Rußabbrand kann bereits bei Temperaturen von 250°C gezündet werden. Die Regenerationsreaktion läuft exotherm ab. Die bei dem Rußabbrand frei werdende Wärme erwärmt den von dem Partikelfilter ringförmig eingefassten SCR-Katalysator. Auf diese Weise kann insbesondere bei einer aktiven Filterregenerationssteuerung der Zeitpunkt einer solchen Filterregeneration auf einen Zeitpunkt gelegt werden, in dem ein Rußabbrand möglich ist und der SCR-Katalysator noch nicht seine Betriebstemperatur erreicht hat. In einer bevorzugten Ausgestaltung grenzt die innere Mantelfläche des Partikelfilters unmittelbar an die äußere Mantelfläche des SCR-Katalysators.
Die konzentrische Anordnung der beiden Abgasreinigungsstufen, wobei die den SCR-Katalysator einfassende erste Abgasreinigungsstufe mit ihrem Partikelfilter somit dafür verantwortlich ist, dass der SCR-Katalysator vor allem bei einem intermittierenden Betrieb des Dieselmotors bezogen auf die Betriebszeiten des Dieselmotors sich über sehr viel längere Zeitabschnitte auf seiner Betriebstemperatur befindet. Die kompakte Bauweise der Abgasreinigungsanlage gestattet es, diese auch in solche Kraftfahrzeuge einzubauen, in denen nur ein beschränkter Einbauraum zum Unterbringen einer solchen Abgasreinigungsanlage zur Verfügung steht.
Zum Umlenken des Abgasstromes, nachdem dieser eine erste Abgasreinigungsstufe durchströmt hat, und zum Zuführen dieses Abgasstromes zur zweiten Abgasreinigungsstufe dient zweckmäßigerweise ein an die konzentrische Anordnung der beiden Abgasreinigungsstufen angeschlossener Sammler. Bei der vorstehend beschriebenen bevorzugten Betriebsweise der Abgasreinigungsanlage dient dieser Sammler nicht nur zum Umlenken des in einem ringförmigen Strom aus der ersten Abgasreinigungsstufe austretenden und bezüglich der ursprünglich im Abgasstrom mitgeführten Partikel gereinigten Abgasstromes, sondern ebenfalls als Mischkammer zum Zuführen und Vermischen eines Reduktionsmittels, beispielsweise von wässriger Harnstofflösung. Eine solche Reduktionsmittelzuführung umfasst eine Zuführdüse oder Einspritzdüse, die zweckmäßigerweise zentrisch an der Rückwand des Sammlers angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Einspritzdüse konzentrisch von einem Leitkonus umgeben. Dieses begünstigt die Umlenkung des aus der ersten Abgasreinigungsstufe austretenden Ringstromes. Die Umlenkung des Ringstromes zur Eingangsseite der zweiten Abgasreinigungsstufe hin bedingt eine nicht unbeträchtliche Verwirbelung und eine bestimmungsgemäße homogene Verteilung desselben innerhalb des Abgasstromes sowie eine Aufspaltung eines eingedüsten Ammoniak-Precursors. Der Sammler braucht aus diesem Grunde keine sehr große Längserstreckung zu haben, was zur Kompaktheit der Abgasreinigungsanlage beiträgt. Anstelle einer zentrisch angeordneten Reduktionsmittelzuführung besteht ebenfalls die Möglichkeit, eine ringförmige Zuführung vorzusehen, wobei der durch die Einspritzdüsen gebildete Ring konzentrisch zur Längsachse der Abgasreinigungsanlage angeordnet ist. In dem Sammler können den Abgasstrom lenkende Einbauten angeordnet sein, durch die die Turbulenzen des Abgasstroms innerhalb des Sammlers erhöht werden. Dieses dient dem Zweck, die Verteilung des zugeführten Reduktionsmittels zu unterstützen, damit dieses möglichst homogen mit dem Abgasstrom in den SCR- Katalysator eintritt. Derartige Einbauten können beispielsweise schaufelartig ausgelegt sein.
Die zur Entfernung der im Abgasstrom mitgeführten Partikel, insbesondere der Rußpartikel, dienende Abgasreinigungsstufe umfasst einen Partikelfilter. Grundsätzlich ist es unerheblich, aus welchem Material der Partikelfilter hergestellt ist. Bevorzugt wird jedoch eine Ausgestaltung, bei der der Partikelfilter ein Metallfilter ist. Hierzu eignen sich beispielsweise Metallschäume. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der ringförmige Partikelfilter ein Sintermetallfilter, der aus einer Vielzahl wechselweise anströmseitig und abströmseitig offener Filtertaschen gebildet ist. Aus solchen einzelnen Filtertaschen, wie diese beispielsweise in WO 02/102494 A1 der Anmelderin beschrieben sind, lassen sich ringförmige Partikelfilter ohne weiteres ausbilden. Der von dem Partikelfilter eingefasste SCR-Katalysator kann ebenfalls aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Besteht dieser aus Metall und handelt es sich bei dem Partikelfilter um ein Metallfilter, beispielsweise ein Sintermetallfilter, wie vorbeschrieben, sind aufgrund eines gleichen oder annähernd gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten die Anforderungen an die konzentrische Lagerung dieser beiden Komponenten gering. Grundsätzlich besteht nicht die Notwendigkeit, dass beide Reinigungsstufen voneinander in längsaxialer Richtung zur Vermeidung thermisch bedingter Spannungen gegeneinander entkoppelt sind. Dieses unterstützt die Wärmeübertragung bzw. den Wärmeübergang von dem Partikelfilter auf den SCR-Katalysator.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
1: eine schematisierte Schnittdarstellung einer Abgasreinigungsanlage mit zwei Abgasreinigungsstufen und
2: eine Draufsicht auf die Anschlussseite der Abgasreinigungsanlage der 1.
Eine Abgasreinigungsanlage 1 umfasst zwei Abgasreinigungsstufen 2, 3, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Die Abgasreinigungsanlage 1 ist an den Abgasstrang 4 eines Dieselmotors angeschlossen; mithin wird über den Abgasstrang 4 der Reinigungsanlage 1 das zu reinigende Abgas zugeführt, wie dies in 1 durch den Blockpfeil in dem Abgasstrang 4 angedeutet ist. Das gereinigte Abgas tritt über ein Rohr 5 aus der Abgasreinigungsanlage 1 aus. Der das ungereinigte Abgas zuführende Abgasstrang 4 mündet in einen Einlasssammler 6, wobei der Einlass des Abgasstranges 4, wie aus 2 ersichtlich, exzentrisch zur Längsachse der Abgasreinigungsanlage 1 angeordnet ist. Das das gereinigte Abgas auslassende Rohr 5 befindet sich dagegen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einer axialen Anordnung. In dem Einlasssammler 6 sind in der Figur nicht dargestellte Einbauten zum gleichmäßigen Verteilen des über den Abgasstrang 4 zugeführten Abgases innerhalb des ringförmigen Einlasssammlers, damit dieses möglichst gleichmäßig verteilt die erste Abgasreinigungsstufe 2 anströmt. Die erste Abgasreinigungsstufe 2 umfasst bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Oxidationskatalysator 7, dem ein Sintermetallpartikelfilter 8 nachgeschaltet ist. Der Oxidationskatalysator 7 und der Sintermetallpartikelfilter 8 bilden einen ringförmigen Körper aus. Bezüglich der Ausgestaltung der vorbeschriebenen ersten Abgasreinigungsstufe 2 kann diese ebenfalls eine andere Ausgestaltung aufweisen. Beispielsweise kann der Oxidationskatalysator mit Abstand zu dem Partikelfilter angeordnet sein. Gleichermaßen besteht die Möglichkeit, einen katalytisch beschichteten Partikelfilter einzusetzen oder die vorgenannten Maßnahmen miteinander zu kombinieren.
Bei einer weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Ausgestaltung befindet sich der Oxidationskatalysator nicht innerhalb der eigentlichen Abgasreinigungsanlage, sondern ist dieser in Strömungsrichtung des Abgases vorgeschaltet, beispielsweise in dem in 1 mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneten Abgasstrang.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die erste Abgasreinigungsstufe 2 mit einer aktiven Regenerationsstrategie gereinigt. Zu diesem Zweck umfasst der Einlasssammler 6 eine in der Figur nicht dargestellte HC-Zuführung, über die Kraftstoff in den Einlasssammler 6 eingedüst wird, wenn eine Filterregeneration durch Rußabbrand erfolgen soll. Alternativ kann eine aktive Regeneration des Partikelfilters auch thermoelektrisch vorgesehen sein.
Nachdem der Abgasstrom die erste Abgasreinigungsstufe 2 durchströmt hat, tritt dieser in einen Sammler 9 ein. Der Sammler 9 wird gebildet durch den rückwärtigen Gehäuseabschluss 10 der Abgasreinigungsanlage 1. Der Sammler 9 bzw. der rückwärtige Gehäuseabschluss 10 dienen zum Umlenken des aus der ersten Abgasreinigungsstufe 2 in Form eines Ringstromes austretenden Abgasstromes, damit dieser anschließend der zweiten Abgasreinigungsstufe 3 zugeführt wird. Bei der zweiten Abgasstufe 3 handelt es sich um einen SCR-Katalysator 11 zum Entsticken des Abgases. In den Sammler 9 mündet eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnete Reduktionsmittelzuführung, deren Ausgang eine Einspritzdüse 13 aufweist. Bei der Einspritzdüse 13 handelt es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Zerstäuberdüse. Die Reduktionsmittelzuführung 12 ist an einen das Reduktionsmittel beinhaltenden Behälter angeschlossen. Als Reduktionsmittel wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Ammoniak eingesetzt, das in Form eines Precursors, nämlich als wässrige Harnstofflösung vorliegt. Aus dem Precursor wird das für die SCR-Katalyse benötigte Reduktionsmittel – Ammoniak – innerhalb des Sammlers 9 infolge der darin herrschenden Temperaturen abgespalten wird. Die Einspritzdüse 13 ist konzentrisch umgeben von einem Leitkonus 14 mit gekrümmter Oberseite, durch den die Umlenkung des aus der ersten Abgasreinigungsstufe 2 austretenden Ringstromes begünstigt wird. Das konzentrische Einschließen der Einspritzdüse 13 durch den Leitkonus 14 dient auch dem Zweck, den Vermischungsprozess des eingedüsten Ammoniak-Precursors zu unterstützen. Beim Umlenken des Ringstromes zum Zuführen desselben an die zweite Abgasreinigungsstufe werden die zuvor außen liegenden Strömungsbereiche zusammengeführt. Dieses bedingt eine nicht unbeträchtliche Verwirbelung innerhalb des Sammlers 9, wodurch der Vermischungsprozess des eingedüsten Reduktionsmittels innerhalb des Abgasstromes unterstützt wird. Nach erfolgter Entstickung an dem SCR-Katalysator 11 der zweiten Abgasreinigungsstufe 3 tritt das gereinigte Abgas über das Rohr 5 aus der Abgasreinigungsanlage 1 aus.
Zur Unterstützung des Umlenkens des Abgasstromes in dem Sammler 9 und/oder zum Unterstützen des Vermischungsprozesses können in dem Sammler 9 entsprechende Einbauten angeordnet sein. In den Figuren sind derartige Einbauten der Übersicht halber jedoch nicht dargestellt.
Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels macht deutlich, dass durch die erste Abgasreinigungsstufe 2 mit ihrem Partikelfilter 8 der SCR-Katalysator 11 der zweiten Abgasreinigungsstufe 3 ringförmig nach Art eines Mantels eingefasst ist. Die durch den Abgasstrom der Abgasreinigungsanlage 1 zugeführte Wärme erwärmt zunächst den Oxidationskatalysator 7 und anschließend den Sintermetallpartikelfilter 8. Die empfangene Wärme wird aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit und des unmittelbaren Aneinandergrenzens der Innenseite des Sintermetallpartikelfilters 8 an die Außenseite des SCR-Katalysators 11 unmittelbar an den SCR-Katalysator 11 übertragen, so dass dieser nicht nur durch den Abgasstrom selbst, nachdem dieser in dem Sammler 9 umgelenkt worden ist, erwärmt wird, sondern gleichzeitig durch Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung durch die den SCR-Katalysator 11 ringförmig einfassende, aus Oxidationskatalysator 7 und Sintermetallpartikelfilter 8 gebildete erste Abgasreinigungsstufe 2. Aufgrund seiner Masse stellt der Sintermetallpartikelfilter 8 gleichsam einen Wärmespeicher dar. In Folge der beschriebenen Anordnung des Sintermetallpartikelfilter 8 zu dem SCR-Katalysator 11 verbleibt der SCR-Katalysator 11, nachdem dieser seine Betriebstemperatur erreicht hat, auch nach Abschalten des Dieselmotors über einen längeren Zeitraum auf seiner Betriebstemperatur. Folglich befindet sich der SCR-Katalysator 11 nach erneuter Inbetriebnahme des Dieselmotors entweder noch auf seiner Betriebstemperatur oder erreicht diese bereits nach kurzer Betriebszeit des Dieselmotors.
In einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abgasreinigungsanlage grundsätzlich aufgebaut wie die Abgasreinigungsanlage 1. Im Unterschied zu dieser ist diese jedoch derart durchströmt, dass das zu reinigende Abgas über das zentrische Rohr in die Abgasreinigungsanlage einströmt und zunächst über den SCR-Katalysator geleitet wird. Die Eindüsung des Reduktionsmittels befindet kann sich dann innerhalb des das zu reinigende Abgas transportierenden Abgasstranges vor der Abgasreinigungsanlage. In einem solchen Fall wird es zweckmäßig sein, den in 1 des dargestellten Ausführungsbeispiels beschriebenen Leitkonus vollständig mit einer Spitze auszubilden und die Spitze möglichst weit zum Ausgang des SCR-Katalysators hin zu ziehen.

1: Abgasreinigungsanlage
2: Abgasreinigungsstufe
3: Abgasreinigungsstufe
4: Abgasstrang
5: Rohr
6: Einlasssammler
7: Oxidationskatalysator
8: Sintermetallpartikelfilter
9: Sammler
10: Gehäuseabschluss
11: SCR-Katalysator
12: Reduktionsmittelzuführung
13: Einspritzdüse
14: Leitkonus

Claims

Abgasreinigungsanlage zum Reinigen des Abgasstroms einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, umfassend eine erste Abgasreinigungsstufe (2) mit einem Partikelfilter (8) und eine zweite Abgasreinigungsstufe (3) mit einem Katalysator (11) zur NO_x-Reduzierung durch katalytische Reduktion (SCR-Stufe), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abgasreinigungsstufen (2, 3) konzentrisch zueinander in einer Baueinheit (1) zusammengefasst angeordnet sind und der Partikelfilter (8) der ersten Abgasreinigungsstufe (2) den SCR-Katalysator (11) der zweiten Abgasreinigungsstufe (3) zumindest teilweise einfassend angeordnet ist.
Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungsanlage (1) dergestalt ausgelegt ist, damit der zu reinigende Abgasstrom zunächst die erste Abgasreinigungsstufe (2) durchströmt und anschließend bezüglich seiner Strömungsrichtung umgelenkt wird, damit der Abgasstrom mit entgegen gesetzter Strömungsrichtung die zweite Abgasreinigungsstufe (3) durchströmt.
Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungsanlage (1) einen in Strömungsrichtung der ersten Abgasreinigungsstufe (2) nachgeschalteten Sammler (9) zum Zusammenführen des aus der ersten Abgasreinigungsstufe (2) austretenden ringförmigen Abgasstromes und zum Umlenken desselben aufweist, wobei dem Sammler (9) eine Reduktionsmittelzuführung (12) zum Zuführen von für die selektive katalytische Reduktion benötigtem Reduktionsmittel zugeordnet ist.
Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsmittelzuführung (12) eine an einer den Sammler (9) rückseitig begrenzenden Wand im Bereich des Zentrums derselben angeordneten Einspritzdüse (13) umfasst.
Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die Einspritzdüse (13) konzentrisch von einem Leitkonus (14) umgeben ist.
Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter (8) ein aus einer Vielzahl wechselweise anströmseitig und abströmseitig offenen Filtertaschen gebildeter Sintermetallpartikelfilter ist.
Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter anströmseitig eine katalytische Beschichtung trägt.
Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Partikelfilter (8) ein Oxidationskatalysator (7) vorgeschaltet ist.
Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungsanlage (1) einen Einlasssammler (6) zum Verteilen des eintretenden Abgasstromes auf die anströmseitige Filterfläche des Partikelfilters (8) aufweist.
Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasssammler Einbauten zum Verteilen des eintretenden Abgasstromes auf die anströmseitige Filterfläche des Partikelfilters aufweist.
Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom außermittig bezogen auf die Längsachse der Abgasreinigungsanlage (1) in den Einlasssammler (6) eintritt.
Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Einlasssammler eine HC-Zuführung zugeordnet ist.
Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Partikelfilter (8) eine thermo elektrische Heizeinrichtung zum Auslösen eines Regenerationsvorganges zugeordnet ist.