(57)【要約】【課題】排気ガス後処理システムの小型な設計で効果的な排気ガス後処理を可能とすること。【解決手段】内燃機関の排気ガス後処理システム（３）は、反応器チャンバ（１０）内に受けられるＳＣＲ触媒コンバータ（９）と、ＳＣＲ触媒コンバータへ案内する排気ガス供給ライン（８）と、ＳＣＲ触媒コンバータから離間するように案内する排気ガス排出ライン（１１）と、還元剤を排気ガス内に導入するために排気ガス供給ラインに配置された導入装置（１６）と、反応器チャンバまたはＳＣＲ触媒コンバータの上流側で排気ガスを還元剤と混合するために、導入装置（１６）の下流側において排気ガス供給ラインによって設けられた混合セクション（１８）と、熱交換器（２５）であって、排気ガスの熱エネルギーをＳＣＲ触媒コンバータの下流側にある排気ガスからＳＣＲ触媒コンバータの上流側にある排気ガスへ伝達させ得る、熱交換器と、を備える。【選択図】図２
2017187035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガス後処理システム（３）、すなわち内燃機関のＳＣＲ排気ガス後処理システムであって、
反応器チャンバ（１０）内に受けられるＳＣＲ触媒コンバータ（９）と、
前記反応器チャンバ（１０）にひいては前記ＳＣＲ触媒コンバータ（９）へ案内する排気ガス供給ライン（８）と、
前記反応器チャンバ（１０）からひいては前記ＳＣＲ触媒コンバータ（９）から離間するように案内する排気ガス排出ライン（１１）と、
還元剤、特にアンモニアまたはアンモニア前駆物質を排気ガス内に導入するために前記排気ガス供給ライン（８）に配置された導入装置（１６）と、
前記反応器チャンバ（１０）または前記ＳＣＲ触媒コンバータ（９）の上流側で排気ガスを還元剤と混合するために、前記導入装置（１６）の下流側において前記排気ガス供給ライン（８）によって設けられた混合セクション（１８）と、
熱交換器（２５）であって、当該熱交換器を用いて、排気ガスの熱エネルギーを前記ＳＣＲ触媒コンバータ（９）の下流側にある歯浮きガスから前記ＳＣＲ触媒コンバータ（９）の上流側にある排気ガスへ伝達させる、熱交換器と、
を備えることを特徴とする排気ガス後処理システム。
【請求項２】
熱交換器内の圧力が、少なくとも０．２ＭＰａ、有利には少なくとも０．３ＭＰａ、最も有利には０．４ＭＰａであることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項３】
熱交換器が、排気ガス過給機付燃焼機関の少なくとも１つのタービンの上流側に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項４】
前記排気ガス供給ライン（８）及び前記排気ガス排出ライン（１１）が、前記反応器チャンバ（１０）の一側（２４）において連結接続されており、
前記排気ガス供給ライン及び前記排気ガス排出ラインのうちの一方が、熱交換器（２５）を形成するセクションにおいて、前記排気ガス供給ライン及び前記排気ガス排出ラインのうちの他方を囲んでいることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項５】
前記排気ガス排出ライン（１１）が、前記反応器チャンバ（１０）の一側（２４）に隣接して前記排気ガス供給ライン（８）を囲んでおり、
前記一側において、前記排気ガス供給ライン（８）及び前記排気ガス排出ライン（１１）双方が、外側にあるセクションで接続されていることを特徴とする請求項２に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項６】
前記排気ガス排出ライン（１１）が、セクションで、前記排気ガス供給ライン（８）を同心状に囲んでいることを特徴とする請求項５に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項７】
前記排気ガス排出ライン（１１）が、外側から見ると、前記混合セクション（１８）の領域で前記排気ガス供給ライン（８）を囲んでいることを特徴とする請求項５または６に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項８】
前記排気ガス供給ライン（８）のうち前記排気ガス排出ライン（１１）のセクションによって囲まれたセクションが、前記排気ガス供給ライン（８）の流動方向で見ると、還元剤を排気ガス内に導入するための前記導入装置（１６）の下流側に位置付けられていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項９】
前記ＳＣＲ触媒コンバータ（９）の長さと前記排気ガス供給ライン（８）のうち排気ガスが前記ＳＣＲ触媒コンバータ（９）の上流側で循環するセクションの長さとの比が、少なくとも１：５、好ましくは少なくとも１：８、最も好ましくは少なくとも１：１０であることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１０】
前記排気ガス供給ライン（８）のうち排気ガスが前記ＳＣＲ触媒コンバータ（９）の上流側で循環するセクションが、一方では、前記排気ガス排出ライン（１１）によって囲まれており、他方では、前記反応器チャンバ（１０）内に延在していることを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１１】
前記反応器チャンバ（１０）及び／または前記排気ガス排出ライン（１１）及び／または前記排気ガス供給ライン（８）が、排気ガスの流動方向で見ると、前記ＳＣＲ触媒コンバータ（９）の下流側にある排気ガスに関する流動横断面が漸減する態様で、形作られていることを特徴とする請求項５から１０のいずれか１項に記載の排気ガス後処理システム。
【請求項１２】
内燃機関（１）、特にディーゼル燃料を用いてまたは重油を用いて動作される内燃機関であって、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の排気ガス後処理システム（３）を有することを特徴とする内燃機関。
【請求項１３】
少なくとも１つの排気ガスターボチャージャ（４）を有する排気ガス過給システム（２）を備え、
前記排気ガス後処理システム（３）が、当該内燃機関のシリンダと前記排気ガス過給システム（２）との間に接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関。
【請求項１４】
高圧タービン（６）を備える第１排気ガスターボチャージャ（４）と低圧タービン（７）を備える第２排気ガスターボチャージャ（５）とを有する多段の排気ガス過給システム（２）を備え、
前記排気ガス後処理システム（３）が、前記高圧タービン（６）と前記低圧タービン（７）との間に接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガス後処理システムに関する。さらに、本発明は、排気ガス後処理システムを有する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発電所で採用される固定型内燃機関における燃焼過程では、及び、例えば船舶で採用される非固定型内燃機関における燃焼過程では、酸化窒素が形成され、これら酸化窒素は、主として、石炭、坑口炭、原油、重油またはディーゼル燃料のような含硫黄化石燃料を燃焼させている間に形成される。このために、このような内燃機関は、排気ガス後処理システムに配置されており、これら排気ガス後処理システムは、内燃機関から出た排気ガスを清浄化する、特に脱窒するように機能する。
【０００３】
排気ガスにおける酸化窒素を還元するため、いわゆるＳＣＲ触媒コンバータは、主として、前例から知られている排気ガス後処理システムで採用されている。ＳＣＲ触媒コンバータでは、酸化窒素の選択接触還元が行われ、酸化窒素を還元するために、アンモニア（ＮＨ３）を還元剤として必要とする。アンモニアまたは例えば尿素のようなアンモニア前駆物質は、このために、ＳＣＲ触媒コンバータの上流から液体で排気ガス内に導入され、アンモニアまたはアンモニア前駆物質は、ＳＣＲ触媒コンバータの上流側にある排気ガスと混合される。そのために、アンモニアまたはアンモニア前駆物質の導入とＳＣＲ触媒コンバータとの間にある混合セクションは、前例にしたがって設けられている。
【０００４】
前例から知られているＳＣＲ触媒コンバータを備える排気ガス後処理システムを用いて、特に酸化窒素還元において排気ガス後処理がすでに成功裏に行われているが、排気ガス後処理システムをさらに改善することに関する必要性がある。特に、このような排気ガス後処理システムの小型な設計で効果的な排気ガス後処理を可能とすることに関する必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここから始めて、本発明の目的は、内燃機関の新規のタイプの排気ガス後処理システム及びこのような排気ガス後処理システムを有する内燃機関を開発することに基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１にかかる内燃機関の排気ガス後処理システムを介して解決される。本発明にかかる排気ガス後処理システムは、熱交換器を備え、この熱交換器を用いて、排気ガスの熱エネルギーは、ＳＣＲ触媒コンバータの下流側にある排気ガスからＳＣＲ触媒コンバータの上流側にある排気ガスへ伝達され得る。熱交換器を経由して、排気ガス温度は、ＳＣＲ処理に最適なレベルまで設定され得る。ＳＣＲ処理の発熱反応中に解放されてＳＣＲ触媒コンバータの下流側にある排気ガス内に存在する熱エネルギーは、ＳＣＲ触媒コンバータの上流側にある排気ガスへ伝達される。これにより、ＳＣＲ触媒コンバータの上流側における温度を増加させることによって、効果的な排気ガス後処理が可能になる。
【０００７】
本発明の有利なさらなる展開によれば、排気ガス供給ライン及び排気ガス排出ラインは、反応器チャンバのうちの共通する側で接続されており、これら排気ガスラインのうちの一方は、熱交換器を形成するセクションにおいて、他方の排気ガスラインを囲む。このさらなる展開により、小型かつ簡素な設計の排気ガス後処理システムを用いて、効果的な排気ガス後処理を可能とする。
【０００８】
好ましくは、排気ガス排出ラインは、反応器チャンバの一側に隣接して排気ガス供給チャンバを囲み、この一側では、排気ガスライン双方が外側にあるセクションで接続され、排気ガス供給ラインのうち排気ガス供給ラインの流動方向で見ると排気ガスがＳＣＲ触媒コンバータの上流側で循環されるセクションは、一方では、排気ガス排出ラインによって囲まれ、他方では、反応器チャンバ内を延在する。このさらなる展開により、特に小型かつ簡素な設計の排気ガス後処理システムを用いて、効果的な排気ガス後処理を可能とする。特に、排気ガス供給ラインの壁に堆積することを防止し得る。
【０００９】
本発明の有利なさらなる展開によれば、ＳＣＲ触媒コンバータの長さと排気ガス供給ラインのうち排気ガスがＳＣＲ触媒コンバータの上流側を循環するセクションとの間の比は、少なくとも１：５、好ましくは少なくとも１：８、最も好ましくは少なくとも１：１０である。このさらなる展開により、特に簡素かつ小型な設計の排気ガス後処理システムを用いて、効果的な排気ガス後処理を可能とする。
【００１０】
さらなる改善は、排気ガスの圧力レベルを増加させることによって熱伝導を増加させることにある。有利には、絶対圧力は、少なくとも０．２ＭＰａ、有利には少なくとも０．３ＭＰａ、最も有利には０．４ＭＰａまで増加される。排気ガス圧力を増加させるための別個の圧縮機を省略できるようにするために、好ましいことは、熱交換器、ひいては同様にＳＣＲ反応器を少なくとも１つの排気ガスタービンの上流側に配設すること、である。
【００１１】
本発明にかかる内燃機関は、請求項１０に規定されている。
【００１２】
本発明の好ましいさらなる展開は、従属請求項及び以下の説明から得られる。本発明の例示的な実施形態は、以下の図面に限定されることなく以下の図面を用いてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかる排気ガス後処理システムを有する内燃機関を示す概略斜視図である。
【図２】図１の排気ガス後処理システムを示す詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、例えば発電所における固定型内燃機関のまたは船舶で採用される非固定型内燃機関の排気ガス後処理システムに関する。特に、排気ガス後処理システムは、重油で動作する船舶のディーゼルエンジンで採用される。
【００１５】
図１は、排気ガス過給機付内燃機関１の配置を示しており、この内燃機関は、排気ガスターボチャージャシステム２と、排気ガス後処理システム３と、を有する。内燃機関１は、非固定型または固定型の内燃機関、特に船舶における非固定型で動作される内燃機関であり得る。排気ガスは、内燃機関１のシリンダから出ており、内燃機関１に供給される給気を圧縮するために排気ガスの熱エネルギーから機械エネルギーを抽出するために、排気ガス過給システム２で利用される。
【００１６】
したがって、図１は、排気ガスターボチャージャシステム２を有する内燃機関１を示しており、このターボチャージャシステムは、複数の排気ガスターボチャージャ、すなわち、高圧側にある第１排気ガスターボチャージャ４と、低圧側にある第２排気ガスターボチャージャ５と、を備える。内燃機関１のシリンダから出た排気ガスは、第１排気ガスターボチャージャ４の高圧タービン６を介して内部を流れ、この高圧タービン内で膨張され、この過程で抽出されたエネルギーは、給気を圧縮するために、第１排気ガスターボチャージャ４の高圧圧縮機で利用される。第１ターボチャージャ４の下流側における排気ガスの流動方向を見ると、第２排気ガスターボチャージャ５が配設されており、第１排気ガスターボチャージャ４の高圧タービン６をすでに流通した排気ガスは、この第２排気ガスターボチャージャを介して、すなわち第２排気ガスターボチャージャの低圧タービン７を介して、通る。第２排気ガスターボチャージャ５の低圧タービン７において、排気ガスは、さらに膨張され、この過程で抽出されたエネルギーは、内燃機関１のシリンダに供給される給気を同様に圧縮するために、第２排気ガスターボチャージャの低圧圧縮機で利用される。
【００１７】
排気ガスターボチャージャ４及び５を備える排気ガス過給システム２に加え、内燃機関１は、排気ガス後処理システム３を備えており、この排気ガス後処理システムは、ＳＣＲ排気ガス後処理システムである。ＳＣＲ排気ガス後処理システム３は、第１圧縮機４の高圧タービン６と低圧タービン７との間を接続しており、それにより、第１排気ガスターボチャージャ４の高圧タービン６から出た排気ガスは、この排気ガスが第２排気ガスターボチャージャ５の低圧タービン７領域に到達する前に、ＳＣＲ排気ガス後処理システム３を介して内部を通し得る。これにより、熱交換器は、上昇した圧力レベルで動作され、その結果、熱伝達を改善する。
【００１８】
図１は、排気ガス供給ライン８を示しており、この排気ガス供給ラインを介して、第１排気ガスターボチャージャ４の高圧タービン６から出る排気ガスは、ＳＣＲ触媒コンバータ９の方向で通り得、（図２を参照すると）このコンバータは、反応器チャンバ１０内に配設されている。
【００１９】
さらに、図１は、排気ガス排出ライン１１を示しており、この排気ガス排出ラインは、第２排気ガスターボチャージャ５の低圧タービン７の方向でＳＣＲ触媒コンバータ９から排気ガスを排出させるように機能する。
【００２０】
排気ガスは、低圧タービン７から出て、ライン２１を通って、特に開口部内へ流入する。
【００２１】
排気ガス供給ライン８は、反応器チャンバ１０へひいては反応器チャンバ１０内に位置するＳＣＲ触媒コンバータ９へ案内し、排気ガス排出ライン１１は、反応器チャンバ１０からひいてはＳＣＲ触媒コンバータ９から離れるように案内しており、これら排気ガス供給ライン及び排気ガス排出ラインは、バイパス１２を介して連結され、このバイパス内には、遮断素子１３が一体化されている。遮断素子１３を閉塞すると、バイパス１２は、閉塞され、それにより、排気ガスは、バイパスを通って流れ得ない。逆に、特に遮断素子１３を開放すると、排気ガスは、バイパス１２を通って流動し得る、すなわち、反応器チャンバ１０を通過し、したがって反応器チャンバ１０内に位置するＳＣＲ触媒コンバータ９を通過し得る。
【００２２】
図２は、矢印１４を用いて、バイパス１２が遮断素子１３を介して閉塞された排気ガス後処理システム３を通る排気ガスの流動を示しており、図２から明らかなことは、排気ガス供給ライン８が、下流側端部１５を用いて反応器チャンバ１０内に開口しており、排気ガス供給ライン８のこの端部１５の領域における排気ガスが、約１８０°だけ流動が反らされ、流動を反らせた後の排気ガスが、ＳＣＲ触媒コンバータ９を介して通される。
【００２３】
排気ガス後処理システム３の排気ガス供給ライン８には、導入装置１６が配置されており、還元剤、特にアンモニアまたはアンモニア前駆物質は、この導入装置を通して排気ガス流内に導入され、この還元剤は、規定の態様でＳＣＲ触媒コンバータ９の領域内で排気ガスの酸化窒素を変換させるために、必要とされる。排気ガス後処理システム３の導入装置１６は、好ましくは、注入ノズルであり、アンモニアまたはアンモニア前駆物質は、この注入ノズルを通して、排気ガス供給ライン８内の排気ガスに注入される。図２は、円錐１７を用いて、排気ガス供給ライン８の領域において還元剤を排気ガス内に注入することを示す。排気ガス後処理システム３のこのセクションは、排気ガスの流動方向で見ると、導入装置１６の下流側かつＳＣＲ触媒コンバータ９の上流側に位置し、混合セクションとして説明される。特に、排気ガス供給ライン８は、導入装置１６の下流側に混合セクション１８を設け、排気ガスは、この混合セクションにおいて、ＳＣＲ触媒コンバータ９の上流側にある還元剤と混合され得る。
【００２４】
排気ガス供給ライン８は、下流側端部１５を用いて、反応器チャンバ１０内に開口している。排気ガス供給ライン８の下流側端部１５には、邪魔板素子２０に配置されており、この邪魔板素子は、排気ガス供給ライン８の下流側端部１５に対して変位され得る。図示した例示的な実施形態において、邪魔板素子２０は、排気ガス供給ライン８の端部１５に対して直線状に変位され得、この端部は、反応器チャンバ１０内に開口する。
【００２５】
邪魔板素子２０は、下流側端部１５で排気ガス供給ライン８を遮断するか下流側端部１５で排気ガス供給ラインを開放させるかするために、排気ガス供給ライン８の下流側端部１５に対して変位され得る。特に邪魔板素子２０が下流側端部１５で排気ガス供給ライン８を遮断すると、バイパス１２の遮断素子１３は、その後にＳＣＲ触媒コンバータ９すなわちＳＣＲ触媒コンバータ９を受ける反応器チャンバ１０を排気ガスを完全に通過させるために、好ましくは開放している。
【００２６】
特に邪魔板素子２０が排気ガス供給ライン８の下流側端部１５を開放すると、バイパス１２の遮断素子１３は、完全に閉塞し得るまたは少なくとも部分的に開放し得る。特に邪魔板素子２０が排気ガス供給ライン８の下流側端部１５を開放すると、排気ガス供給ライン８の下流側端部１５に対する邪魔板素子２０の相対位置は、特に、排気ガス供給ライン８を通る排気ガス質量流に、及び／または、排気ガス供給ライン８内にある排気ガスの排気ガス温度に、及び／または、導入装置１６を介して排気ガス流内に導入された還元剤の量に、依存する。
【００２７】
排気ガス供給ライン８の下流側端部１５を開いた状態の邪魔板素子２０のさらなる機能は、排気ガス流内にある液状還元剤の液滴が邪魔板素子に到達し、このような液状還元剤の液滴がＳＣＲ触媒コンバータ９の領域に到達することを防止するために、途中で捕捉されて噴霧されること、にある。排気ガス供給ライン８の下流側端部１５に対する邪魔板素子２０の相対位置によって下流側端部１５が開いていることで、排気ガス供給ライン８の下流側端部１５の領域で反らされた排気ガスが、径方向内側に位置するセクションの方向で、または、径方向外側に位置するＳＣＲ触媒コンバータ９のセクションの方向で、通されるまたは案内されるかを判断し得る。
【００２８】
好ましい実施形態によれば、排気ガス供給ライン８は、下流側端部１５の領域で漏斗状に拡径しており、拡散器を形成する。このために、排気ガス供給ライン８の流動横断面は、下流側端部１５の領域で増加し、特に図２で明らかなように、排気ガス供給ライン８の下流側端部１５の上流側における排気ガスの流動方向で見ると、排気ガス供給ラインの流動横断面は、縮小する。したがって、図２は、還元剤のための導入装置１６の下流側における排気ガスの流動方向で見ると、排気ガス供給ライン８の流動横断面が、初期的にほぼ一定であるが、その後徐々に漸減し、最終的に下流側端部１５の領域で拡径すること、を示す。この場合において排気ガス供給ライン８の下流側端部１５において流動横断面が大きくなることは、排気ガス供給ライン８が下流側端部１５の前で初期的に漸減するそのセクションよりも短い排気ガス供給ライン８のセクションを介して達成される。排気ガス供給ライン８のうち排気ガス供給ラインの流動方向が初期的に徐々に漸減するその軸方向位置において、ＳＣＲ触媒コンバータ９は、排気ガス供給ライン８の径方向外側に配設されている。
【００２９】
好ましくは、邪魔板素子２０は、曲がっており、好ましくは排気ガス供給ライン８を向く側２２でベル状に湾曲しており、この側面は、排気ガスのための流動ガイドを形成する。邪魔板素子２０のうち排気ガス供給ライン８の下流側端部１５を向く側面では、排気ガス供給ライン８の下流側端部１５までの距離が、邪魔板素子の径方向外側セクションよりも邪魔板素子２０の径方向内側セクションの方が小さくなっている。したがって、邪魔板素子２０は、排気ガス供給ライン８の下流側端部１５の方向で、排気ガスの流動方向に対して、中心に引き込まれているまたは湾曲されている。
【００３０】
特に図２から明らかなように、排気ガス供給ライン８及び排気ガス排出ライン１１は、反応器チャンバ１０の第１側２４で結合接続されている、または、この共通する側２４に始まって反応器チャンバ１０内に開口するもしくは延在する。
【００３１】
ここで、排気ガス供給ライン８は、排気ガス供給ライン８の下流側端部１５が反応器チャンバ１０のうち反応器チャンバ１０の第１側２４とは反対側に位置する第２側２３に隣接して位置する態様で、反応器チャンバ１０内に延在する一方で、排気ガス排出ライン１１は、第１側２４において反応器チャンバ１０内に開口する。したがって、排気ガス供給ライン８を介して供給された排気ガスは、反応器チャンバ１０のうち排気ガス供給ライン８の下流側端部１５の反対側に位置する第２側２３の領域で約１８０°だけ反らされ、その後、ＳＣＲ触媒コンバータ９を通って、続いて、第１側２４を通って、排気ガス排出ライン１１の領域内に流れる。反応器チャンバ１０の第１側２４と反応器チャンバ１０のうち反対側に位置する第２側２３との間には、反応器チャンバ１０のうち好ましくは横断面で丸い壁１９が延在する。
【００３２】
本発明によれば、排気ガス後処理システム３は、熱交換器２５を備え、この熱交換器を用いて、排気ガスの熱エネルギーは、ＳＣＲ触媒コンバータ９の下流側の排気ガスからＳＣＲ触媒コンバータ９の上流側の排気ガスに伝達され得る。ＳＣＲ処理の発熱反応中に解放されてＳＣＲ触媒コンバータ９の下流側にある排気ガス内に存在する熱エネルギーは、ＳＣＲ触媒コンバータ９の上流側にある排気ガスへ伝達される。これにより、排気ガス温度は、ＳＣＲ処理に最適なレベルに設定され得、効果的な排気ガス後処理を可能とする。
【００３３】
排気ガス供給ライン８及び排気ガス排出ライン１１は、反応器チャンバ１０の第１側２４において結合接続されており、排気ガスライン８、１１のうちの一方は、熱交換器２５を形成するセクションにおいて、これら排気ガスラインのうちの他方を囲む。図示した好ましい例示的な実施形態において、排気ガス排出ライン１１は、反応器チャンバ１０のうち排気ガスライン８、１１双方が接続される第１側２４に隣接して、外側にあるセクションで好ましくは同心状に、排気ガス供給ライン８を囲む。
【００３４】
このため、ＳＣＲ触媒コンバータの下流側にある排気ガス内に存在する熱エネルギーは、小型かつ簡素な設計の排気ガス後処理システム３を用いて、ＳＣＲ触媒コンバータ９の上流側にある排気ガスへ確実に伝達され得る。排気ガス供給ライン８の領域に堆積物を形成する危険性がない。
【００３５】
排気ガス排出ライン１１は、混合セクション１８の領域で排気ガス供給ライン８を囲む。排気ガス供給ライン８のうち排気ガス排出ライン１１のセクションによって囲まれたセクションは、排気ガス供給ライン８の流動方向で見て、還元剤を排気ガス内に、したがって混合セクション１８の領域に導入するために、導入装置１６の下流側に位置する。
【００３６】
排気ガス流動方向で見てＳＣＲ触媒コンバータ９の長さｌ１と排気ガス供給ライン８のうち排気ガスがＳＣＲ触媒コンバータ９の上流側で循環する長さｌ２との比は、少なくとも１：５、好ましくは少なくとも１：８、特に好ましくは少なくとも１：１０になる。このため、ＳＣＲ触媒コンバータ９の下流側にある排気ガスに存在する熱エネルギーは、ＳＣＲ触媒コンバータ９の上流側にある排気ガスへ確実に伝達され得る。
【００３７】
排気ガス供給ライン８のうち排気ガスがＳＣＲ触媒コンバータ９の上流側で循環するセクションは、一方では、排気ガス排出ライン１１によって囲まれており、他方では、反応器チャンバ１０内に延在する。したがって、排気ガス供給ライン８のうち排気ガスがＳＣＲ触媒コンバータの上流側で循環するそのセクションの長さｌ２は、排気ガス排出ライン１１によって囲まれた部分セクション長さｌ２１と、反応器チャンバ１０に沿って延在する部分セクション長さｌ２２と、からなる。
【００３８】
反応器チャンバ１０及び／または排気ガス排出ライン１１及び／または排気ガス供給ライン８は、排気ガスの流動方向で見ると、排気ガスの流動横断面がＳＣＲ触媒コンバータ９の下流側で漸減する態様で、形作られている。これは、例示的な実施形態において、反応器チャンバ１０の第１側２４を形作る円錐によって保証される。流動横断面をこのように漸減させることを介して、所定の流速は、ＳＣＲ触媒コンバータの下流側にある排気ガス内に存在する熱エネルギーのＳＣＲ触媒コンバータ９の上流側にある排気ガスへの特に効果的な伝達を行うために、排気ガス排出ライン１１のうち熱交換器２５を形成する外側で排気ガス供給ライン８を囲むセクションにおいて調節される。
【００３９】
図１の内燃機関１の場合において、排気ガス後処理システム３は、排気ガス過給システム２の上流側で垂直に位置している。内燃機関１のシリンダへのアクセスは、自由であるが、排気ガスターボチャージャ４及び５のアクセス性は、制限されている。しかしながら、保守操作が排気ガスターボチャージャ４、５に必要な場合には、反応器チャンバ１０は、単純に分解され得る。図１に示すように排気ガス後処理システム３を排気ガス過給システム２の上流側で垂直に配置することとは異なり、排気ガス後処理システム３を９０°だけ傾けて排気ガス過給システム２の隣に水平に配置することは、同様に可能であるが、このような水平配置を用いると、配置の長さは、大きくなる。しかしながら、内燃機関１及び排気ガス過給システム２は、補修作業のための制限なく、反応器チャンバ１０を分解する必要なく利用可能である。
【００４０】
特に好ましくは、本発明は、２段過給器付の４ストロークエンジンまたは２ストロークエンジンで利用されており、この場合において、ＳＣＲ触媒コンバータの上流側における排気ガス温度は、３００℃未満である。このようなエンジンにおいて、排気ガス温度は、本発明を用いて、ＳＣＲ処理に最適なレベルまで調節され得る。
【符号の説明】
【００４１】
１  内燃機関
２  排気ガス過給システム
３  排気ガス後処理システム
４  排気ガスターボチャージャ
５  排気ガスターボチャージャ
６  高圧タービン
７  低圧タービン
８  排気ガス供給ライン
９  ＳＣＲ触媒コンバータ
１０  反応器チャンバ
１１  排気ガス排出ライン
１２  バイパス
１３  遮断素子
１４  排気ガスガイド
１５  端部
１６  導入装置
１７  注入円錐
１８  混合セクション
１９  壁
２０  邪魔板素子
２１  ライン
２２  一側
２３  一側
２４  一側
２５  熱交換器
【図１】
2017187035.tif 000003
【図２】
2017187035.tif 000004
【外国語明細書】
2017187035000001.pdf