(57)【要約】      （修正有）【課題】発電所や船舶等の内燃機関に用いる小型排ガス後処理システムを提供する。【解決手段】ＳＣＲ排ガス後処理システムは、ＳＣＲ触媒コンバータ９と、ＳＣＲ触媒コンバータに至る排ガス供給導管８と、ＳＣＲ触媒コンバータから延在する排ガス排出導管１１と、排ガス供給導管に配設された還元剤導入装置と、を有しており、排ガス供給導管の下流側端部１５とＳＣＲ触媒コンバータ上流側との間に排ガス背圧上昇装置２５を配置することで、ＳＣＲ触媒コンバータに対する排ガス流れが、周方向及び径方向において均等になる。またブロー装置２４によって、排ガス背圧上昇装置及びＳＣＲ触媒コンバータに堆積するスス粒子をパージする。【選択図】図３
2017187033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒コンバータ（９）と前記触媒コンバータ（９）に通じている排ガス供給導管（８）とを具備する内燃機関の排ガス後処理システム（３）において、
前記排ガス供給導管（８）は、下流側端部（１５）において、前記触媒コンバータ（９）を受容している反応チャンバ（１０）に通じており、
排ガス背圧上昇装置（２５）が、前記反応チャンバ（１０）の内部において、且つ、前記排ガス供給導管（８）の前記下流側端部（１５）と前記触媒コンバータ（９）との間において、前記触媒コンバータ（９）の上流に配置されていることを特徴とする排ガス後処理システム（３）。
【請求項２】
前記排ガス後処理システム（３）が、ＳＣＲ触媒コンバータ（９）として構成されており、前記ＳＣＲ触媒コンバータ（９）から延在する排ガス排出導管（１１）と、前記排ガス供給導管（８）に配設された、特にアンモニア又はアンモニア前駆物質といった還元剤を排ガスに導入するための導入装置（１６）と、前記ＳＣＲ触媒コンバータ（９）の上流において前記排ガスを前記還元剤と混合するための、前記排ガス供給導管（８）によって、前記導入装置（１６）の下流に供給された混合区間（１８）と、を有することを特徴とする請求項１に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項３】
前記排ガス背圧上昇装置（２５）が、自由な流れ断面を有しており、前記流れ断面は、前記触媒コンバータ（９）の自由な流れ断面の最大で２倍に相当することを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項４】
前記排ガス背圧上昇装置（２５）の自由な流れ断面が、前記触媒コンバータ（９）の自由な流れ断面の最大で１倍に相当することを特徴とする請求項３に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項５】
前記排ガス背圧上昇装置（２５）の自由な流れ断面が、前記触媒コンバータ（９）の自由な流れ断面の最大で０．５倍に相当することを特徴とする請求項４に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項６】
貫流方向における、前記排ガス背圧上昇装置（２５）の厚さ又は長さと、貫流方向における、前記触媒コンバータ（９）の厚さ又は長さとの比が、少なくとも１：５０であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項７】
前記排ガス背圧上昇装置（２５）の厚さ又は長さと、前記触媒コンバータ（９）の厚さ又は長さとの比が、少なくとも１：１００であることを特徴とする請求項６に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項８】
前記排ガス背圧上昇装置（２５）の厚さ又は長さと、前記触媒コンバータ（９）の厚さ又は長さとの比が、少なくとも１：２００であることを特徴とする請求項７に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項９】
前記排ガス背圧上昇装置（２５）と前記触媒コンバータ（９）との間の貫流方向における距離に相当する距離と、前記触媒コンバータ（９）の貫流方向における厚さ又は長さとの比が、最大で２：１であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項１０】
前記距離と前記触媒コンバータ（９）の厚さ又は長さとの比が、最大で１：１であることを特徴とする請求項９に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項１１】
前記距離と前記触媒コンバータ（９）の厚さ又は長さとの比が、最大で１：２であることを特徴とする請求項９に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項１２】
前記排ガス背圧上昇装置（２５）が、格子構造として構成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項１３】
少なくとも１つのブロー装置（２４）が、前記反応チャンバ（１０）内部に、且つ、前記排ガス背圧上昇装置（２５）と前記触媒コンバータ（９）との間に配置されており、前記ブロー装置は、前記排ガス背圧上昇装置（２５）のパージ、及び／又は、前記触媒コンバータ（９）のパージに用いられることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項１４】
１つ又は各ブロー装置（２４）が、前記排ガス背圧上昇装置（２５）及び／又は前記触媒コンバータ（９）の、貫流方向に対して横に延在する表面において、渦流れ又は旋回流を形成するように方向付けられていることを特徴とする請求項１３に記載の排ガス後処理システム（３）。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の排ガス後処理システム（３）を有している内燃機関（１）であって、特にディーゼル燃料又は重油燃料で動作することを特徴とする内燃機関（１）。
【請求項１６】
前記内燃機関（１）が、高圧タービン（６）を含む第１の排ガスターボチャージャ（４）と、低圧タービン（７）を含む第２の排ガスターボチャージャ（５）とを備えた多段排ガスターボチャージャシステム（２）を有しており、前記排ガス後処理システム（３）は、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１５に記載の内燃機関（１）。
【請求項１７】
前記内燃機関（１）が一段過給式内燃機関である場合には、前記排ガス後処理システム（３）が、タービンの上流に配置されていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の内燃機関（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排ガス後処理システムに関する。さらに、本発明は、排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】
例えば発電所において用いられるような固定された内燃機関における燃焼プロセス、及び、例えば船舶において用いられるような固定されていない内燃機関における燃焼プロセスでは、窒素酸化物が発生し、これらの窒素酸化物は、典型的には、石炭、瀝青炭、褐炭、石油、重油、又は、ディーゼル燃料のような硫黄を含有する、化石燃料の燃焼に際して発生する。従って、このような内燃機関には、内燃機関から排出される排ガスの浄化、特に脱窒に用いられる排ガス後処理システムが配設されている。
【０００３】
排ガス中の窒素酸化物を還元するために、実践から知られた排ガス後処理システムでは、まず、いわゆるＳＣＲ触媒コンバータが使用される。ＳＣＲ触媒コンバータでは、窒素酸化物の選択的接触還元が行われ、窒素酸化物の還元のために、還元剤としてアンモニア（ＮＨ３）が必要とされる。このために、アンモニア又はアンモニア前駆物質である尿素等は、ＳＣＲ触媒コンバータの上流で、液体の形状において排ガスに導入され、アンモニア又はアンモニア前駆物質は、ＳＣＲ触媒コンバータの上流において、排ガスと混合される。このために、実践によると、アンモニア又はアンモニア前駆物質の導入部とＳＣＲ触媒コンバータとの間に、混合区間が設けられている。
【０００４】
ＳＣＲ触媒コンバータを含む、実践から知られた排ガス後処理システムを用いて、排ガス後処理、特に窒素酸化物の還元が、すでに成功裏に実施可能ではあるが、排ガス後処理システムをさらに改善する必要性が存在する。特に、このような排ガス後処理システムの構造を小型化した場合に、効果的な排ガス後処理を可能にする必要性が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような必要性を基点にして、本発明の課題は、新型の内燃機関の排ガス後処理システムと、このような排ガス後処理システムを有する内燃機関とを創出することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本課題は、請求項１に記載の内燃機関の排ガス後処理システムによって解決される。
【０００７】
本発明によると、排ガス供給導管は、下流側端部において、ＳＣＲ触媒コンバータを受容する反応チャンバに通じており、排ガス供給導管の下流側端部とＳＣＲ触媒コンバータとの間の反応チャンバ内部には、排ガス背圧上昇装置が、ＳＣＲ触媒コンバータの上流に配置されている。ＳＣＲ触媒コンバータの上流で排ガス背圧上昇装置を用いて、排ガス流れは、ＳＣＲ触媒コンバータの上流においてせき止められ、それによって、ＳＣＲ触媒コンバータに、周方向においても径方向においても均等に、排ガス流れが供給され得る。それによって、構造が小型化された排ガス後処理システムにおける効果的な排ガスの浄化を確実とすることができる。さらに、排ガス背圧上昇装置には、スス粒子が堆積し得るので、当該スス粒子はもはやＳＣＲ触媒コンバータの領域に到達してＳＣＲ触媒コンバータを詰まらせることはない。これもまた、構造が小型化された排ガス後処理システムにおける効果的な排ガスの浄化を確実とするのに役立つ。
【０００８】
有利なさらなる発展形態によると、排ガス背圧上昇装置は、流動自在な流れ断面を有しており、当該流れ断面は、ＳＣＲ触媒コンバータの自由な流れ断面の最大で２倍、好ましくは最大で１倍、特に好ましくは最大で０．５倍に相当する。このさらなる発展形態は、構造の小型化と共に特に効果的な排ガス後処理を可能とする。
【０００９】
有利なさらなる発展形態によると、排ガス背圧上昇装置の貫流方向における厚さ又は長さと、ＳＣＲ触媒コンバータの貫流方向における厚さ又は長さとの比は、少なくとも１：５０、好ましくは少なくとも１：１００、特に好ましくは少なくとも１：２００である。このさらなる発展形態は、構造の小型化と共に特に効果的な排ガス後処理を可能とする。
【００１０】
有利なさらなる発展形態によると、排ガス背圧上昇装置とＳＣＲ触媒コンバータとの間の貫流方向における距離に相当する距離と、ＳＣＲ触媒コンバータの貫流方向における厚さ又は長さとの比は、最大で２：１、好ましくは最大で１：１、特に好ましくは最大で１：２である。このさらなる発展形態は、構造の小型化と共に特に効果的な排ガス後処理を可能とする。
【００１１】
有利なさらなる発展形態によると、排ガス背圧上昇装置とＳＣＲ触媒コンバータとの間の反応チャンバ内部には、少なくとも１つのブロー装置が配置されており、当該ブロー装置は、排ガス背圧上昇装置のパージ及び／又はＳＣＲ触媒コンバータのパージに用いられる。このさらなる発展形態は、構造の小型化と共に特に効果的な排ガス後処理を可能とする。
【００１２】
本発明に係る内燃機関は、請求項１４に規定されている。
【００１３】
本発明の好ましいさらなる発展形態は、下位請求項及び以下の説明から明らかになる。図面を用いて、本発明の実施例を詳細に説明するが、それに限定されるものではない。示されているのは以下の図である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る排ガス後処理システムを有する内燃機関の概略的な斜視図である。
【図２】図１に係る排ガス後処理システムの詳細を示す図である。
【図３】図２の詳細を示す図である。
【図４】図３の詳細を断面で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、例えば発電所の固定された内燃機関、又は、船舶で用いられる固定されていない内燃機関等の、内燃機関の排ガス後処理システムに関するものである。特に、当該排ガス後処理システムは、重油で動作する船舶用ディーゼル内燃機関において用いられる。
【００１６】
図１は、排ガスターボチャージャシステム２及び排ガス後処理システム３を有する内燃機関１から成るアセンブリを示している。内燃機関１は、固定されていない、又は、固定された内燃機関、特に固定されずに稼働する船舶用内燃機関であり得る。内燃機関１のシリンダから排出される排ガスは、排ガスターボチャージャシステム２において、排ガスの熱エネルギーから、内燃機関１に供給されるべき過給空気を圧縮するための力学的エネルギーを得るために用いられる。
【００１７】
図１は、排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、当該排ガスターボチャージャシステムは、複数の排ガスターボチャージャ、すなわち第１の、高圧側の排ガスターボチャージャ４と、第２の、低圧側の排ガスターボチャージャ５と、を含んでいる。内燃機関１のシリンダから放出される排ガスは、まず第１の排ガスターボチャージャ１の高圧タービン６を通って流れ、当該高圧タービン内で膨張し、その際に得られたエネルギーは、過給空気を圧縮するために、第１の排ガスターボチャージャ４の高圧圧縮機内で利用される。排ガスの流れる方向に見て、第１の排ガスターボチャージャ４の下流に、第２の排ガスターボチャージャ５が配置されており、第１の排ガスターボチャージャ４の高圧タービン６をすでに貫流してきた排ガスは、第２の排ガスターボチャージャ５を通るように、すなわち、第２の排ガスターボチャージャ５の低圧タービン７を通るように誘導される。第２の排ガスターボチャージャ５の低圧タービン７では、排ガスはさらに膨張し、その際に得られたエネルギーは、第２の排ガスターボチャージャ５の低圧圧縮機内で、同様に内燃機関１のシリンダに供給されるべき過給空気を圧縮するために用いられる。
【００１８】
両方の排ガスターボチャージャ４及び５を有する排ガスターボチャージャシステム２に加えて、内燃機関１は、排ガス後処理システム３を含んでおり、排ガス後処理システム３は、ＳＣＲ排ガス後処理システムである。ＳＣＲ排ガス後処理システム３は、第１の圧縮機５の高圧タービン６と第２の排ガスターボチャージャ５の低圧タービン７との間に接続されているので、第１の排ガスターボチャージャ４の高圧タービン６から排出される排ガスは、第２の排ガスターボチャージャ５の低圧タービン７の領域に到達する前に、まずＳＣＲ排ガス後処理システム３を通るように誘導され得る。
【００１９】
図１は、排ガス供給導管８を示しており、当該排ガス供給導管を通って、排ガスは、第１の排ガスターボチャージャ４の高圧タービン６から、反応チャンバ１０内に配置されたＳＣＲ触媒コンバータ９の方向に誘導され得る。
【００２０】
さらに、図１は、排ガス排出導管１１を示しており、当該排ガス排出導管は、排ガスをＳＣＲ触媒コンバータ９から、第２の排ガスターボチャージャ５の低圧タービン７の方向に排出するために用いられる。排ガスは、低圧タービン７から、導管２１を通り、特に屋外に流れる。
【００２１】
タービンの上流で位置決めが行われる、一段式過給エンジンにおける有利な適用については図示されていない。
【００２２】
反応チャンバ１０ひいては反応チャンバ１０の内部に配置されたＳＣＲ触媒コンバータ９に至るまで延伸している排ガス供給導管８と、反応チャンバ１０ひいてはＳＣＲ触媒コンバータ９から離隔するように延伸している排ガス排出導管１１とが、遮断要素１３を内蔵するバイパス１２を介して連結されている。遮断要素１３が閉じられている場合には、バイパス１２も閉じられているので、排ガスがバイパス１２を介して流通することはできない。対照的に、特に遮断要素１３が開いている場合には、排ガスはバイパス１２介して通過する、すなわち、反応チャンバ１０ひいては反応チャンバ１０の内部に配置されたＳＣＲ触媒コンバータ９を通過することができる。図２の矢印１４は、遮断要素１３によってバイパス１２が閉じられている場合の、排ガス後処理システム３を通過する排ガスの流れを示しており、図２から明らかなように、排ガス供給導管８が、下流側端部１５において反応チャンバ１０に通じており、排ガスの流れは、排ガス供給導管８の下流側端部１５の領域において約１８０°又は１８０°に近い角度で方向転換され、排ガスは、方向転換後にＳＣＲ触媒コンバータを介して誘導される。
【００２３】
排ガス後処理システム３の排ガス供給導管８には、導入装置１６が配設されており、当該導入装置を通じて、排ガス流れに、特にアンモニア又はアンモニア前駆物質等の、ＳＣＲ触媒コンバータ９の領域において、排ガスの窒素酸化物を所定の通り変換するために必要な還元剤が導入され得る。排ガス後処理システム３の導入装置１６は、好ましくは噴射ノズルであり、当該噴射ノズルを通じて、アンモニア又はアンモニア前駆物質が、排ガス供給導管内８で排ガス流れに注入される。図２は、円錐１７によって、排ガス供給導管８の領域における排ガス流れへの還元剤の注入を示している。
【００２４】
排ガスの流れる方向に見て、導入装置１６の下流及びＳＣＲ触媒コンバータ９の上流に位置している排ガス後処理システム３の区間は、混合区間と称される。特に、排ガス供給導管８は、導入装置１６の下流において、混合区間１８を提供しており、当該混合区間においては、排ガスが、ＳＣＲ触媒コンバータ９の上流において、還元剤と混合され得る。
【００２５】
排ガス供給導管８は、下流側端部１５において反応チャンバ１０に通じている。排ガス供給導管８の当該下流側端部１５には、バッフル要素２０が配設されており、当該バッフル要素は、排ガス供給導管８の下流側端部１５に対して変位可能である。図示された実施例では、バッフル要素２０は、反応チャンバ１０に通じている排ガス供給導管８の下流側端部１５に対して、直線的に変位可能である。バッフル要素２０は、排ガス供給導管８の下流側端部１５に対して変位可能であり、それによって、排ガス供給導管８は、下流側端部１５において遮断されるか、又は、下流側端部１５において開放される。バッフル要素２０が、排ガス供給導管８を下流側端部１５で遮断している場合、好ましくは、バイパス１２の遮断要素１３が開放され、それによって、排ガスは、完全に、ＳＣＲ触媒コンバータ９、又は、ＳＣＲ触媒コンバータ９を受容する反応チャンバ１０の側を通過する。バッフル要素２０が、排ガス供給導管８の下流側端部１５を開放する場合、バイパス１２の遮断要素１３は、完全に閉じられているか、又は、少なくとも部分的に開放され得る。
【００２６】
バッフル要素２０が、排ガス供給導管８の下流側端部１５を開放している場合、排ガス供給導管８の下流側端部１５に対するバッフル要素２０の相対位置は、特に排ガス供給導管８を通る排ガス質量流量、及び／又は、排ガス供給導管８内の排ガスの排ガス温度、及び／又は、導入装置１６を通じて排ガス流れに導入された還元剤の量に依存する。
【００２７】
排ガス供給導管８の下流側端部１５が開放されている場合におけるバッフル要素２０のさらなる機能は、排ガス流れ内に存在する液状還元剤の液滴がバッフル要素２０に到達した場合に、バッフル要素２０において液滴を吸収し、噴霧することによって、このような液状還元剤の液滴がＳＣＲ触媒コンバータ９の領域に到達するのを回避することにある。下流側端部１５が開放された場合の、排ガス供給導管８の下流側端部１５に対するバッフル要素２０の相対位置を通じて、特に、排ガス供給導管８の下流側端部１５の領域において、バッフル要素２０の領域に方向転換する排ガスを、ＳＣＲ触媒コンバータ９の径方向内側に位置するセクションの方向により強く、又は、ＳＣＲ触媒コンバータ９の径方向外側に位置するセクションの方向により強く誘導する、又は、転換するか否かを決定することができる。
【００２８】
好ましい一態様によると、排ガス供給導管８は、その下流側端部１５の領域において、漏斗状に拡幅し、ディフューザを形成している。それによって、排ガス供給導管８の流れ断面が、下流側端部１５の領域において拡大しており、図２から明らかであるように、排ガスの流れる方向に見て、排ガス供給導管８の下流側端部１５の上流において、その流れ断面がまず減少することを規定し得る。つまり、図２によると、排ガス供給導管８の流れ断面は、排ガスの流れる方向に見て、還元剤の導入装置１６の下流において、まずほぼ一定であり、その後、まず次第にテーパ状になり、最後に下流側端部１５の領域において拡大する。
【００２９】
その際、排ガス供給導管８の下流側端部１５における流れ断面の拡大は、好ましくは排ガス供給導管８の、排ガス供給導管８が下流側端部１５の上流でまずテーパ状になる区間よりも短い区間に亘って行われる。
【００３０】
バッフル要素２０は、好ましくは排ガス供給導管８に対向する面２２において湾曲し、好ましくは鐘状に湾曲し、排ガスのための流路を形成している。排ガス供給導管８の下流側端部１５に対向しているバッフル要素２０の面２２は、バッフル要素２０の径方向内側の部分において、排ガス供給導管８の下流側端部１５に対して、径方向外側の部分よりも短い距離を有している。従って、バッフル要素２０は、面２４の中央で、排ガス供給導管８の下流側端部１５の方向において、排ガスの流れる方向に反して引っ込んでいるか、又は、湾曲している。
【００３１】
上述したように、排ガス供給導管８は、その下流側端部１５においてＳＣＲ触媒コンバータ９を受容する反応チャンバ１０に通じている。その際、図２によると、排ガス供給導管８は、反応チャンバ１０の下側面２２を貫通し、その下流側端部１５で、反応チャンバ１０の上側面２３に隣接して終端しており、その際、すでに述べたように、下流側端部１５で排ガス供給導管から排出される排ガスは、ＳＣＲ触媒コンバータ９を通って流れる前に、１８０°方向を転換する。
【００３２】
特に図３から明らかであるように、排ガス供給導管８の下流側端部１５とＳＣＲ触媒コンバータ９との間には、排ガス背圧上昇装置２５（排ガス背圧を高めるための装置）が、ＳＣＲ触媒コンバータ９の上流に配置されている。この排ガス背圧上昇装置２５は、例えば格子、多孔板等であり得る。ＳＣＲ触媒コンバータ９の上流において排ガス背圧上昇装置２５を用いて、ＳＣＲ触媒コンバータ９の上流で、排ガス流れがせき止められ、それによって、ＳＣＲ触媒コンバータ９に、周方向においても径方向においても均等に、排ガス流れが供給され得る。それによって、排ガス後処理システムの構造の小型化と共に効果的な排ガスの浄化を確実にすることができる。
【００３３】
排ガス背圧上昇装置２５は、さらに、排ガスに含まれているスス粒子を堆積させることができるという利点を有している。排ガス背圧上昇装置２５に堆積するスス粒子は、もはやＳＣＲ触媒コンバータ９の領域に到達し、ＳＣＲ触媒コンバータ９を詰まらせることはない。それによっても、構造の小型化と共に効果的な排ガス後処理を確実にすることができる。
【００３４】
排ガス背圧上昇装置２５は、自由な流れ断面を有しており、当該流れ断面は、ＳＣＲ触媒コンバータ９の自由な流れ断面の最大で２倍、好ましくは最大で１倍、特に好ましくは最大で０．５倍に相当する。それによって、一方では、ＳＣＲ触媒コンバータ９を通る排ガス流れの均等化が確実化され、他方では、スス粒子が、排ガス背圧上昇装置２５の領域においてすでに堆積し、ＳＣＲ触媒コンバータ９の領域にはもはや到達しないことが確実化され得る。
【００３５】
好ましくは、貫流方向すなわち排ガスの流れる方向における排ガス背圧上昇装置２５の厚さ又は長さと、貫流方向すなわち排ガスの流れる方向におけるＳＣＲ触媒コンバータ９の厚さ又は長さとの比は、少なくとも１：５０、好ましくは少なくとも１：１００、特に好ましくは少なくとも１：２００である。これも、構造が小型化された排ガス後処理システム３における効果的な排ガス後処理の実現に役立つ。
【００３６】
好ましくは、排ガス背圧上昇装置２５とＳＣＲ触媒コンバータ９との間の、貫流方向すなわち排ガスの流れる方向における距離に相当する距離と、貫流方向すなわち排ガスの流れる方向におけるＳＣＲ触媒コンバータ９の厚さ又は長さとの比は、最大で１：６、好ましくは最大で１：５、特に好ましくは最大で１：４である。それによっても、構造の小型化と共に効果的な排ガス後処理を確実にすることができる。
【００３７】
すでに述べたように、排ガス背圧上昇装置１５は、特に多孔板又は格子、好ましくは、特に最大６ｍｍ、好ましくは最大４ｍｍ、特に好ましくは最大１．５ｍｍのメッシュ幅を有する比較的目の細かい格子である。
【００３８】
反応チャンバ１０内で、排ガス供給導管８の下流側端部とＳＣＲ触媒コンバータ９との間に配置された排ガス背圧上昇装置２５によって、ＳＣＲ触媒コンバータ９に、均等に排ガスが供給されることが確実化され得る。排ガス背圧の上昇によって、排ガス流れがせき止められ、それによって、ＳＣＲ触媒コンバータ９に亘る排ガスの均等な分配が確実化される。それによって、構造の小型化と共に効果的な排ガス後処理が可能になる。
【００３９】
排ガス背圧上昇装置２５のさらなる利点は、排ガスに含まれるスス粒子を堆積させることができるプレフィルタの機能をも果たすことにある。それによって、スス粒子が妨げられることなく、ＳＣＲ触媒コンバータ９に到達し、ＳＣＲ触媒コンバータ９を詰まらせるということが防止され得る。それによっても、構造の小型化と共に効果的な排ガス後処理が可能になる。
【００４０】
本発明の有利なさらなる発展形態によると、ＳＣＲ触媒コンバータ９が受容されており、さらに排ガス背圧上昇装置２５が受容されており、排ガス供給導管８の下流側端部が連通している反応チャンバ１０の内部には、少なくとも１つのブロー装置２４、例えば空気ノズルが配置されており、１つまたは各ブロー装置２４は、排ガス背圧上昇装置２５とＳＣＲ触媒コンバータ９との間に配置されている。
【００４１】
その際、１つまたは各ブロー装置２４は、堆積しているスス粒子に関する、排ガス背圧上昇装置２５のパージ、及び／又は、ＳＣＲ触媒コンバータ９のパージに用いられ、それによって、ＳＣＲ触媒コンバータ９及び／又は排ガス背圧上昇装置２５の目詰まりが回避される。ブロー装置を装置２５と触媒コンバータとの間に配置することによって、当該装置は、排ガスの流れる方向に反してパージされ得る。
【００４２】
図４は、１つ又は各ブロー装置２４の好ましい方向付けを示しており、１つ又は各ブロー装置２４は、好ましくは、渦流れ又は旋回流が反応チャンバ１０内部で形成されるように、すなわち、排ガス背圧上昇装置２５の、貫流方向若しくは排ガスの流れる方向に対して横に延在する表面において、及び／又は、ＳＣＲ触媒コンバータ９の対応する表面において形成されるように、方向付けられている。このような渦流れ又は旋回流によって、ＳＣＲ触媒コンバータ９及び排ガス背圧上昇装置２５からの、スス粒子のパージが、特に効果的に行われ得る。図４は、ＳＣＲ触媒コンバータ９及び排ガス背圧上昇装置２５が受容されている反応チャンバ１０が、好ましくは横断面が円形の壁１９を有しており、壁１９は、反応チャンバ１０の下側面２２と上側面２３との間に延在していることを示している。このような壁２７を、１つ又は各ブロー装置２４の方向付けと組み合わせることによって、渦流れ又は旋回流を特に有利に形成することができる。
【００４３】
本発明は、構造の小型化と共に、効果的な排ガス後処理を可能にする。そのために、ＳＣＲ触媒コンバータ９が受容されており、排ガス供給導管８の下流側端部１５が連通している反応チャンバ１０の内部には、少なくとも１つの排ガス背圧上昇装置２５が、ＳＣＲ触媒コンバータ９の上流に配置されている。排ガス背圧上昇装置２５とＳＣＲ触媒コンバータ９との間に、少なくとも１つのブロー装置２４が配置されていることによって、排ガス後処理の効率をさらに高めることが可能であり、それによって、排ガス背圧上昇装置２５及び／又はＳＣＲ触媒コンバータ９は、堆積しているスス粒子に関してパージされる。
【００４４】
図１の内燃機関１では、排ガス後処理システム３が、排ガスターボチャージャシステム２の上側に、直立して配置されている。内燃機関１のシリンダへのアクセスは自由であるが、排ガスターボチャージャ４及び５へのアクセスは制限されている。しかしながら、反応チャンバ１０は、排ガスターボチャージャ４及び６において保守作業が必要な場合には、容易に解体することが可能である。
【００４５】
図１に示されたような、排ガス後処理システム３が排ガスターボチャージャシステム２の上側に直立して配置されている場合とは異なり、排ガス後処理システム３を９０°回転させて、排ガスターボチャージャシステム２の横に水平に配置することも可能であるが、このような水平配置では、配置に要する長さが増大する。しかしながら、内燃機関１及び排ガスターボチャージャシステム２に関しては、反応チャンバ１０を解体せずとも、無制限に保守作業を行うことができる。
【００４６】
本発明は、自明のことながら、ＳＣＲ触媒コンバータだけではなく、ＣＨ４及びＨＣＨＯ酸化触媒コンバータでも用いることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  内燃機関
２  排ガスターボチャージャシステム
３  排ガス後処理システム
４  排ガスターボチャージャ
５  排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  排ガス供給導管
９  ＳＣＲ触媒コンバータ
１０  反応チャンバ
１１  排ガス排出導管
１２  バイパス
１３  遮断要素
１４  排ガスの誘導
１５  下流側端部
１６  導入装置
１７  噴射円錐
１８  混合区間
１９  壁
２０  バッフル要素
２１  導管
２２  面
２３  面
２４  ブロー装置
２５  装置
【図１】
2017187033.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017187033.tif 000006
【外国語明細書】
2017187033000001.pdf