[发明专利]废气处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气处理装置和包括所述废气处理装置的内燃机。

背景技术

炉子、垃圾焚烧或其它工业装置、燃气涡轮机或发动机的燃烧废气的机械、催化或化学净化方法，在废气技术中被统称为废气处理。根据现有技术中的一种废气处理，任选地与影响混合物的组成或燃烧的其他措施相结合，大大减少了传统内燃机排放的污染物。

然而，例如对于具有汽油发动机的机动车辆，长期以来，所谓的调节式三元催化转换器，在许多国家法律被列为要求进入公共道路交通的最低配置中，多年来现有技术仅对柴油发动机的废气提供不充分的废气处理，由于与汽油发动机相比柴油发动机具有高燃料/空气比，造成相应装置的特定功能需求。另外，柴油发动机的负荷的设置，不是如汽油发动机通过调节空气/燃料混合物的总体积，而仅仅通过改变燃料的注入量。因此，对于一般的柴油发动机，通过限制燃料供应对颗粒排放物仅有很小的效果。

因此，现有技术通过采用滤烟器以符合关于这种颗粒排放物严格的法律限制，滤烟器按照待过滤的颗粒成分可称为烟尘颗粒过滤器(SPF)或按照颗粒来源可称为柴油颗粒过滤器(DPF)，并旨在减少残留在排出的废气流中的燃烧残渣的浓度。催化转化器(cat)也可用于减少污染物的排放，其与柴油发动机相结合，通常对应于所谓的氧化催化剂或选择性催化还原(SCR)的常规工作原理。例如这些和其他的过滤器，催化剂或包含热反应器的组件，都属于下面说明中的术语“废气处理装置”。

除了与流动相关的其他的操作参数，特别应注意的是，所谓的不同的废气处理元件的压力损失或压力降低。对于通用的过滤器，这样的压力差，已经由原始状态中的过滤器主体的固有阻力系数决定，这取决于它的设计和材料。在废气处理装置的连续操作中，废气流中沉积固体的连续累积，例如以所谓的滤饼的形式，常常显著地增加了流动阻力，从而使过滤器施加的反压力也在不断增加。部分结构渐增的反压力导致通过该装置的体积流量总体上连续降低。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种废气处理装置，所述装置允许连续监测废气流中的过滤器所施加的反压力。本发明的目的还在于提供一种相应的内燃机。

本发明相应地基于以下发现，即适合用于监视柴油机烟尘颗粒过滤器的反压力的测定点不一定必须被设置在过滤器上游的问题，这与本领域技术中主流的观点不同。相反，现代的废气处理装置的设计，其中，所述柴油机烟尘颗粒过滤器容纳在基本上气密的内壳体，所述内壳体与入口管和出口管流体连通，允许更灵活的定位。在这方面，原则上区域内的任何测量点已被证明适合于确定确切的反压力，所述区域为位于过滤器的一侧的上游设置的氧化催化剂和位于过滤器的另一侧的下游设置的连接元件之间。废气处理装置具有环形间隙是有利的，所述环形间隙径向地位于颗粒过滤器和内壳体之间，其流体连通到轴向地位于氧化催化剂和颗粒过滤器之间的区域，且反压测量点被设置在环形间隙中。这种结构能够较大的消除反压测量点的连接件，从而在利用狭小的可用安装空间方面具有优势。

在以上说明书和权利要求书中，术语“轴向”和“径向”涉及颗粒过滤器，特别涉及颗粒过滤器的管状护套的轴向和径向。

原则上，内壳体的外周的任何位置是可能的。对于本领域技术人员来说存在多种设计变体，其可从制造和特定应用的角度出发，选择最有利的反压力测量点。

一个有利的可替代的实施方式是提供环形间隙使其从连接元件轴向延伸至颗粒过滤器的入口侧。反压测量点的连接件指向环形间隙，这可以特别有利地利用本发明的优点。

在一个优选的实施例中，反压测量点是抵靠在内壳体的端面的套管轴承，套管的形状使通用的压力测量单元精确安装于其内部。这样的套管的构造具有合适的螺纹以构成为螺纹套管，使得有可能在这种情况下由钳工施加适度的圆周力，将测量单元拧到增加至相当大的轴向力，使所述套管和所述测量单元可以进入形式和力的配合连接，这样如果需要，同样可以再次以相应的方式松开。钳工以一种简单的方式调整其套管内的反压力测量装置来实现将相对大的圆周运动转换为仅仅小的轴向运动。

一个特别有利的可替代的实施方式是提供内壳体使其在反压测量点具有开口，并且所述开口被设置在临近环形间隙的内壳体的壁上。由此所述反压测量点可以检测环形间隙内的压力，其被限定为在氧化催化剂和颗粒过滤器之间的区域内的压力。因此，可以用反压测量点进行测量由颗粒过滤器引起的反压力。

根据本发明提供的反压测量点并不排除废气处理装置的附加的外壳体的结构选择。更确切地说，不用显著的额外的设计工作就可能以上述的(螺纹)套管的方式伸入所述外壳体，甚至外壳体的双壁结构。