专利名称：用于废气后处理的设备和方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求I的前序部分的大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)的用于废气后处理的设备、具有至少一个这种用于废气后处理的设备的大型柴油机(尤其是二冲程柴油机)，以及用于在大型柴油机中废气后处理的根据权利要求13的前序部分的方法。
背景技术：
催化转化器被越来越多地用于诸如用在船舶和发电厂中的大型柴油机，尤其是大型二冲程柴油机，以减少废气排放并且满足日益严格的环境标准。所谓的选择性催化还原法(SCR)主要用来减少氧化氮含量，其中氨或产生氨的物质被混合到废气以维持催化还原。
用于借助选择性催化还原法废气后处理的常规设备具有如下缺点，如果标准件用于管和连接，那么它们需要相当大量的空间。因此大型柴油机的空间需求被增大，这降低了消费者的接受程度。另一方面，如果在一侧遵守节省空间设计，那么存在催化转化器的还原效果将不足的风险。从文献EP0468919A1已知催化转化器设置在排气歧管中的大型柴油机。催化转化器的该布置相对紧凑；然而，排气歧管与不具有催化转化器的排气歧管相比具有较大直径，并且所述较大直径仅能被困难地结合在存在于气缸和涡轮增压器直径的空间中，使得附加空间需求仍是问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)的用于废气后处理的设备和方法，以及具有这种用于废气后处理的设备的大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)，其中，所述设备设计成使得它能被插入紧邻所述大型柴油机的气缸的现有空间中，从而与没有废气后处理的相同构造类型和相同构造尺寸的大型柴油机相比，没有增大所述大型柴油机的总高度或总宽度，并且基本上不必改变所述大型柴油机的设计。根据本发明，该目的由权利要求I所限定的设备、权利要求11所限定的大型柴油机以及权利要求13所限定的方法来满足。根据本发明的大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)的用于废气后处理的设备包括长形排气歧管，该长形排气歧管具有多个沿其纵向分布的用于接收所述大型柴油机的废气的进口，并且所述设备还包括长形催化转化器容器，该长形催化转化器容器与所述排气歧管连接，其中在所述长形催化转化器容器中布置有多个催化转化器元件，并且所述长形催化转化器容器具有一个或更多个出口。所述设备的特征在于，所述排气歧管和所述催化转化器容器基本上彼此平行地布置并且由至少一个间隔壁彼此划界，所述至少一个间隔壁相应地沿纵向延伸，并且所述排气歧管经由一个或更多个孔口连接到所述催化转化器容器，所述一个或更多个孔口设置在所述间隔壁中以在运转中将废气穿过所述催化转化器元件而引导到相应的出口。
所述排气歧管的内部空间有利地通过相应地沿所述纵向延伸的所述一个或更多个间隔壁与所述催化转化器容器的内部空间划界。在有利的实施方式中，所述排气歧管和所述催化转化器容器均以管的形式和/或大体上筒状地形成。在另一有利的实施方式中，所述排气歧管和所述催化转化器容器均具有沿所述纵向延伸的平坦部，其中所述排气歧管和所述催化转化器容器在相应的平坦部的区域中彼此抵接，并且相应地沿所述纵向延伸的所述一个或更多个间隔壁被设置在上述区域中。独立于上述实施方式和实施方式的变型，所述催化转化器元件有利地设置成使得它们能被沿所述催化转化器容器的所述纵向流过。有利地，在所述出口的区域中设置有相应的阀，以将所述排气歧管直接连接到相应的出口，使得所述催化转化器能根据需要被绕过，例如因为孔口在所述阀的开口上的所述间隔壁中被释放。在有利的实施方式变型中，所述阀被形成为瓣阀，其中，如果其区域中定位有所述瓣阀的相应出口形成在所述催化转化器容器的纵向侧，那么所述瓣阀的旋转轴 线有利地沿所述催化转化器容器的纵向设置，和/或如果在其区域中定位有所述瓣阀的相应出口形成在所述催化转化器容器的端面处，那么所述瓣阀的旋转轴线有利地横向于所述催化转化器容器的纵向设置。在所述设备的另一有利实施方式中，在所述排气歧管的进口短管中设置有相应的用于喷射还原剂的喷嘴，和/或可在所述排气歧管的所述进口短管中设置相应的进料器和/或分布在外周上的一个或更多个开口，以供给还原剂并将该还原剂混合到废气。此外，所述相应的进口短管可在出口侧膨胀，和/或，可在所述出口侧，在所述相应的进口短管处设置扩散器，使得所述相应的进口短管在运转中作为用于还原剂的喷射泵起作用。在另一有利的实施方式中，所述设备包括至少一个混合管，所述至少一个混合管在每一情况下均从所述排气歧管穿过孔口延伸到所述催化转化器容器中，并且在所述至少一个混合管中相应地设置有用于喷射还原剂的一个或更多个喷嘴。独立于上述实施方式和实施方式变型，所述设备可另外包括用于产生气态氨的外部反应器或蒸发器，其中所述反应器或蒸发器连接到用于喷射还原剂的所述喷嘴或者进料器或者在所述相应的进口短管中分布在所述外周上的所述一个或更多个开口，以将气态氨作为还原剂混合到所述废气。本发明还涉及一种大型柴油机，尤其是涉及大型二冲程柴油机，所述柴油机包括根据上述实施方式和实施方式变型中的一个的设备。所述大型柴油机有利地另外包括一个或更多个废气涡轮增压器，其中所述设备设置在所述大型柴油机的排气阀和所述废气涡轮增压器之间。在大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)的用于废气后处理的根据本发明的方法中，所述大型柴油机在运转中产生废气，其中所述大型柴油机包括这样的设备，所述设备包括长形排气歧管，该长形排气歧管具有沿其纵向分布的多个进口，并且所述设备还包括连接到该排气歧管的长形催化转化器容器，在所述催化转化器容器中设置有多个催化转化器元件，并且所述催化转化器容器具有一个或更多个出口，其中废气经由所述出口由所述排气歧管接收。所述排气歧管和所述催化转化器容器通常结合在一个组件中。在所述方法中，所述排气歧管和所述催化转化器容器基本上彼此平行设置并且由相应地沿纵向延伸的至少一个间隔壁彼此划界，其中，所述废气从所述排气歧管经由设置在所述间隔壁中的一个或多个孔口而被引导到所述催化转化器容器中，并且在该容器中穿过所述催化转化器元件引导到所述相应的出口。在所述方法的有利实施方式中，还原剂在所述排气阀打开时被混合到所述废气中，或者所述还原剂被连续地引入所述排气歧管。在所述方法的另一有利实施方式中，在混合管中将还原剂连续地混合到所述废气中。根据本发明的所述设备和根据本发明的所述方法适于运转固定和可动式二冲程柴油机和四冲程柴油机以及大型二冲程柴油机和大型四冲程柴油机，尤其是用于具有160mm以上的气缸内径或200mm以上直径的大型四冲程柴油机和用于具有270mm以上气缸内径或300mm以上直径的大型二冲程柴油机。大型柴油机的用于废气后处理的根据本发明的所述设备和根据本发明的所述方法以及具有这种设备的所述大型柴油机具有以下优点所述设备可被插入所述大型柴油机中而不是插入到先前的排气歧管中，即，具有气缸通常紧邻气缸的顺列布置和气缸通常在 气缸之间的V形布置，因此所述大型柴油机的总高度或总宽度没有增大。对于插入所述设备而言，仅需要对所述大型柴油机进行微小修改(诸如风扇的再定位或相应的连接线的改进路线)。另一优点是，所述设备和所述方法适于从所提供的最小尺寸起的所有构造尺寸的大型柴油机。所述设备和所述方法的所述实施方式和实施方式变型允许确保通过所述催化转化器元件的合理的通流质量，即，充分的废气后处理，由此引起的通流阻力的增大不具有干扰效应。实施方式和实施方式变型的上述说明仅用作示例。从从属权利要求和附图能看见另外的有利实施方式。此外，从所述或所示的实施方式和实施方式变型获得单独特征还能在本发明的范围内彼此结合以形成新的实施方式。
将在下面参照实施方式和附图更详细地说明本发明。示出有图I是根据本发明的大型柴油机的实施方式；图2是根据本发明的设备的实施方式；图2A、图2B分别是通过图2的实施方式的截面；图3是根据本发明的设备的第二实施方式；图4是根据本发明的设备的第三实施方式；图5是具有附加混合管的根据本发明的设备的另一实施方式；图5A、图5B分别是通过图5的实施方式的截面；图6A至图6C是混合管的三个实施方式变型；以及图7、图7A是具有用于气态氨的还原剂引入部的根据本发明的设备的另一实施方式。
具体实施例方式图I示出了根据本发明的大型柴油机I的实施方式。大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)例如被用于船舶和发电厂，通常包括下述部件中的一个或更多个以可旋转的方式支撑在曲轴箱4中的曲轴、至少一个十字头以及以可移动的方式布置在气缸套3中的至少一个活塞2。通常，活塞2在每一情况下均经由活塞杆2a连接到十字头，并且十字头在每情况下均经由连杆连接到曲轴以驱动所述曲轴。气缸套3通常由气缸盖向上终止，使得气缸空间(也称作燃烧空间)出现在活塞和气缸盖之间。在现代大型二冲程柴油机中，通常设置有气缸空间的直流扫气，即，活塞2 —位于扫气狭缝3a的下面，清扫空气就经由气缸套3中的扫气狭缝3a流入气缸空间。清扫空气流过气缸空间并将燃烧废气推动穿过气缸盖中的一个或更多个排气阀4并且穿过一个或更多个排气管6a和进口短管7a而进入排气歧管7。根据本发明的大型柴油机I包括用于废气后处理的设备10，该设备10包括长形排气歧管7，该排气歧管7具有多个沿其纵向分布的用于接收大型柴油机的废气的进口短管7a ;和长形催化转化器容器8，该长形催化转化器容器8连接到排气歧管，在该长形催化转化器容器中设置有多个催化转化器元件，并且该长形催化转化器容器具有一个或更多个 出口 8a。设备10的特征在于，排气歧管7和催化转化器容器8基本上彼此平行设置并且由相应地沿纵向延伸的至少一个间隔壁彼此划界；并且排气歧管经由设置在间隔壁中的一个或更多个孔口连接到催化转化器容器，以在运转中将废气穿过催化转化器元件引导到相应的出口 8a。图2示出了用于废气后处理的设备10的实施方式。在有利的实施方式中，大型柴油机I另外包括一个或更多个废气涡轮增压器12，其中设备10设置在大型柴油机的排气阀4和废气涡轮增压器12之间。催化转化器容器8的相应出口 8a方便地连接到相应的涡轮增压器12。废气在涡轮增压器中膨胀之后，废气通常经由排气系统而被弓丨导到户外。图2示出了根据本发明的设备的实施方式的纵剖面，并且图2A和图2B分别示出了通过图2的实施方式的截面。用于大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)的废气后处理的所示的设备10包括长形排气歧管7，该长形排气歧管具有多个沿其纵向分布的用于接收大型柴油机的废气的进口 7. la、7. la’、7. la”、7. 2a、7. 2a’，并且设备10包括连接到排气歧管7的长形催化转化器容器8，在该长形催化转化器容器中设置有多个催化转化器元件
8,I'，并且该长形催化转化器容器具有一个或更多个出口 8a。设备10的特征在于，排气歧管7和催化转化器容器8基本上彼此平行设置并且由相应地沿纵向延伸的至少一个间隔壁9彼此划界；并且排气歧管7经由设置在间隔壁9中的一个或更多个孔口 9. la、9. 2a连接到催化转化器容器8，以在运转中将废气穿过催化转化器元件哀、贫引导到相应的出口。排气歧管7的内部空间有利地由相应地沿纵向延伸的一个或更多个间隔壁9与催化转化器容器8的内部空间划界。例如由束腰螺栓紧固的定模板或模制基板可例如被设置在排气歧管8和催化转化器容器8的端部处。催化转化器元件哀、免有利地穿过端面而被引入。在大型柴油机的构造尺寸增大的情况下，设置在中心的催化转化器元件可穿过排气歧管8而被引入和更换。在有利的实施方式中，排气歧管7和催化转化器容器8分别以管的形式和/或大体上筒状地形成。在另一有利的实施方式中，排气歧管7和催化转化器容器8均具有沿纵向延伸的平坦部，其中排气歧管和催化转化器容器在相应的平坦部的区域中彼此抵接，并且分别沿纵向延伸的一个或更多个间隔壁9被设置在该区域中。
独立于上述实施方式和实施方式变型，催化转化器元件I、於有利地设置成使得它们能被沿催化转化器容器8的纵向流过。有利地，在出口 8a的区域中设置有相应的阀11. 1，以将排气歧管7直接连接到相应的出口 8a，使得催化转化器能根据需要被绕过，例如因为孔口 11. IaUl. 2a在阀11. I的开口上的间隔壁9中被释放。在有利的实施方式变型中，阀11. I形成为瓣阀，其中，如果在其区域中定位有瓣阀的相应出口 8a形成在催化转化器容器的纵向侧，那么瓣阀的旋转轴线有利地沿催化转化器容器8的纵向设置，和/或如果在其区域中定位有瓣阀的相应出口8a形成在催化转化器容器的端面处，那么瓣阀的旋转轴线有利地横向于催化转化器容器8的纵向设置。如果需要，可在间隔壁9的孔口 9. 1、9. 2处设置附加的阀，以便使催化转化器元件B 8与废气流完全分离。出口 8a的区域中的附加阀11. I可分别形成为在两侧密封的阀并且特别地形成为在两侧具有密封锥面的阀，这样的阀有利地被弹性支承并且例如能经由齿条并经由连接到该齿条的液压缸而被驱动。如果存在多个阀11. 1，那么有利的是提供彻底 致动杆(throughgoing actuation rod)以将一组阀或所有阀一起驱动。在设备的另一有利实施方式中，在排气歧管的进口短管中设置有相应的用于喷射还原剂的喷嘴13. 1,13. 2，和/或，可在排气歧管的进口短管中设置相应的进料器和/或分布在外周上的一个或更多个开口，以供应还原剂并将该还原剂混合到废气中。此外，相应的进口短管可在出口侧膨胀，和/或，可在出口侧，在相应的进口短管处设置扩散器，使得相应的进口短管作为在运转中用于还原剂的喷射泵起作用。用于废气后处理的图2所示的设备10具体地适于中等构造尺寸的大型柴油机。在该构造尺寸的情况下，废气通常被从催化转化器容器的中心供应到一个或两个涡轮增压器。在该情况下，间隔壁中的孔口 9. 1,9. 2通常如图2所示设置在催化转化器容器8的端部处。如果需要，独立于上述实施方式和实施方式变型，催化转化器容器8可由径向布置的间隔壁如图2所示在中心分成两半，其中两半均具有例如可连接到相应的涡轮增压器的出P 8a。图3示出了根据本发明的设备10的第二实施方式的纵剖面。图3所示的实施方式特别适于较小构造尺寸。大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)的用于废气后处理的所示设备10包括长形排气歧管7，该长形排气歧管具有多个沿其纵向分布的用于接收大型柴油机的废气的进口 7a、7a’，并且该设备还包括连接到排气歧管7的长形催化转化器容器8，在该长形催化转化器容器8中设置有多个催化转化器元件S,并且该长形催化转化器容器具有一个或更多个出口 8a。设备10的特征在于，排气歧管7和催化转化器容器8基本上彼此平行设置并且由相应地沿纵向延伸的至少一个间隔壁9彼此划界；并且排气歧管7经由设置在间隔壁9中的一个或更多个孔口 9a连接到催化转化器容器8，以在运转中将废气穿过催化转化器元件名引导到相应的出口。有利地，在出口 8a的区域中设置有相应的阀11，以将排气歧管7直接连接到相应的出口 8a，使得催化转化器能根据需要被绕过，例如因为孔口在阀11的开口上的间隔壁9中被释放。在有利的实施方式变型中，阀11被制成为瓣阀，其中，如果在其区域中定位有瓣阀的相应出口 8a如图3所示形成在催化转化器容器的端面处，那么瓣阀的旋转轴线有利地横向于催化转化器容器8的纵向设置。
相对于图3所示的另外的实施方式和实施方式变型可参考图2所示的第一实施方式的上述说明。图4示出了根据本发明的设备10的第三实施方式的纵剖面。图4所示的实施方式尤其适于较大的构造尺寸，例如适于具有十个或更多个气缸的大型柴油机。大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)的用于废气后处理的所示设备10包括长形排气歧管，如图4所示，该排气歧管可被构造成两半7. 1,7. 2，该排气歧管具有多个沿其纵向分布的用于接收大型柴油机的废气的进口 7. la、7. la’、7. 2a、7. 2a’，并且该设备10还包括连接到排气歧管7. I、
7.2的至少一个长形催化转化器容器8. 1,8. 2，在该长形催化转化器容器中设置有多个催化转化器元件S、皆,并且该长形催化转化器容器具有一个或更多个出口。在较大构造尺寸的情况下，催化转化器容器如图4所示被方便地分成两个或可选的更多个容器。设备10的特征在于，排气歧管7. I、7. 2以及催化转化器容器8. I、8. 2基本上彼此平行设置并且由分别沿纵向延伸的至少一个间隔壁彼此划界；并且排气歧管7. 1,7. 2经由 设置在间隔壁中的一个或更多个孔口 9. la、9. la’连接到催化转化器容器8. 1,8. 2，以在运转中将废气穿过催化转化器元件I I’引导到相应的出口。相对于图4所示的可能实施方式和实施方式变型可参考图2所示的第一实施方式的上述说明。图5示出了具有附加混合管的根据本发明的设备的另一实施方式，并且图5A和图5B均示出了通过图5的实施方式的截面。在所示的实施方式中，大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)的用于废气后处理的设备包括长形排气歧管7，该长形排气歧管具有多个沿其纵向分布的用于接收大型柴油机的废气的进口 7. la、7. la’、7. 2a”，并且所述设备还包括连接到排气歧管7的长形催化转化器容器8，在该长形催化转化器容器8中设置有多个催化转化器元件§、也并且该长形催化转化器容器8具有一个或更多个出口 8a。设备10的特征在于，排气歧管7和催化转化器容器8基本上彼此平行设置，并且由相应地沿纵向延伸的至少一个间隔壁9彼此划界；并且排气歧管7经由设置在间隔壁9中的一个或更多个孔口
9a连接到催化转化器容器8，以在运转中将废气穿过催化转化器元件元哀’引导到相应的出□。在图5所示的实施方式中，设备10另外包括至少一个混合管14. 1,14. 2，该混合管在每一情况下均从排气歧管7穿过孔口延伸到催化转化器容器8，并且在该混合管中设置有用于喷射还原剂的一个或更多个喷嘴13. 1,13. 1M3. 2’。混合和振动行为有利地受混合管壁中附加穿孔的影响。而且有利的是，混合管14. 1,14. 2由于其布置在排气歧管中而在外部受到热废气作用，由此温度增加，并且可以减少沉积的形成。此外，混合管的附加加热可例如通过电热或通过热废气提供，热废气能通过预排气分离或通过合适的皮托管获得。相对于图5所示的另外的实施方式和实施方式变型可参考图2至图4所示的第一、第二、第三实施方式的上述说明。图6A至图6C示出了具有混合管的三个不同实施方式的用于废气后处理的设备
10。用于废气后处理的图6A所示的设备10包括混合管14，混合管的形状允许从进入该混合管的废气的旋涡的压力回收。图6B示出了具有以螺旋形的形式形成在催化转化器容器8中的混合管14的用于废气后处理的设备10，其中用于喷射还原剂的喷嘴13设置在螺旋形混合管的进口处。然而，用于废气后处理的设备10如图6C所示还可包括混合管14’，该混合管14’在外部形成在排气歧管7和催化转化器容器8处。图7示出了具有用于气态氨的反应物引入的根据本发明的设备10的另一实施方式。大型柴油机(尤其是二冲程大型柴油机)的用于废气后处理的设备I的图7所示的实施方式包括长形排气歧管7，该长形排气歧管具有多个沿其纵向分布的用于接收大型柴油机的废气的进口 7a，并且该设备10还包括连接到排气歧管7的长形催化转化器容器8，在该长形催化转化器容器中设置有多个催化转化器元件，并且该长形催化转化器容器具有一个或更多个出口，并且与结合图2至图5所述的实施方式的区别仅在于，设备10另外包括用于产生气态氨的外部反应器或蒸发器16，其中，反应器或蒸发器连接到用于喷射还原剂的喷嘴和/或进料器13或者分布在外周上并且均设置在排气歧管7的进口短管7a中的开口，以将气态氨作为还原剂混合到废气中，并且在有利的实施方式中，相应的进口短管7a在出口侧处膨胀，和/或，在出口侧，在相应的进口短管处形成有扩散器15a，使得进口短管在运转中作为用于还原剂的喷射泵15起作用(见图7A)。气态氨可被选择性地供给到图7未示出的混合管，而不是供给到进口短管中。
相对于用于废气后处理的设备10的可能实施方式和实施方式变型可参考图2至图5所示的实施方式的上述说明。在有利的实施方式中，将尿素或产生氨的其它前身物质经由进料器16a引入反应器16，并且将废气经由进入管路16b另外供给到反应器，并且例如将废气从排气歧管取出。在热废气的影响下，气态氨出现在反应器16中。蒸发器或反应器16例如可由对所用物质耐蚀的高质量材料制造。为启动冷的大型柴油机，例如可在反应器中设置附加加热件，并且可在用于废气的进入管路16b中设置用于输送废气的风扇16c。在正常运转中，废气和气态氨的输送和混合有利地借助于形成在相应的进口短管7a处的喷射泵进行。图7A示出了这种喷射泵15的实施方式。在所示的实施方式中，经由例如制成为环形形式的进料器13供给还原剂。在出口侧，在相应的进口短管处形成有扩散器15a，使得进口短管在运转中作为用于还原剂的喷射泵起作用。具有用于产生气态氨的外部反应器或蒸发器16的图7所示的反应物引入部以及其中气态氨的输送借助于喷射泵15进行的实施方式变型也可认为是独立发明，该独立发明独立于大型柴油机中的用于废气后处理的剩余设备的设计。外部反应器或蒸发器中气态氨的产生避免了特定的缺点，诸如与通常将尿素喷射到废气流中相关联的尿素溶液和沉积物腐蚀效应。将参照图I至图6在下面更详细地描述根据本发明的方法。在大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)的用于废气后处理的根据本发明的方法中，大型柴油机I在运转中产生废气，其中大型柴油机包括这样的设备10，该设备10具有长形排气歧管7、7. 1、7. 2，该长形排气歧管具有沿其纵向分布的多个进口 7a、7a’、7. la,7. la’、7. la”、7. 2a,7. 2a’、7. 2a”，并且该设备10还包括连接到排气歧管的长形催化转化器容器8、8. 1,8. 2，在该长形催化转化器容器中设置有多个催化转化器元件百、贫，并且该长形催化转化器容器具有一个或更多个出口 8a，并且废气是经由进口从排气歧管7. I、7. 2接收的。排气歧管和催化转化器容器通常结合在一个组件中。在该方法中，排气歧管7、7. 1,7. 2以及催化转化器容器8、8. 1,8. 2基本上彼此平行布置并且由相应地沿纵向延伸的至少一个间隔壁9彼此划界，其中废气经由设置在间隔壁9中的一个或更多个孔口 9a、9. la、9. la’、9. 2a从排气歧管7、7. 1、7. 2引导到催化转化器容器8、8. 1、8. 2中，并且在该容器中穿过催化转化器元件§、貧而被引导到相应的出口 8a。在方法的有利实施方式中，还原剂在排气阀6打开时被混合到废气中，或者还原剂被连续地引入排气歧管7、7. 1、7. 2。在方法的另一有利实施方式中，在混合管14、14’、
14.I、14. 2中将还原剂连续地混合到废气中。在大型柴油机(尤其是大型二冲程柴油机)的用于废气后处理的根据本发明的设备和方法的所述实施方式和实施方式变型中，排气歧管和催化转化器容器以及(视情况不同而不同)还原剂的制备和/或例如用于绕过催化转化器的可能的阀有利地结合在一个组件中，该组件典型地看起来类似于大型柴油机的先前的排气歧管并且可代替先前的排气歧管来安装。排气歧管和催化转化器容器有利地均由管组成，该管例如具有典型地大约相同 尺寸的大体上圆形的截面，其中管彼此平行设置并且通过例如焊接彼此连接。在两个管邻接的点处，通常相应地设置平坦部，这有助于减小设备的外部尺寸，而没有过分减小管的内部截面和压力强度。该布置允许具有很少且短的连接线的设备的紧凑设计。
权利要求
1.大型柴油机(I)尤其是大型二冲程柴油机的用于废气后处理的设备(10)，其中，所述设备(10)包括长形排气歧管(7、7. 1,7. 2)，所述长形排气歧管具有多个沿其纵向分布的用于接收所述大型柴油机的废气的进口(7a、7a’、7. la、7. la\7. la”、7. 2a,1. 2a\7. 2a”)，并且所述设备(10)还包括连接到所述排气歧管的长形催化转化器容器(8、8. 1,8. 2)，在所述长形催化转化器容器中设置有多个催化转化器元件(I、I,)，并且所述长形催化转化器容器具有一个或更多个出口(8a)，所述设备的特征在于，所述排气歧管(7、7. 1、7.2)和所述催化转化器容器(8、8. 1,8. 2)基本上彼此平行设置并且由相应地沿纵向延伸的至少一个间隔壁(9)彼此划界；并且所述排气歧管(7、7. 1,7. 2)经由设置在所述间隔壁(9)中的一个或更多个孔口(9a、9. la、9. la’、9. 2a)连接到所述催化转化器容器(8、8. 1,8. 2)，以在运转中使所述废气穿过所述催化转化器元件(吾、贫)而引导到相应的出口(8a)。
2.根据权利要求I所述的设备，其中，所述排气歧管(7、7.1,7. 2)和所述催化转化器容器(8、8. 1,8. 2)在每一情况下均以管的形式和/或大体上筒状地形成。
3.根据权利要求I或2所述的设备，其中，所述排气歧管(7、7.1,7. 2)和所述催化转化器容器(8、8. 1,8. 2)均具有相应地沿所述纵向延伸的平坦部，并且所述排气歧管(7、7. I、7.2)和所述催化转化器容器(8、8. 1,8. 2)在相应的平坦部的区域中彼此抵接，并且在该区域中设置间隔壁(9)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述催化转化器元件( >)能被沿所述催化转化器容器(8、8. 1,8. 2)的所述纵向流过。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，在所述出口(8a)的区域中设置有相应的阀(11、11. 1、11.2)，以将所述排气歧管(7、7. 1、7. 2)直接连接到相应的出口(8a)。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述阀(11、11.1,11. 2)被形成为瓣阀，并且如果其区域中定位有所述瓣阀的所述相应的出口(8a)形成在所述催化转化器容器的纵向侧，那么所述瓣阀的旋转轴线有利地沿所述催化转化器容器(8、8. 1、8.2)的所述纵向设置，和/或如果其区域中定位有所述瓣阀的所述相应的出口(8a)形成在所述催化转化器容器的端面处，那么所述瓣阀的旋转轴线有利地横向于所述催化转化器容器(8、8. 1、8.2)的所述纵向设置。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，在所述排气歧管(7、7.1、7.2)的所述进口短管(7a、7a’、7. la,7. la’、7. la”、7. 2a、7. 2a’、7. 2a”)中设置有相应的用于喷射还原剂的喷嘴(13、13· 1,13. 1M3. 2,13. 2’ )。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，在所述排气歧管(7、7.1,7. 2)的所述进口短管(7a、7a，、7. la,7. la，、7. la”、7. 2a,7. 2a，、7. 2a”)中设置有相应的进料器(13、13. 1,13. l’、13. 2、13. 2’)和/或分布在外周上的一个或更多个开口，以供给还原剂并将该还原剂混合到所述废气，并且相应的进口短管在出口侧膨胀，和/或，在所述出口侧，在所述相应的进口短管(7a、7a’、7. la,7. la’、7. la”、7. 2a,7. 2a’、7. 2a”)处形成有扩散器(15a)，使得所述相应的出口短管在运转中作为用于所述还原剂的喷射泵而起作用。
9.根据权利要求I至6中的任一项所述的设备，该设备包括至少一个混合管(14、14M4. I、14. 2)，所述混合管在每一情况下均从所述排气歧管(7、7. 1,7. 2)穿过孔口(9a、9.la、9. la’、9. 2a)而延伸到所述催化转化器容器(8、8. 1,8. 2)中，并且一个或更多个所述用于喷射还原剂的喷嘴(13)被相应地设置在所述混合管中。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的设备，该设备另外包括用于产生气态氨的外部反应器或蒸发器(16)，其中，所述反应器或蒸发器(16)连接到所述用于喷射还原剂的喷嘴(13、13· 1,13. 1M3. 2,13. 2’ )或所述进料器(13、13· 1,13. 1’、13· 2,13. 2’ )或在所述相应的进口短管(7a、7a，、7. la,7. la，、7. la”、7. 2a,7. 2a，、7. 2a”)中分布在外周上的所述一个或更多个开口，以将气态氨作为还原剂混合到所述废气中。
11.一种大型柴油机(I)，尤其是大型二冲程柴油机，该柴油机包括根据权利要求至10中的任一项的设备(10)。
12.—种大型柴油机(I)，尤其是大型二冲程柴油机，根据权利要求10另外包括一个或更多个废气涡轮增压器(12)，其中，所述设备(10)设置在所述大型柴油机(I)的排气阀(6)和所述废气涡轮增压器(12)之间。
13.—种针对大型柴油机(I)尤其是大型二冲程柴油机的用于废气后处理的方法，所述大型柴油机(I)包括设备(10)，所述设备(10)包括长形排气歧管(7、7. 1、7. 2)，所述长形排气歧管具有多个沿其纵向分布的进口(7a、7a’、7. la、7. la’、7. la”、7. 2a、7. 2a’、7.2a”)，并且所述设备(10)还包括连接到所述排气歧管的长形催化转化器容器(8、8. I、8.2)，在所述长形催化转化器容器中设置有多个催化转化器元件(豆、贫),并且所述长形催化转化器容器具有一个或更多个出口(8a)，其中，所述大型柴油机(I)在运转中产生废气，该废气由所述排气歧管(7、7. 1,7. 2)经由所述进口(7a、7a’、7. la,7. la’、7. la”、7. 2a、7.2a’、7. 2a”)接收，所述方法的特征在于，所述排气歧管(7、7. 1,7. 2)和所述催化转化器容器(8、8. 1、8.2)结合在一个组件中，所述排气歧管(7、7. 1、7. 2)和所述催化转化器容器(8、8.1,8. 2)基本上彼此平行设置并且由相应地沿纵向延伸的至少一个间隔壁(9)彼此划界；并且所述废气经由设置在所述间隔壁(9)中的一个或更多个孔口(9a、9. la、9. la’、9. 2a)而被引导到所述催化转化器容器(8、8. 1,8. 2)中并且在该催化转化器容器中穿过所述催化转化器元件(I、豆I)而被引导到相应的出口(8a)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，还原剂在所述排气阀(4)打开时被混合到所述废气中，或者所述还原剂被连续地弓I入所述排气歧管(7、7. I、7. 2 )。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，在混合管(14、14’、14.I、14. 2)中将还原剂连续地供给到所述废气中。
全文摘要
提出了大型柴油机(1)的用于废气后处理的设备(10)和方法。该设备(10)包括长形排气歧管(7)，该长形排气歧管具有多个沿其纵向分布的用于接收大型柴油机的废气的进口(7.1a、7.1a’、7.1a”、7.2a、7.2a’)，并且所述设备(10)包括连接到所述排气歧管的长形催化转化器容器(8)，在该容器中设置有多个催化转化器元件并且所述容器具有出口(8a)。所述排气歧管(7)和所述催化转化器容器(8)基本上彼此平行设置并且由沿纵向延伸的间隔壁(9)彼此划界；并且所述排气歧管(7)经由设置在所述间隔壁(9)中的孔口(9.1a、9.2a)连接到所述催化转化器容器(8)，以在运转中将废气穿过所述催化转化器元件引导到相应的出口(8a)。
文档编号F01N3/28GK102797541SQ201210167099
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月25日 优先权日2011年5月26日
发明者莱内尔·舒尔茨 申请人:瓦锡兰瑞士公司