流动单元、排气净化系统和用于排气净化系统的方法
【专利摘要】本发明涉及流动单元、排气净化系统和用于排气净化系统的方法。一种用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统(6)的流动单元(1)包括：引导元件(3)，其被构造成具有引导元件入口(31)和引导元件出口(32)的中空体，且该引导元件的护套表面被构造成引导表面(33)；和制动元件，其被构造成具有制动入口(21)和制动出口(22)的中空体，且该制动元件的护套表面被构造成制动表面(23)。在操作状态下，排气能够流入引导元件入口(31)并且能够通过制动出口(22)流出。引导表面(33)被构造成并且相对于制动表面(23)被布置成使得排气以可预定的制动角α>0入射到制动表面(23)上，并且能够在制动出口(22)处形成排气的剪切层。
【专利说明】
流动单元、排气净化系统和用于排气净化系统的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统的流动单元，其中该流动单元(包括:引导元件，该引导元件被构造成具有引导元件入口并具有引导元件出口的中空体，并且该引导元件的护套表面被构造成引导表面;和制动元件，该制动元件被构造成具有制动入口并具有制动出口的中空体，并且该制动元件的护套表面被构造成制动表面，其中在操作状态下，排气能够流入所述引导元件入口并且能够通过所述制动出口流出。本发明还涉及一种用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统，所述往复活塞式内燃发动机特别是大型二冲程柴油发动机。本发明还涉及一种用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统的方法，其中流动单元包括引导元件和制动元件;所述引导元件被构造成具有引导元件入口并具有引导元件出口的中空体，并且该引导元件的护套表面被构造成引导表面;并且所述制动元件被构造成具有制动入口并具有制动出口的中空体，并且该制动元件的护套表面被构造成制动表面，其中排气流入所述引导元件入口并且通过所述制动出口流出。
【背景技术】
[0002]往复活塞式内燃发动机，特别是大型柴油发动机或大型二冲程柴油发动机如今在广泛的应用范围内中使用，例如作为轮船的主驱动发动机或作为用于操作本地固定发电的发电机的固定发动机。往复活塞式内燃发动机燃烧重燃料油、在汽油和柴油(汽油和柴油从原油中去掉)生产中在高质量成分被去掉之后作为废品留在提炼厂的粘性燃料。在重燃料油燃烧中出现氮氧化物(缩写为NOx)。这种情况的一个结果就是船运是造成空气中大部分的污染物的原因。
[0003]出于该原因，排放控制是往复活塞式内燃发动机的设计和控制中的一个重要因素。已知上述的NOx是燃烧副产物。NOx是由往复活塞式内燃发动机的进气中存在并且在高燃烧温度分解的氮气分子和氧气分子产生的，并且NOx的产生率包括已知的与燃烧过程的关系，其中例如较高的NOx产生率与较高的燃烧温度和较高温度对空气分子的较长作用相关。希望在例如排气净化系统中减少燃烧过程中产生的NOx和进行NOx控制。
[0004]已知利用化学反应来处理排气的排气净化系统。一个示例性的排气净化系统包括用于选择性催化还原(SCR)的设备。在尿素SCR过程中，将尿素水溶液引入排气系统内。该尿素水溶液用来产生氨，氨在催化转换器中作为还原剂与NOx反应以形成N2和H20。理想的摩尔氨/NOx比率约为一。
[0005]然而，由于关于NOx排放的精确信息，例如排气中的NOx的浓度，通常是未知的，因此在排气净化系统中分配正确数量的添加剂和将添加剂与排气混合以及使排气均匀流动对实现有效的NOx还原都是更为重要的。然而，在往复活塞式内燃发动机的排气净化系统中对排气进行后处理面临一定困难和缺点。排气或排气和添加剂(优选尿素)的混合物的不均匀流动以及不均匀分布和混合显著影响排气净化系统中的排气净化，并且一方面会导致无效污染物还原，另一方面会导致排气净化系统的不必要的高材料付出和空间付出。对排气或排气和添加剂的混合物的缺陷处理(例如输送了超过所需数量的过量添加剂或输送的添加剂太少)也会产生排气的无效处理。
【发明内容】
[0006]因此，从该现有技术出发，本发明的目的是提供一种流动单元、排气净化系统和方法，它们都能够使排气或排气和添加剂的混合物均匀流动和/或均质和均匀混合和分布，其中特别地实现了更有效的排气净化和排气净化系统的简单制造。
[0007]该目的通过本发明的流动单元、通过本发明的排气净化系统和通过本发明的用于排气净化系统的方法来实现。
[0008]本发明涉及一种用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统的流动单元，所述往复活塞式内燃发动机特别是大型二冲程柴油发动机，其中该流动单元包括:弓丨导元件，该引导元件被构造成具有引导元件入口并具有引导元件出口的中空体，并且该引导元件的护套表面被构造成引导表面，并且该流动单元包括制动元件，该制动元件被构造成具有制动入口并具有制动出口的中空体，并且该制动元件的护套表面被构造成制动表面。在操作状态下，排气能够流入所述引导元件入口并且能够通过所述制动出口流出。根据本发明，所述引导表面被构造成并且相对于所述制动表面被布置成使得所述排气以可预定的制动角α>0入射到所述制动表面上，并且能够在所述制动出口处形成排气的剪切层。
[0009]所述引导元件和/或所述制动元件可以由塑料或金属制成。所述引导元件和/或所述制动元件能够具有圆柱形形状，其中决定性的是所述引导元件的所述引导表面被构造成并且相对于所述制动表面被布置成使得所述排气以可预定的制动角α>0入射到所述制动表面上。由于所述引导元件的引导表面和所述制动元件的制动表面的该布置，排气或排气和添加剂的混合物的流动的、流过所述流动单元且入射在所述引导表面上或所述制动表面上的一部分被制动，而该流动的另一部分围绕所述引导表面或制动表面流动。如果这两个部分在所述制动出口处彼此相遇，则能够在所述制动出口处从所述排气或所述排气和所述添加剂的所述混合物形成剪切层。
[0010]因此，对于本发明来说重要的是，所述排气被所述引导元件的引导表面偏转，从而使该排气以可预定的角α>0入射到所述制动表面上。由此能够在所述制动出口处实现不同长度的流动的运行路径或具有不同流动速度的不同部分流动。其结果是加强了排气或排气和添加剂(尤其是尿素)的混合物的混合。因而实现了排气或排气和添加剂混合物的均匀流动和/或均质且均匀的混合和分布，这又允许排气净化系统的排气净化更有效率并且制造更简单。
[0011]该排气净化系统特别地被构造成SCR催化器或至少包括SCR催化器。然而，其还可以被构造成不同类型的催化器或排气净化元件。出口特别地被构造成排气筒或例如也可以被构造成排气系统。还可能的是，即在排气净化系统的活动状态下，并不是内燃发动机的所有排气都流过该排气净化系统，而仅仅是该排气的一部分流过该排气净化系统。
[0012]在本发明的一个实施方式中，所述引导元件被构造成在朝向所述引导元件出口的方向上变窄的中空体，特别是采取直圆锥体、非直圆锥体、直截锥体或非直截锥体的形式的中空体，并且所述制动元件被构造成在朝向所述制动出口的方向上张大的中空体，特别是采取直圆锥体、非直圆锥体、直截锥体或非直截锥体的形式的中空体。所述引导元件的引导元件横截面同样可以被构造成在所述引导元件出口的方向上尺寸减小的横截面表面，并且/或者所述制动元件的制动横截面可以被构造成在所述制动出口的方向上尺寸增加的横截面表面。在这方面，本领域技术人员容易理解如何使用和/或组合适合于制造根据本发明的流动单元的这个以及另外的可能，以使得该流动单元的结构适合于流入的排气或排气和添加剂的混合物的流量分布图。
[0013]在本发明的一个实施方式中，所述引导元件被构造成在朝向所述引导元件出口的方向上张大的中空体，特别是采取直圆锥体、非直圆锥体、直截锥体或非直截锥体的形式的中空体，并且所述制动元件被构造成在朝向所述制动出口的方向上变窄的中空体，特别是采取直圆锥体、非直圆锥体、直截锥体或非直截锥体的形式的中空体。所述引导元件的引导元件横截面同样可以被构造成在所述引导元件出口的方向上尺寸增加的横截面表面，并且/或者所述制动元件的制动横截面可以被构造成在所述制动出口的方向上尺寸减小的横截面表面。
[0014]应该理解的是，在根据本发明的流动单元中，可以单独地或以所有合适的组合的方式提供可能的引导元件和制动元件的所有实施方式，诸如所描述的或者在本申请的范围内显而易见的那些实施方式。
[0015]在本发明的实施方式中，所述引导元件和/或所述制动元件沿着公共纵向轴线L布置。在这方面，所述引导元件和/或所述制动元件可以相对于该纵向轴线L对称或不对称地布置。所述引导元件横截面和/或所述制动横截面是圆形的和/或椭圆形的和/或采取规则或不规则的多边形的形式，特别是采取三角形或四边形或五边形的形式。在本发明的实施方式中，喷射器布置在所述引导元件入口的前面。所述喷射器同样能够被布置在所述引导元件入口处和/或布置在所述引导元件和所述制动元件之间和/或布置在所述制动出口处。所述喷射器被构造成和被布置成使得能够将添加剂喷射到所述排气内，从而能够在所述制动出口处形成排气和添加剂的剪切层。所述喷射器可以被构造成一个或多个保持管，其中所述保持管能够连接至一个或多个同轴引导元件，其中所述添加剂能够流过所述保持管并可喷射到所述排气内。
[0016]所述流动单元可以被布置在所述排气净化系统的反应器(特别是在该反应器的前面)与排气入口之间，该排气入口连接至往复活塞式内燃发动机的排气歧管的排气出口。所述喷射器能够布置在所述流动单元前面位于所述引导元件入口前面，即位于所述流动单元和排气入口之间。因此，该喷射器可以布置在排气入口处、直接布置在排气出口之后或布置在流动单元和排气入口之间或直接布置在流动单元前面或直接布置在引导元件入口处。然而，该喷射器也可以被构造成流动单元的组成部件，也就是说，构造成位于引导元件入口处和/或位于引导元件和制动元件之间(在制动入口和/或制动出口处)。因而，在该排气净化系统中，能够有利地将排气与添加剂进行反应的入口管和/或反应管省去，因此能够更廉价地且更简单地制造该排气净化系统。
[0017]在本发明的实施方式中，所述流动单元包括另外引导元件，特别是与所述引导元件相同的另外引导元件，并且/或者包括另外制动元件，特别是与所述制动元件相同的另外制动元件。所述引导元件和所述另外引导元件并且/或者所述制动元件和所述另外制动元件可以同轴地布置。所述引导元件和/或所述另外引导元件和/或所述制动元件和/或所述另外制动元件沿着所述公共纵向轴线布置。所述流动单元因此能够包括另外引导元件。所述另外引导元件可以特别是关于所述引导元件的形状或几何结构是类似的；例如，所述另外引导元件可以具有相同的形状，但是不同的半径，或者甚至可以与所述引导元件相同。所述流动单元同样可以包括另外制动元件，其中该另外制动元件特别可以与所述制动元件的形状和几何结构相同，例如其可以具有相同形状，但是不同半径，或者甚至可以与所述制动元件相同。所述引导元件和所述另外引导元件同轴地布置并且/或者所述制动元件和所述另外制动元件能够同轴地布置。另外，所述引导元件和/或所述另外引导元件和/或所述制动元件和/或所述另外制动元件能够关于所述纵向轴线L对称或不对称地布置。因而，在所述制动出口处有利地形成了排气或排气和添加剂的混合物的多个剪切层，并且可以使所描述的实现均质混合和/或紧密流动的效果成倍地增加，并且再次改善了该效果。
[0018]在本发明的一个实施方式中，所述可预定的制动角为0°60°，优选为20° <α<40°。该范围内的制动角具有如下作用:流动特别均匀，并且可以实现排气或排气和添加剂的混合物的特别好的均质和均匀的混合和分布。所描述的流动单元的所有实施方式和措施都具有如下优点:排气被引导元件的引导表面偏转，使得该排气以可预定的角α>0入射在制动表面上。由此可以在制动出口处获得不同长度的流动的不同路径或具有不同流动速度的不同部分流动。其结果是加强了排气或排气和添加剂(尤其是尿素)的混合物的混合。涡流直接产生，并且能够形成排气或排气和添加剂的剪切流。一方面，排气或排气和添加剂的混合物能够因而有利地形成均匀流并且/或者另一方面能够实现排气或排气和添加剂的混合物的均质和均匀的混合和分布。
[0019]本发明进一步涉及用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统，所述往复活塞式内燃发动机特别是大型二冲程柴油发动机，该排气净化系统包括流动单元。具有流动单元的排气净化系统具有与对应的流动单元相同的优点。另外，因为由于流动单元而能够更为有效地即更快地实现理想的均匀流动和/或均质分布和/或理想的均质混合，排气净化系统的构造长度或构造尺寸在大小上可以减小。同时，相对于没有流动单元的传统排气净化系统无需在效率上接受任何损害，并且在排气净化系统处能够在节省大量材料(例如管)量。由此实现了排气净化系统的更有效的排气净化和更廉价的制造。
[0020]上述目的还通过一种用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统的方法来满足，其中流动单元包括引导元件和制动元件。所述引导元件被构造成具有引导元件入口并具有引导元件出口的中空体，并且该引导元件的护套表面被构造成引导表面。所述制动元件被构造成具有制动入口并具有制动出口的中空体，并且该制动元件的护套表面被构造成制动表面。排气流入所述引导元件入口并且通过所述制动出口流出。所述引导表面将所述排气偏转，使得所述排气以预定的角α>0入射到所述制动表面上，并且能够在所述制动出口处形成排气的剪切层。
[0021]该方法具有与所述流动单元和所述排气净化系统相同的优点，并且可以使用所述流动单元和/或所述排气净化系统来执行。
[0022]所述流动单元和具有流动单元的排气净化系统以及所述方法因而全部允许排气净化系统特别是在尿素SCR过程中更有效地操作。由于更均质且更均匀的速度分布(即排气或具有添加剂的排气的更均匀的流动)并且/或者由于排气(特别是NOx)或具有添加剂(例如，尿素和/或水)的排气的更好且更均质的混合，实现了更有效的排气净化系统。
【附图说明】
[0023]下面将既在设备方面又在技术方法方面参照实施方式和附图更详细地说明本发明，在这些附图中，相同或具有相同功能的元件设有相同的附图标记。在示意图中示出了:
[0024]图1是第一实施方式中的流动单元的示意性设计；
[0025]图2是第二实施方式中的流动单元的示意性设计；
[0026]图3是第三实施方式中的流动单元的示意性设计；
[0027]图4是第四实施方式中的流动单元的示意性设计
[0028]图5是第五实施方式中的流动单元的示意性设计；
[0029]图6是第六实施方式中的流动单元的示意性设计；
[0030]图7是第六实施方式的流动单元的示意性剖视图；
[0031 ]图8是流动元件的示意性设计；
[0032]图9是排气门的示意性设计；
[0033]图10是第一实施方式中的排气净化系统的示意性设计；以及
[0034]图11是第二实施方式中的排气净化系统的示意性设计。
【具体实施方式】
[0035]图1中示出了第一实施方式中的流动单元的示意性设计。用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统(参见图10，附图标记6)的流动单元I包括:引导元件3，该引导元件3被构造成具有引导元件入口 31并具有引导元件出口 32的中空体;和制动元件2，该制动元件2被构造成具有制动入口 21并具有制动出口 22的中空体。另外，该引导元件的护套表面被构造成为引导表面33，而该制动元件的护套表面被构造成制动表面23。在操作状态下，排气能够流动到引导元件入口 31内并且能够通过制动出口 22流出来。在这方面，引导元件3的引导表面33被构造成和相对于制动表面23布置成使得排气以可预定的制动角α>0入射到制动表面23上。
[0036]因而，对于本发明来说重要的是:引导表面33被构造并相对于制动表面23被布置成使得排气被引导元件3的引导表面33偏转，从而排气以可预定的制动角α>0入射到制动表面23上。由此，能够为排气或排气和添加剂(特别是尿素)的混合物产生不同长度的运行路径，或者能够沿着引导表面33的两侧和制动表面23的两侧产生不同的部分流动，并且能够在制动出口 22处形成排气的剪切层或排气和添加剂的混合物的剪切层。剪切层的不同层具有不同的流动速度和流动方向，从而有利地实现了排气或排气和添加剂的混合物的更好和更均匀的混合。进一步的优点是，引导元件3具有类似于喷嘴的喷嘴式作用，而制动元件2具有类似于扩散器的作用，从而退出制动出口 22的排气或排气和添加剂的混合物具有均匀流动。
[0037]引导元件3和/或制动元件2沿着公共纵向轴线L布置。在这方面，引导元件3和/或制动元件2可以相对于该纵向轴线L对称或非对称地布置。引导元件3被构造成在朝向引导元件出口 32的方向上变窄的中空体，并且制动元件2被构造成在朝向制动出口 22的方向上张大的中空体。在这方面，引导元件3的中空体和制动元件2的中空体都能够被构造成采取直圆锥、非直圆锥形、直截锥形或非直截锥形的形式。另外，引导元件3具有引导元件横截面，该引导元件横截面被构造成朝向引导元件出口 32的方向上尺寸减小的横截面表面，并且/或者制动元件2的制动横截面被构造成朝向制动出口 22的方向上尺寸增加的横截面表面。图1所示的引导元件3的引导元件横截面和/或制动元件2的制动横截面为圆形，但是也可以是椭圆形和/或可以被构造成采取规则或不规则多边形的形式，特别是采取四边形或五边形的形式。
[0038]图2示出了第二实施方式中的流动单元I的示意性设计。图2基本对应于图1，因此仅将着眼于不同之处。图2所示的流动单元I包括两个另外引导元件34和两个另外制动元件24。另外引导元件34与引导元件3同轴地布置，并且另外制动元件24与制动元件2同轴地布置。另外，另外引导元件34、引导元件3、另外制动元件24和制动元件2相对于纵向轴线对称地布置。
[0039]图3示出了第三实施方式中的流动单元I的示意性设计。图3基本对应于图1，因此仅将着眼于不同之处。在图3中，引导元件3和制动元件与图1完全相反地设计。引导元件3被构造成在朝向引导元件出口32的方向上张大的中空体(特别是截锥体)，并且制动元件2被构造成在朝向制动出口 22的方向上变窄的中空体(特别是截锥体)。引导元件3和制动元件2沿着公共纵向轴线L布置。在这方面，引导元件3具有类似于扩散器的作用，而制动元件2具有类似于喷嘴的作用，从而退出制动出口 22的排气或排气和添加剂的混合物具有均匀流动和均质的混合。
[0040]图4示出了第四实施方式中的流动单元I的示意性设计。图4基本对应于图2和图3的混合形式，因此仅将着眼于不同之处。图4所示的流动单元I包括两个另外引导元件34和两个另外制动元件24。另外引导元件34与引导元件3同轴地布置，并且另外制动元件24与制动元件2同轴地布置。另外引导元件34、引导元件3、另外制动元件24和制动元件2相对于纵向轴线L对称地布置。另外，引导元件3和另外引导元件34被构造成在朝向引导元件出口32的方向上张大的中空截锥体，而制动元件2和另外制动元件24被构造成在朝向制动出口 32的方向上变窄的中空截锥体。
[0041]图5示出了第五实施方式的流动单元I的示意性设计。图5基本上对应于图2，因此将着眼于不同之处。图5示出了流动单元I的三维示意性设计，其中该流动单元包括引导元件3、三个另外引导元件34、制动元件2和两个另外制动元件24。另外引导元件34与引导元件3同轴地布置，并且另外制动元件24与制动元件2同轴地布置。另外，另外引导元件34、引导元件3、另外制动元件24和制动元件2相对于纵向轴线对称地布置。
[0042]图6和图7示出了第六实施方式中的流动单元I的示意性三维设计(图6)和流动单元I的示意性剖视图(图7)。图6和图7基本对应于图5，因此仅将着眼于不同之处。喷射器4可以布置在引导元件入口 31的前面，其中喷射器4被构造和布置成使得能够将添加剂喷射到排气中，从而能够在制动出口22处形成排气和添加剂的剪切层。该流动单元能够被布置在排气净化系统6(参见图10)的反应器7(参见图10)(特别是在该反应器7前面)与排气入口 11(参见图10)之间，该排气入口 11连接至往复活塞式内燃发动机(未示出)的排气歧管的排气出口。喷射器4可以布置在流动单元I的前面、位于引导元件入口 31的前面，也就是说布置在流动单元I和排气入口 11之间。因此，喷射器4能够布置在排气入口 11处，直接在排气出口之后或在流动单元I和排气入口 11之间或直接布置在流动单元I前面或直接布置在引导元件入口 31处。然而，该喷射器也可以被构造成流动单元I的组成部件，也就是说，构造成位于引导元件入口 31处和/或位于引导元件3和制动元件2(在制动入口 21处)之间和/或位于制动元件2处(在制动出口 22处)。如图6和图7所示，在第六实施方式中，该喷射器布置在引导元件入口 31处和另外引导元件入口处以及引导元件3和制动元件2之间或另外引导元件34和另外制动元件24之间。优选为尿素和/或水的添加剂可由喷射器4优选在制动出口 22处喷射到排气内，并且能够在制动出口 22处形成排气和添加剂的剪切层。因此，在排气净化系统6中能够有利地省去入口管和/或反应管10(参见图10)，并且能够更廉价且更简单地制造排气净化系统6。
[0043]图8示出了流动元件1I的示意性设计。该流动元件能够被布置在排气净化系统6中。
[0044]图9示出了排气门5的示意性设计。排气门5布置在往复活塞式内燃发动机的气缸的缸盖中。该排气门允许排气从气缸的燃烧空间流出并将该排气引导到排气歧管内，一个或多个气缸的排气被收集到该排气歧管内。
[0045]图10示出了第一实施方式中的排气净化系统6的示意性设计。用于净化往复活塞式内燃发动机(特别是大型二冲程柴油发动机)的排气的排气净化系统6包括流动单元1、具有布置在其中的催化剂板8的反应器7、偏转单元9、反应管10和排气入口 11。排气或排气和添加剂的混合物的流动方向由箭头R表示。一个或多个流动单元I可以被布置在反应器7和排气入口 11之间。然而，流动元件101也可以布置在排气净化系统中，特别是布置在反应器7和排气入口 11之间。在图10中，流动单元I布置在排气入口 11和反应管10之间，并且流动单元I在反应器7的入口区域中直接布置在反应器7的前面。排气可以通过排气入口 11流入到排气净化系统6内，其中将添加剂喷射到排气内的喷射器(参见图6或图7，附图标记4)能够被布置在流动单元I的前面或引导元件入口 31处和/或引导元件3和制动元件2之间。在操作状态下，在排气或排气和添加剂的混合物已经从制动出口 22流出之后，排气或排气和添加剂的混合物作为混合物出现，该基本均质的混合物作为均质流动流到反应管10内。由于理想的均质混合物，更有效地以多倍系数进行排气净化。
[0046]图11示出了第二实施方式中的排气净化系统6的示意性设计。图11基本对应于图10，因此仅将着眼于不同之处。在图11中所示的第二实施方式中，能够将反应管10和偏转单元9省去，因此实现了排气净化系统的更简单的制造。
[0047]可以使用排气净化系统6和流动单元I的所有示出的实施方式来执行根据本发明的用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统6的方法。在这方面，流动单元I包括引导元件3和制动元件2。引导元件3被构造成具有引导元件入口31并具有引导元件出口 32的中空体，并且引导元件3的护套表面被形成为引导表面33。制动元件2被构造成具有制动入口 21和制动出口 22的中空体，并且制动元件2的护套表面被构造成制动表面23。排气或排气和添加剂的混合物流入引导元件入口并通过制动出口流出。重要的是，引导表面33将排气偏转，使得排气以预定的角度α>0入射在制动表面23上，并且在制动出口 22处形成排气的剪切层。
[0048]因此，第一次有利地提供了用于排气净化系统6或用于往复活塞式内燃发动机(特别是用于大型二冲程柴油发动机)的流动单元I以及一种方法，通过该流动单元和方法，由此实现了排气或排气和添加剂的混合物的均匀流动和/或均质分布和理想的混合。
[0049]此外，排气净化系统6的构造长度或构造尺寸在大小上可以减小，这是因为由于流动单元I和/或由于排气净化系统6和/或所述方法能够更为有效地即更快地实现理想的均匀流动和/或理想的均质混合，其中一方面，相对于没有流动单元的传统排气净化系统无需在效率上接受任何损害，另一方面，在排气净化系统处能够在节省大量材料(例如管)量。因而实现了排气净化系统的更有效的排气净化和更简单的制造。
【主权项】
1.一种用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统(6)的流动单元(I)，其中该流动单元(I)包括: 引导元件(3)，该引导元件(3)被构造成具有引导元件入口(31)并具有引导元件出口(32)的中空体，并且该引导元件的护套表面被构造成引导表面(33);和 制动元件(2)，该制动元件(2)被构造成具有制动入口(21)并具有制动出口(22)的中空体，并且该制动元件的护套表面被构造成制动表面(23)， 其中在操作状态下，排气能够流入所述引导元件入口(31)并且能够通过所述制动出口(22)流出， 其特征在于，所述引导表面(33)被构造成并且相对于所述制动表面(23)被布置成使得所述排气以可预定的制动角α>0入射到所述制动表面(23)上，并且能够在所述制动出口(22)处形成排气的剪切层。2.根据权利要求1所述的流动单元，其中，所述引导元件(3)被构造成在朝向所述引导元件出口(32)的方向上变窄的中空体，特别是采取直圆锥体、非直圆锥体、直截锥体或非直截锥体的形式的中空体，并且所述制动元件(2)被构造成在朝向所述制动出口(22)的方向上张大的中空体，特别是采取直圆锥体、非直圆锥体、直截锥体或非直截锥体的形式的中空体。3.根据权利要求1所述的流动单元，其中，所述引导元件被构造成在朝向所述引导元件出口的方向上张大的中空体，特别是采取直圆锥体、非直圆锥体、直截锥体或非直截锥体的形式的中空体，并且所述制动元件被构造成在朝向所述制动出口的方向上变窄的中空体，特别是采取直圆锥体、非直圆锥体、直截锥体或非直截锥体的形式的中空体。4.根据前述权利要求中任一项所述的流动单元，其中，所述引导元件(3)和/或所述制动元件(2)沿着公共纵向轴线(L)布置。5.根据前述权利要求中任一项所述的流动单元，其中，所述引导元件(3)的引导元件横截面被构造成在朝向所述引导元件出口(32)的方向上尺寸增加的横截面表面，并且/或者所述制动元件(2)的制动横截面被构造成在朝向所述制动出口( 22)的方向上尺寸减小的横截面表面。6.根据前述权利要求中任一项所述的流动单元，其中，所述引导元件(3)的引导元件横截面被构造成在朝向所述引导元件出口(32)的方向上尺寸减小的横截面表面，并且/或者所述制动元件(2)的制动横截面被构造成在所述制动出口( 22)的方向上尺寸增加的横截面表面。7.根据前述权利要求中任一项所述的流动单元，其中，所述引导元件横截面和/或所述制动横截面是圆形的和/或椭圆形的和/或采取规则或不规则的多边形的形式，特别是采取三角形或四边形或五边形的形式。8.根据前述权利要求中任一项所述的流动单元，其中，喷射器(4)布置在所述引导元件入口(31)的前面，并且所述喷射器(4)被构造成和被布置成使得能够将添加剂喷射到所述排气内，从而能够在所述制动出口( 22)处形成排气和添加剂的剪切层。9.根据前述权利要求中任一项所述的流动单元，其中，所述喷射器(4)布置在所述引导元件入口(31)处和/或布置在所述引导元件(3)和所述制动元件(2)之间和/或布置在所述制动出口(22)处，并且所述喷射器(4)被构造成和被布置成使得能够将添加剂喷射到所述排气内，从而能够在所述制动出口( 22)处形成排气和添加剂的剪切层。10.根据前述权利要求中任一项所述的流动单元，其中，所述流动单元(I)包括另外引导元件(34)，特别是与所述引导元件(3)相同的另外引导元件(34)，并且/或者包括另外制动元件(24)，特别是与所述制动元件(2)相同的另外制动元件(24)。11.根据权利要求10所述的流动单元，其中，所述引导元件(3)和所述另外引导元件(34)同轴地布置并且/或者所述制动元件(2)和所述另外制动元件(24)同轴地布置。12.根据前述权利要求中任一项所述的流动单元，其中，所述可预定的制动角为0°<α<60°，优选为20° < α < 40° ο13.根据权利要求10或11所述的流动单元，其中，所述引导元件(3)和/或所述另外引导元件和/或所述制动元件(2)和/或所述另外制动元件沿着公共纵向轴线(L)布置。14.一种用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统，所述往复活塞式内燃发动机特别是大型二冲程柴油发动机，该排气净化系统包括根据前述权利要求中任一项所述的流动单元(I)。15.—种用于净化往复活塞式内燃发动机的排气的排气净化系统(6)的方法， 其中流动单元(I)包括引导元件(3)和制动元件(2); 所述引导元件被构造成具有引导元件入口(31)并具有引导元件出口(32)的中空体，并且该引导元件(3)的护套表面被构造成引导表面(33);并且 所述制动元件(2)被构造成具有制动入口(21)并具有制动出口(22)的中空体，并且该制动元件(2)的护套表面被构造成制动表面(23)， 其中排气流入所述引导元件入口( 31)并且通过所述制动出口( 22)流出， 其特征在于， 所述引导表面(33)将所述排气偏转，使得所述排气以预定的角α>0入射到所述制动表面(23)上，并且能够在所述制动出口(22)处形成排气的剪切层。
【文档编号】F01N3/00GK105840272SQ201610018036
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月12日
【发明人】F·塞林
【申请人】温特图尔汽柴油公司