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1. (WO2019033134) ARRANGEMENT OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AN EXHAUST-GAS AFTERTREATMENT SYSTEM AND A PREHEATING APPARATUS, AND METHOD FOR OPERATING IT
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Patentansprüche

1 . Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine (1 ) mit einer

Abgasnachbehandlungsanlage (2) und einer Vorheizvorrichtung (3), wobei die Vorheizvorrichtung (3) zur Vorheizung mindestens einer Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2), insbesondere bei befeuerter und/oder unbefeuerter Verbrennungskraftmaschine (1 ), eingerichtet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorheizvorrichtung (3) ein Heizelement (5) und eine Fördervorrichtung (6) zur Erzeugung eines die

Abgasnachbehandlungsanlage (2) zumindest teilweise durchströmenden, beheizten Gasstroms umfasst.

2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

- dass die Fördervorrichtung (6) eine Fördervorrichtung (6) der

Verbrennungskraftmaschine (1 ) ist, die auch im Regelbetrieb der

Verbrennungskraftmaschine (1 ) aktiv ist,

- oder dass die Fördervorrichtung (6) eine separate Fördervorrichtung (6) ist, die unabhängig vom Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) betrieben werden kann oder die im Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) deaktiviert ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Fördervorrichtung (6) ein Turbolader (16) der

Verbrennungskraftmaschine (1 ), ein Gebläse der Verbrennungskraftmaschine (1 ), ein Kompressor der Verbrennungskraftmaschine (1 ) oder ein über einen separaten Antrieb angetriebener Turbolader der Verbrennungskraftmaschine (1 ) bzw. ein E-Booster der Verbrennungskraftmaschine (1 ) ist,

- oder dass die Fördervorrichtung (6) ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, oder ein separater Kompressor ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

- wobei die Verbrennungskraftmaschine (1 ) und die

Abgasnachbehandlungsanlage (2) eine Gaskanalanordnung (7) zum Transport der Verbrennungsgase umfasst,

- wobei die Gaskanalanordnung (7) mindestens einen ansaugseitigen Gaskanal

(8) wie insbesondere einen oder mehrere Luftansaugkanäle umfasst,

- wobei die Gaskanalanordnung (7) mindestens einen abgasseitigen Gaskanal (9) wie insbesondere einen oder mehrere Abgaskanäle umfasst,

- wobei die Gaskanalanordnung (7) gegebenenfalls, insbesondere abhängig von der Kolben- oder Ventilstellung, durch den Brennraum ( 0) oder durch die Brennräume (10) der Verbrennungskraftmaschine (1 ) geführt ist,

- und wobei die Gaskanalanordnung (7) gegebenenfalls mindestens einen Rückführkanal (1 1 ) wie insbesondere einen Abgasrückführkanal bzw. einen Hochdruckabgasrückführkanal umfasst.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Vorheizvorrichtung (3) oder zumindest das Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) entlang der Gaskanalanordnung (7) nach der

Verbrennungskraftmaschine (1 ), also abgasseitig angeordnet ist,

- und dass der durch die Vorheizvorrichtung (3) erzeugte, beheizte Gasstrom in und durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) geführt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die

Vorheizvorrichtung (3) oder zumindest das Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) entlang der Gaskanalanordnung (7) vor der Verbrennungskraftmaschine (1 ), also ansaugseitig angeordnet ist, und der durch die Vorheizvorrichtung (3) erzeugte, beheizte Gasstrom über eine Bypassleitung (12) wie insbesondere über den Rückführkanal (1 1 ) an dem Brennraum (10) oder an allen Brennräumen (10) der Verbrennungskraftmaschine (1 ) vorbei in und durch die

Abgasnachbehandlungsanlage (2) geführt ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

- dass eine Rezirkuiationsleitung (13) zur Rezirkulation des durch die

Vorheizvorrichtung (3) erzeugten, beheizten Gasstroms vorgesehen ist,

- dass die Rezirkuiationsleitung (13) entlang des Gasstroms nach der mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) abzweigt,

- und dass die Rezirkuiationsleitung (13) entlang des Gasstroms vor der

mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der

Abgasnachbehandlungsanlage (2) in die Gaskanalanordnung (7) mündet.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlleitung (18) zur Kühlung, zur Temperaturregelung oder zur

Temperatursteuerung der Komponenten (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) vorgesehen ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung (18) zur Zuführung von kühlendem Gas in den abgasseitigen Gaskanal (9) mündet.

10. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest eine Komponente (4) umgehender Kanal (31 ) vorgesehen ist, in welchem die

Vorheizvorrichtung (3) angeordnet ist.

11 . Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die

Fördervorrichtung (6) eine separate Fördervorrichtung (6) ist, die unabhängig vom Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) betreibbar ist oder die im

Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) deaktiviert ist.

12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Fördervorrichtung (6) ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, ein separater Kompressor oder eine separate Pumpe ist.

3. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Fördervorrichtung (6) und das Heizelement (5) als ein integrales Bauteil ausgebildet sind.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (5) stromabwärts oder stromaufwärts der Fördereinrichtung (6) angeordnet ist.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Reduktionsmittelinjektor (30) zum Einbringen eines

Reduktionsmittels in die Gaskanalanordnung (7) vorgesehen ist, wobei der Kanal (31 ) stromaufwärts des Reduktionsmittelinjektors (30) in die Gaskanalanordnung (7) einmündet.

16. Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine (1 ) mit einer

Abgasnachbehandlungsanlage (2) und einer Vorheizvorrichtung (3), insbesondere ausgestaltet nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass ein durch mindestens ein Heizelement (5) der

Vorheizvorrichtung (3) beheizter Gasstrom unter Verwendung einer

Fördervorrichtung (6) zumindest durch einen Teil der

Abgasnachbehandlungsanlage (2) gefördert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Gasstrom durch eine Gaskanalanordnung (7) gefördert wird, wobei die Gaskanalanordnung (7) zum Transport der Verbrennungsgase durch die

Verbrennungskraftmaschine (1 ) und durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) eingerichtet ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanaianordnung nach der Verbrennungskraftmaschine (1 ), also abgasseitig, von der Vorheizvorrichtung (3), insbesondere von dem Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung vor der

Verbrennungskraftmaschine (1 ), also ansaugseitig, von der Vorheizvorrichtung (3), insbesondere von dem Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizt wird,

- und dass der durch die Vorheizvorrichtung (3) erzeugte, beheizte Gasstrom über eine Bypassleitung (12) wie insbesondere über den Rückführkanal (1 1 ) an dem Brennraum (10) oder an allen Brennräumen (10) der Verbrennungskraftmaschine (1 ) vorbei in und durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) geführt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet,

- dass der beheizte Gasstrom durch eine Rezirkulationsleitung (13) gefördert wird,

- dass der Gasstrom nach der mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) aus der Gaskanalanordnung (7) in die Rezirkulationsleitung (13) gefördert wird, und

- dass der Gasstrom entlang der Gaskanalanordnung (7) vor der mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) aus der Rezirkulationsleitung (13) in die Gaskanalanordnung (7) gefördert wird.

21 . Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom zur Kühlung, zur Temperaturregelung oder zur

Temperatursteuerung der Komponenten (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) in einer Kühlleitung (18) gekühlt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass ein durch mindestens ein in einem zumindest eine Komponente (4) umgehenden Kanal (31 )

angeordnetes Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizter Gasstrom unter Verwendung einer Fördervorrichtung (6) über eine Gaskanalanordnung (7) durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) gefördert wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung (7) nach der Verbrennungskraftmaschine (1 ), also abgasseitig, von der Vorheizvorrichtung (3), insbesondere von dem Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der beheizte Gasstrom stromaufwärts oder stromabwärts der zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) vom Kanal (31 ) in die Gaskanalanordnung (7) gefördert wird.