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Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung unverbrannter bzw. teilverbrannter Bestandteile des Brennstoffes in den Abgasen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoffderivaten, mit Lagerung des Katalysatorträgers in gleitenden
Führungen.
Bei einer derartigen bekannten Einrichtung wird das Katalysatorbett in dem Gehäuse von einer oder mehreren starren Längsstützen gehalten und ist mit ihnen fest verbunden. Die Längsstützen sind ihrerseits in einer am Gehäuse befestigten Aufhängung in Langsrichtung des Gehäuses gleitbar gelagert.
Der bekannte Katalysator ist als eine Art Trennwand in einem langgestreckten Zylinder untergebracht. Er teilt diesen Zylinder in eine Hälfte, die von nicht gereinigtem Gas, und eine zweite Hälfte, die von gereinigtem und entsprechend bei der Nachverbrennung erhitztem Abgas durchströmt wird. Der Behälter ist sowohl an den Endplatten als auch an Streifen, die in Einkerbungen greifen, über seine ganze Länge hin verschiebbar gelagert. Nun wird der Katalysatorbehälter nicht nur von den Gasen durchströmt, er muss vielmehr auch die beiden beschriebenen Hälften des langgestreckten Zylinders gegeneinander abdichten. Bei hoher Temperatur sind die komplizierten, voneinander unabhängigen und verschiedenen Ausdehnungen unterworfenen Teile des Katalysatorträgers nicht in der Lage, sich gleichmässig auszudehnen.
Es treten infolgedessen Verklemmungen auf, die Anlass zu weiteren Verwerfungen und Verformungen geben. Eine eindeutige Festlegung des Katalysatorträgers ist nicht vorhanden, so dass im kalten Zustand klappernde Geräusche auftreten können und erst bei genügender Erwärmung und entsprechender Verbiegung und Verspannung ein relativ fester Sitz des Katalysatorträgers im langgestreckten Zylinder erreicht wird. Dieser Katalysatorträger hat also zwei Aufgaben, u. zw.
1. an den hiefür vorgesehenen Stellen das Gas an den Formteilchen des Katalysators vorbei durchzulassen und
2. als Trennwand zwischen der Eingangskammer und der Ausgangskammer zu dienen, wobei thermisch sehr unterschiedliche und wechselnde Bedingungen und im Verhalten unterschiedliche gleitende Führungen vorhanden sind.
Die Erfindung besteht demgegenüber im wesentlichen darin, dass der Katalysatorträger einerseits an der lösbaren Abschlusswand fest und anderseits vorzugsweise in einem Rohrstutzen in der Trennwand mit dem in die Vorkammer führenden Abgaseintrittsrohr gleitend verschiebbar gelagert ist.
Das ergibt den entscheidenden Vorteil, dass nur das durch die Nachverbrennung nicht aufgeheizte Eintrittsrohr als gleitende Führung und zugleich als Dichtung zwischen den ungereinigten und gereinigten
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Ab-schlusswand fest angebracht. Die Ab8chlusswand dient also zur Befestigung und die LageI1mg des Abgasentrittsrohres in der Trennwand als einzige gleitende und zugleich einzige beim Gleiten abdichtende Stelle des Katalysatorträgers. Dabei ist ausserdem vorteilhaft, dass sich der Katalysator nur in einer Richtung in einem dazu ganz besonders gut geeigneten kreisrunden Rohrstutzen verschieben kann und sich irgendwel- : he Verspannungen einzelner Teile des Katalysatorträgers nicht auf seine Gleitfähigkeit auswirken, weil er eben an andern Stellen nicht mit dem Gehäuse in Berührung kommt.
Vorzugsweise erfolgt die Auf-
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hängung des Katalysatorträgers im Gehäuse an seinen beiden Stirnseiten insbesondere derart, dass er auf der Gasaustrittsseite fest und auf der Gaseintrittsseite mittels eines Gaseintrittsrohres schiebbar mit dem
Gehäuse verbunden ist.
Für die vorteilhafte Wirkung ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auch wichtig, dass der Katalysatorträger eine Vorkammer, in die das Abgaseintrittsrohr mündet, sowie eine den Katalysator aufnehmende Katalysatorkammer enthält.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit, den Katalysatorträger aus dem Gehäuse ausbaubar unterzubringen, indem dieser beispielsweise nach Art einer Schublade ein-und ausgebracht werden kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Hiebei zeigen :
Fig. l die Seitenansicht eines Schalldämpfers mit erfindungsgemäss eingebautem Katalysatorträger, teilweise im Schnitt nach Linie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schalldämpfer im Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. l, Fig. 3 eine vergrösserte Darstellung der durch die Einrahmung 3 in Fig. l be- zeichneten Einzelheit ; Fig. 4 eine vergrösserte Darstellung der durch die Einrahmung 4 in Fig. 2 bezeich- neten Einzelheit, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. l in vergrössertem Massstabe und Fig. 6 und
7 zwei andere Ausführungsformen der Erfindung je im Querschnitt entsprechend der Fig. 5.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1-5 ist in dem Schalldämpfergehäuse 10 der Katalysatorträger
11 "schwimmend" gelagert, indem er in später noch näher beschriebener Weise einerseits unverschiebbar mit der durch die Schrauben 12 am Schalldämpfergehäuse abnehmbar befestigten Abschlusswand 13 und anderseits in einer Zwischen-oder Trennwand 14 des Schalldämpfergehäuses verschiebbar gelagert ist.
Der Katalysatorträger 11 besteht imwesentlichenaus einermitden Katalysatorteilen angefüllten Ka- talysatorkammer 15, die z. B. in drei Einzelkammern 15a, 15b und 15c unterteilt ist, und aus einer Vorkammer. 16, welche die Gase vor dem Eintritt in die Katalysatorkammer 15 aufnimmt. Die Katalysatorkammer 15 wird hiebei von den beiden seitlichen Längswänden 17a und 17b, den z. B. mit grossen Öffnungen versehenen, versteiften Zwischenwänden 18a und 18b, sowie aus den Siebflächen 19 bzw. 20 gebildet. Mit ihnen ist das die Vorkammer 16 nach aussen abschliessende deckelartige Wandungsblech 21 verbunden, u. zw. z. B. derart, dass die Siebbleche 19 an ihren Kanten zwischen den Blechen 17a bzw.
17b und dem Blech 21 eingespannt sind. Die Bleche 17a, 17b, 18a, 18b, 19, 20 und 21 sind ferner durch Endwandungen 22 und 23 zu einem gemeinsamen Katalysatorträger zusammengesetzt, insbesondere zusammengeschweisst, wobei die Blechwandungen 19 und 20 an ihren hinteren Enden bei 24a und 24b verlängert und an den Verlängerungen durch einen im Querschnitt U-förmigen, in Querrichtung länglichen, topfartigen Deckel 25 abgeschlossen sind.
In die vordere Stirnwand 22 des Katalysatorträgers ist ein gebogenes Abgaseintrittsrohr 26 fest eingesetzt und mit der Stirnwand 22 bzw. den Siebblechen 19 oder sonstigen Teilen des Katalysatorträgers 11 fest verbunden, insbesondere verschweisst. Das Abgaseintrittsrohr 26 mündet mit seitlich abgebogenem hinteren Ende 27 in die Vorkammer 16 ein, während sein vorderes Ende 28 in einen Rohrstutzen 29 der Zwischenwand 14 axial schiebbar gelagert ist. An das vordere Ende des Stutzens 29 (oder gegebenenfalls auch an das Abgaseintrittsrohr 26) kann ein in die Schalldämpfereintrittskammer 30 hineinragendes Verlängerungsrohr 31 eingesetzt sein.
Der insgesamt mit 11 bezeichnete- Katalysatorträger- ist somit innerhalb des Schalldämpfergehäuses 10 schwimmend gelagert, indem er von einer Kammer 32 umschlossen ist, in welche die Abgase nach Durchtritt durch die Katalysatorkammer gelangen und aus welcher sie durch ein hinteres Gasaustrittsrohr 33 in die freie Luft entweichen oder mittels einer Rohrverlängerung einem Nachschalldämpfer zugeleitet werden können können.
Zur Verbindung des Katalysatorträgers mit der abnehmbaren Abschlusswand 13 des Schalldämpfergehäuses 10 dient ein rohrförmiger Zapfen 34, welcher, wie Fig. 4 zeigt, die Endwandungen 35a, 35b des topfartigenDeckels 25, an diesenangeschweisste Lageraugen 36a, 36b sowie Lageraugen 37a, 37b des Katalysatorträgers und ausserdem Lageraugen 38a und 38b der Abschlusswand 13 durchsetzt.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1-5 ist ferner der gesamte Schalldämpfer bzw. der grösste Teil desselben mit einem Mantel 39 umgeben, welcher die Wandung des Schalldämpfergehäuses 10 im Abstand umgibt, wobei der Zwischenraum 40 zwischen dem Gehäuse 10 und dem Mantel 39 mit Schallschluckstoff, vorzugsweise Steinwolle ausgefüllt ist.
Die Wandung des SchalldNmpfergehäuses 10 kann hiebei im Bereich der Ummantelung wahlweise aus gelochtem Blech bestehen.
Die Abgase treten, vom Motor kommend, in die Schalldämpfereintrittskammer 30 ein, wobei sie sich an der Trennwand 18 stauen und über das Zwischenrohr 31 und das gebogene Abgaseintrittsrohr 26 !
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