CN107429596B - 催化转化器单元和排气催化转化器 - Google Patents

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Abstract

一种用于排气催化转化器的催化转化器单元（10），尤其是用于海上柴油内燃机的SCR催化转化器的SCR催化转化器单元，其带有多个催化转化器模块（11），其中，每个催化转化器模块（11）均具有排气流动通过其的陶瓷催化转化器主体和用于陶瓷催化转化器主体的金属壳体（12），其中，相应陶瓷催化转化器主体被接收在相应金属壳体（12）中并且在某些区段中被后者环绕，其中，催化转化器模块（11）定位成使得第一流经端部在支撑栅板（13）上，其中，对立撑杆（14）定位在催化转化器模块（11）的相对的第二流经端部处，以及其中，催化转化器模块（11）被夹持在支撑栅板（13）和对立撑杆（14）之间。

Description

催化转化器单元和排气催化转化器
技术领域
本发明涉及催化转化器单元。本发明还涉及排气催化转化器。
背景技术
用于排气催化转化器的催化转化器单元包括多个催化转化器模块。每个催化转化器模块均包括被排气流经的催化转化器主体和用于陶瓷催化转化器主体的横截面为矩形的金属壳体，其中，壳体也称为罐。相应催化转化器模块的壳体容纳相应催化转化器主体，并且在某些区段中环绕催化转化器主体，留下催化转化器主体的流经端部敞开，其中，流经端部提供流入端部，且另一个流经端部提供相应催化转化器主体的流出端部。
在从实践已知的催化转化器单元中，催化转化器模块以多行和列的形式阵列状布置，其中，在其横截面是矩形的金属壳体的区域中，直接相邻的催化转化器模块以固定方式，尤其是通过焊接连接。尤其，当在催化转化器单元中不得不更换催化转化器模块时，这些焊接连接不得不例如通过砂轮破坏，因此可能损坏相邻的催化转化器模块。因此，通过焊接连接相邻的催化转化器模块是不利的。
发明内容
因此存在对于用于催化转化器的催化转化器单元的需要，在该催化转化器单元上，能够更容易地更换催化转化器模块。从这一点出发，本发明基于创建用于排气催化转化器的新型催化转化器单元和具有这样的催化转化器单元的排气催化转化器的目的。
该目的通过根据本发明的催化转化器单元被解决。用于排气催化转化器的催化转化器单元带有多个催化转化器模块，其中，每个催化转化器模块均包括被排气流经的陶瓷催化转化器主体和用于所述陶瓷催化转化器主体的金属壳体，其中，相应陶瓷催化转化器主体被接收在相应金属壳体中且在某些区段中被所述金属壳体环绕。所述催化转化器模块被定位成使得第一流经端部在支撑栅板上，并且，对立保持件定位在所述催化转化器模块的相对的第二流经端部上，其中，所述催化转化器模块被夹持在所述支撑栅板和所述对立保持件之间。弹簧元件将所述支撑栅板弹性地支撑在排气催化转化器的壳体结构上。所述对立保持件包括彼此平行延伸的多个对立保持件撑杆。所述对立保持件的所述对立保持件撑杆在第一端部处作用在排气催化转化器的壳体结构上，且在相对的第二端部处与垂直于所述对立保持件撑杆延伸的压紧撑杆相互作用，其中，经由所述压紧撑杆，力可经由所述压紧撑杆施加在多个对立保持件撑杆上，以用于将所述催化转化器模块夹持在所述支撑栅板和所述对立保持件之间。本发明允许简单地更换催化转化器单元的催化转化器模块而没有损伤相邻的催化转化器模块的风险的问题。
根据有利的进一步发展，支撑栅板包括彼此平行延伸的多个第一支撑撑杆和同样彼此平行且垂直于第一支撑撑杆延伸的多个第二支撑撑杆，催化转化器模块定位在其上。优选地，密封元件定位在支撑栅板的直接彼此平行延伸的支撑撑杆之间，直接相邻的催化转化器模块定位在支撑撑杆上，所述密封元件防止在相邻的催化转化器模块的壳体之间的排气流动。直接彼此平行延伸的支撑撑杆优选地为相应直接相邻的催化转化器模块提供个别公差补偿。催化转化器单元的该构造尤其有利。支撑栅板不消极地影响排气通过催化转化器模块的流动。密封元件防止排气不流动通过催化转化器主体。个别公差补偿使得催化转化器单元能够尤其有利地集成在排气催化转化器的壳体结构中。
根据另外有利的进一步发展，对立保持件包括彼此平行延伸的多个对立保持件撑杆，其中，对立保持件的对立保持件撑杆在第一端部处作用在排气催化转化器的壳体结构上，且在相对定位的第二端部处，与垂直于对立保持件撑杆延伸的压紧撑杆相互作用，其中，经由用于将催化转化器模块夹持在支撑栅板和对立保持件之间的压紧撑杆，力可施加在所有对立保持件撑杆上。优选地，用于将催化转化器模块夹持在支撑栅板和对立保持件之间的夹持力可经由下推件施加，下推件一方面作用在压紧撑杆上，且另一方面作用在排气催化转化器的壳体结构上。催化转化器单元的该进一步发展是尤其优选的。与压紧撑杆相互作用的对立保持件撑杆允许催化转化器模块在支撑栅板和对立保持件之间的简单夹持。借助于下推件，用于夹持催化转化器模块的夹持力能够被尤其有利地施加在压紧撑杆上并且经由压紧撑杆施加在对立保持件撑杆上。
根据另外有利的进一步发展，弹簧元件将支撑栅板弹性地支撑在排气催化转化器的壳体结构上，和/或将压紧撑杆弹性地支撑在排气催化转化器的壳体结构上和/或将对立保持件撑杆弹性地支撑在催化转化器模块上。该弹性支撑有利地用于补偿温度相关的膨胀。
根据本发明的排气催化转化器具有多个上述催化转化器单元。
附图说明
从从属权利要求和以下描述获得本发明的优选的进一步发展。在不使本发明受限于附图的情况下，借助于附图更详细地解释本发明的示例性实施例。
其中示出：
图1：根据本发明的用于排气催化转化器的催化转化器单元的透视图；
图2：没有下推件的图1的催化转化器单元；
图3：没有压紧撑杆的图2的布置；
图4：在移除部分催化转化器模块的情况下没有对立保持件撑杆的图3的布置；
图5：带有单个催化转化器模块的图4的布置；
图6：图1的催化转化器单元的支撑栅板；
图7：图1的催化转化器单元的对立保持件撑杆；
图8：图1的细节XIII；以及
图9：图1的细节IX。
具体实施方式
本发明涉及催化转化器单元和排气催化转化器，所述催化转化器单元用于在船舶或海上应用中使用的内燃机的排气催化转化器。尤其，根据本发明的催化转化器单元被设计为用于船舶柴油机的SCR排气催化转化器的SCR催化转化器单元。图1至图9示出催化转化器单元的优选示例性实施例的不同视图和细节。
根据本发明的催化转化器单元10包括多个催化转化器模块11，其中，催化转化器模块11以直接靠近彼此的列和行的形式阵列状定位。每个催化转化器模块11均包括金属壳体12，其容纳未示出的陶瓷催化转化器主体。在所示示例性实施例中的金属壳体12具有矩形横截面，其中，这些壳体12在某些区段中在外侧限制矩形催化转化器主体。也称为罐的壳体12留下催化转化器主体在相对端部上敞开，以形成相应催化转化器模块11的流入端部和流出端部。催化转化器单元10包括支撑栅板13。催化转化器模块11在第一流经端部的区域中被支撑在支撑栅板13上。在催化转化器模块11的相对的第二流经端部处，对立保持件14被定位，其中，催化转化器模块11被夹持在支撑栅板13和对立保持件14之间。
如从图6最明显的，支撑栅板13包括彼此平行延伸的多个第一支撑撑杆15a和同样地彼此平行且垂直于第一支撑撑杆15a延伸的多个第二支撑撑杆15b，催化转化器模块11定位在其上。在支撑栅板13的直接彼此平行延伸的支撑撑杆15a和15b（直接相邻的催化转化器模块11定位在其上）之间，在每种情况下均布置密封元件16（参见图9），其防止排气在直接相邻的催化转化器模块11的壳体12之间流动通过。相应地，在图9中示出两个直接相邻的催化转化器模块11的壳体12之间的间隙17，其中，密封元件16防止排气流动通过该间隙17并相应地确保所有排气流流动通过催化转化器模块11的催化转化器主体。在图9中可见的密封元件16定位在U形截面梁上，该U形截面梁在图9中定位在支撑栅板13的直接彼此平行延伸的支撑撑杆15b之间。
如从图9明显的，催化转化器模块11的壳体12在其第一流经端部处具有弯曲或者带凸缘的支撑脚19，其将自身支撑在密封元件16上，或者立在密封元件16上。为了扩大支撑区域，更厚材料然后在壳体的剩余部分上能够用在壳体的端部处代替凸缘。此处，在壳体的正面处，2 mm-20 mm的宽度是有利的。在支撑撑杆15a、15b和催化转化器模块11的第一流经端部之间，在图9中形成间隙20，但是其优选地在将催化转化器模块11夹持在支撑栅板13和对立保持件14之间之后消失。
如从图9明显的，支撑栅板13的各个支撑撑杆15a、15b与每个催化转化器模块11相互作用。催化转化器模块11利用其支撑脚19接合在限定在直接相邻的支撑撑杆15a和15b之间的自由空间中，密封元件16定位在该自由空间中。以这种方式，彼此平行延伸的支撑撑杆15a、15b为催化转化器模块11的尺寸公差提供个别公差补偿，以便相邻的催化转化器模块11的个别公差不累加。因此，根据本发明的催化转化器单元10能够尤其有利地集成在排气反应器的壳体结构中。
如已经解释的，催化转化器模块11被夹持在支撑栅板13和对立保持件14之间。对立保持件14包括彼此平行延伸的多个对立保持件撑杆21。对立保持件撑杆21中的每一个均用第一端部22作用在排气催化转化器的壳体结构上，同时在相对定位的第二端部23处，垂直于对立保持件撑杆21延伸的压紧撑杆24与对立保持件撑杆21相互作用。借助于压紧撑杆24，夹持力可施加到对立保持件撑杆21上，以用于将催化转化器模块11夹持在支撑栅板13和对立保持件14之间。借助于该夹持力，对立保持件撑杆23压靠在催化转化器模块11的壳体12上，且因此最终催化转化器模块11抵靠支撑栅板13，作为其结果，催化转化器模块11被夹持在支撑栅板13和对立保持件14之间。
如从图8最明显的，沿着直接相邻定位的两排或两列催化转化器模块11延伸的对立保持件撑杆21将自身支撑在这些直接相邻的排或列的催化转化器模块11上。仅仅外部对立保持件撑杆21仅仅将自身支撑在单排或单列的催化转化器模块11上。
如从图8最明显的，压紧撑杆24包括凹部25，对立保持件撑杆21在其第二端部23的区域中接合在该凹部25中。
在所示示例性实施例中经由作用在压紧撑杆24的相对端部上的两个下推件26提供夹持力，其经由压紧撑杆24施加在对立保持件14的对立保持件撑杆21上。如从图8最明显的，相应下推件26用一端部作用在压紧撑杆24上且用第二端部作用在催化转化器壳体的壳体结构27上，其中，经由与下推件26相互作用的螺母28，能够调整在壳体结构27和压紧撑杆24之间的距离且因此能够调整夹持力。因此，在所示示例性实施例中，夹持力经由压紧撑杆24和对立保持件撑杆21施加到催化转化器模块11的壳体12上，其中，经由两个下推件26提供夹持力，该两个下推件26作用在压紧撑杆24的相对端部上。
根据本发明的有利的进一步发展，规定经由未示出的弹簧元件弹性地安装催化转化器单元10，弹簧元件在支撑栅板13和排气催化转化器的催化转化器壳体的壳体结构之间起作用，或者在该壳体结构上支撑所述催化转化器单元10。同样，对立保持件14能够被弹性地支撑在壳体结构上，即经由未示出的弹簧元件，弹簧元件将自身支撑在压紧撑杆24和壳体结构27之间。此外可能的是，提供未示出的弹簧元件，其关于催化转化器模块11的壳体12弹性地支撑对立保持件撑杆21。能够通过这些弹簧元件补偿由温度循环引起的催化转化器单元10的几何形状的改变。此外可能的是将弹簧元件附接在对立保持件撑杆21和压紧撑杆24之间，以便每个对立保持件撑杆21的公差和置放在其下方的壳体12的公差能够被补偿。此外可能的是以柔性方式，例如由弹簧钢，生产对立保持件撑杆。
相应地，根据本发明的催化转化器单元10包括多个催化转化器模块11，其以直接靠近彼此定位的列和排阵列状布置。催化转化器模块11利用其壳体12经由第一端部将自身支撑在静态支撑栅板13上，壳体12的横截面是矩形。在催化转化器模块11的相对定位的侧上，布置对立保持件14，其包括多个可移动对立保持件撑杆21和压紧撑杆24。催化转化器模块11被夹持在静态支撑栅板13和可移动对立保持件14之间。
在支撑栅板14的区域中，催化转化器模块11的壳体12将自身支撑在彼此平行延伸的支撑撑杆15a、15b上，其中，密封元件16定位在直接相邻的支撑撑杆之间。
对于催化转化器模块11的每两个直接相邻的排或列，优选地采用共同的对立保持件撑杆21，其被支撑在直接相邻的排或列中相邻的催化转化器模块11的壳体12的边缘上。这一点的例外是最外面的催化转化器排或列，在其情况下，对应的对立保持件撑杆21安置在单排或单列的催化转化器模块11中的催化转化器模块11的壳体上。
每个对立保持件撑杆21均可以以固定方式利用端部22连接至排气催化转化器的壳体的壳体结构，同时共同的压紧撑杆24作用在对立保持件撑杆21的相对的第二端部23上，以便最终将催化转化器模块11夹持在支撑栅板13和对立保持件14之间。此处，夹持力能够经由下推件26施加在压紧撑杆24上。
优选地借助于未示出的弹簧元件补偿催化转化器单元10的热膨胀，弹簧元件作用在支撑栅板13上和/或在压紧撑杆24上和/或在对立保持件撑杆21上。
用于补偿膨胀的替代方案在于，从弹性材料，尤其是从弹簧钢生产对立保持件14的对立保持件撑杆21和优选地压紧撑杆24。因此，可能出现的任何热膨胀能够被对立保持件14直接地吸收和补偿。
能够在排气催化转化器的壳体中采用多个这样的催化转化器单元10。
如从图5和图6最明显的，撑杆29平行于支撑栅板13的支撑撑杆15b延伸，该撑杆29用于确保人能够在支撑栅板13上行走而没有危险。这些撑杆29不妨碍排气流动通过催化转化器模块11。
附图标记列表
10催化转化器单元
11催化转化器模块
12壳体
13支撑栅板
14对立保持件
15a支撑撑杆
15b支撑撑杆
16密封元件
17间隙
18截面梁
19支撑脚
20间隙
21对立保持件撑杆
22端部
23端部
24压紧撑杆
25凹部
26下推件
27壳体结构
28螺母
29撑杆。

Claims (13)

1.一种用于排气催化转化器的催化转化器单元（10），其带有多个催化转化器模块（11），其中，每个催化转化器模块（11）均包括被排气流经的陶瓷催化转化器主体和用于所述陶瓷催化转化器主体的金属壳体（12），其中，相应陶瓷催化转化器主体被接收在相应金属壳体（12）中且在某些区段中被所述金属壳体（12）环绕，其特征在于，所述催化转化器模块（11）被定位成使得第一流经端部在支撑栅板（13）上，并且在于，对立保持件（14）定位在所述催化转化器模块（11）的相对的第二流经端部上，其中，所述催化转化器模块（11）被夹持在所述支撑栅板（13）和所述对立保持件（14）之间，弹簧元件将所述支撑栅板弹性地支撑在排气催化转化器的壳体结构上，
其中所述对立保持件（14）包括彼此平行延伸的多个对立保持件撑杆（21）；
其中所述对立保持件（14）的所述对立保持件撑杆（21）在第一端部（22）处作用在排气催化转化器的壳体结构上，且在相对的第二端部（23）处与垂直于所述对立保持件撑杆（21）延伸的压紧撑杆（24）相互作用，其中，经由所述压紧撑杆（24），力可经由所述压紧撑杆（24）施加在多个对立保持件撑杆（21）上，以用于将所述催化转化器模块（11）夹持在所述支撑栅板（13）和所述对立保持件（14）之间。
2.根据权利要求1所述的催化转化器单元，其特征在于，所述催化转化器单元（10）是用于内燃机的SCR排气催化转化器的SCR催化转化器单元。
3.根据权利要求1所述的催化转化器单元，其特征在于，所述支撑栅板（13）包括彼此平行延伸的多个第一支撑撑杆（15a）和同样彼此平行且垂直于所述第一支撑撑杆（15a）延伸的多个第二支撑撑杆（15b），所述催化转化器模块（11）定位在其上。
4.根据权利要求3所述的催化转化器单元，其特征在于，在所述支撑栅板（13）的直接彼此平行延伸的、直接相邻的催化转化器模块（11）定位在其上的支撑撑杆（15a、15b）之间，定位密封元件（16），所述密封元件（16）防止排气在所述相邻的催化转化器模块（11）的所述壳体（12）之间流动。
5.根据权利要求4所述的催化转化器单元，其特征在于，所述密封元件（16）被定位在截面梁（18）上，所述截面梁定位在直接彼此平行延伸的支撑撑杆（15a、15b）之间。
6.根据权利要求4或5所述的催化转化器单元，其特征在于，直接彼此平行延伸的支撑撑杆（15a、15b）为相应直接相邻的催化转化器模块（11）提供用于所述催化转化器模块（11）的个别公差补偿。
7.根据权利要求1所述的催化转化器单元，其特征在于，沿着直接相邻的催化转化器模块（11）延伸的所述对立保持件撑杆（21）在每种情况下与所述支撑栅板（13）一起夹持所述直接相邻的催化转化器模块（11）。
8.根据权利要求1所述的催化转化器单元，其特征在于，用于将所述催化转化器模块（11）夹持在所述支撑栅板（13）和所述对立保持件（14）之间的夹持力可经由下推件（26）施加，所述下推件一方面作用在所述压紧撑杆（24）上，且另一方面作用在所述排气催化转化器的所述壳体结构（27）上。
9.根据权利要求1所述的催化转化器单元，其特征在于，弹簧元件将所述压紧撑杆（24）弹性地支撑在所述排气催化转化器的壳体结构（27）上。
10.根据权利要求1所述的催化转化器单元，其特征在于，弹簧元件将所述对立保持件撑杆（21）弹性地支撑在所述催化转化器模块（11）上或在所述压紧撑杆（24）上。
11.根据权利要求1所述的催化转化器单元，其特征在于，从弹性材料生产所述对立保持件撑杆（21）。
12.根据权利要求11所述的催化转化器单元，其特征在于，所述弹性材料是弹簧钢。
13.一种排气催化转化器，其带有多个根据权利要求1至12中的任一项所述的催化转化器单元（10）。
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