CN113795653B - 环形催化转化器 - Google Patents

环形催化转化器 Download PDF

Info

Publication number
CN113795653B
CN113795653B CN202080032119.0A CN202080032119A CN113795653B CN 113795653 B CN113795653 B CN 113795653B CN 202080032119 A CN202080032119 A CN 202080032119A CN 113795653 B CN113795653 B CN 113795653B
Authority
CN
China
Prior art keywords
annular
section
catalytic converter
inner tube
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080032119.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113795653A (zh
Inventor
R·布鲁克
P·希尔特
S·舍佩尔斯
D·奥登塔尔
M·卡里巴耶夫
F·库尔特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of CN113795653A publication Critical patent/CN113795653A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113795653B publication Critical patent/CN113795653B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
    • B01D2255/9155—Wall flow filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/20—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/60—Discontinuous, uneven properties of filter material, e.g. different material thickness along the longitudinal direction; Higher filter capacity upstream than downstream in same housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/10—Tubes having non-circular cross section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/24—Concentric tubes or tubes being concentric to housing, e.g. telescopically assembled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2490/00—Structure, disposition or shape of gas-chambers
    • F01N2490/02—Two or more expansion chambers in series connected by means of tubes
    • F01N2490/06—Two or more expansion chambers in series connected by means of tubes the gases flowing longitudinally from inlet to outlet in opposite directions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2490/00—Structure, disposition or shape of gas-chambers
    • F01N2490/18—Dimensional characteristics of gas chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

本发明涉及一种环形催化转化器，具有第一管形流动路段、转向区域(4)和第二环形流动路段，其中，管形流动路段由内管(1)形成，其中，环形流动路段形成在内管(1)与包围内管的外管(2)之间，用于使排气流管形流动路段朝向环形流动路段转向的转向区域(4)被设计为罐状，其中，内管(1)和/或外管(2)具有沿着排气的流动方向椎体式扩大或缩小的横截面(D1、D2、D3、D4)。

Description

环形催化转化器
技术领域
本发明涉及一种环形催化转化器，其具有第一管形流动路段、转向区域和第二环形流动路段，其中，管形流动路段由内管形成，其中，环形流动路段形成在内管与包围内管的外管之间，用于使排气流管形流动路段朝向环形流动路段中转向的转向区域被设计为罐状/钵状。
背景技术
所谓的环形催化转化器特别是在可供使用的结构空间有限并且尽管如此仍应在催化转化器内实现尽可能长的流动路段时被用于排气后处理的目的。
环形催化转化器包括中心管形流动路段。排气从管形流动路段流入转向腔中，该转向腔产生排气在径向方向上向外的转向并且最后这样使排气转向，从而排气以180度与流动方向相反地在管形流动路段中流经环形流动路段。管形流动路段和环形流动路段在此例如可以彼此同心地布置。环形流动路段向内通过管形流动路段的壁界定并且向外通过外管和/或护套界定。
环形催化转化器特别是在涡轮增压的内燃机中直接在涡轮增压器下游使用。对于布置在环形流动路段中的催化活性载体基体的最佳工作方式，尽可能高的浓度和流动均匀分布是有利的。
现有技术的装置的缺点尤其在于：在催化活性载体基体上没有实现最佳的流动均匀分布和浓度均匀分布，由此排气后处理不是最佳的。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种环形催化转化器，其在催化活性基体的入口横截面上产生尽可能最佳的流动均匀分布。
关于环形催化转化器的目的通过具有根据本发明的特征的环形催化转化器实现。
本发明的一个实施例涉及一种环形催化转化器，具有第一管形流动路段、转向区域和第二环形流动路段，其中，管形流动路段由内管形成，其中，环形流动路段形成在内管与包围内管的外管之间，用于使排气流管形流动路段朝向环形流动路段转向的转向区域被设计为罐状，其中，内管和/或外管具有沿着排气的流动方向扩大(或者说变宽)或缩小(或者说变窄)的锥体/圆锥体的横截面。
内管和外管可以彼此同心地布置或者彼此偏移地布置。同心布置对于——特别是沿着管形流动路段——在各种情况下产生沿周向保持不变的横截面是有利的。
通过内管和/或外管的锥度可以产生不同的组合，这些组合例如导致在排气的流动方向上缩小或扩大的管形流动路段。环形流动路段也可以在排气的流动方向上缩小或扩大。在一种特殊的构造中，环形流动路段在内管是锥形/圆锥形且外管也是锥形/圆锥形的情况下也可以具有保持不变的横截面。
特别有利的是，内管具有在排气的流动方向上锥体式扩大的横截面，外管具有在排气的流动方向上缩小的横截面。
通过内管的锥体式地扩大，特别可以改善前置的涡轮增压器的效率，因为通过在流动方向上的横截面变大可以将动态压力转换为静态压力。这有助于改善涡轮增压器的效果，由此最终可以改善驱动涡轮增压器的内燃机的效率。
外管的锥形实施方案是有利的，以便这样调整从环形流动路段的气体入口侧至环形流动路段的气体出口侧的横截面/横截面积之比，使得可以平衡布置在环形流动路段中的基体中的预应力差异。由此可以防止基体中的蜂窝体变形(Zelldeformationen)并且还防止在基体中不期望地出现孔或开口。因此总体上特别可以明显改善环形催化转化器的耐久性。
还有利的是，内管和/或外管具有卵形或椭圆形的横截面。特别是在狭窄的结构空间比例的情况下，卵形或椭圆形的横截面可能是有利的。因此，在可用的结构空间小的情况下，可以实现催化转化器的和特别是催化活性基体的尽可能大的容积。
一个优选的实施例的特征在于，内管和外管具有长度(L)，管形流动路段具有在其气体入口侧的横截面(D1)，环形流动路段具有在其气体出口侧的横截面(D2)，其中，管形流动路段从其气体入口侧向其气体出口侧以角度(α1)锥体式地扩大，而环形流动路段从其气体入口侧向其气体出口侧以角度(α2)锥体式地缩小。
假设角度α1和α2相同，这产生了内管和外管的彼此平行延伸的壁。通过角度α1和α2的不同的设计方案，由此也产生了锥体式地收拢或扩大的环形流动路段。
还优选的是，环形催化转化器的特别优选的尺寸比例通过下述公式
来定义。
根据上述公式的环形催化转化器设计方案产生了关于环形催化转化器中的预应力比例最佳的结果，因为可以实现非常均匀的应力状态。这特别是基于所使用的基体的横截面、长度和蜂窝载体大小彼此间的尺寸比例。
特别有利的是，角度α1的值在3度至10度的范围内，特别优选在6度至8度的范围内。这得出对于环形催化转化器而言特别有利的几何形状，由此能实现特别高效的运行。
此外有利的是，在环形流动路段中布置有至少一个由金属蜂窝体形成的基体，其中，基体的横截面变化跟随环形流动路段的横截面变化。根据应用情况，也可以设置多个具有不同涂层的基体，以便转化排气的不同成分。
此外有利的是，金属蜂窝体由多个彼此堆叠的金属箔形成，所述多个金属箔被卷绕成所述蜂窝体，其中，至少一些箔是波纹状的，其中，通过改变在基体的气体入口侧与气体出口侧之间的波纹高度和波纹密度，能对金属蜂窝体的锥度以及由此基体的锥度沿其通流方向产生影响。金属蜂窝体可以被专门调整用于使其适配于空间条件。特别是为了避免围绕蜂窝体的不希望的环流，有利的是，蜂窝体适配于流动路段的几何形状并且与流动路段的壁齐平地封闭。锥形蜂窝体的产生是已知的并且特别可以通过上述措施实现。
也适宜的是，转向区域具有冷却装置。例如，冷却装置可以由转向区域的能被冷却剂通流的双壁式部段形成。该双壁式部段可以局部地形成或者在整个转向区域中形成。例如也可以通过在转向区域的壁中形成的通道来形成双壁式部段，所述双壁式部段能被冷却剂通流。通流例如可以通过放气阀或双金属材料来调节。
另选地，冷却装置可以由布置在转向区域上或转向区域中的冷却盘管形成。冷却盘管由能被冷却剂通流的封闭容纳空间、例如软管或管道形成，并且该冷却盘管可以布置在要被冷却的位置处。冷却装置可以附加地具有肋，这些肋伸入转向区域中或者从转向区域向外伸出。
通过冷却该转向区域可以更长时间地以λ＝1的燃烧空气比例运行并且因此降低排气排放。因为通过冷却，排气质量流在催化活性基体的上游被冷却，从而在内燃机的高负荷点的情况下可以更长时间地以λ＝1运行，而不会使排气和相关构件的温度过高并且不会损害环形催化转化器的结构完整性。
此外，通过冷却转向区域，可以降低在壁附近的区域中的排气流的粘度。通过降低粘度和由此降低产生的摩擦，可以减少在通流时产生的压力损失。
特别有利的是，内管在管形流动路段的气体出口侧或在环形流动路段的气体入口侧具有引导元件，流经所述环形催化转化器的排气流借助于所述引导元件而转向。借助于引导元件，在转向区域中在管形流动路段的气体出口侧的通流之后且在环形流动路段的气体入口侧的通流之前被转向的流动可以被转向到特定的方向，或者可以影响气体流动的充分混合。引导元件可以被设计为布置在内壁之一上的附加的构件，或者也可以是壁之一的整体组成部分。
也有利的是，引导元件由内管的自由端部的在径向上朝外并伸入环形流动路段中的凸起/泡状弯曲部形成。这是特别有利的，因为不需要附加的构件并且因此制造是特别简单的。通过凸起状弯曲部特别是避免了弯曲部的半径特别小，由此可能产生分流棱边，该分流棱边可能不利地影响排气的流动。
位于内管的出口处的横截面的喷嘴状的收缩部也可以是有利的，以便实现优化的通流。喷嘴状的收缩部也可以用于为从内管中向外的流动提供方向矢量，并且因此有针对性地改善朝向环形催化转化器的环形区域的转向。
还优选的是，通过转向区域的内壁在与内管上的引导元件相配合的情况下实现对布置在环形流动路段中的基体的优化的入流。这特别是有利的，以便实现在催化活性基体的横截面上的尽可能均匀的流动分布和尽可能均匀的浓度分布。
本发明的有利的改进方案在进一步的实施方式和下面的附图说明中进行描述。
附图说明
下面根据实施例参考附图对本发明进行详细说明。图中示出：
图1示出环形催化转化器的内管和外管的示意图，用于说明不同的横截面和角度，
图2示出环形催化转化器的示意性横截面图，其中，转向区域构造成双壁式结构并且可以被冷却剂通流，和
图3示出转向区域和构造在内管上的引导元件的细节图。
具体实施方式
图1示出被外管2包围的内管1的示意图。两个管1和2围绕中心轴线3同心地取向。横截面D1在内管1的气体入口侧示出，而横截面D3在内管1的气体出口侧示出。在形成于内管1和外管2之间的环形流动路段的气体入口侧示出横截面D3和D4之间的差异面A2。在环形流动路段的气体出口侧示出横截面D1和D2之间的差异面A1。
内管1从气体入口侧朝向气体出口侧相对于中心轴线3以角度α1扩大。外管从其气体出口侧朝向其气体入口侧相对于该中心轴线以角度α2扩大。
通流顺序是从内管1的气体入口侧朝向内管1的气体出口侧，在图1未示出的转向区域中排气转向到外管2的或环形流动路段的气体入口侧中。排气从那里流向环形流动路段的或外管2的气体出口侧。
管1、2具有长度L，在图1的实施例中，该长度对于两个管1、2是相同的。
角度α1和α2的变化导致管形流动路段和环形流动路段的不同几何形状。特别地，环形流动路段可以具有沿着流动方向保持不变的横截面或者变化的横截面。
图2示出管形流动路段的气体出口侧和与该气体出口侧邻接的转向区域4的视图。转向区域4由罐状壁5形成，该罐状壁用作用于流入的排气的折流板，并最终确保使排气在径向方向上向外转向并最终进入环形流动路段中。
如在图2中的箭头处可看到的那样，管形流动路段中的主流动方向与环形流动路段中的主流动方向相反。
此外示出第二壁6，该第二壁跟随内壁5的变化并且因此形成可通流的区域7、例如通道或其它封闭的可通流的容纳空间。所述容纳空间可以被冷却剂通流，并且因此可以经由内壁5从排气中排出热。
内管1的自由端部还具有径向向外并进入环形流动路段中的凸起状的弯曲部。由此产生引导元件10，该引导元件应改善由转向区域4围绕的容纳空间9中的排气流动。引导元件10在径向方向上完全环绕地构造。
图3示出转向区域4的细节图，并且特别示出内壁5和引导元件10与管形流动路段在其气体出口上的直径D相比的尺寸比例的细节图。具有在下面的表格中给出的数量级之内的尺寸的转向区域4和引导元件10是特别有利的，以便在环形流动路段或催化活性的基体8的气体入口上产生尽可能均匀的流动。
0.0153≤R1/D≥3.450
0.0153≤R2/D≥3.461
0.0076≤R3/D≥3.461
0.0076≤R4/D≥3.461
0.0153≤R5/D≥3.461
0.0153≤R6/D≥3.461
1.100≤D7/D≥3.461
0.0153≤L1/D≥3.384
0.0076≤L2/D≥3.384
0.0153≤L3/D≥3.384
0.0153≤L4/D≥3.438
0.0153≤L5/D≥3.438
0.0000≤L6/D≥3.469
0.0153≤L7/D≥3.4446
0.0153≤L8/D≥3.450
0.0153≤L9/D≥4.230
0.0460≤L10/D≥3.461
0.0460≤L11/D≥3.461
0.0460≤L12/D≥3.461
0.0153≤L13/D≥3.461
0.0153≤L14/D≥3.461
0.0153≤L15/D≥3.461
内管的自由端部在此向外弯曲并且不再贴靠于内管的外侧面。附图标记LI至L15在此分别指明各个部段的长度。附图标记R1至R6表示这些构件的不同半径。附图标记D表示内管在其气体出口侧上的直径，而附图标记D7表示外管在其气体入口侧上的直径。
各实施例的不同特征也可以相互组合。图1至图3的实施例尤其是不具有限制性特征而用于说明本发明的构思。

Claims (12)

1.一种环形催化转化器，所述环形催化转化器具有第一管形流动路段、转向区域(4)和第二环形流动路段，其中，管形流动路段由内管(1)形成，其中，环形流动路段形成在内管(1)与包围内管的外管(2)之间，用于使排气流从管形流动路段朝向环形流动路段转向的转向区域(4)被设计为罐状，
其特征在于，
内管(1)具有在排气的流动方向上锥体式地扩大的横截面，外管(2)具有在排气的流动方向上缩小的横截面。
2.根据权利要求1所述的环形催化转化器，其特征在于，内管(1)和/或外管(2)具有卵形或椭圆形的横截面。
3.根据权利要求1或2所述的环形催化转化器，其特征在于，内管(1)和外管(2)具有长度L，管形流动路段具有在其气体入口侧的横截面积D1，环形流动路段具有在其气体出口侧的横截面积D2，其中，管形流动路段从其气体入口侧向其气体出口侧以角度α1锥体式地扩大，而环形流动路段从其气体入口侧向其气体出口侧以角度α2锥体式地缩小。
4.根据权利要求3所述的环形催化转化器，其特征在于，环形催化转化器的尺寸比例通过下述公式
来限定。
5.根据权利要求1或2所述的环形催化转化器，其特征在于，在环形流动路段中布置有至少一个由金属蜂窝体形成的基体(8)，其中，基体(8)的横截面变化跟随环形流动路段的横截面变化。
6.根据权利要求5所述的环形催化转化器，其特征在于，金属蜂窝体(8)由多个彼此堆叠的金属箔形成，所述多个金属箔被卷绕成所述蜂窝体(8)，其中，至少一些箔是波纹状的，其中，通过改变在基体(8)的气体入口侧与气体出口侧之间的波纹高度和波纹密度，能沿着通流方向对金属蜂窝体(8)的锥度以及由此基体(8)的锥度产生影响。
7.根据权利要求1或2所述的环形催化转化器，其特征在于，转向区域(4)具有冷却装置(5、6、7)。
8.根据权利要求7所述的环形催化转化器，其特征在于，冷却装置(5、6、7)由转向区域(4)的能通流冷却剂的双壁式部段(5、6、7)形成。
9.根据权利要求7所述的环形催化转化器，其特征在于，冷却装置由布置在转向区域上或转向区域中的冷却盘管形成。
10.根据权利要求1或2所述的环形催化转化器，其特征在于，内管(1)在管形流动路段的气体出口侧或在环形流动路段的气体入口侧具有引导元件(10)，流经所述环形催化转化器的排气流借助于所述引导元件而转向。
11.根据权利要求10所述的环形催化转化器，其特征在于，引导元件(10)由内管(1)的自由端部的在径向上朝外并伸入环形流动路段中的凸起状弯曲部产生。
12.根据权利要求1或2所述的环形催化转化器，其特征在于，借助于转向区域(4)的内壁(5)与内管(1)上的引导元件(10)相配合而优化进入布置在环形流动路段中的基体(8)的入流。
CN202080032119.0A 2019-05-15 2020-05-15 环形催化转化器 Active CN113795653B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019207065.5A DE102019207065B4 (de) 2019-05-15 2019-05-15 Ringkatalysator
DE102019207065.5 2019-05-15
PCT/EP2020/063629 WO2020229664A1 (de) 2019-05-15 2020-05-15 Ringkatalysator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113795653A CN113795653A (zh) 2021-12-14
CN113795653B true CN113795653B (zh) 2024-05-31

Family

ID=70775374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080032119.0A Active CN113795653B (zh) 2019-05-15 2020-05-15 环形催化转化器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220072474A1 (zh)
EP (1) EP3969734A1 (zh)
CN (1) CN113795653B (zh)
DE (1) DE102019207065B4 (zh)
WO (1) WO2020229664A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114542254B (zh) * 2022-03-10 2023-04-25 佛山市力派机车材料有限公司 一种汽车尾气排放处理装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4094645A (en) * 1977-01-24 1978-06-13 Uop Inc. Combination muffler and catalytic converter having low backpressure
WO1997043528A1 (en) * 1996-05-15 1997-11-20 Silentor A/S Silencer
CN1809688A (zh) * 2003-06-27 2006-07-26 排放技术有限公司 具有逆流式外壳的废气后处理设备和相应的废气后处理方法
CN104653259A (zh) * 2013-11-15 2015-05-27 沃尔沃汽车公司 废气后处理设备
CN109667645A (zh) * 2017-10-16 2019-04-23 埃贝斯佩歇排气技术有限责任两合公司 废气/反应剂混合组件和废气处理组件

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3733402A1 (de) * 1987-10-02 1989-04-13 Emitec Emissionstechnologie Katalysatoranordnung mit stroemungsleitkoerper
DE102006038904A1 (de) * 2006-08-18 2008-02-21 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zur Zugabe mindestens eines Reaktanden zu einem Abgasstrom und Vorrichtung zur Aufbereitung eines Abgasstroms einer Verbrennungskraftmaschine
DE102010023323A1 (de) * 2010-06-10 2011-12-15 Dif Die Ideenfabrik Gmbh Abgasbehandlungsvorrichtung
DE102010034705A1 (de) * 2010-08-18 2012-02-23 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Kompakte Abgasbehandlungseinheit mit Reaktionsmittelzugabe
DE102017205159A1 (de) * 2017-03-27 2018-09-27 Continental Automotive Gmbh Abgassystem

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4094645A (en) * 1977-01-24 1978-06-13 Uop Inc. Combination muffler and catalytic converter having low backpressure
WO1997043528A1 (en) * 1996-05-15 1997-11-20 Silentor A/S Silencer
CN1809688A (zh) * 2003-06-27 2006-07-26 排放技术有限公司 具有逆流式外壳的废气后处理设备和相应的废气后处理方法
CN104653259A (zh) * 2013-11-15 2015-05-27 沃尔沃汽车公司 废气后处理设备
CN109667645A (zh) * 2017-10-16 2019-04-23 埃贝斯佩歇排气技术有限责任两合公司 废气/反应剂混合组件和废气处理组件

Also Published As

Publication number Publication date
CN113795653A (zh) 2021-12-14
DE102019207065B4 (de) 2021-05-20
EP3969734A1 (de) 2022-03-23
DE102019207065A1 (de) 2020-11-19
WO2020229664A1 (de) 2020-11-19
US20220072474A1 (en) 2022-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101650137B (zh) 废气热交换器
JP5372972B2 (ja) 排気装置
US3964875A (en) Swirl exhaust gas flow distribution for catalytic conversion
JP2008101623A (ja) エンジンの排気システム
WO2021027327A1 (zh) 一种船用scr系统反应器导流装置
US11053826B2 (en) Exhaust gas system
CN113795653B (zh) 环形催化转化器
US7210287B2 (en) Accelerating catalytic conversion
US4206178A (en) Apparatus for purifying exhaust gases of internal combustion engines
CN115405398A (zh) 用于车辆排气系统的混合器组件
CN111989466B (zh) 用于排气后处理的设备
EP2236804B1 (en) Gas mixing device particularly for internal-combustion engines equipped with exhaust gas recirculation system
JP2007085266A (ja) 排気系熱交換装置
US20040005250A1 (en) Exhaust-gas catalytic converter and catalytic converter body, preferably for the purification of exhaust gases from internal combustion engines
CN106014579B (zh) 内燃机的废气管以及具有这种废气管的内燃机
JP4524970B2 (ja) エンジンの排気系構造
CN105888791B (zh) 废气处理装置
US20210180501A1 (en) Ring catalyst
EP3974628B1 (en) Catalytic converter
CN107269362A (zh) 排出气体后处理系统、内燃机及用于操作其的方法
CN113091093A (zh) 燃气轮机的空气整流罩及喷嘴
US10731535B2 (en) Honeycomb structure body and method of designing the same
KR102395691B1 (ko) 내연 기관의 배기 시스템용 배기 가스 소음기 및 배기 시스템
US10161280B2 (en) Method for influencing a fluid flow
US20220106899A1 (en) Exhaust gas aftertreatment device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant