DD145941A1

DD145941A1 - Vorrichtung zur aufnahme von katal satoren zur motorabgasnachverbrennung

Info

Publication number: DD145941A1
Application number: DD21543579A
Authority: DD
Inventors: Klaus Ritz; Horst Meye; Dietrich Stuhrmann; Manfred Steinhausen
Original assignee: Klaus Ritz; Horst Meye; Dietrich Stuhrmann; Manfred Steinhausen
Priority date: 1979-09-10
Filing date: 1979-09-10
Publication date: 1981-01-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Katalysatoren zur Motorgasnachverbrennung, die im Abgasstrom von Otto- und Dieselmotoren eingebaut sind. Die Erfindung hat das Ziel, die Standzeit der Katalysatoren zu erhoehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hohen Standardisierungsgrad, eine gute Anpassung an alle Motorgroeszen und ein einfaches Wechseln der Patronen zu erreichen. Es werden folgende Einbringungsvarianten vorgeschlagen. Fuer die Einbringung in den Abgaskruemmer eine Grau- bzw. Stahlguszausfuehrung, beim vertikalen Rohrleitungseinbau genuegt ein warmfester Blechmantel, wogegen beim horizontalen Einbau eine doppelwandige Ausfuehrung mit einer Waermeisolationsschicht notwendig ist. Die Patrone selbst besteht aus einem stabilen Mantel, der in Durchstroemungsrichtung Lochbleche traegt. Die Erfindung kann in Otto- und Dieselmotoren Verwendung finden.

Description

a) Titel der Erfindung

Vorrichtung zur Aufnahme von Katalysatoren zux Motorabgasnachverbrennung "

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die' Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Katalysatoren zur Motorabgasnachverbrennung, die im Ab- gasstrom von Otto- und Dieselmotoren angeordnet wird und. eine AufOxydation von Schadstoffkomponenten bewirkt»

c). Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits Lösungen für die katalytische Nachverbrennung von Schadstoffen aus Verbrennungsmotoren be- kannt. Diese Lösungen betreffen momolithische oder in körniger Form befindliche Katalysatoren« Die Bedingungen·, die am -Verbrennungsmotor gegeben sind, wie· z_oB« die hohen Temperaturen und die mechanischen Erschütterungen, um nur einige aufzuführen, stellen hohe Anforderungen an das Gehäuse, die Katalysatoraufnahme und den Katalysator .selbst. Die Haupt schwier igke.it besteht darin, unter den genannten Bedingungen über eine- längere Betriebszeit die kugeldichte Packung des Katalysators beizubehalten. Der Katalysator verschleißt durch die geringe Vorspannung des verhältnismäßig großen Katalysatorpaketes und der dadurch möglichen Relativbewegung der Kontaktträger gegeneinander«

Mit dem Verschleiß des Katalysators verändert sich die radiale Strömungsverteilung entsprechend .des StrömungswiderStandes bis das Abgas ungehindert und damit unverändert durch die Vorrichtung strömt oder es kommt bei hoher Eußbelastung sur Erhöhung des Strömungswiderstandes und damit zu einer Gefährdung des vorgeschal-' teten Motors.

Um diese Nachteile su vermeiden, wurde das stirnseitige Ende des ringspaltförmigen Behälters im Bereich von mindestens einer Endplatte sowie die Seitsnwand des Behälters in Bezug auf den Gehäusemantel des Gehäuses zur Aufnahme axialer und radialer Relativbewegungen gleitend gelagert.

Diese Maßnahme reichte aber nicht aus, den Abrieb und die sich als Polge einstellende und mehr und mehr zunehmende FunktionsUnfähigkeit des Katalysators aufzuhalten«

Im Gegensatz zu Schüttgutkatalysatoren zeigen mono™ . ' lithische Katalysatoren eine hohe mechanische und Formbeständigkeit« Von Machteil ist der hohe manuelle .Aufwand beim Einbau des Katalysators in den Behälter sowie die durch die Kompliziertheit des Aufbaues gegebenen weiteren Aufwendungen·

d) Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die Standzeit der Katalysatoren zu erhöhen...

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, für den Einbau einen hohen Standardisierungsgrad, eine gute Anpassung an die verschiedenen Motorgrößen und ein einfaches Wechseln der Katalysatorpatronen bei geringstmöglichem Aufwand zu erreichen«

e) Darlegung des Wesens der Erfindung . .

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß in einein Behälter mehrere Katalysatorpatronen angeordnet sind, die in Richtung der Wirkung der Schwerkraft nur einmal vom Abgas durchströmt werden« Dabei werden die verschiedenen.Komponenten aufoxidiert.

Die Katalysatorpatrone besteht aus einem stabilen Mantel, der in Durchströmungsrichtung Lochbleche feägt, denen auf der Innenseite Maschennetze aufgelegt sind» Durch die Anordnung wird ein Verstopfen des Lochbleches durch die Katalysatorformlinge vermieden.

Die Katalysatorpatrone besitzt weiter einen Einfüllstutzen, der verschließbar ist. Die Gehäuseausführung wird durch die Anordnung im jeweiligen Abgassystem und der damit verbundenen Belastung bestimmt*

}?ür die Einbringungsvariante in den Abgaskrümmer wird eine Grau- oder Stahlgußausfüh'iiung vorgeschlagen« Beim . vertikalen Rohrleitungseinbau genügt ein warmfester Blechmantel und beim horizontalen Rohrleitungseinbau eine doppelwandige Ausführung mit Wärmeisolationsschicht, wobei warmfestes Stahlblech innen und ein korrosionsbeständiger Blechmantel außen verwendet werden. Beide Mäntel, die beim horizontalen Rohrleitungseinbau Verwendung finden, können sich bei unterschiedlicher Wärme-.ausdehnung gegeneinander verschieben ·

Die Erfindung wird in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen und anhand dex¹ beifolgenden Zeichnungen näher erläutert.

Es bedeuten :

Figur 1 die Katalysatorpatronenanordnung im .

Abgaskrümmer '

Figur 2 die Vertikalanordnung mit seitlichem

oder axialem Austritt Pigur 3. eine Ilorizontalanordnimg mit axialem

oder versetztem Austritt

Figur 4 eine Horiaontalanordnung mit axialem Ein- und Austritt

Die Katalysatorpatranen sind für alle vier Varianten prinzipiell gleich aufgebaute Nur die unterschiedlichen Aufhängungsvarianten erfordern veränderte Patronengehäuse, wie sie aus den Figuren 1 bis 4 hervorgehen·

f) Ausführungsbeispiel 1 ( dazu ilg» 1 )

Die Vorrichtung im Abgaskrümmer besteht aus einem Grauoder Stahlgußgehäuse, in dem entsprechend der Zylinderzahl Katalysatorpatronen angeordnet sind, die vertikal in Richtung der Schwerkraft vom Abgas durchströmt werden. Der G-aseintritt erfolgt direkt vom Zylinder in die Verrichtung und wird nach der Durchströmung der Reaktionspatrone gesammelt und durch eine Austrittsöffnung weitergeführte

Ausführungsbeispiel 2 ( dazu Figc 2 )

Bei der Vertikalanordnung mit seitlichem oder axialem Austritt besteht das Gehäuse aus einer doppelwandigen Ausführung mit Wärmedämmschicht, wobei der Auße.nmantel 1 aus Guß oder Stahlblech und die Innenverkleidung aus warmfestem Stahlblech gefertigt ist« Das Gasleitblech 9 ist zugleich das Traggerüst für die Reaktionspatronen 4« Damit könüen die Leitbleche und Reaktionspatronen auf dem Bolzen 3 gleiten« Durch diese besondere Anordnung und die damit gegebene Bewegungsfreiheit erfolgt ein Abbau der aufgeprägten Schwingungsenergie * Das Gehäuse ist oben durch den Montagedeckel 2 dicht verschlossen« Die Eatalysatorpatrone 4 besitzt einen stabilen Mantel, der in der Durchströmungsrichtung Lochbleche 5 aufweist, denen auf der Innenseite Maschennetze 6 aufgesetzt sind_ö Die· Lochbleche, besitzen öffnungen, die 1 bis 5 nun betragen, wogegen die Mgschenweite der Größe der Katalysatorformlinge angepaßt ist«

Ausführungsbeispiel 3 ( dazu Mg· 3')

Die Ausführung mit axialem oder versetztem Austritt besitzt ein Gehäuse wie im Beispiel 2, und die Katalysatorpatrone wird vertikal wie im Beispiel 1 durchstömt»

Sie wird von flexiblen Auflagern getragen und kann vertikale Schwingungen ausführen.

Figur 4 ist eine Variante von Ausführungsbeispiel 3e Die besonderen Vorteile der Erfindung sind eine hohe Standzeit des Katalysators, einfaches Wechseln der JEatalysatorpatronen, geringer Abgasgegendruck und die Verminderung des entstehenden Schllpegels.

Die Erfindung realisiert ein Baukastensystem und ermöglicht eine gute Anpassung an verschiedene Motorgrößen mit gleichen Reaktionspatronen·.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Vorrichtung zur Aufnahme von Katalysatoren zur Motorabgasnachverbrennung dadurch gekennzeichnet, daß die
Reaktionspatrone(n) (4) auf dem Bolzen (3) und Gleitbuchsen (8) und/oder Gasleitblechen (9) flexibel im
Gehäuse angeordnet ist (sind), wobei die Abgase auf
dem notwendigen Kontaktweg direkt oder in mehreren
Teilströmen die Katalysatorpatrone(n) (4) in Richtung der Schwerkraft jeweils nur.einmal durchströmen.

2» Vorrichtung zur Aufnahme von Katalysatoren zur Motorabgasnachverbrennung nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorpatrone (4) aus einem
Lochblechmantel (5)> der an der Innenseite ein Maschennetz (6) senkrecht zur Fläche aufgelegt ist, besteht.

3· Vorrichtung zur Aufnahme von Katalysatoren zur Motorabgasnachverbrennung nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse Wahlweise in Grau- oder Stahlgußausführung bzw« mit warmfestem Blechmantel
oder in doppelwandiger Ausführung mit. Wärmeisolationsschicht ausgeführt sind«

4. Vorrichtung zur Aufnahme von Katalysatoren zur Motorabgasnachverbrennung nach Punkt 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase auf dem notwendigen Kontaktweg direkt oder in mehreren Teilströmen die Eeaktionspatrone(n) (4) in Richtung der Schwerkraft jeweils nur einmal durchströmen.

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