DE1244477B - Catalytic converter muffler - Google Patents
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- DE1244477B DE1244477B DEA50313A DEA0050313A DE1244477B DE 1244477 B DE1244477 B DE 1244477B DE A50313 A DEA50313 A DE A50313A DE A0050313 A DEA0050313 A DE A0050313A DE 1244477 B DE1244477 B DE 1244477B
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
FOInFOIn
Deutsche Kl.: 46 c6 - 6/01 German class: 46 c6 - 6/01
Nummer: 1244 477Number: 1244 477
Aktenzeichen: A 503131 a/46 c6File number: A 503131 a / 46 c6
Anmeldetag: 21. September 1965Filing date: September 21, 1965
Auslegetag: 13. Juli 1967Opened on: July 13, 1967
Die Erfindung betrifft einen Katalysator-Auspufftopf mit zwei in einem zylindrischen Gehäuse in Längsrichtung, und zwar konzentrisch ineinander angeordneten, zwischen sich die Katalysatormasse einschließenden perforierten Rohren, von denen das innere Rohr am einen Ende mit dem Einlaßstutzen verbunden und am anderen Ende verschlossen ist, während das äußere Rohr zum Gehäusemantel wenigstens auf einem Teil des Umfangs Abstand hat, wodurch eine Kammer gebildet wird, die mit dem Auslaßstutzen verbunden ist.The invention relates to a catalytic converter muffler with two in a cylindrical housing in the longitudinal direction, concentrically arranged one inside the other, between the perforated tubes enclosing the catalyst mass, of which the inner tube is connected at one end to the inlet port and closed at the other end, while the outer tube is spaced from the housing jacket at least on a part of the circumference, whereby a chamber is formed which is connected to the outlet port.
Ein solcher Katalysator-Auspufftopf wird verwendet, um die toxischen und gesundheitsschädlichen Bestandteile der kohlenwasserstoffhaltigen Verbrennungsgase von Verbrennungskraftmaschinen zu oxydieren. Such a catalytic converter muffler is used to remove the toxic and harmful to health To oxidize components of the hydrocarbon-containing combustion gases of internal combustion engines.
Die Überwachung von Automobilabgasen ist in den letzten Jahren ein immer größer werdendes Problem geworden, besonders in dichtbevölkerten Stadtzentren. Der Grund hierfür ist, daß die Abgase, die bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, wie z. B. Benzin, Dieselkraftstoff u. dgl, in Brennkraftmaschinen entstehen, Mischungen aus Kohlenmonoxyd, verschiedenen gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen, Oxyden des Stickstoffs und anderen Bestandteilen enthalten, die sowohl giftig als auch die Vorbedingungen für einen Zustand sind, den man im allgemeinen mit »Smog« bezeichnet. Der Mechanismus der Smog-Bildung wurde sehr genau studiert, und es ist nun bekannt, daß der Smog aus der photochemischen Wechselwirkung von Oxyden des Stickstoffs, reaktiven Kohlenwasserstoffen und Sonnenlicht resultiert. Die Auswirkungen des Smogs sind unter anderem ein dampfförmiger Nebel, eine hohe Oxydationsmittelkonzentration in der Atmosphäre, hauptsächlich Ozon, eine Reizung der Augen, Beschädigungen von Pflanzen u. dgl.The monitoring of automobile exhaust gases has become increasingly important in recent years Has become a problem, especially in densely populated city centers. The reason for this is that the exhaust gases, the combustion of hydrocarbon fuels, such as. B. gasoline, diesel fuel and the like, in internal combustion engines, mixtures of carbon monoxide, various saturated ones and unsaturated hydrocarbons, oxides of nitrogen and other components that contain are both toxic and the preconditions for a condition commonly referred to as "smog" designated. The mechanism of smog formation has been studied very carefully and it is now known that the smog from the photochemical interaction of oxides of nitrogen, reactive Hydrocarbons and sunlight result. The effects of smog are among other things vaporous mist, a high concentration of oxidant in the atmosphere, mainly Ozone, eye irritation, damage to plants and the like.
Ein Katalysator-Auspufftopf ist eine Einrichtung, die entwickelt wurde, um die schädlichen Bestandteile der Kraftfahrzeugabgase zu beseitigen. Solche Einrichtungen werden im allgemeinen in die Abgasleitung einer Brennkraftmaschine an Stelle eines gewöhnlichen Auspufftopfs eingesetzt. Durch die Wirkung der Katalysatoren, die in diesen Einrichtungen enthalten sind, wird eine Oxydation der Abgase erreicht, so daß die aus dem Auspufftopf austretenden Gase weniger schädliche und giftige Bestandteile enthalten.A catalytic converter muffler is a device that has been designed to remove the harmful constituents to eliminate vehicle exhaust fumes. Such devices are generally in the exhaust pipe an internal combustion engine instead of an ordinary muffler. Through the The effect of the catalytic converters contained in these devices is an oxidation of the exhaust gases achieved so that the gases emerging from the muffler are less harmful and toxic components contain.
Es ist bekannt, daß eine radiale Anordnung des Katalysatorbetts bewirkt, daß die Abgase im Katalysatorbett gleichmäßig verteilt werden. Bei dieser Katalysator-AuspufftopfIt is known that a radial arrangement of the catalyst bed causes the exhaust gases in the catalyst bed be evenly distributed. With this catalytic converter muffler
Anmelder:Applicant:
American Cyanamid Company,American Cyanamid Company,
Wayne, N. J. (V. St. A.)Wayne, N. J. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr. I. M. MaasDr. I. M. Maas
und Dr. W. G. Pfeiffer, Patentanwälte,and Dr. W. G. Pfeiffer, patent attorneys,
München 23, Ungererstr. 25Munich 23, Ungererstr. 25th
Als Erfinder benannt:
William Beveridge Innes,
Upland, Calif. (V. St. A.)Named as inventor:
William Beveridge Innes,
Upland, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. September 1964
(398 308)Claimed priority:
V. St. v. America September 22, 1964
(398 308)
Anordnung entstehen jedoch bei längerem Gebrauch des Katalysators Blasen in der Katalysatorfüllung. In der USA.-Patentschrift 3 094 394 ist eine Einrichtung beschrieben, um ein in radialer Richtung durchströmtes Katalysatorbett unter konstantem Druck zu halten, so daß die Hohlraumbildung in der Katalysatorfüllung verhindert wird. Trotz beträchtlicher Vorteile des katalytischen Auspufftopfs nach diesem Patent hat die Verlagerung des Auspuffs aus einer horizontalen Stellung, wenn ein Automobil beispielsweise auf einer unebenen Oberfläche hin- und herschwankt oder wenn es bergauf bzw. bergab fährt, eine Hohlraumbildung auf der Oberfläche der Katalysatorfüllung zur Folge. Diese Hohlräume ermöglichen einen kürzeren Weg für die Abgase, wenn diese nach oben durch das Bett und durch die Perforationen in der Hülse, die die Begrenzungen des Katalysatorbetts darstellt, strömen. Der kürzere Weg für die Abgase hat eine größere Geschwindigkeit der Gase auf diesen Abkürzungen insbesondere bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine zur Folge. Die örtlich größere Geschwindigkeit bedingt eine Verschiebung der Katalysatorteilchen und gegebenenfalls ein heftiges Durchschütteln sowie sogar eine Verdrängung des Katalysators aus einem Abschnitt der Füllung in einen anderen. Diese VerdrängungHowever, if the catalyst is used for a long time, bubbles appear in the catalyst filling. In the US Pat. No. 3,094,394 a device is described in order to prevent a through-flow in the radial direction To keep the catalyst bed under constant pressure, so that the formation of cavities in the catalyst filling is prevented. Despite considerable advantages of the catalytic muffler after this one Patent has the relocation of the exhaust from a horizontal position when an automobile for example sways back and forth on an uneven surface or when going up or downhill, result in the formation of cavities on the surface of the catalyst filling. These cavities allow a shorter path for the exhaust as it goes up through the bed and through the perforations in the sleeve, which represents the boundaries of the catalyst bed, flow. The shorter way for the exhaust gases has a greater velocity of the gases on these short cuts especially at high speeds Speed of the internal combustion engine result. The locally higher speed causes a shift of the catalyst particles and possibly a vigorous shaking as well as even one Displacement of the catalyst from one section of the filling to another. This repression
709 610/423709 610/423
1 244 4471 244 447
3 43 4
oder Verschiebung des Katalysators hat viele sehr weist; das innere Rohr ist dabei am einen Ende mitor shifting the catalyst has many very points; the inner tube is at one end with
nachteilige Wirkungen. dem Einlaßstutzen verbunden und am anderen Endeadverse effects. connected to the inlet port and at the other end
An erster Stelle bewirkt sie ein Abschleifen, verschlossen, während das äußere Rohr zum Ge-Schrumpfen
und einen frühzeitigen Verschleiß der häusemantel wenigstens auf einem Teil des Umfangs
Katalysaiorteilchen. Zweitens haben auch unter ge- S Abstand hat, wodurch eine Kammer gebildet wird,
wohnlichen Fahrbedingungen die in der Katalysator- die mit dem Auslaßstutzen verbunden ist.
füllung gebildeten Kanäle zur Folge, daß beträcht- Abdeckungen sind vorgesehen, um die Enden des
liehe Mengen der Abgase durch das Katalysatorbett Rohrs und der ersten Zone am auslaßseitigen Ende
strömen, ohne daß sie der katalytischen Oxydierung der Einrichtung abzudecken. Diese Abdeckungen
unterworfen werden. Diese Kanäle bilden sich infolge io können beispielsweise eine Platte sein, die die Enden
der natürlichen Strömungsrichtung der Abgase durch des Rohrs in der Mitte und der ersten Zone und daein
im allgemeinen fest angeordnetes System leichter mit das Einlaßrohr und die Katalysatorfüllung abin
vertikalen Richtungen aus. Drittens kommt ein schließt, die durch die erste Zone begrenzt ist. Altergroßer Teil des Katalysators nicht mit den Abgasen in nativ können entweder eine oder beide Abdeckungen
Berührung, und die Kontaktzeit ist im allgemeinen un- 15 nachgiebig in einer Weise befestigt sein, wie sie in
gleichmäßig. Das Gesamtresultat dieser schädigenden dem USA.-Patent 3 094 394 beschrieben wird, wobei
Einflüsse ist ein unwirtschaftlicher Gebrauch und eine die Abdeckung, die das Einlaßrohr abschließt, als
frühzeitige Erschöpfung des Katalysators sowie eine Entlastungsventil dient, wenn die KatalysatorfüHung
geringe Umwandlung der toxischen und schädlichen über ein bestimmtes unerwünschtes Maß erhitzt wird.
Bestandteile der Abgase zu weniger schädlichen 20 Diese Abdeckung ermöglich dann, daß die Verbren-Produkten,
nungsgase direkt durch die Einrichtung abgelassenIn the first place, it causes abrasion, closed, while the outer tube shrinks and premature wear of the housing shell on at least part of the circumference of the catalyst particles. Secondly, there are also comfortable driving conditions under the catalytic converter which is connected to the outlet connection.
Filling formed channels result in that considerable covers are provided to flow the ends of the lent quantities of the exhaust gases through the catalyst bed tube and the first zone at the outlet end, without covering the catalytic oxidation of the device. These covers are subject to. These channels are formed as a result of, for example, a plate which forms the ends of the natural flow direction of the exhaust gases through the pipe in the center and the first zone and the generally fixed system more easily with the inlet pipe and the catalyst filling in vertical directions. Third comes a lock that is delimited by the first zone. A large part of the catalytic converter does not natively contact the exhaust gases in either one or both covers, and the contact time is generally rigidly fixed in a manner as it is in uniform. The overall result of this damaging US Pat. No. 3,094,394 is described, whereby influences are an uneconomical use and a cover that closes the inlet pipe serves as an early exhaustion of the catalytic converter as well as a relief valve when the catalytic converter leads to low conversion of the toxic and harmful is heated above a certain undesirable level. Components of the exhaust gases to be less harmful 20 This cover then enables the combustion products and gases to be discharged directly through the facility
In der obengenannten USA.-Patentschrift ist eine werden, ohne daß sie mit der Katalysatorfüllung in Einrichtung beschrieben, bei der eine Feder oder Kontakt kommen und oxydieren. Ebenso kann, wie ähnliche Einrichtungen verwendet werden, um einen in der USA.-Patentschrift 3 094 394 beschrieben Druck auf die Katalysatorfüllung auszuüben und da- 25 wird, die Abdeckung, die die Katalysatorfüllung abdurch die Bildung von Hohlräumen oder Blasen zu schließt, welche sich in der ersten Zone befindet, ausverhindern. Die Schraubenfedern sind aus einer hitze- wechselbar sein, um verbrauchten Katalysator leicht beständigen Stahllegierung hergestellt und Vorzugs- zu ersetzen.In the above-mentioned USA. Patent is one without it being with the catalyst filling in Device described in which a spring or contact come and oxidize. Likewise, how Similar devices are used to one described in U.S. Patent 3,094,394 Apply pressure to the catalyst filling and then the cover that removes the catalyst filling to close the formation of voids or bubbles which is located in the first zone. The coil springs are made of a heat-exchangeable to be easily used up catalyst made of resistant steel alloy and preferred to replace.
weise in einer feuerfesten Wolle oder einem anderen Das wesentliche Merkmal des Gegenstands dieserwise in a fireproof wool or other The essential characteristic of the object of this
stabilen hitzebeständigen Material eingebettet. Diese 30 Erfindung ist ein geschlossener, vorgeformter, obererembedded in stable heat-resistant material. This invention is a closed, preformed, upper
hitzebeständigen Materialien sind notwendig, um das sich in Längsrichtung erstreckender SegmentabschnittHeat-resistant materials are necessary around the segment section extending in the longitudinal direction
richtige Funktionieren dieser Schraubenfedern oder des äußeren zylindrischen Rohrs, das die Kataly-correct functioning of these coil springs or the outer cylindrical tube that holds the catalytic converter
der anderen elastischen Einrichtungen zu gewähr- satorfüllung, welche um das zylindrische, sich inthe other elastic devices to guarantee filling, which around the cylindrical, in
leisten. Diese hitzebeständigen Materialien sind sehr Längsrichtung erstreckende innere Rohr angeordnetAfford. These refractory materials are arranged in a very longitudinal direction extending inner tube
kostspielig und schwierig herzustellen und tragen des- 35 ist, nach außen begrenzt. Beim Gegenstand nach dercostly and difficult to manufacture and wear, therefore, is externally limited. With the object after the
halb zu den sehr hohen Kosten der katalytischen erwähnten USA.-Patentschrift ist das zylindrischehalf of the very high cost of the U.S. catalytic patent mentioned is the cylindrical
Umwandler dieser Art bei. äußere Rohr auf dem gesamten Umfang perforiert.Converter of this type. outer tube perforated on the entire circumference.
Die Erfindung bezweckt einen Katalysator-Aus- Das Verschließen des oberen Abschnitts der zylinpufftopf, in dem noch wirksamer von den Kataly- drischen Hülse kann auf verschiedene Weise ersatorteilchen als bei der bekannten Anordnung Ge- 40 folgen. Beispielsweise kann die Perforation in dem brauch gemacht wird und in dem eine optimale Um- entsprechenden Bereich des äußeren Rohrs einfach Wandlung von toxischen und schädlichen Bestand- fehlen. Bei einer anderen Ausführungsform wird zuteilen der Kohlenwasserstofi-Verbrenmmgsgase er- nächst ein vollständig perforiertes Rohr hergestellt halten wird. und dann eine Metallfolie oder ein gekrümmter hitze-The invention aims at a catalytic converter The closing of the upper section of the cylinder muffler, In the even more effective of the catalytic sleeve, replacement particles can be used in various ways than follow in the known arrangement. For example, the perforation in the is made use of and in which an optimal um- corresponding area of the outer tube is easy Conversion of toxic and harmful ingredients. In another embodiment, allocate A completely perforated tube is first made of the hydrocarbon combustion gases will hold. and then a metal foil or a curved heat-
Die Konstruktion des katalytischen Auspufftopfs 45 fester Metallteil auf oder unter dem perforierten oberenThe construction of the catalytic muffler 45 solid metal part on or under the perforated top
soll dabei einfach und leicht in der Abgasleitung Segmentabschnitt des Rohrs, im Paßsitz angebracht,should be simple and easy in the exhaust line segment section of the pipe, fitted with a snug fit,
einer Brennkraftmaschine anzubringen sein. Die Fläche des Rohrs, die verschlossen ist, kannto be attached to an internal combustion engine. The area of the tube that is closed can
Die Verschiebung der Katalysatorteilchen soll im durch das Bogenmaß bestimmt werden. GeeigneteThe displacement of the catalyst particles should be determined by the radian measure. Suitable
erfmdungsgemäßen Katalysator-Auspufftopf ein Mini- Bogenmaße sind von etwa 20 bis 120° und vorzugs-catalyst muffler according to the invention a mini arc dimensions are from about 20 to 120 ° and preferably
mum betragen, so daß die Katalysatorverluste infolge 50 weise von etwa 40 bis 100°,mum, so that the catalyst losses as a result of 50 wise from about 40 to 100 °,
Abschleifen, Abrieb und frühzeitigem Verbrauch Die Katalysator-Auspufftöpfe nach dieser Erfrn-Abrasion, Abrasion and Premature Consumption The catalyst mufflers after this refreshment
wesentlich vermindert werden. Schließlich wird ein dung werden zwar als zylindrische Töpfe beschriebencan be significantly reduced. Finally, a manure will be described as cylindrical pots
Katalysator-Auspufftopf bezweckt, der keine Metall- und vorzugsweise symmetrisch konstruiert, sieThe purpose of a catalytic converter muffler, which is not made of metal and preferably symmetrically designed, is them
feder aus einer hitzebeständigen Legierung erfordert, können jedoch ebenso elliptischen Querschnitt auf-spring made of a heat-resistant alloy, but can also have an elliptical cross-section.
um die Katalysatorfüllung einzuschließen. Im erfrn- 55 weisen.to enclose the catalyst filling. In the erfrn- 55 wise.
dungsgemäßen Katalysator-Auspufftopf soll die ört- An Hand der Figuren wird die Erfindung beispiels-proper catalyst muffler should the local- On the basis of the figures, the invention is exemplified
liche Geschwindigkeit der Abgase in der gesamten weise näher erläutert.Liche speed of the exhaust gases explained in more detail in the entire way.
Katalysatorfüllung gleich sein. Ebenso soll eine gute F i g. 1 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durchCatalyst filling must be the same. Likewise, a good F i g. 1 shows a vertical longitudinal section through
geräuschdämpfende Wirkung erhalten werden. einen Katalysator-Auspuff topf nach dieser Erfindung;noise dampening effect can be obtained. a catalyst exhaust pot according to this invention;
Diese Aufgaben werden dadurch gelöst, daß ge- 60 F i g. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 2-2 inThese objects are achieved in that 60 F i g. 2 shows a section along line 2-2 in FIG
maß der Erfindung das äußere Rohr längs seines Fig. 1;The invention measured the outer tube along its Fig. 1;
oberen Segments eine geschlossene Wandung auf- F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch einen bekanntenupper segment a closed wall on- F i g. 3 shows a section through a known one
weist. Diese erfindungsgemäße Maßnahme wird an Katalysator-Auspufftopf derselben allgemeinen Kon-shows. This measure according to the invention is applied to the catalyst muffler of the same general con
einem ICatalysator-Auspufftopf angewandt, der in struktion, bei dem jedoch das erfindungsgemäßean ICatalyst muffler applied, which is in struc- ture, but in which the invention
einem zylindrischen Gehäuse in Längsrichtung, und 65 Element fehlt;a cylindrical housing in the longitudinal direction, and 65 element is absent;
zwar konzentrisch ineinander, zwei Rohre mit zwi- F i g. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine bevor-although concentrically one inside the other, two pipes with between F i g. 4 shows a cross section through a preferred
schen sich die Katalysatorteilchen für die Oxydierimg zugte Ausführungsform des Katalysator-Auspufftopfsbetween the catalyst particles for the Oxydierimg supplied embodiment of the catalyst muffler
der Abgase der Kohlenwasserstoffverbrennung auf- nach dieser Erfindung.of the exhaust gases from hydrocarbon combustion according to this invention.
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In F i g. 1 ist eine Ausführungsform eines Katalysator-AuspuStopfs nach dieser Erfindung dargestellt. Der Katalysator-Auspufftopf weist ein zylindrisches Gehäuse 1®, das vorzugsweise aus einem in hohem Maße hiizebeständigen Stahl besteht, auf. Im allgemeinen können Stähle oder Metalle, vorzugsweise Leichtmetalle, die Temperaturen im Bereich bis zu 750° C aushalten, verwendet werden. Dieses zylindrische Gehäuse umschließt ein sich in Längsrichtung erstreckendes zylindrisches äußeres Rohr 11 mit Perforationen 12 im unteren Teil. Der obere Segmentabschnitt 13 ist geschlossen. Dieses Rohr umgibt ein inneres, sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckendes zylindrisches Rohr 14, das in der Mitte des äußeren Rohrs angeordnet ist und ein Einlaßende IS, das an die Abgassammelleitung eines Autos angeschlossen werden kann, sowie ein Auslaßende (nicht dargestellt) aufweist, das mit einer Kappe (nicht dargestellt) verschlossen sein kann. Diese Kappe kann fest oder mit einem geeigneten wärmeschmelzbaren Element befestigt sein, das bei einer vorbestimmten Uberhitzungstemperatur schmilzt, so daß die Kappe geöffnet wird, wenn der Druck der nicht oxydierten Abgase einen bestimmten Wert übersteigt. Das sich in Längsrichtung erstreckende zylindrische Innenrohr hat Perforationen 16 über etwa seine gesamte Fläche, soweit sie sich innerhalb des Rohrs 11 befindet. Die Perforationen der beiden Rohre können in verschiedener Weise ausgebildet sein, d. h., es können Metallgitter oder Metallbleche, die im erforderlichen Maß perforiert sind, verwendet werden. Die Rohre begrenzen zwischen ihren zylindrischen Flächen eine erste hohlzylindrische Zone 17, in der die Kaialysatorfüllung eingeschlossen ist. Das zylindrische Gehäuse und das äußere Rohr umgrenzen mit ihren Flächen eine zweite hohlzylindrische Zone 19, die die katalytisch oxydierten Abgase zum Auslaßende 20 des Auspufftopfs leitet. Stützen, wie beispielsweise bei 21 und 22 dargestellt, können für die Halterung der Ringkappe 23 vorgesehen sein. Diese Stützen können nachgiebig befestigt sein, um eine Verschiebung der Kappe und ein Ersetzen der Katalysatorfüllung zu ermöglichen. Ringförmige Endplatten 24 und 25 für die erste und die zweite Zone sind am einlaßseitigen Ende des inneren Rohrs 14 vorgesehen. Ein Abschlußring 26 bildet eine Abschlußplatie für den Katalysator-Auspufitopf an der anderen Seite.In Fig. 1 is one embodiment of a catalyst exhaust plug illustrated according to this invention. The catalytic converter muffler has a cylindrical shape Housing 1®, which is preferably made of a highly heat-resistant steel, on. In general steels or metals, preferably light metals, the temperatures in the range up to Withstand 750 ° C. This cylindrical housing encloses itself in the longitudinal direction extending cylindrical outer tube 11 with perforations 12 in the lower part. The upper segment section 13 is closed. This tube surrounds an inner one that also extends in the longitudinal direction cylindrical tube 14, which is arranged in the middle of the outer tube and an inlet end IS that at the exhaust manifold of a car can be connected, as well as an outlet end (not shown) which can be closed with a cap (not shown). This cap can be tight or attached to a suitable heat-fusible element at a predetermined Overheating temperature melts so that the cap is opened when the pressure of the non-oxidized Exhaust gases exceeds a certain value. The longitudinally extending cylindrical inner tube has perforations 16 over approximately its entire surface as far as it is located inside the tube 11. The perforations of the two tubes can be designed in various ways, i. h., it metal grids or metal sheets that are perforated to the required extent can be used. The tubes delimit a first hollow cylindrical zone 17 between their cylindrical surfaces, in which the Kaialysatorfüll is included. Define the cylindrical housing and the outer tube with its surfaces a second hollow cylindrical zone 19 which carries the catalytically oxidized exhaust gases to the outlet end 20 of the muffler leads. Supports, such as shown at 21 and 22, can be used for the Bracket of the ring cap 23 may be provided. These supports can be resiliently attached to a To enable displacement of the cap and replacement of the catalyst filling. Annular end plates 24 and 25 for the first and second zones are at the inlet end of the inner tube 14 intended. A closure ring 26 forms a closure plate for the catalyst muffler on the other side.
Es kann irgendein Katalysator aus der Vielzahl von für diesen Zweck geeigneten Katalysatoren verwendet werden, wie z. B. ein Eisenoxyd-Chromoxyd-Katalysator, der aus 85 bis 97% Fe2O3 und 0,5 bis etwa 15% Cr2O3 besteht.Any of a variety of catalysts suitable for this purpose can be used, such as e.g. B. an iron oxide-chromium oxide catalyst, which consists of 85 to 97% Fe 2 O 3 and 0.5 to about 15% Cr 2 O 3 .
Im Betrieb treten die kohlenwasserstoffhaltigen Verbrennungsgase in den Katalysator-Auspufftopf durch das Einlaßrohr 14 ein und strömen in radialer Richtung in die Katalysatorfüllung, die durch die erste Zone 17 begrenzt ist. Da der obere Abschnitt 13 des äußeren Rohrs 11 geschlossen ist, wird der normalerweise bevorzugte Strömungsweg der Abgase in der Katalysatormasse unter Umgehung des verschlossenen Abschnitts zu den benachbarten unteren Teilen der Katalysatorfüllung umgelenkt. Während der Zeit, in der die kohlenwasserstoffhaltigen Verbrennungsgase durch das Katalysatorbett strömen, werden die toxischen und schädlichen Bestandteile dieser Gase im wesentlichen beim Durchgang durch die Katalysatorteilchen oxydiert. Nach der katalytischen Umwandlung strömen die oxydierten Gase in der zweiten Zone 19 in ihrer natürlichen Richtung weiter und aus dieser Zone durch den Auslaß 20 in die Atmosphäre oder in eine geeignete Leitung, über die sie in die Atmosphäre geleitet werden.During operation, the hydrocarbon-containing combustion gases enter the catalytic converter muffler through the inlet pipe 14 and flow in the radial direction into the catalyst filling, which through the first zone 17 is limited. Since the upper portion 13 of the outer tube 11 is closed, the normally preferred flow path of the exhaust gases in the catalyst mass bypassing the closed Section deflected to the adjacent lower parts of the catalyst filling. During the time, in which the hydrocarbon-containing combustion gases flow through the catalyst bed, the toxic and noxious constituents of these gases essentially as they pass through the catalyst particles oxidized. After the catalytic conversion, the oxidized gases flow in the second Zone 19 continues in its natural direction and out of this zone through outlet 20 into the atmosphere or into a suitable conduit through which they are discharged into the atmosphere.
F i g. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, wobei die konzentrische Anordnung des zylindrischen Gehäuses und des äußeren Rohrs 11 sowie des Abgaseinlaßrohrs 14 und insbesondere der geschlossene obere Segmentabschnitt 13 des Rohrs 11 zu sehen sind. Es kann erkannt werden, daß der Abgasstrom durch den geschlossenen oberen Teil des Rohrs 11 umgelenkt wird, so daß die normalerweise bevorzugte Kanalbildung der Abgase durch den oberen Teil der Katalysatorfüllung, die die obenerwähnte Verschiebung des Katalysatorbetts zur Folge hat, verhindert wird.F i g. Fig. 2 shows a cross section along the line 2-2 in Fig. 1, the concentric arrangement of the cylindrical housing and the outer tube 11 and the exhaust gas inlet pipe 14 and in particular the closed upper segment section 13 of the tube 11 can be seen. It can be seen that the Exhaust gas flow is deflected through the closed upper part of the tube 11, so that the normally preferential channeling of the exhaust gases through the upper part of the catalyst filling, which the above-mentioned Shifting the catalyst bed has the consequence is prevented.
F i g. 3 zeigt in einem ähnlichen Schnitt wie Fig. 2 einen Querschnitt durch einen bekannten zylindrischen Katalysator-Auspufftopf mit derselben konzentrischen Anordnung der Elemente, wobei jedoch der geschlossene obere Teil des Rohrs 11 fehlt. Es kann aus F i g. 3 ersehen werden, daß bei nicht geschlossenem oberen Teil die Abgase ihren Strömungsweg bevorzugt durch diesen oberen Teil der Katalysatorfüllung suchen und dadurch eine Verschiebung der Katalysatorteilchen bewirken, die zu einer Kanalbildung und zu einer schlechten Ausnutzung der Katalysatorteilchen führen.F i g. 3 shows, in a section similar to FIG. 2, a cross section through a known one cylindrical catalytic converter muffler with the same concentric arrangement of the elements, but with the closed upper part of the tube 11 is missing. It can be seen from FIG. 3 it can be seen that with not closed upper part, the exhaust gases prefer their flow path through this upper part of the Search for catalyst filling and thereby cause a displacement of the catalyst particles, which to channel formation and poor utilization of the catalyst particles.
In F i g. 4 ist in einem Querschnitt eine Ausführungsform nach der Erfindung dargestellt, in der das Gehäuse 10 einen elliptischen Querschnitt hat und an den Stellen 27 und 28 nahe beim Rohr 11 angeordnet oder mit diesem sogar beispielsweise durch Verschweißen verbunden ist. Es kann ebenfalls aus dieser Figur das sich in Längsrichtung erstreckende zylindrische Rohr 14 ersehen werden, das einen geschlossenen oberen Teil 29 aufweist, wodurch die Strömung der Abgase noch mehr von dem oberen Bereich der Katalysatorfüllung, die von dem geschlossenen Abschnitt 13 abgedeckt wird, abgelenkt wird. Dieser geschlossene Teil 29 des inneren Rohrs kann bei der Herstellung dieses Rohrs dadurch gebildet v/erden, daß ein Metallgitter oder ein perforiertes Metallblech zylinderförmig aufgewickelt wird und die Ränder sich überlappen und zusammengeschweißt werden. Es wird hervorgehoben, daß die elliptische Form des Gehäuses in F i g. 4 den Raumbedarf des Katalysator-Auspufftopfs in vertikaler Richtung vermindert. Dies ist sehr wichtig, da die Konstruktion moderner Automobile mit tiefliegendem Schwerpunkt einen möglichst flachen Auspufftopf erfordern.In Fig. 4 is shown in a cross section an embodiment according to the invention in which the Housing 10 has an elliptical cross section and is arranged at points 27 and 28 close to tube 11 or is even connected to it, for example, by welding. It can also be made from this figure the longitudinally extending cylindrical tube 14 can be seen, which is a closed one upper part 29, whereby the flow of exhaust gases even more from the upper Area of the catalyst filling, which is covered by the closed section 13, deflected will. This closed part 29 of the inner tube can thereby be formed during the manufacture of this tube v / ground that a metal grid or a perforated metal sheet is rolled up in a cylindrical shape and the edges overlap and are welded together. It is emphasized that the elliptical shape of the housing in FIG. 4 the space requirement of the catalytic converter muffler in vertical direction Direction diminished. This is very important since the construction of modern automobiles with low-lying Center of gravity require a muffler that is as flat as possible.
Die Verwendung des verbesserten Katalysator-Auspufftopfs nach dieser Erfindung vermeidet im wesentlichen die Verschiebung der Katalysatorteilchen und die Kanalbildung durch die Abgase, die in vertikaler Richtung durch den oberen Teil der Katalysatorfüllung strömen. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Maßnahmen sind eine längere Lebensdauer des Katalysators, eine größere Gleichmäßigkeit der Durchströmung der Katalysatorteilchen von den Abgasen und eine bessere und vollständigere Oxydierung der kohlenwasserstoffhaltigen Verbrennungsgase. Darüber hinaus dient der abgedeckte obere Abschnitt des Katalysatorbetts als Reserve für den Ersatz von erschöpften Katalysatorteilchen in den unteren Abschnitten der Füllung und isoliert die Unter-The use of the improved catalyst muffler of this invention avoids im essentially the displacement of the catalyst particles and the formation of channels through the exhaust gases, which in flow in the vertical direction through the upper part of the catalyst filling. The advantages of the invention Measures are a longer life of the catalyst, a greater uniformity of the The exhaust gases flow through the catalyst particles and a better and more complete oxidation of the combustion gases containing hydrocarbons. In addition, the covered upper section serves of the catalyst bed as a reserve for the replacement of exhausted catalyst particles in the lower ones Sections of the filling and isolates the
seite des Kraftfahrzeugs, die dem Auspufftopf benachbart ist, gegen die Hitze im Reaktionsraum.side of the motor vehicle, which is adjacent to the muffler, against the heat in the reaction space.
Claims (3)
USA.-Patentschrift Nr. 3 094 394.German Patent No. 675 355;
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