DE1244478B - Vorrichtung fuer die katalytische Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Vorrichtung fuer die katalytische Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen

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DE1244478B DED40472A DED0040472A DE1244478B DE 1244478 B DE1244478 B DE 1244478B DE D40472 A DED40472 A DE D40472A DE D0040472 A DED0040472 A DE D0040472A DE 1244478 B DE1244478 B DE 1244478B
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Dr Friedrich Endter
Dr Edgar Koberstein
Heribert Klein
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
FOIn
Deutsche KL: 46 c6-6/01
Nummer: 1244 478
Aktenzeichen: D 404721 a/46 c6
Anmeldetag: 8. Dezember 1962
Auslegetag: 13. Juli 1967
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die katalytische Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen. Die Vorrichtung kann am Kraftwagen derart befestigt werden, daß sie von den den Motor verlassenden Abgasen auf ihrem Weg zum Auspuff durchströmt wird. Sie besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen, an beiden Stirnseiten geschlossenen, gegebenenfalls mit einer Wärmedämmschicht versehenen Gehäuse von etwa elliptischem Querschnitt, das im einen der schmalen segmentförmigen Kopfräume die Eintrittskammer, in welche die Abgaszuleitungen und gegebenenfalls Zusatzluftleitungen münden, im anderen schmalen Kopfraum die Austrittskammer, an welche die Abgasleitungen angeschlossen sind, und dazwischen ein von perforierten Wänden begrenztes Katalysatorbett enthält.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen wird ein doppelwandiger Rohrkörper verwendet, wobei der Abgasstrom den inneren Rohrkörper von oben nach unten durchläuft.
Eine derartige Ausführung hat gewisse Nachteile, die erfindungsgemäß dadurch beseitigt werden, daß der Gehäusemantel mit radial allseitigem Abstand von einem Außenmantel umhüllt ist und daß der von diesen Mänteln gebildete Ringraum durch Längswände in eine obenliegende Voreintrittskammer und eine untenliegende Nachaustrittskammer unterteilt ist, die über perforierte Teile des Mantels mit der innerhalb dieses Mantels gelegenen Eintritts- bzw. Austrittskammer in Verbindung stehen.
Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile:
1. Da das Katalysatorbett keine unmittelbare Verbindung mit der Außenfläche des äußeren Rohrkörpers hat, ergibt sich im gesamten Katalysatorbett ein konstanter Temperaturwert, während bei der bekannten Ausführung ein relativ großer Temperaturgradient auftritt, wobei gleichzeitig die Außenwand in gewissen Fällen auf eine so hohe Temperatur gebracht wird, daß eine Entzündungsgefahr für die in die Nähe kommenden Fremdmaterialien besteht.
2. Durch den Abrieb beim Betrieb der Vorrichtung und durch Temperatureinflüsse tritt im allgemeinen eine Verkleinerung des von dem Katalysator ausgefüllten Raums ein, so daß bei der bekannten Ausführung im oberen Teil des Katalysators ein Hohlraum entsteht. Da dieser Hohlraum einen relativ geringen Strömungswiderstand aufweist, durchläuft das Gas nicht den restlichen Teil des Katalysatorbetts, sondern diesen Hohlraum, so daß die Reinigungswirkung wesentlich Vorrichtung für die katalytische Reinigung
der Abgase von Brennkraftmaschinen
Anmelder:
Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt
vormals Roessler,
Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9
Als Erfinder benannt:
Douglas A. Ch. De Rycke,
Liverpool, Lancashire (Großbritannien);
Dr. Friedrich Endter, Konstanz;
Dr. Edgar Koberstein, Alzenau (Ufr.);
Heribert Klein, Konstanz
verringert wird. Durchäuft der Abgasstrom dagegen erfindungsgemäß das Katalysatorbett von oben nach unten, so tritt auch bei einer Hohlraumbildung im oberen Teil keine wesentliche Verringerung der Reinigungswirkung ein.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Trag- und Deckbleche gekrümmt ausgebildet, und zwar so, daß das obere Deckblech, bezogen auf die Strömungsrichtung des Gases durch das Katalysatorbett, konkav, das untere Tragblech konvex ausgebildet ist. Man erreicht so, daß bei einer Wärmeausdehnung der Vorrichtung die Bildung von Hohlräumen in oder oberhalb des Katalysatorbettes weitgehend vermieden und der Katalysator auch unter diesen Bedingungen in seiner Lage gehalten wird.
Zum Zweck einer einwandfreien Durchmischung des zu reinigenden Gases und der Zusatzluft wird diese zweckmäßigerweise durch in den Zuführungsleitungen für das Gas mittig angeordnete ejektorartige Mündungen eingeblasen.
Der eigentliche Kontaktbehälter ist nach außen mit einem zweiten Blechmantel von vorzugsweise ebenfalls elliptischem Querschnitt umgeben, damit die sehr heißen Wände nicht unmittelbar mit dem Motorraum in Berührung stehen und die Abstrahlung auf das Karosserieblech und die Straße verringert wird. Man kann selbstverständlich eine zusätzliche Isolierung um den Doppelmantel anordnen, wobei an der erfindungsgemäßen Vorrichtung diese Isolierung nur etwa auf der Hälfte des Umfangs, und zwar auf
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der Gaseintrittsseite angebracht ist. Diese Anordnung führt dazu, daß sich die eintretenden Gase nicht nennenswert abkühlen und so der Katalysator, insbesondere beim Anfahren, besser anspringt. Weiterhin wird die unerwünschte Wärmeabstrahlung nach dem Motorraum zurückgedrängt, während auf der Austrittsseite, bei der die zusätzliche Isolation fehlt, eine intensivere Kühlung erfolgt und die Temperatur der im Katalysatorbett zusätzlich aufgeheizten Abgase in erwünschter Weise rasch abfallen kann.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird in ihrer bevorzugten Ausführungsform an Hand der Abbildung beschrieben, in der eine solche Vorrichtung schematisch in Seitenansicht, Aufsicht und im Querschnitt dargestellt ist. Sämtliche Bezugszeichen gelten für alle drei Schnitte.
Die Vorrichtung besteht demnach aus einem Rohrkörper 11, in dem durch Einbau der Doppelwand 12 ein Ringraum entsteht, der durch die Trennwände 13 und 14 in zwei Kammern 15 und 15 α geteilt ist. In die Kammer 15 münden die Gaszuleitungsrohre 16, 17,18 und 19, während in die Kammer 15 a die Abgasrohre 111 und 112 für den Austritt der gereinigten Gase angeschlossen sind. Zentral in den Gaszuleitungsrohren wird bei 113, 114, 115 und 116 die Sekundärluft eingeführt, die durch das Luftverteilungsrohr 117 an die Eintrittsstellen gelangt. Der Gaszutritt zum Katalysatorraum und der Gasaustritt aus diesem erfolgt durch die perforierten Teile 118 und 119 der Innenwandung 12, die in den Scheitelsegmenten des aufrechtgestellten elliptischen Querschnitts angeordnet sind. Das Katalysatorbett selbst ruht auf dem perforierten Tragblech 120 und wird von oben durch das Deckblech 121 gehalten. Ferner ist ein zweiter Tragboden 122 vorgesehen, so daß das Katalysatorbett in zwei Schichten angeordnet werden kann. Zweckmäßigerweise werden, wie in der Abbildung gezeigt, Teile der Wandung 12 sowie Trag- und Deckbleche gemeinsam bei 123 und 124 mit dem äußeren Rohr verbunden, wobei sich gleichzeitig die Trennwände 13 und 14 zwischen den Gaskammern bilden. Selbstverständlich kann die Vorrichtung auch in Schweißkonstruktion ausgeführt werden. Der Zwischenboden 122 kann in einfacher Weise in Klammern 125 und 126 eingeschoben werden, so daß die Stabilität des gesamten Behälters durch Lot- oder Schweißstellen nicht beeinträchtigt wird.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen mit einem rohrförmigen, an beiden Stirnseiten geschlossenen, gegebenenfalls mit einer Wärmedämmschicht versehenen Gehäuse von etwa elliptischem Querschnitt, das im einen der schmalen segmentförmigen Kopfräume die Eintrittskammer, in welche die Abgaszuleitungen und gegebenenfalls Zusatzluftleitungen münden, im anderen schmalen Kopfraum die Austrittskammer, an welche die Abgasleitungen angeschlossen sind, und dazwischen ein von perforierten Wänden begrenztes Katalysatorbett enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel (12) mit radial allseitigem Abstand von einem Außenmantel (11) umhüllt ist und daß der von diesen Mänteln gebildete Ringraum durch Längswände (13, 14) in eine obenliegende Voreintrittskammer (15) und eine untenliegende Nachaustrittskammer (15 a) unterteilt ist, die über perforierte Teile (118 bzw. 119) des Mantels (12) mit der innerhalb dieses Mantels gelegenen Eintritts- bzw. Austrittskammer in Verbindung stehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreintrittskammer (15) und die Nachaustrittskammer (15 a) gleich groß sind und daß in bekannter Weise in die Voreintrittskammer mehrere Abgaszuleitungen (16, 17, 18, 19) münden und an die Nachaustrittskammer (15 a) mehrere Abgasleitungen (111, 112) angeschlossen sind.
3. Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragblech (120) für das Katalysatorbett konvex und das Deckblech (121) konkav, bezogen auf die Richtung des Gasstroms, ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des das Katalysatorbett aufnehmenden Raums (127) mindestens ein weiteres perforiertes, konvex geformtes Blech (122) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Abgaszuleitungen (16, 17, 18, 19) in bekannter Weise je eine Zusatzluftleitung (113, 114, 115, 116) mit ejektorartiger Mündung mittig angeordnet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 675 355, 580 807,
563757;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1759 652;
britische Patentschriften Nr. 413 967, 411 655;
USA.-Patentschriften Nr. 2 853 367, 1522111;
Zeitschrift »The Engineer«, 27.5.1960, S. 892,
Fig. 9.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 610/424 7.67 © Bundesdruckerei Berlin
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