DE1258660B

DE1258660B - Vorrichtung zur katalytischen Oxydation von Brennkraftmaschinenabgasen

Info

Publication number: DE1258660B
Application number: DEO8175A
Authority: DE
Inventors: Willard Rigg Calvert
Original assignee: Oxy Catalyst Inc
Current assignee: Oxy Catalyst Inc
Priority date: 1960-08-19
Filing date: 1961-07-24
Publication date: 1968-01-11

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

BOId

Deutsche Kl.: 46 c6- 6/02

Nummer: 1258 660

Aktenzeichen: O 8175IV c/46 c6

Anmeldetag: 24. Juli 1961

Auslegetag: 11. Januar 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur katalytischen Oxydation von Brennkraftmaschinenabgasen, bestehend aus einem Gehäuse, dessen Innenraum in der Längsrichtung durch ein Katalysatorbett für den Durchtritt von mit Luft gemischten Abgasen in eine Gaseintritts- und eine Gasaustrittskammer unterteilt ist.

Bei den bisher bekannten Vorrichtungen der Gattung wird ein Gemisch von Abgasen und Luft in die Gaseintrittskammer eingeführt, die von einem Gitter to begrenzt ist, durch das das Gemisch in das Katalysatorbett eintritt. Bei den bekannten Vorrichtungen ist nun der Querschnitt der Gaseintrittskammer in der Hauptströmungsrichtung der Gase konstant, und dies hat zu dem erheblichen Nachteil geführt, daß der Druckabfall über das Katalysatorbett in verschiedenen Bereichen desselben entlang der Gaseintrittskammer sehr unterschiedlich ist. Er schwankt in der Tat in einem Bereich von 100 bis 500% des niedrigsten Wertes bei verschiedenen Betriebsbedingungen. Die- ao ser Umstand führt zu einer unerwünschten Unregelmäßigkeit der Abnutzung der Katalysatorkörnchen in den verschiedenen Bereichen des Katalysators und macht es erforderlich, daß der Katalysator häufig zu einem Zeitpunkt ausgewechselt werden muß, zu dem in größeren Teilen desselben die Aktivität der Körnchen noch nicht voll genutzt ist.

Diese Nachteile können vermieden werden, wenn bei einer Vorrichtung zur katalytischen Oxydation von Brennkraftmaschinenabgasen, bestehend aus einem Gehäuse, dessen Innenraum in der Längsrichtung durch ein Katalysatorbett für den Durchtritt von mit Luft gemischten Abgasen in eine Gaseintrittsund eine Gasaustrittskammer unterteilt ist, erfindungsgemäß der Querschnitt der Gaseintrittskammer in Strömungsrichtung der Gase durch die Gaseintrittskammer abnimmt.

Durch die Verminderung des Querschnittes gegen das Ende der Gaseintrittskammer hin wird eine regelmäßigere Verteilung der Gase und eine Vergleichmäßigung der Durchtrittsgeschwindigkeit derselben durch das Katalysatorbett erzielt.

Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung kann die Gaseintrittskammer kegelstumpfförmig mit in Strömungsrichtung der Gase liegender Achse ausgebildet sein.

Das Katalysatorbett umgibt dann die Gaseintrittskammer ringförmig. Bei Verwendung eines ebenen Katalysatorbettes kann dieses in bezug auf das Gehäuse derart schräg eingebaut sein, daß sein Einlaßgitter in Strömungsrichtung der Gase mit der Gehäusewand konvergiert.

Vorrichtung zur katalytischen Oxydation von
Brennkraftmaschinenabgasen

Anmelder:

Oxy-Catalyst, Inc., Berwyn, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. R. Poschenrieder, Patentanwalt,
8000 München 8, Lucile-Grahn-Str. 38

Als Erfinder benannt:

Willard Rigg Calvert, Ridley Park, Pa. (V. St. A.)

Die angestrebte Wirkung der Vergleichmäßigung der Durchtrittsgeschwindigkeit der Abgase durch das Katalysatorbett kann noch verbessert werden, wenn, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, der Querschnitt der Gasauslaßkammer in Strömungsrichtung der Gase durch die Gasauslaßkammer zunimmt.

Es kann dadurch bewerkstelligt werden, daß das Katalysatorbett von zwei äquidistanten Gittern begrenzt ist, die entweder beide koaxial kegelstumpfförmig sind oder beide eben sind und gegen die Achse des Gehäuses geneigt sind.

Durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung kann die Lebensdauer eines Katalysators wesentlich erhöht werden, da eine gleichmäßige Abnutzung der Katalysatorkörner gewährleistet ist.

Es ist zu bemerken, daß der Einfluß der Verminderung des Querschnittes der Eintrittskammer in Strömungsrichtung der Gase auf die Vergleichmäßigung der Gasgeschwindigkeiten in unterschiedlichen Bereichen des Katalysatorbettes bedeutend höher ist als die Wirkung des in Strömungsrichtung der Gase zunehmenden Querschnittes der Austrittskammer. Die Maßnahme der besonderen Ausbildung der Austrittskammer stellt lediglich eine Fakultativmaßnahme dar, die zur Erzielung der angestrebten Wirkung nicht unbedingt erforderlich ist, diese aber unterstützt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung mit einer von einem kegelstumpfförmigen Gitter begrenzten Eintrittskammer;

F i g. 2 zeigt eine Vorrichtung mit einem von ebenen Gittern begrenzten Katalysatorbett.

709 718/349

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 führt die Leitung 1 das Gemisch von Luft und Abgasen in das zylindrische Gehäuse 2 des Abgasreinigers 3. Das innere Ende der Leitung 1 ist mit dem Einlaßgitter 4 verschweißt, das die Form eines stampfen Kegels hat und eine Einlaßkammer 5 mit abnehmendem Querschnitt in der Strömungsrichtung der Gase begrenzt.

Ττη wesentlichen in einem gleichen Abstand vom Einlaßgitter 4 liegt ein weiteres Gitter 6, das ebenfalls die Form eines Kegelstumpfes hat. Die Öffnungen 7 im Gitter 4 und die Öffnungen 8 im Gitter 6 sind im allgemeinen gleichmäßig über die gesamten Gitter verteilt und so bemessen, daß die Katalysatorkugeln 9 zwischen den Gittern 4, 6, die das Katalysatorbett begrenzen, nicht durch die Öffnungen hindurchtreten können.

Eine ringförmige Behälterkammer 10 enthält zusätzliche Katalysatorkugeln 11 als Reserve zum Ausgleich der Scheuerverluste der Kugeln 9 des Katalysatorbettes. Der Vorrat an Katalysatorkugeln 11 der Ringkammer 10 kann durch eine Füllöffnung 12 ergänzt werden. Die Katalysatorkugeln 11 können von der Ringkammer 10 in das Katalysatorbett zwischen den Gittern 4 und 6 durch Öffnungen 13 übertreten.

Die Gitter 4, 6 können herausnehmbar montiert sein.

Im Betrieb treten die Abgase in eine Luftansaugvorrichtung 15 ein und saugen genügend Luft an, um den für die darauffolgende katalytische Oxydierung der Brejmstoffbestandteile in den Abgasen erforderlichen Sauerstoff verfügbar zu machen. Das Luft- und Abgasegemisch tritt in die Eintrittskammer 5 ein, wo es über die Oberfläche des Einlaßgitters 4 verteilt wird, strömt durch das Katalysatorbett und durch das Auslaßgitter 6 in die Austrittskammer 16 und dann durch die Öffnung 14 ins Freie.

' Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß das Katalysatorbett von ebenen Gittern a und 6 a begrenzt ist. Durch schräge Anordnung der Gitter 4 α und 6 a in bezug auf die Wandungen des Gehäuses 2a ist die Vorrichtung, ähnlich der nach F i g. 1, so eingerichtet, daß sowohl der Querschnitt der Einlaßkammer in Strömungsrichtung der Gase abnimmt als auch der Querschnitt der Austrittskammer in Strömungsrichtung der Gase zunimmt.

Die Wirkung dieser Maßnahme ist die gleiche wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur katalytischen Oxydation von Brennkraftmaschinenabgasen, bestehend aus einem Gehäuse, dessen Innenraum in der Längsrichtung durch ein Katalysatorbett für den Durchtritt von mit Luft gemischten Abgasen in eine Gaseintritts- und eine Gasauslaßkammer unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Gaseintrittskammer in Strömungsrichtung der Gase durch die Gaseintrittskammer abnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Gaseintrittskammer (5) kegelstumpfförmig mit in Strömungsrichtung der Gase liegender Achse ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Gasauslaßkammer (16) in Strömungsrichtung der Gase durch die Gasauslaßkammer zunimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1045 175.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen