DE1297114B - Device for the catalytic post-combustion of combustible components in the exhaust gases of internal combustion engines - Google Patents

Device for the catalytic post-combustion of combustible components in the exhaust gases of internal combustion engines

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DE1297114B
DE1297114B DEB61612A DEB0061612A DE1297114B DE 1297114 B DE1297114 B DE 1297114B DE B61612 A DEB61612 A DE B61612A DE B0061612 A DEB0061612 A DE B0061612A DE 1297114 B DE1297114 B DE 1297114B
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Boysen Friedrich
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung brennbarer Bestandteile in den Abgasen von Brennkraftmaschinen, bei der die mit Durchbrüchen versehenen Abgaseintritts- und -austrittsrohre in einem rohrförmigen Gehäuse etwa parallel im Abstand von dessen Wand und voneinander angeordnet und in der vom Gehäuse umschlossenen Katalysatormasse eingebettet sind, nach Patentanmeldung P 1273 261.5-13 (deutsche Auslegeschrift 1273 261).The invention relates to a device for catalytic afterburning combustible components in the exhaust gases of internal combustion engines, in which the with Breakthroughs provided exhaust gas inlet and outlet pipes in a tubular Housing arranged approximately parallel at a distance from the wall and from each other and are embedded in the catalyst mass enclosed by the housing, according to patent application P 1273 261.5-13 (German interpretation 1273 261).

Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, eine noch gleichmäßigere Verteilung der Abgase auf die Kätalysatormasse auch bei solchen Abgasanlagen zu erreichen, bei denen - --@- wie z. B. bei . Brennkraftmaschinen in Boxerbuuart und bei begrenzter Räumlichkeit zur Unterbringung des Schalldämpfers und der Einrichtung zur -,Nachverbrennung - zwei ZU-leitungen für die Abgase vorgesehen sind. Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß das Gehäuse in an sich bekannter Weise wenigstens eine Austrittskammer und in den Endbereichen Eintrittskammern aufweist, die durch die in die Katalysatormasse eingebetteten Eintrittsrohre miteinander in Verbindung stehen.The main object of the invention is to achieve an even more even distribution of the exhaust gases to reach the catalyst mass even with such exhaust systems, where - - @ - such as B. at. Internal combustion engines in Boxerbuuart and with limited Space to accommodate the silencer and the device for -, afterburning - two supply lines are provided for the exhaust gases. The invention accordingly exists essentially that the housing in a known manner at least one Has exit chamber and inlet chambers in the end regions through the Inlet pipes embedded in the catalyst mass are in communication with one another.

Durch die Verbindung der Eintrittskammern mittels der in die Katalysatormasse eingebetteten Eintrittsrohre können sich die abwechselnd von entgegengesetzten Seiten in die Eintrittsrohre eintretenden Abgasstromstöße einander überlagern und hinsichtlich ihrer Drücke ausgleichen, so daß ein über die ganze Länge der Katalysatormasse besonders gleichmäßiger, die Masse durchsetzender, alle Durchgangsquerschnitte derselben gleichmäßig belastender Abgasstrom erzielt wird.By connecting the inlet chambers by means of the in the catalyst mass embedded inlet pipes can alternate from opposite sides In the inlet pipes entering exhaust gas flow surges superimpose one another and with respect to equalize their pressures, so that a particularly over the entire length of the catalyst mass more uniform, penetrating the mass, all passage cross-sections of the same uniform polluting exhaust gas flow is achieved.

Weitere Einzelheiten-der Erfindung beziehen sich auf die besondere Anordnung der Ein- und Austrittskammern zueinander.Further details of the invention relate to the particular Arrangement of the inlet and outlet chambers to one another.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 die Draufsicht auf einen Schalldämpfer mit Katalysatorkammer, beispielsweise für einen Fahrzeug-Heckmotor in Boxerbauart, F i g. 2 einen Längsschnitt nach Linie II-II der F i g. 1, F i g. 3 einen Längsschnitt nach Linie III-111 der F i g. 2, F i g. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV der Fig.1. F i g. 5 einen Querschnitt nach Linie V-V der F i g. 1, F i g. 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI der Fig.2. F i g. 7 die Lagerung eines der oberen Rohre gemäß F i g. 2 vergrößert und F i g. 8 bis 10 drei Varianten zu der Ausführungsform gemäß F i g.1 bis 7 je in einem Längsschnitt ähnlich F i g. 2.Several exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing, namely, FIG. 1 the top view of a silencer with a catalyst chamber, for example for a rear-mounted vehicle engine in boxer design, FIG. 2 a longitudinal section according to line II-II of FIG. 1, Fig. 3 is a longitudinal section along line III-111 of FIG F i g. 2, fig. 4 shows a cross section along line IV-IV of FIG. F i g. 5 one Cross section along line V-V of FIG. 1, Fig. 6 shows a cross section along line VI-VI of Fig. 2. F i g. 7 shows the storage of one of the upper tubes according to FIG. 2 enlarged and F i g. 8 to 10 three variants of the embodiment according to FIG. 1 to 7 each in a longitudinal section similar to FIG. 2.

In den Figuren ist mit 101 ein Schalldämpfergehäuse bezeichnet, welches die Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung der Abgase miteinschließt. Die vom Motor, z. B. einem Vierzylinder-Boxermotor, kommenden Abgase werden je über zwei Leitungen 102a bzw. 102b pro Zylinderseite zugeführt und gelangen zunächst in eine Eintrittskammer 103a bzw. 103b, die durch die Stirnwände 104 a, 104 b des Schalldämpfers und durch Zwischen-oder Stirnwände 105a, 105b begrenzt werden. Mit den Eintrittskammern 103a, 103b stehen die Rohre 106a, 106b in offener Verbindung. Diese durchsetzeri die durch die Stirnwände 105 a, 105 b und 107 a, 107 b begrenzten Austrittskammern 108 a, 108 b. Sie sind paarweise durch in ihnen gelagerte durchlochte Abgaseintrittsrohre 109 miteinander verbunden, die im oberen Teil des Gehäuses untergebracht sind und die Katalysatorkammer 110 durchsetzen. Die Abgaseintrittsrohre 109 sind hierbei, wie insbesondere in F i g. 7 gezeigt, in einer am Gehäuse 101 befestigten, z. B. angeschweißten Hülse 111 fest und mit ihren entgegengesetzten Enden 112a bzw. 112b in den Rohren .106.a bzw.106b gleitend gelagert.In the figures, 101 denotes a silencer housing which includes the device for catalytic post-combustion of the exhaust gases. The from the engine, z. B. a four-cylinder horizontally opposed engine, coming exhaust gases are supplied to each two lines 102a and 102b, respectively per cylinder side and pass initially into an inlet chamber 103 a and 103 b, which by the end walls 104 a, 104 b of the muffler and intermediate or End walls 105a, 105b are limited. The tubes 106a, 106b are in open connection with the inlet chambers 103a, 103b. This durchsetzeri by the end walls 105 a, 105 b and 107 a, 107 b limited outlet chambers 108 a, b 108th They are connected to one another in pairs by perforated exhaust gas inlet pipes 109 mounted in them, which are accommodated in the upper part of the housing and pass through the catalyst chamber 110. The exhaust gas inlet pipes 109 are here, as in particular in FIG. 7 shown in a fixed to the housing 101, e.g. B. welded sleeve 111 firmly and with their opposite ends 112a and 112b in the tubes .106.a or 106b slidably mounted.

Die Kammer 110 ist mit der Katalysatormasse geeigneter Art ausgefüllt. Auf der den Abgaseintrittsrohren gegenüberliegenden, vorzugsweise unteren Seite der Katalysatorkammer sind die Abgasäüstrittsrohre 113 angeordnet und entsprechend den, . bgaseintrittsrohren gelagert, indem sie durch eine mittlere Hülse 114 mit dem Schalldämpfergehäuse 101 fest verbunden sind und mit ihren Enden in Rohrhülsen 115 a, 115 b, die in die Trennwände 107 a, 107 b fest eingesetzt bzw. eingeschweißt sind, gleiten können. Die Abgasattstritt#sröhre 113 -stehen hierbei in offener Verbindung mit den Austrittskammern 108 a, 108 b, aus denen die Gase durch Ableitungen 116 a, 116 b nach außen austreten können.The chamber 110 is filled with the catalyst mass of a suitable type. On the opposite, preferably lower, side of the catalyst chamber from the exhaust gas inlet tubes, the exhaust gas outlet tubes 113 are arranged and corresponding to the. Gas inlet pipes stored in that they are firmly connected to the muffler housing 101 by a middle sleeve 114 and can slide with their ends in pipe sleeves 115 a, 115 b, which are firmly inserted or welded into the partition walls 107 a, 107 b. The exhaust gas access tube 113 is in open connection with the outlet chambers 108 a, 108 b, from which the gases can exit to the outside through discharge lines 116 a, 116 b.

Die Katalysatorkamnier@110 kann durch eine Füllöffnung 117, die durch einen Deckel verschlossen wird, von außen mit der Katalysatormasse gefüllt werden. Die vom Motor kommenden Abgase gelangen durch die Zuleitungen 101 ä, 102 a' bzw: 102 b, 102 b' in -die Eintrittskammern 103 a, 103 b und werden durch die gelochten Abgaseintrittsrohre 109 auf die Katalysatorkammer 110 praktisch gleichmäßig verteilt. Sie durchströmen hierbei die in die Kammer 110 eingefüllte Katalysatormasse und gelangen nach Durchströmung derselben in Pfeilrichtung 119 in die Abgasaustrittsrohre 113, von wo sie nach beiden Seiten über die Austrittskammern 108 a, 108 b in die Ableitungen 116a; 116b abströmen.The catalyst chamber 110 can be filled from the outside with the catalyst mass through a filling opening 117 which is closed by a cover. The exhaust gases coming from the engine pass through the supply lines 101 ä, 102 a ' or: 102 b, 102 b' into the inlet chambers 103 a, 103 b and are distributed practically evenly to the catalyst chamber 110 through the perforated exhaust gas inlet pipes 109. They flow through the catalyst material filled into the chamber 110 and, after flowing through the same in the direction of the arrow 119, they pass into the exhaust gas outlet pipes 113, from where they flow to both sides via the outlet chambers 108 a, 108 b into the discharge lines 116 a; 116b flow off.

Drei weitere beispielsweise Anordnungsmöglichkeiten einer mit einem Schalldämpfer kombinierten Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung zeigen die F i g. 8 bis 10.Three more, for example, arrangement options one with one Show silencer combined device for catalytic afterburning the F i g. 8 to 10.

Gemäß F i g. 8 sind die Eintrittskammern 103 a, 103 b in Längsrichtung des Schalldämpfers zwischen den beiden Austrittskammern 108 a, 108 b angeordnet. Demgemäß durchsetzen die durchlochten Abgaseintrittsrohre 109 lediglich die Katalysatorkammer 110, während die Abgasaustrittsrohre 113 durch Rohre 120 a, 120 b verlängert sind, welche die Eintrittskammern 103 a,103 b durchsetzen. Die von dem Motor kommenden Abgase treten bei 102 a, 102 b in die Eintrittskammern 103 a, 103 b ein und gelangen über die Rohre 109 in die Katalysatorkammer 110, von wo sie über die Abgasaustrittsrohre 113 und 120 a, 120 b in die Austrittskammern 108 a, 108 b und von dort über die Leitungen 116 a, 116 b nach außen abströmen können.According to FIG. 8, the inlet chambers 103 a, 103 b are arranged in the longitudinal direction of the muffler between the two outlet chambers 108 a, 108 b . Accordingly, the perforated exhaust gas inlet pipes 109 pass through only the catalyst chamber 110, while the exhaust gas outlet pipes 113 are extended by pipes 120 a, 120 b , which penetrate the inlet chambers 103 a, 103 b. The exhaust gases coming from the engine enter the inlet chambers 103 a, 103 b at 102 a, 102 b and pass through the pipes 109 into the catalyst chamber 110, from where they enter the outlet chambers 108 via the exhaust gas outlet pipes 113 and 120 a, 120 b a, 108 b and from there to the outside via the lines 116 a, 116 b.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 ist lediglich eine einzige Austrittskammer 108 a vorgesehen, welche zwischen der Eintrittskammer 103 a und der Katalysatorkammer 110 angeordnet ist. Die Eintrittskammern sind jedoch paarweise, 103 a, 103 b, vorgesehen. Eine geschlossene kappenartige Gleithülse 121 schließt das Abgasaustrittsrohr 113 gegen die Eintrittskammer 103 b ab.In the embodiment according to FIG. 9, only a single outlet chamber 108 a is provided, which is arranged between the inlet chamber 103 a and the catalyst chamber 110. The entry chambers are, however, provided in pairs, 103 a, 103 b . A closed cap-like sliding sleeve 121 closes off the exhaust gas outlet pipe 113 from the inlet chamber 103 b.

Die Ausführung nach F i g. 9 hat den Vorteil einer kürzeren Baulänge. Andererseits zeichnen sich die vorhergehenden Ausführungsformen entsprechend F i g. 2 bzw. 8 durch ein besonders gleichmäßiges, von Stauungen freies Abströmen der Abgase aus der Katalysatorkammer aus.The design according to FIG. 9 has the advantage of a shorter Overall length. On the other hand, the previous embodiments are characterized accordingly F i g. 2 and 8 due to a particularly uniform flow that is free of congestion the exhaust gases from the catalyst chamber.

Es kann auch eine beliebige andere Reihenfolge der einzelnen Kammern vorgesehen sein, beispielsweise derart, daß am einen Ende des Schalldämpfers eine Eintrittskammer außerhalb einer Austrittskammer und unsymmetrisch hierzu am anderen Ende des Schalldämpfers eine Austrittskammer außerhalb einer Eintrittskammer liegt.Any other order of the individual chambers can also be used be provided, for example such that at one end of the muffler a Entry chamber outside of an exit chamber and asymmetrically to this on the other At the end of the muffler an exit chamber is located outside an entry chamber.

Eine weitere Ausführungsform zeigt F i g. 10, bei welcher die Eintrittskammern 103 a, 103 b wieder je am Ende des Schalldämpfers angeordnet sind. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind jedoch zwei Katalysatorkammern 110 a und 110 b und nur eine Austrittskammer 108 vorgesehen, welche zentral zwischen den Katalysatorkammern 110 a und 110 b zwischengeschaltet ist. Die gelochten Abgaseintrittsrohre bzw. Abgasaustrittsrohre sind entsprechend den beiden Katalysatorkammern je in zwei axial zueinander angeordnete Rohre 109 a, 109 b bzw. 113 a, 113 b unterteilt, wobei die Abgaseintrittsrohre 109a, 109b offen in die Eintrittskammern 103 a, 103 b münden und untereinander durch ein Zwischenrohr 122 verbunden sind, welches die Austrittskammer 108 abdichtend durchquert. Die Abgaseintrittsrohre 109a, 109b können hierbei mit dem Rohr 122 bei 111 a, 111 b fest verbunden sein und an ihren Enden in Hülsen 106 a', 106 b' gleitend gelagert sein.Another embodiment is shown in FIG. 10, in which the inlet chambers 103 a, 103 b are again each arranged at the end of the muffler. In contrast to the previous exemplary embodiments, however, two catalyst chambers 110 a and 110 b and only one outlet chamber 108 are provided, which is interposed centrally between the catalyst chambers 110 a and 110 b . The perforated exhaust gas inlet pipes or exhaust gas outlet pipes are divided into two axially arranged pipes 109 a, 109 b and 113 a, 113 b , respectively, corresponding to the two catalyst chambers, with the exhaust gas inlet pipes 109 a, 109 b opening openly into the inlet chambers 103 a, 103 b and one below the other are connected by an intermediate pipe 122 which crosses the outlet chamber 108 in a sealing manner. The exhaust gas inlet pipes 109 a, 109 b can here be firmly connected to the pipe 122 at 111 a, 111 b and can be slidably mounted at their ends in sleeves 106 a ', 106 b'.

Die Abgasaustrittsrohre 113 a, 113 6 sind beispielsweise bei 114a, 114b mittels Lagerhülsen in Stirnwänden 123 a, 123 b des Schalldämpfergehäuses 101 befestigt und an ihren entgegengesetzten Enden in kappenförmigen Hülsen 121 a, 121 b gleitend gelagert.The exhaust gas outlet pipes 113 a, 113 6 are for example fastened at 114 a, 114 b by means of bearing sleeves in the end walls 123 a, 123 b of the muffler housing 101 and are slidably mounted at their opposite ends in cap-shaped sleeves 121 a, 121 b.

Die vom Motor kommenden Abgase gelangen über die Zuleitungen 102 a, 102 b in die Eintrittskammern 103 a, 103 b und hierauf von entgegengesetzten Seiten über die gelochten Abgaseintrittsrohre 109 a, 109 6 gesondert in die beiden Katalysatorkammern 110a, 110b, wo sie die Katalysatormasse durchströmen und über die gelochten Abgasaustrittsrohre 113a, 113b in die gemeinsame Austrittskammer 108 gelangen, wo sie sich vereinigen und durch eine Ableitung 102 nach außen abströmen können.The exhaust gases coming from the engine reach the inlet chambers 103 a, 103 b via the feed lines 102 a, 102 b and then from opposite sides via the perforated exhaust gas inlet pipes 109 a, 109 6 separately into the two catalyst chambers 110 a , 110 b, where they contain the catalyst mass flow through and over the perforated exhaust outlet pipes 113a, 113 b into the common outlet chamber 108 get where they unite, and can flow off through a discharge line 102 to the outside.

Gegebenenfalls kann auch das Verbindungsrohr 122 fehlen, in welchem Fall die Abgaseintrittsrohre 109 a, 109 b gegen die Austrittskammer 108 abzuschließen sind.If necessary, the connecting pipe 122 can also be missing, in which case the exhaust gas inlet pipes 109 a, 109 b are to be closed off from the outlet chamber 108 .

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung brennbarer Bestandteile in den Abgasen von Brennkraftmaschinen, beider die mit Durchbrüchen versehenen Abgaseintritts- und -austrittsrohre in einem rohrförmigen Gehäuse etwa parallel im Abstand von dessen Wand und voneinander angeordnet und in der vom Gehäuse umschlossenen Katalysatormasse eingebettet sind, nach Patentanmeldung P 1273 261.5-13 (deutsche Auslegeschrift 1273 261), d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Gehäuse in an sich bekannter Weise wenigstens eine Austrittskammer (108) und in den Endbereichen Eintrittskammern (103 a, 103 b) aufweist, die durch die in die Katalysatormasse eingebetteten Eintrittsrohre (109) miteinander in Verbindung stehen. Claims: 1. Device for the catalytic afterburning of combustible components in the exhaust gases of internal combustion engines, both the exhaust gas inlet and outlet pipes provided with openings are arranged in a tubular housing approximately parallel at a distance from its wall and from each other and are embedded in the catalyst mass enclosed by the housing, according to patent application P 1273 261.5-13 (German Auslegeschrift 1273 261), characterized in that the housing in a manner known per se has at least one outlet chamber (108) and inlet chambers (103 a, 103 b) in the end regions, which are characterized by the in the inlet pipes (109) embedded in the catalyst mass are in communication with one another. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls in den Endbereichen des Gehäuses angeordneten Austrittskammern (108 a, 108 b) durch die in die Katalysatormasse eingebetteten Austrittsrohre (113) miteinander in Verbindung stehen. 2. Device according to claim 1, characterized in that the outlet chambers (108 a, 108 b) optionally arranged in the end regions of the housing are in communication with one another through the outlet pipes (113) embedded in the catalyst mass. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintritts- und Austrittskammern in Längsrichtung des Gehäuses nebeneinanderliegen. 3. Establishment according to claim 1 and 2, characterized in that the inlet and outlet chambers lie next to each other in the longitudinal direction of the housing. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Austrittskammer (108) zwischen zwei Katalysatorkammern (110a, 110b) und diese zwischen zwei Eintrittskammern (103a, 103 b) angeordnet sind (F i g. 10).4. Device according to claim 1 and 2, characterized in that an outlet chamber (108) between two catalyst chambers (110a, 110b) and these between two inlet chambers (103 a, 103 b) are arranged (F i g. 10).
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DEB61612A Pending DE1297114B (en) 1961-03-10 1961-03-10 Device for the catalytic post-combustion of combustible components in the exhaust gases of internal combustion engines

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