DE1476475B2 - Vorrichtung zum nachbrennen von abgasen - Google Patents

Vorrichtung zum nachbrennen von abgasen

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DE1476475B2 DE19651476475 DE1476475A DE1476475B2 DE 1476475 B2 DE1476475 B2 DE 1476475B2 DE 19651476475 DE19651476475 DE 19651476475 DE 1476475 A DE1476475 A DE 1476475A DE 1476475 B2 DE1476475 B2 DE 1476475B2
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Description

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umlenkung. Die geringe Verweilzeit des Abgas- rem Abstand relativ zueinander und zu der Einström-Luft-Gemisches läßt keinen sehr hohen Nachver- öffnung in Längsrichtung der Brennkammer einbrennungswirkungsgrad zu. stellbar sind, und daß der Brennkammermantel in an Aus der deutschen Patentschrift 631 368 und der sich bekannter Weise mit einem Einsatz aus katalytideutschen Auslegeschrift 1 077 000 sind Vorrichtun- 5 schem Material ausgekleidet ist.
gen zum Nachverbrennen von Abgasen bekannt, bei Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vordenen das Abgas-Luft-Gemisch durch Packungen richtung wird eine ausgezeichnete Durchmischung von Katalysatorkörnern durchgeleitet wird bzw. von Abgasen und Luft und eine optimale Strömungsdürch ein aus von einem axialen Kern radial abste- führung des Abgas-Luft-Gemisches erreicht. Das henden Rippen gebildetes Labyrinth aus Katalysator- io Abgas-Luft-Gemisch trifft zunächst auf die Nase des material hindurchgeführt wird. In beiden Fällen er- Strömungsumkehrelements auf, wodurch eine nach gibt sich ein sehr komplizierter Aufbau aus einer allen Seiten erfolgende Umlenkung eintritt, die beVielzahl hintereinandergeschachtelter Kammern, de- reits mit einer zerstäubungsartigen feineren Vermiren Wände aus Packungen aus Katalysatorkörnern schung verbunden ist. Die Umlenkung erfolgt so, daß bestehen bzw. aus einem sehr kompliziert aufgebau- 15 das gesamte Abgas-Luft-Gemisch torusartig um etwa ten Katalysatorteil mit einer Vielzahl radialer Rippen 180° umgelenkt wird und dann in Wirbelschleifen und Kanäle. Trotzdem ist der jeweils erzielbare Ef- zur zweiten Umlenkfläche hinläuft. Während dieses fekt relativ gering. Die durch die Katalysatorenge- Strömungsweges tritt bereits eine Teilverbrennung bilde strömenden Abgas-Luft-Gemische verstopfen des Abgas-Luft-Gemisches ein, weil sich das Abdie Katalysatorkörnerpackungen bzw. verschmutzen 20 gas-Luft-Gemisch an der heißen, aus katalyiischem • die Kanäle zwischen den Katalysatorrippen. Die sich Material.bestehenden Nase des Strömungsumkehr-
Λ dort bildenden Rückstände führen dazu, daß im elements bereits aufgetfeizt und entzündet hat.
Laufe der Zeit die Verbrennung der Abgase immer Bei dieser Teilverbrennung werden Kohlenwasserschlechter wird und daß sich sehr schädliche Nitrose- stoffteile der Abgase zu Kohlenmonoxyd und Wasser gase bilden können, die durch das Austrittsende der 25 verbrannt. Weiterhin verbrennt Kohlenmonoxyd mit jeweiligen Vorrichtung abströmen. Wasser zum Teil zu Kohlendioxyd und Wasserstoff. Aus der deutschen Patentschrift 563 757 ist eine Wasserstoff reagiert wiederum mit Kohlenmonoxy-Vorrichtung zum Nachverbrennen von Abgasen be- den zu Methan und Wasser. Auf diesem Strömungskannt, bei der die Abgase und Verbrennungsluft in weg tritt somit eine Teilverbrennung und gleichzeitig einem Venturi-Rohr zusammengeführt werden sol- 30 eine »Methanisierung« der restlichen Abgase ein. len. Die Luft wird der Einlaufmündung des Ven- Wenn die Abgaswirbel an der zweiten Umlenkfläche turi-Rohrs über eine Düse zugeführt. Diese Düse ist ankommen, werden sie dort so umgelenkt, daß sie in zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhält- Wirbeln in Richtung zur Ausströmöffnung hin zurücknisse des Motors relativ zum Einlauf des Venturi- strömen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Rohrs mittels eines Schraubmechanismus axial ver- 35 strömt somit das Abgas-Luft-Gemisch in dem vor stellbar. Das am Ende des Venturi-Rohrs austretende dem Strömungsumkehrelement befindlichen Teil der Abgas-Luft-Gemisch wird anschließend einem Kata- Brennkammer weitgehend an Flächen aus katalytilysator zugeleitet und durchströmt diesen. Dieses schem Material entlang, nämlich zunächst entlang Durchströmen des Katalysators hat wiederum den der Nase und den übrigen Teilen des Strömungsum-Nachteil einer zunehmenden Verschmutzung und 4° kehrelements, dann an der Innenauskleidung der Verstopfung. Eine zufriedenstellende Nachverbren- Brennkammer und an der zweiten Umkehrfläche und nung ist auch bei diesem Gerät auf die Dauer nicht schließlich wieder an der Innenauskleidung der
ν gewährleistet. Mittels der Verstellung der Luftdüse Brennkammer. Es ist zu betonen, daß im wesentlirelativ zum Venturi-Rohr kann nur in gewissen chen das gesamte Abgas-Luft-Gemisch diesen Strö-Grenzen die Luftzufuhr geregelt werden, eine Beein- 45 mungsweg nimmt. Auf dem Weg von der zweiten flussung der Strömungsvorgänge des Abgas-Luft-Ge- Umkehrfläche entlang der inneren Auskleidung der misches vor und während dessen Verbrennung und Brennkammer zur Ausströmöffnung hin verbrennt eine Beeinflussung des Strömungsverlaufs ist jedoch der restliche Teil der Abgase, so daß das Abgashierdurch nicht möglich. Luft-Gemisch, wenn es an dem Strömungsumkehr-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 5° element vorbei in den hinteren Teil der Brennkam-Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mer geströmt ist, bereits vollständig verbrannt ist. welche bei einfachem Aufbau und wirtschaftlicher Der hintere Teil der Brennkammer dient nunmehr Herstellung einen das gesamte Abgasvolumen erfas- als Expansionsraum und zur Verbrennung geringfüsenden Nachbrennvorgang ohne das Erfordernis giger Reste. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung einer besonderen Heizquelle gewährleistet und 55 sind das erste Strömungsumkehrelement und die als welche ohne weiteres an unterschiedliche Betriebsbe- Ringelement ausgebildete zweite Umlenkfläche, dingungen anpaßbar ist und eine praktisch vollstän- welche beide zumindest an ihren Oberflächen aus kadige Nachverbrennung ermöglicht. talytischem Material bestehen, in ihrem Abstand re-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- lativ zueinander und zu der Einströmöffnung einlöst, daß das erste Strömungsumkehrelement eine die 60 stellbar. Dadurch ist es möglich, die Strömung in Strömung des Abgas-Luft-Gemisches torusähnlich dem vor dem Strömungsumkehrelement befindlichen nach allen Seiten nach außen umlenkende Nase auf- Teil der Brennkammer so einzustellen, daß das von weist, daß die zweite Umlenkfläche als Ringelement der Nase torusförmig umgelenkte Abgas-Luft-Geausgebildet ist, daß sowohl wenigstens die Ober- misch in Wirbeln zu der zweiten Umlenkfläche hinfläche des ersten Strömungsumlenkelements und der 65 strömt und dort wiederum entlang der Umlenkfläche Nase als auch wenigstens die Oberfläche des Ring- umgelenkt und zum katalytischen Innenmantel der elements aus katalytischem keramischem Material Brennkammer hingeführt wird. Durch die Einstellgebildet sind, daß die beiden Umkehrelemente in ih- barkeit des Strömungsumkehrelements und des die
Umkehrfläche bildenden Ringelements lassen sich sowohl die Kontaktzeit, d. h. die Zeit, während derer die Strömung mit Katalysatorflächen in Berührung kommt, als auch die Größe der Katalysatorflächen einstellen und den jeweiligen Betriebsbedingungen anpassen. Damit wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne bewegliche Teile erreicht, daß eine praktisch vollständige Nachverbrennung der Abgase erfolgt. Zusätzliche Zündorgane wie Zündkerzen, Glühkerzen u. dgl. können dabei auch vollständig fehlen. Die optimalen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich nur durch die Ausbildung und das Zusammenwirken· aller Teile der Vorrichtung und insbesondere durch die Anordnung der Nase am Strömungsumkehrelement, durch die Verwendung von katalytischem Material für das Umkehrelement und für das die Umkehrfläche bildende Ringelement sowie als Auskleidung für die Brennkammer und durch die relative Einstellbarkeit von Strömungsumkehrelement und Ringelement in Brennkammerlängsrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ohne weiteres an bestehende Anlagen, beispielsweise Kraftfahrzeugmotore, anbaubar und kommt mit einer sehr geringen Luftzufuhr aus. Ein Zufuhrgebläse kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vollständig fehlen. Insgesamt gesehen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung äußerst einfach aufgebaut und im Betrieb robust und zuverlässig und sie gewährleistet eine praktisch vollständige Nachverbrennung der Abgase.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen, in diesem Falle für Kraftfahrzeuge bestimmten Vorrichtung,
F i g. 2 einen Axialschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen, ebenfalls für Kraftfahrzeuge bestimmten Vorrichtung,
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2.
Der in F i g. 1 gezeigte Abgasnachbrenner hat eine aus feuerfestem Eisen- oder Stahlblech gebildete Brennkammer 10 von zylindrischer Gestalt. Am einen Ende der Brennkammer ist ein Abgaseintrittsrohr 11 vorgesehen. Zum Zuführen von vorgewärmter Luft durch die von dem Abgasstrom der Brennkraftmaschine erzeugte Injektorwirkung ist koaxial mit dem Abgaseintrittsrohr 11 ein mit dem Freien in Verbindung stehendes Rohr 12 vorgesehen. Außen an diesem Rohr ist ein weiteres koaxiales Rohr 13 zum Zuführen von Luft mittels eines turbinengetriebenen Gebläses od. dgl. angebracht. Die zugeführte Luft kann im Wasser- oder Luftkühler der Brennkraftmaschine vorgewärmt worden sein und wird weiter vorgewärmt, indem sie das Abgaseintrittsrohr 11 bzw. das Rohr 12 entlang streicht. Die Brennkammer weist ferner ein Zündelement 14 auf, das eine Zündkerze oder eine Glühkerze sein kann, die gegebenenfalls in einer durchlöcherten Vorkammer untergebracht ist und die mit dem Zündschlüssel des Kraftfahrzeugs oder mit einem Thermostat eingeschaltet werden kann. Ferner ist ein durchbrochenes erstes Strömungsumkehrelement 15 vorhanden, welches eine koaxial mit den Rohren 11 bis 13 angeordnete Nase 15' aufweist. Dieses Strömungselement hat die Aufgabe, ein inniges Gemisch aus Abgasen und Luft in der Brennkammer zu schaffen, und ist mittels Schrauben 16 in der Längsrichtung der Brennkammer einstellbar.
Es grenzt eine Ausgleichs- und Ausbrennzone 10' in der Brennkammer in unmittelbarer Nähe deren Austrittsendes ab. Um das Rohr 12 ist ein Ring 17 vorgesehen, der eine nach innen geneigte konische Fläche 17' hat. Dieser Ring ist mittels Schrauben 18 gleichfalls in der Längsrichtung der Brennkammer
ίο einstellbar. Zweck des Ringes 17 ist auch zu verhindern, daß Druckstöße in der Brennkammer nach hinten, d. h. entgegen der beabsichtigten Strömungsrichtung der Abgase, in die Rohre 12 und 13 hinein weiterbefördert werden. Diese Wirkung läßt sich dadurch verbessern, daß der Ring mit einem Hals 17" ausgebildet wird, welcher das Rohr 12 unter Belassung eines ringförmigen Zwischenraumes umgibt. Hierdurch ruft die in die Brennkammer 10 durch das Rohr 12 eintretende Luft eine Injektorwirkung auf die im Rohr 13 befindliche Luft hervor, -und-diese Wirkung kann sö-4cräftig sein, daß man ein besonderes Gebläse od. dgl. zum Zuführen von Luft durch das Rohr 13 gegebenenfalls entbehren kann. Dank dem Umstand, daß der Ring 17, gegebenenfalls mit dem dazugehörigen Hals 17", und das erste Strömungsumkehrelement 15 in der Längsrichtung der Brennkammer 10 einstellbar sind, kann eine und dieselbe Brennkammer leicht an verschiedene Typen von Brennkraftmaschinen angepaßt werden. Am anderen Ende der Brennkammer ist ein Stutzen 19 zum Anschließen des Geräts an ein Austrittsrohr vorgesehen.
Damit die Verbrennung in der Brennkammer, nachdem diese eine gewisse Temperatur, mindestens 550° C, erreicht hat, ohne Hilfe des Zündelements 14 aufrechterhalten werden kann, ist die Brennkammer 10 mit einem gegebenenfalls gewellten Futter 20 aus porösem festem keramischem Material ausgekleidet, dem ein Katalysator, z. B. ein Metallpulver wie Vanadiumpulver, beigemischt ist. Die Nase 15' besteht aus dem gleichen Material, was auch für den Ring 17 zutrifft. Das Futter 20 kann auch aus Granulen bestehen, die in einem Käfig aus wärmebeständigem Drahtnetz eingeschlossen sind.
Wichtig ist, daß der Abgasnachbrenner möglichst nahe an der Brennkraftmaschine oder an der Feuerung angebracht wird, damit im Gerät eine hohe Temperatur aufrechterhalten werden kann. Zwecks Erleichterung der Montage des in· F i g. 1 gezeigten, für Kraftfahrzeuge bestimmten Abgasnachbrenners am Kraftfahrzeug kann die Brennkammer 10 mittels einer außen angeordneten Festspannmutter 21 direkt auf dem gegossenen Abgasrohr der Brennkraftmaschine montiert werden.
In den F i g. 2 und 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel für die Ausbildung einer Abgas- und Luftzuführung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. Diese Abgas- und Luftzuführung ist besonders zum Anschließen der erfindungsgemäßen Vorrichtung an das Verteilerrohr 36 einer Brennkraftmaschine geeignet. Zu diesem Zweck ist an einer Stirnwand 33 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, beispielsweise der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung, ein Zylinder 34 (Fig. 3) mit Flansch 35 (Fig. 2)
zum Anschließen an das Verteilerrohr 36 der Brennkraftmaschine befestigt. Eine Wand 37 (F i g. 3) zwischen einem Abgaseintrittsrohr 38 und dem Zylinder 34 teilt letzteren in zwei Abteilungen 39 und 40, von
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denen die Abteilung 39 an eine gegebenenfalls mit ment mit dem Zündschlüssel eingeschaltet werden,
Luftreiniger versehene Saugluftleitung 41 und die um durch ein Zeitrelais od. dgl. eine gewisse Zeit
Abteilung 40 durch eine Druckluftleitung 42 an eine nach dem Einschalten wieder abgeschaltet zu wer-
Luftpumpe 43 angeschlossen ist, die mittels eines den. Das Ein- und Ausschalten des Zündelements
Riemens von der Welle der Brennkraftmaschine an- 5 kann jedoch auch mittels eines Thermostats bewirkt
getrieben wird. Durch die Stirnwand 33 treten zwei werden, welcher die Temperatur in der Brennkam-
Rohre 44 und 45 ein, die mit dem Rohr 38 zwei Ka- mer abfühlt.
näle mit je einer in die Abteilung 39 bzw. 40 mün- Die Verbrennung in der Brennkammer erfolgt mit denden, halbringförmigen öffnung 46 bzw. 47 bil- einer Torusflamme und die am ersten Strömungsumden. Das Rohr 44 trägt einen Rückschläge verhin- io kehrelement vorgesehene Nase auf der dem Abgasdernden Ring 48, bestehend aus einer dünnen Wand strom zugekehrten Seite des Umkehrelements. Die aus wärmebeständigem Drahtnetz und daran ange- Strömung der Gase in der Brennkammer ist durch brachtem Katalysatormaterial oder aus einem dicke- Pfeile in F i g. 1 angedeutet. Eine gewisse Ausbrenren Körper 49 aus dem gleichen Material wie die nung findet bei der Ausführung gemäß F i g. 1 und Teile 34 und 35 oder aus Topfstein, wobei die nach 15 der Ausführung gemäß Fig.2 und3, nachdem die dem Brennkammerinneren gekehrte Fläche mit Kata- brennenden Gase durch die Öffnungen des Strölysatormaterial bestrichen oder bekleidet ist. Die mungsumkehrelements geströmt) sind, in der zwi-Rohre 38, 44 und 45 können durch einige axial ver- sehen diesem Umkehrelement und dem Austritt gelelaufende Stege oder Flügel 50 gegeneinander abge- genen Ausbrennzone 10' statt,
stützt sein. _ . ao Der beschriebene Abgasnachbrenner ist auch Jbei Die von der Brennkraftmaschine kommenden Ab- kohlen- oder ölgefeaerten Feuerungen, beispielsweise gase werden in den beschriebenen Ausführungen der Heizkessel, verwendbar. Dabei kann man das Zünd-Erfindung in der Brennkammer mit "der darin einge- element gegebenenfalls entbehren,
brachten Luft gemsicht, und das also gebildete Nicht nur die Abgase aus den Zylindern der brennbare Gemisch wird anfangs, d.h. wenn die 25 Brennkraftmaschine, sondern1 auch mit Kohlenoxyd Brennkraftmaschine und somit die Brennkammer oder Kohlenwasserstoffen bemengte Gase aus dem kalt sind, von dem Zündelement (der Zündkerze Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine können der oder der Glühkerze) angezündet. Nachdem die Ver- Abgasbrennkammer zugeführt werden,
brennung zustandegekommen ist und der keramische Der Abgaseintritt kann auch tangential in einer zy-Katalysator auf diejenige Temperatur erhitzt worden 30 Iindrischen Brennkammer mit axialem Austritt anist, bei der die Verbrennung unter der Wirkung des geordnet sein, damit Luft und Gas unter Drallbeweunter Umständen glühend gewordenen Katalysators gung ähnlich wie in einem Zyklon durch die Brennvon selbst erfolgt, wird das Zündelement eventuell kammer strömen und dabei den als Futter in der wieder abgeschaltet. Wie gesagt, kann das Zündele- Kammer angeordneten Katalysator bestreichen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 angeordneten, die Gase zu einer Strömung durch den Patentansprüche: vorderen Kammerabschnitt und den an das erste Strömungsumkehrelement anschließenden hinteren
1. Vorrichtung zum Nachbrennen von Abga- Kammerabschnitt zum Ausströmende hin umlenkensen, mit einer aus zwei axial hintereinanderiie- 5 den zweiten Umlenkfläche.
genden Abschnitten bestehenden Brennkammer Aus der deutschen Patentschrift 1 079 386 ist eine mit Längsdurchströmung als Hauptströmungs- Vorrichtung der vorstehend erläuterten Art bekannt, richtung und mit einer am Einströmende vorgese- bei welcher das erste Strömungsumkehrelement als henen Lufteinlaßöffnung, sowie mit einem im konkave Schale aus feuerfestem Material ausgebildet Strömungsweg des Abgas-Luft-Gemisches im io ist, in deren zentralem, der Einströmöffnung für das vorderen Kammerabschnitt dem Einströmende Abgas-Luft-Gemisch gegenüberliegendem Bereich gegenüberliegenden, mit Durchbrüchen versehe- eine elektrisch beheizte Zündvorrichtung, z.B. eine nen ersten Strömungsumkehrelement mit einer Zündkerze oder ein Glühdraht, vorgesehen ist. Die die Abgase teilweise unter Wirbelbildung in dem konkave Schale weist in ihrem übrigen Bereich Öffvorderen Kammerabschnitt in Richtung zum Ein- 15 nungen auf. Ein Teil des durch die Einströmöffnung strömende zurücklenkenden Stirnfläche aus in die Brennkammer eintretenden Abgas-Luft-Gemifeuerfestem Material, sowie mit einer konzen- sches strömt direkt durch die Öffnungen in der trisch um das Einströmende angeordneten, die Schale zu der Ausströmöffnung hin. Ein anderer Teil Gase zu einer Strömung durch den vorderen wird durch die konkave Schale reflektiert, so daß Kammerabschnitt und den an das erste Strö- 20 sich eine Durchwirbelung ergibt. Auch dieser. Teil mungsumkehrelement anschließenden hinteren der Gase muß-dann jiber entweder außen am Rand Kammerabschnitt zum Ausströmende hin umlen- der konkaven Schale^vorbel oder durch die öffnunkenden zweiten Umlenkfläche, dadurch ge- gen in der Schale zur Abströmöffnung hinströmen, kennzeichnet, daß das erste Strömungsum- Ein weiterer Teil des Gemisches überstreicht die kehrelement (15) eine die Strömung des Abgas- 25 Zündkerze bzw. die Glühfaden und wird gezündet. Luft-Gemisches torusähnlich nach allen Seiten Die dadurch entstehende Flamme zündet hinter der nach außen umlenkende Nase (15') aufweist, daß konkaven Schale das durch die Öffnungen in der die zweite Umlenkfläche als Ringelement (17) Schale und entlang deren Außenumfang in den hinteausgebildet ist, daß sowohl wenigstens die Ober- ren Teil der Brennkammer übergetretene Gasgefläche des ersten Strömungsumkehrelements (16) 3° misch. Wenn auch die Flamme von da gelegentlich und der Nase (15') als auch wenigstens die Ober- brennend nach vorn schlägt, so tritt bei dieser befläche des Ringelements aus katalytischem kera- kannten Vorrichtung doch die hauptsächliche Nachmischem Material gebildet sind, daß die beiden verbrennung der Abgase erst hinter der Schale auf. Umkehrelemente in ihrem Abstand relativ zuein- Die durch Reflexion eines Teils des Abgas-Luft-Geander und zu der Einströmöffnung in Längsrich- 35 misches in dem Raum stromauf der Schale erzeugte tung der Brennkammer (10) einstellbar sind, und Verwirbelung dient im wesentlichen nur der Verbesdaß der Brennkammermantel in an sich bekann- serung der Vermischung von Luft und Abgas,
ter Weise mit einem Einsatz aus katalytischem Bei der bekannten Vorrichtung sind alle Teile fest Material ausgekleidet ist. miteinander verbunden, und insbesondere ist auch die
2. Abgasverbrenner nach Anspruch 1, dadurch 4° Reflektorschale unverrückbar in der Brennkammer gekennzeichnet, daß das katalytische Material ein eingebaut. Dadurch lassen sich die tatsächlich in der poröses festes keramisches Material ist. Vorrichtung auftretenden Strömungsvorgänge von
3. Abgasverbrenner nach Anspruch 2, dadurch außen weder beeinflussen noch an etwaige Druckgekennzeichnet, daß dem keramischen Material Schwankungen oder unterschiedliche Abgasmengen ein Metallpulver einverleibt ist. 45 anpassen. Insbesondere läßt sich dadurch bei der be-
4. Abgasverbrenner nach Anspruch 3, dadurch kannten Vorrichtung die Strömung nicht so führen, gekennzeichnet, daß das Metallpulver Vanadium- daß mit Sicherheit gewährleistet ist, daß alle Teile pulver ist. des Abgas-Luft-Gemischs während des Durchströ-
mens der Brennkammer ausreichend durchgemischt, 50 erwärmt, gezündet und vollständig verbrannt werden.
Aus der USA.-Patentschrift 1985713 ist eine
Vorrichtung zum Nachverbrennen von Abgasen bekannt, welche eine zylindrische Brennkammer aufweist, die an der Innenwand mit einer Auskleidung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung 55 aus katalytisch wirkendem Material bedeckt ist. Diezum Nachbrennen von Abgasen, mit einer aus zwei ses Material dient zugleich als Wärmespeicher, der axial hintereinanderliegenden Abschnitten bestehen- Wärme an das Abgas-Luft-Gemisch abgibt und daden Brennkammer mit Längsdurchströmung als mit die Verbrennung fördert. Bei diesem bekannten Hauptströmungsrichtung und mit einer am Einström- Gerät wird jedoch nur ein relativ geringer Teil des ende vorgesehenen Lufteinlaßöffnung, sowie mit 60 Abgas-Luft-Gemisches mittels eines ventilatorartigen einem im Strömungsweg des Abgas-Luft-Gemisches Elements an der Auskleidung der Brennkammer vorim vorderen Kammerabschnitt dem Einströmende beigeführt, während ein großer Teil axial durch das gegenüberliegenden, mit Durchbrüchen versehenen Zentrum der Brennkammer an einem Heizelement ersten Strömungsumkehrelement mit einer die Ab- vorbei auf ein Gitter strömt, das neben einer feinen gase teilweise unter Wirbelbildung in dem vorderen 65 Aufteilung des Gasstromes katalytische Wirkung ha-Kammerabschnitt in Richtung zum Einströmende zu- ben soll. Bei dieser bekannten Vorrichtung ergibt rücklenkenden Stirnfläche aus feuerfestem Material, sich im wesentlichen nur eine längs der Brennsowie mit einer konzentrisch um das Einströmende kammerachse gerichtete Strömung ohne Strömungs-
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2549256C2 (de) * 1975-11-04 1983-12-29 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Wärmeisolierte Anordnung zur Durchleitung von unter hohen Temperaturen stehenden Gasen
AT395832B (de) * 1978-04-26 1993-03-25 Inovius Allan Verbrennungsreaktor
US4262609A (en) * 1978-04-26 1981-04-21 Allan Inovius Incinerators
DE3623597C1 (en) * 1986-07-12 1987-07-09 Didier Werke Ag Reactor
DE3626729A1 (de) * 1986-08-07 1988-02-18 Leistritz Ag Abgasreinigungsvorrichtung fuer kraftfahrzeuge
DE3626728A1 (de) * 1986-08-07 1988-02-18 Leistritz Ag Abgasreinigungsvorrichtung fuer kraftfahrzeuge
US5421154A (en) * 1992-07-23 1995-06-06 Pfefferle; William C. Exhaust temperature control
EP0668471A3 (de) * 1994-02-17 1997-06-11 William C Pfefferle Katalytisches Verfahren.
CN110131723A (zh) * 2019-06-12 2019-08-16 西安空天能源动力智能制造研究院有限公司 一种二燃室

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C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EGA New person/name/address of the applicant