DE2040584B2

DE2040584B2 - Nachbrennvorrichtung fuer die abgase von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2040584B2
Application number: DE19702040584
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: August, Paul, 8000 München
Priority date: 1970-08-14
Filing date: 1970-08-14
Publication date: 1973-08-16
Also published as: DE2040584C3; DE2040584A1

Description

Die Hauptpatentanmeldung betrifft eine Nachbrennvorrichtung für die Abgase von Brennkraftmaschinen, die einen rohrförmigen Gehäusemantel mit einem ausgangsseitig nach außen kegelig verjüngten Endteil, an das ein koaxiales Austrittsrohr angesetzt ist, sowie eine mit katalytischem Stoff gefällte Ringkammer aufweist, die einen beiderseits offenen, koaxialen Bypasskanal umschließt, in dem ein Vorzugsweise im Leerlauf- und Teillastbereich geschlossenes Steuerelement angeordnet ist, das als exzentrisch gelagerte, durch eine Feder in Schließrichtung belastete, durch Strömungsdruck, also bei höherer Geschwindigkeit, sich selbsttätig öffnende Drehklappe ausgebildet ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, den Strömungswiderstand dieser Nachbrennvorrichtung bei sämtlichen Betriebszuständen zu verringern.

Dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß sich der Bypasskanal im Bereich der Verjüngung des Gehäusemantels unter Bildung eines Ringschlitzes konisch verjüngt.

Es wird eine Venturi-Düse am Ringspalt zwischen den konischen Verjüngungen des Bypasskanals und des Gehäusemantels gebildet, an der eine Saugwirkung eintritt. Zusätzlich wird erreicht, daß die beiden Teilströme sich innig vermischen, wodurch eine zusätzliche Nachverbrennung in diesem Bereich stattfinden kann.

Um den katalytischen Stoff besonders gut auszunutzen, wird vorzugsweise wenigstens ein Teil der Ringkammer so ausgebildet, daß eine kreisförmige Durchströmung stattfindet. Die Venveilzeit der Gase in dieser Ringkammer wird hierdurch also erhöht, so daß die Produkte besonders gut miteinander reagieren können.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch den oberen Teil einer Vorrichtung nach der Erfindung;

F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch diese Vorrichtung.

Vom Eingang 1 strömen die Auspuffgase in einen mittigen Bypasskanal 2 des Nachbrenners. In diesem Kanal befindet sich eine exzentrisch gelagerte Drosselklappe 3. Sie wird außerhalb des Nachbrenners durch eine Feder 4 in geschlossener Stellung gehalten. Eine oder mehrere Öffnungen 5 in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe 3 verbinden den Bypasskanal 2 mit dem äußeren Ringraum 6. Diesem nachgeschaltet ist ein weiterer äußerer Ringraun 7. Im Ringraum 6 befindet sich ein katalytischer Stoff 8, der bei niedriger Temperatur CO und CH verbrennt. Es kann sich z.B. um Osmium. Zirkonium. Iridium versilbert oder ähnlich wirkende Materialien handeln.

Je nach Stellung der Feder und Größe der Durchgänge 5 geht nur ein Abgasanteil von etwa 15 bis 25 ° 0. bezogen auf Vollast, durch die Ringräume 6 und 7. An sich reicht der Sauerstoffanteil von 3 his 4 ° 0 im Abgas bei entsprechender Gemischverbesserung vor dem Motor, um eine katalytische Verbrennung ohne Zusatzluft im Nachbrenner zu erreichen. Damit die Entgiftung noch besser wird, ist es aber bekanntlich vorteilhaft, eine geringe Menge Zusatzluft einzuführen.

In einem dem Ringraum 6 vorgeschalteten Saugkanal 9. der sich in Strömungsrichtung vergrößert, ist wenigstens ein Luftrohr 10 so angebracht, daß durch die Strömungswirkung Brennluft angesaugt wird. Aus Platzgründen werden diese Abgase vorteilhaft in eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Kammer geführt, die mit den Stoffen 8 oder einem Heizkörper versehen ist. Dort nehmen sie einen gewissen Weg. auf dem die Stoffe 8 wirksam werden können. und treten dann über die am Umfang verteilten Öffnungen 12 in den Ringraum 7 ein. Dieser enthält katalytischen Stoff, der hohe Temperaturen aushält. Da es keinen katalytischen Stoff gibt, der schon bei 100^cC eine Verbrennung einleitet und 1000⁰C aushält, ist die Unterteilung in zwei Räume vorteilhaft.

Diese heißen Abgase mit Sauerstoffanteil werden von diesem Ringraum 7 in einem äußeren Ringschlitz 13 dem Abgasstrom aus dem Bypasskanal 2 so zugeführt, daß am gesamten Umfang eine gute Durchmischung entsteht und somit auch die Abgase des Bypasskanals eine Nachverbrennung erhalten. So wird mit einem Nachbrenner oder Katalysatorbett, das etwa 80⁰O kleiner ist als der Gasstrom bei Vollast benötigen würde, eine Entgiftung des gesamten Gasstroms bis nahezu Vollast erreicht. Bei entsprechend mehr Zuführung von Brennluft in den Nachbrenner bei Vollast kann man auch bei diesem Lastbercich entgiften.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Nachbrennvorrichtung für die Abgase von Brennkraftmaschinen, die einen rohrförmigen Gehäusemantel mit einem ausgangsseitig nach außen kegelig verjüngten Endteil, an das ein koaxiales Austrittsrohr angesetzt ist, sowie eine mit katalytischem Stoff gefüllte Ringkammer aufweist, die einen beiderseits offenen koaxialen Bypasskanal umschließt, in dem ein vorzugsweise im Leerlauf- und Teillastbereich geschlossenes Steuerelement angeordnet ist. das als exzentrisch gelagerte, durch eine Feder in Schließrichtung belastete, durch Strömungsdruck, also bei höherer Gasgeschwindigkeit, sich selbsttätig öffnende Drehklappe ausgebildet ist, nach Patentanmeldung P 19 46 862.3. dadurch gekennzeichnet, daß sich der Bypasskanal (2) im Bereich der Verjüngung des Gehäusemantels unter Bildung eines Ringschlitzes (13) konisch verjüng·.

2. Nachbrennvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Ringkammer so ausgebildet ist, daß eine kreisförmige Durchströmung stattfindet.