DE2046550A1

DE2046550A1 - Katalytisch arbeitende Konverter anlage und deren Anwendung

Info

Publication number: DE2046550A1
Application number: DE19702046550
Authority: DE
Inventors: LeRoy Edwin Bartlett in Fessler (v st a )
Original assignee: Universal Oil Products Co
Current assignee: Universal Oil Products Co
Priority date: 1969-09-22
Filing date: 1970-09-22
Publication date: 1971-05-13
Also published as: US3600142A; AU2005970A; GB1313378A; FR2062953B1; DE7035032U; FR2062953A1; ES383765A1

Description

Universal Oil Products Company, 30 Algonquis Road, Des Piaines, Illinois Katalytisch arbeitende Konverteranlage und deren Anwendung

Die Erfindung betrifft eine verbesserte katalytisch arbeitende Konverteranlage zur katalytisehen Oxydation und Umwandlung von Auspuffgasen, insbesondere einen Konverter, dessen zylindersegmentartige Kataiysatorkammer gleitend im Außengehäuse aufgehängt ist, so daß Zerstörungen durch Ausdehnungen infolge von Temperqturdifferenzen innerhalb des Konverters vermieden werden.

Die Entfernung oder Umwandlung von schädlichen Stoffen in den Fahrzeugabgasen ist als wünschenswert erkannt worden. Die unvermeidbare unvollständige Verbrennung des Kraftstoffes in Benzinmotoren rührt daher, daß bei der Verbrennung große Mengen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen entstehen, die dann unerwünschterweise durch den Auspuff in die Atmosphäre entweichen. SoIdSe Produkte tragen dann entscheidend zur Luftverschmutzung bei.

Bei der katalytischen Verbrennung werden die heißen Gase aus der Moforabgasleifung durch einen Katalysator geschickt, so daß eine mehr oder weniger vollständige Oxydation der Kohlenmonoxyde und der unverbrannten Kohlenwasserstoffe in den Abgasen erreicht wird. Gelegentlich ist es erforderlich, die Abgase mit Frischluft anzureichern, bevor sie in den Konverter gelangen. Dies ist jedoch nicht notwendig, wenn moderne Vergaseranlegen Verwendung finden, bei denen überschussige Luft in den Motor gelangt, die dann auch in den Abgasen

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vorhanden ist¹. Die Verwendung eines Katalysators ermöglicht es, die Verbrennung schon bei niedrigen Temperaturen einzuleiten, als dies ohne Katalysator möglich wäre, so daß auf andere Zündhilfen, wie z. B. Zündkerzen, die meistens in Nachbrennern oder anderen Geräten, die auf thermischer Basis arbeiten, benutzt werden, verzichtet werden kann.

Solche Konverter sind gewöhnlich zylindrisch aufgebaut und ähneln in ihrer Form den herkömmlichen Auspuffanlagen, die meist rechteckig oder oval aufgebaut sind. Die zylindrisch aufgebauten Typen bieten avei Vorteile. Der erste ist der einfache Aufbau der eine Verwendung von standardisierten Teilen und die leichte Herstellung der Übrigen Teile zuläßt. Der zylindrische Aufbau ermöglicht eine symmetrische Anordnung der einzelnen Teile, wodurch die Herstellung erleichtert wird. Der zweite Vorteil besteht darin, daß eine zylindrische Katalysatorkammer bei geringstmöglichem Platzaufwand ein Maximum an Katalysatormasse aufnehmen kann. Eine flache Katalysatorkammer ermöglicht den Bau eines flachen Konverters, der sich meistens leichter in den Motorraum oder unter dem Fahrzeugboden einbauen läßt. Ein zylindrischer Konverter arbeitet vorzugsweise im Innen-Nach-Außenbetrieb. Die Katalysatorkammer hat daher nur eine kleine Einströmfläche. Eine im Vergleich zur Ausströmfläche kleine Einströmfläche vermindert die Abkühlung der Abgase. Die Temperatur in einer solchen Katalysatorkammer ist also weitaus höher als In einer gleichgroßen flachen Kammer. Daraus ergibt sich eine schnellere Abnutzung der Katalysatormasse, denn die Lebensdauer und die Wirksamkeit des Katalysators steigt mit wachsender Temperatur. Ein zylindrisch aufgebauter und für den Innen-Nach-Außenbetrieb eingerichteter Konverter ist daher sehr wirksam.

Ein flacher Konverter hat den Vorteil, daß er auch in verhältnismäßig kleine und flache Räume eingebaut werden kann. Ein weiterer Nachteil ist die schwierigere Herstellung. Ein flacher Konverter mit dem gleichen Volumen der Katalysatorkammer, wie ein zylindrischer Konverter, ist um etwa ein Drittel teurer.

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Der erfindungsgemäße Konverter vereinigt die Vorteile des flachen Konverters mit denen des zylindrischen, wobei eine zylinder%egmentartige Form der Katalysatorkammer, die im Innen-Nach-Außenbetrieb arbeitet, benutzt wird. Wegen der sich daraus ergebenden Wirksamkeit kann der Konverter verkleinert werden, wodurch Platz gespart wird und die Anbringung im Motorraum ermöglicht wird.

Eines der Hauptprobleme bei der Verwendung von katalytisch arbeitenden Konvertern in Abgasanlagen wird durch die großen Temperaturunterschiede im und am Konverter hervorgerufen. Hohe Temperaturen entstehen bei der exothermischen Oxydation der Abgase am Katalysator. Je nachdem, welcher Katalysator verwendet wird und ob der Motor im Leerlauf arbeitet, beschleunigt oder abge- | bremst 'wird, erreichen die Temperaturen im Konverter etwa 649 bis 1 093 C· Ein Konverter muß daher so aufgebaut sein, daß Temperarurprobleme ausgeschaltet werden, die Verformungen oder Risse zur Folge haben.

Außerdem muß der Konverter so eingerichtet sein, daß die gesamte Katalysatormasse vom Abgas gleichmäßig durchströmt wird, so daß eine maximale Lebensdauer des Katalysators und eine bestmögliche Umwandlung der Abgase erreicht wird. Weiterhin ist notwendig, daß die Größe der gesamten Einrichtung so klein wie möglich gehalten wird, damit sie sich möglichst nahe dem Motor im Motorraum einbauen läßt. Gleichzeitig ist ein Zusatzbehälter fUr die Katalysatormasse wünschenswert, aus dem Katalysatorteilchen in durch Abnutzung unc/oder a Schrumpfung entstandene Hohlräume nachrutschen können.

Das Anliegen der Erfindung besteht also darin, eine Konverteranlage zu schaffen, die die Vorteile des zylindrischen und des flachen Konvertertyps vereinigt, ohne jedoch ihre Nachteile zu Übernehmen. Der Gegenstand der Erfindung ist daher insbesondere ein Konverter mit einer zylindersegmentartigen Form der Katalysatorkammer.

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Ein weiterer Hinkt der Erfindung besteht darin, daß alle Teile so angeordnet sind, daß sie sich infolge von Temperafurschwankungen beliebig ausdehnen oder zusammenziehen können.

Ein weiterer ftnkt der Erfindung besteht darin, daß ein Katalysatorzusatzbehälter vorgesehen ist, aus dem unbenutzte Katalysatorteilchen in dürc h Abnutzung oder Schrumpfung entstandene Hohlräume nachrutschen können.

Ein weiterer FVinkt der Erfindung besteht darin, daß die Konverteranlage einfach herzustellen ist.

Die Erfindung betrifft also eine Konverteranlage fUr die katalytische Behandlung von Motorabgasen, bestehend aus einem äußerem Gehäuse und einer langgestreckten Katalysatorkammer, die aus zwei zylindersegmentartigen perforierten Teilen aufgebaut ist, die ineinandergesetzt sind, wobei die entstandenen offenen Enden durch Abschlußplatten verschlossen sind, so daß an diesen Stellen keine Abgase entweichen können, wobei die Katalysatorkammer das äußere Gehäuse so unterteilt, daß eine Einströmkammer und eine Ausströmkammer entsteht, die jeweils an eine Einström- und an eine Ausström leitung angeschlossen sind.

Die gebogenen zylinderförmigen perforierten Teile haben im wesentlichen einen halbkreisförmigen Querschnitt, so daß auch der Querschnitt der Katalysatorkammer halbkreisförmig ist. Andere Querschnitte sind auch senkbar, jedoch ist der halbkreisförmige besonders einfach herzustellen. In dieser Ausfuhrungsform haben die Zylindersegmente an ihrer Längskante Flansche, die so bemessen sind, daß die Unterseite des oberen Flansches auf der Oberseite des unteren Flansches liegt. Das obere Teil liegt dann normalerweise konzentrisch in dem unteren Teil. Auf diese Weise wird eine Katalysatorkammer mit gleichmäßigem halbkreisförmigem Querschnitt gebildet. In dieser Ausführungsform werden die Ein- und die Ausströmkammer durch zwei längliche Bleche gebildet, deren Rand so geformt ist, daß sie zusammengeschweißt werden können und gleichzeitig die Flansche der Katalysatorkammer aufnehmen, wobei ein geringes Spiel vorhanden ist.

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Diese Bleche müssen natürlich auch in der Mitte verformt sein, damit sie die gewünschten Kammern bilden können. Bei einer Ausfuhrungsform nimmt dabei der Querschnitt der Kammer in Strömungsrichiung hin ab. Die Abnahme des Querschnittes hängt von der Druckverteilung der Abgase Über dem perforierten Teil der Einströmkammer ab. Normalerweise ist die Abnahme der Querschnittsfläche proportional zur Länge der Kammer, d. h„ bei einem Rmkt der in der Mitte der Einrichtung liegt, ist auch der Querschnitt nur noch halb so groß wie zu Anfang. Dies erfordert eine komplizierte Kurvenform des Teiles. Bei dieser Ausführungsform wird die optimale Form nur annäherungsweise erreicht. Die Abnahme des Querschnittes kann beispielsweise durch einen Halbkonus in der Einströmkammer erreicht werden oder durch mehrere Abstufungen, wobei *

die optimalen Verhältnisse von der Anzahl der Stufen abhängt.

Bei dieser Ausführungsform nimmt der Querschnitt der Ausströmkammer in Strömungsrichtung zu. Dabei gelten dieselben Verhältnisse wie oben, so daß die opfimalen Bedingungen mit Hilfe eines konischen Teiles angemehrt werden können. Die Durchströmung der Katalysaformasse hängt also von der Form der Ein- und der Ausström kammer ab. Durch die geschickte Wahl der Querschnitte ist die Durchströmung der Katalysaformasse gleichmäßig, obwohl einfach herzustellende Teile verwendet werden können.

Die Anlage arbeitet infolge der konkaven Oberfläche der Katalysaforkammer "

im Innen-Nach-Außenbetrieb, was - wie schon gesagt - vorteilhaft ist.

In einer anderen Ausführungsform, insbesondere in der für den horizontalen Innen-Nach-Außenbetrieb eingerichteten Anlage, können an der Oberseite der Katalysatorkammer Katalysatorzusatzbehälter angebracht sein, die mit der Katalysaforkammer in Verbindung stehen. Beide Kammern werden durch Löcher oder öffnungen miteinander verbunden, die so groß sind, daß die Katalysatorteilchen durchrutschen können. Auf diese Weise rutschen die Katalysator teile/ wenn der Konverter horizontal und mit der Einströmseite nach oben arbeitet, nach unten in durch Abnutzung entstandene Hohlräume.

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Diese Anordnung mit der Einstromseite nach oben ist besonders günstig, nicht nur, weil die Katalysalorteilchen aus dem Zusatzbehälter nach unten rutschen können, sondern auch, weil der Abgasstrom nach unten durch die Katalysatormasse in die Ausströmkammer fuhrt. Die Strömungsrichtung ist auch in anderen als in horizontalen Lagen abwärts gerichtet, beispielsweise, wenn der Konverter um die Längsachse gekippt wird. Bei einem im wesentlichen horizontal angeordnetem Komsgfter besteht also ein Abwärtsstrom. Ist der Konverter jedoch senkrecht angeordnet,

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so sind ebenfalls Abwärtsströme vorhanden. Die Hauptrichtung ist doch horizontal durch die Katalysatormasse. Ein Abwärtsstrom ist in fast allen Lagen vorhanden,

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auch dann, wenn die höchste Stelle der Katalysatorkammer von der Horizontebene unterschnitten wird.

Ein Abwärtsstrom durch die Katalysatormasse ist wünschenswert, denn dadurch werden die Katalysatorteilchen ständig verdichtet. Die Konverteraniage kann jedoch auch in einer anderen Lage benutzt werden, so daß eine Aufwärts- oder eine Querströmung entsteht, wodurch die Katalysatorteilchen innerhalb der Kammer in Bewegung geraten. Diese Bewegung stellt ein Hauptproblem beim Betrieb des Konverters dar, denn dadurch nutzt sich der Katalysator ab. Diese Abnutzung kann Über einen langen Zeitraum hinweg auftreten, was eine unerwünschte Minderung der Lebensdauernach sich zieht, die für etwa 80.000 km angesetzt werden sollte.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Katalysatorkammer beweglich zwischen der Einström- und der Ausströmkammer angeordnet. Durch diese Anordnung werden Spannungen verhindert, die durch Wärmeausdehnungen innerhalb des Konvertersystems entstehen könnten.

Bei einer Ausführungsform werden durch die Ein- und die Ausströmkammer gleichzeitig die Anschlüsse für die Ein- und die Ausströmlei Jung gebildet. Der Konverter kann daher in seiner einfachsten Form aus nur vier Teilen aufgebaut werden, und zwar aus der Ein- und der Ausströmkammer und den beiden die Katalysatorkammer bildenden Teile, die allerdings noch durch Abschlußbleche miteinander

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werden müssen. Weitere Einzelheiten und Vorteile werden im Verlauf der nachfolgenden Beschreibung erläutert, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Anlage,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anlage entsprechend der Linie H-Il in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Anlage entsprechend der Linie IH-HI |

in Fig. 1,

Fig. 4 eine Teilansicht im Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Anlage mit eingebauter Zusatzkammer,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Einzeiteile der in Fig. 1 gezeigten Anlage und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausfuhrungsform der Konverteranlage.

Entsprechend den Figuren 1, 2, 3 und 5 besteht die Konverteranlage aus einem äußeren Gehäuse 1 und einem zylindersegmentartigem Katalysatorbehälter 2. Das Gehäuse Ί besteht aus zwei Platten, einer Einlaßplatte 3 und einer Auslaßplatte 4, die jeweils aus einem Stück gefertigt werden können. Die Katalysaforkammer besteht aus den beiden Teilen 5 und 6, die mit Öffnungen 7 und 7' auf ihrer Oberfläche versehen sind. Der Querschnitt dieser beiden Teile ist halbkreisförmig, so daß auch die Katalysatorkammer zwei halbkreisförmig aufgebaut ist. Es sind natürlich auch andere Querschnitte denkbar, die z. B. oval sein können. Halbkreisförmige Querschnitte sind jedoch besonders einfach in der Herstellung und bieten eine optimale Einströmflache für den Innen-Nach-Außenbetrieb. Die Einströmseite der Katalysaforkammer wird durch das Teil 5 und die

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Ausströmseite durch das Teil 6 gebildet.

Weiterhin sind die Abschlußplatten 10 und 11 an den Enden der Katalysalorkammer 2 erforderlich, damit die gesamte Abgasmenge durch den Katalysator gelenkt wird. Die perforierten Teile 5 und 6 haben Flansche 12 und 13, die an ihren Längskanten verlaufen. Die Flansche 12 dienen einmal als Abschlußwand der Katalysatorkammer und zweitens als Abstandhaiter für das Teil 6. Die Flansche 12 sind daher so groß, daß an ihrer Unterseite die Flansche 13 aufliegen können, so daß das Teil 5 konzentrisch im Teil 6 zu liegen kommt. Außerdem dienen die Flansche als Hilfsmittel fUr die Befestigung innerhalb des Gehäuses 2. Der FlansaS 12 ist nicht perforiert, um einen Abgasdurchfluß zu verhindern.

Die Katalysatorkammer wird durch das Gehäuse 2 getragen. Die Teile 3 und 4 sind dabei so ausgebildet, daß sie die Flansche der Katalysatorkammer verschiebbar aufnehmen können. Dies wird besonders deutlich in den Figuren 2 und 3. Die ^Teile 3 und 4 bilden an ihren Kanten die Hohlräume 15 und 15'/ die als Aufnahme für die Flansche 12 und 13 dienen. Die Räume 15 und 15' sollten nur so groß sein, daß eine geringe Bewegung der Teile 3 und 4 infolge von Wärmeausdehnungen möglich ist, nicht jedoch ein Klappern bei Fahrbewegungen, was gleichzeitig Undichtigkeiten zwisdien der Ein- und der Ausströmkammer zur Folge hätte. Die Teile 3 und 4 liegen jedoch an den Punkten 16 und 16' auf ihrer gesamten Länge aufeinander. Es können daher verschiedene Verbindungsarten angewendet werden. So können z. B. die Kanten 17 und Xl' verschweißt werden oder aber kann mit Hilfe von Widerstandsschweißungen an den lenkten 16 und 16' eine Schweißnaht gezogen werden, oder aber es können Schrauben oder Nieten verwendet werden. Außerdem können die beiden überstehenden Kanten umgebördelt werden.

Die Einströmkammer 20 wird aus den Teilen 3 und 5 gebildet. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, sind auf der Mittelachse des Teiles 3 zwei Kegel abschnitte ausgebildet. Aufgrund dieser Form nimmt der Querschnitt der Einströmkammer in der

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Strömungsrichtung ab. Der in Fig. 1 dargestellte Längsschnitt zeigt den Verlauf dieser Abnahme. Fig. 2 zeigt den Querschnitt am weitesten Ende. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt weiter stromabwärts mit verringertem Querschnitt der Einströmkammer 20. Am Ende der Katalysatorkammer hört auch die Einströmkammer auf. Am Ende der Katalysatorkammer muß natürlich das Teil 5 fest auf Teil 3 aufliegen, damit keine Undichtigkeiten vorkommen. Teil 5 muß also mit Teil 3 sehr fest verbunden sein«,

Die Außenströmkammer 21 wird aus den Teilen 4 und dem perforierten Teil ό gebildet. Das Teil 4 ist leicht konisch ausgebildet, wobei das kleinere Ende fest auf der Katalysaforkammer aufliegt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Um eine

Längsbewegung des perforierten Teiles 6 zu ermöglichen, kann eine Fuhrung vor- m

gesehen sein. Eine Schweißnaht ist hier nicht erforderlich, denn der Druck ist hier geringer als auf der anderen Seite. Das leicht konische Teil 4 bildet eine Ausström kamm er mit ansteigendem Querschnitt. Ein typischer Querschnitt ist in Fig. 3 dargestel11. Die Abgase strömen von der Einströmkammer 20 durch die öffnungen 7 in den perforierten Teilen 5 durch die Katalysatorkammer 2 und von da aus durch die Öffnungen 7^r? in» perforierten Teil 6 in die Ausströmkammer

Infolge der besonderen Formgebung der Einströmkammer 20 und der Ausström kamm er 21 wird eine gleichmäßige Durchströmung der Katalysaiormasse erreicht. Der

Kontakt der Abgase mit den Katalysaiorteilchen ist daher überall gleich. a

Die Querschnitte der Ein- und Ausströmkamm em relativ zur Katalysatorkammer 2 sind nicht an diese Beschreibung gebunden. Es können beispielsweise andere Querschnitte vorgesehen sein, die sich mehr oder weniger stark verändern. Die Querschnittsfläche der Einströmkammer sollte proportional zur Länge der Katalysaforkammer abnehmen. In der dargestellten Ausführungsform ist dies jedoch nicht der FaU, da diese Bedingung nicht so genau eingehalten werden muß. Jedoch kann das Teil 3 so geformt werden, daß diese Bedingung annähernd erreicht wird. Für die Ausströmkammer 21 gelten ähnliche Verhältnisse.

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Die Teile 3 und 4 bilden an den Enden Ajs - bzw. Einlaßstutzen. Wie in Fig. dargestellt wird, bilden die halbkreisförmigen Querschnitte 22 und 23 der Teile 3 und 4 den Einströmstutzen 26.

Auf der Ausströmseite bilden die halbkreisförmigen Querschnitte 27 und 28 der Teile 3 und 4 den Auslaßstutzen 31. Um jedoch den Auslaßstutzen auf die gleiche Höhe des Einlaßstutzens zu bringen,' sind konische Abschnitte 29 und 30 in den Teilen 3 und 4 vorgesehen.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform liegen die aus den Teilen 3' und 4' gebildeten Platten unterhalb der höchsten Ebene des Teiles 3⁷» Die Einströmkammer wird hier durch die Oberflächen des perforierten Teiles und des Konusses 32 gebildet. Für die Form und die Größe der Ein- und der Ausström kammer gelten hier dieselben Bedingungen wie oben. Der Unterschied besteht darin, daß im Teil 3' abwärtsweisende Abschnitte 33 und 34 vorgesehen sind und daß die Abschnitte 22'/ 23', 27' und 28' tiefer liegen als die Oberkante des Teiles 3'. Zusätzlich sind noch die konischen Abschnitte 35 und 36 im Teil 3' erforderlich.

Der Vorteil der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform liegt in der geringeren Gehäusehöhe. Teil 4' ist genauso hoch wie Teil 4, Jedoch weist das Teil 3' keine Vorsprünge nach oben auf. Dies ist besonders wichtig, wenn nur begrenzte Raumverhältnisse vorliegen. Normalerweise wird jedoch der in Fig. Ί bis 5 dargestellte Konverter verwendet, da die Teile 3 und 4 mit einfachen FVeßvorgang hergestellt werden können, während die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform mehrerer solcher Vorgänge bedarf, um die tiefergelegenen mit 22^f / 23 , 27' und 28' bezeichneten Abschnitte zu bilden.

Der Konverter arbeitet am wirksamsten, wenn die Katalysaiorkammer 2 vollständig gefüllt ist. Es kann dazu ein Zusatzbehälter im Konverter angebracht werden. Der halbkreisförmige Querschnitt der Katalysatorkammer ermöglicht es, den Zusatzbehälter innerhalb dieser Kammer einzubauen, so daß die äußeren Abmessungen der Kammer unverändert bleiben. In Fig. 4 ist eine solche Zusatzkammer dargestellt. Der Zusatzbehäl ter 44 ist im oberen Schenkel der halbkreisförmigen Kata-

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lysatorkammer angeordnet. Eine ähnliche Kammer kann im anderen Schenkel untergebracht werden . Die Katalysatorkammer selbst muß dann dabei so abgeändert werden, daß die Teile 5'' und 6" im Gebiet der Zusatzkammer nicht perforiert sind. Der Zusatzbehälter besteht also aus diesen beiden Teilen und einem weiteren Teil, das im Abschnitt45 nicht perforiert ist und zwischen den Flanschen 12 " und 13" der Teile 5" und " liegt und im Abschnitt 47 parallel zu Teil b" verläuft. Weiterhin sind Öffnungen 46 im unteren Teil der Katalysatorzusatzkammer vorgesehen.

Der erfindungsgemäße Konverter ist nicht an einen bestimmten Katalysator gebunden, sondern es kann je nach Aufgabenstellung ein anderer oder auch eine Kombination verwendet werden. Geeignete Katalysatoren zur Oxydation sind die g Metalle der Gruppen 1, 5, 6, 7 und 8 des Periodensystems der chemischen Elemente, insbesondere aber Chrom, Kupfer, Nickel und Platin. Sie können einzeln oder als Kombination verwendet werden, wobei sie meistens zusammen mit einem anorganischen hitzebeständigen Trägermaterial, wie Aluminiumoxyd oder Mischungen, wie Aluminiumoxyd -Siliciumoxyd , Siliciumoxyd-Zirkoniumoxyd, Silidumoxyd-Thoriumoxyd, Siliciumoxyd-Boroxyd oder dergl. benutzt werden.

Die Motorabgase gelangen durch den Einströmstutzen 26 in die Einströmkammer

ent-

Infolge der besonderen Form der Kammer 20 steht eine gleichmäßige Druckverteilung . Die Gase strömen dann durch die Öffnungen 7 in der ZyJinderhalbsdiaie 5 in die Katalysatorkammer 2. Die unverbrannten Anteile der Abgase werden g

hier innerhalb der Kammer verbrannt zu harmlosen Produkten. Nach der Oxydation gelangen sie durch die Perforationen 7'in der Zylinderhalbschale 6 in die Ausström kamm er 21 ο Sie werden von dort mit Hilfe der Abschnitte 29 und 30 in den Ausströmstutzen 31 geführt, von dem sie in die Auspuffleitung des Fahrzeuges gelangen.

Wie aus der Beschreibung hervorgeht, ist der Konverterbehälter so aufgebaut, daß Zerstörungen infolge von Wärmeausdehnungen verhindert werden, wobei besonders die Führung der Katalysatorkammer im Außengehäuse Längsausdehnungen

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erlaubt, so daß keine Spannungen infolge der Ausdehnung auftreten können. Die Anlage kann verhältnismäßig billig hergestellt werden, da im wesentlichen nur vier Teile verwendet werden. Diese Teile können durch Pressen, Stanzen oder dergl. hergestellt werden.

In der zylinderförmigen Katalysatorkammer kann ein Maximum an Katalysatormasse untergebracht werden, wobei der Raumbedarf insgesamt nur sehr gering ist. Der Abwärtsstrom innerhalb der Katalysatorkammer verhindert eine Bewegung der Katalysatorteile, die eine starke Abnutzung zur Folge hätte. Im Innen-Nach-Außenbetrieb ist die Einströmfläche der Kammer kleiner als die Ausströmfläche. Eine Zusatzkammer kann ohne Abänderung der äußeren Abmessungen der Katalysatorkammer eigebaut werden. Der halbkreisförmige Querschnitt der Anlage erlaubt einen verhältnismäßig flachen Aufbau, so daß die Anlage auch in flachen Räumen untergebracht werden kann.

Der halbkreisförmige Querschnitt ist der günstigste, jedoch können auch beispielsweise ovale Querschnitte verwendet werden.

Es ist wünschenswert, daß die Einzelteile möglichst leicht aus dünnem Material wie Stahlblech oder dergl. hergestellt werden können. Dieses Material muß temperaturfest sein, da hohe Arbeitstemperaturen erreicht werden, ohne daß Materialschäden, wie Brüche oder Risse auftreten. Außerdem können innerhalb der Katalysatorkammer Verstärkungen angebracht werden.

Außerdem können die Außenwände des Konverters mit einem Isoliermaterial, wie Asbest, Glaswolle oder dergl. versehen sein, damit die Temperatur innerhalb der Anlage erhalten bleibt. Weiterhin kann ein Einfüllstutzen in der Katalysatorkammer 2 vorhanden sein. Geringe Veränderungen in der Formgebung oder Einordnung der Einzelteile, wie z. B. von der Zeichnung abweichende Größenverhältnisse oder eine andere Anordnung der Anschlußstucke, sind ebenfalls erfindungsgemäß. Die Größe der Öffnungen 7 und 7' hängt von der Größe der

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verwendeten Katalysatorteilchen ab. Diese haben gewöhnlich eine runde zylindrische oder eckige Form und etwa die Größe zwischen 1,5 und 6,5 mm. Es können auch andere Größen oder Mischungen verschiedener Größen vorkommen, besonders um die Oxydationstemperaturen möglichst niedrig zu halten. Es kann auch faserförmiges Katalysaiormaterial verwendet werden, das dann mattenähnlich verwendet wird. Außerdem ist möglich, die Katalysatormasse mit einem Bindemittel zu mischen, so daß diese Masse in eine Form gepreßt werden kann, die derjenigen der Katalysatorkammer entspricht.

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Claims

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Patentansprüche:

ί K/Konverterbehälter fUr die katalytische Behandlung von Motorabgasen,, dadurch gekennzeichnet, daß in einem äußeren Gehäuse eine längsverlaufende Katalysatorkammer vorgesehen ist, die die .Katalysatormasse enthält und die im wesentlichen aus zwei mit Abstand ineinanderliegenden zylindrischen schotenförmigen perforierten Wandungen besteht, die an den Enden durch den Gasdurchlaß verhindernde Kopfwände abgeschlossen sind, wobei die Katalysaiorkammer in dem Außengehäuse derart untergebracht ist, daß auf der einen Seite der Katalysaiorkammer eine Einlaßkammer und auf der anderen Seite eine Auslaßkammer gebildet und die Einlaßkammer mit einem Einlaßstutzen und die Auslaßkammer mit einem Auslaßstutaen versehen ist.
2. Konverterbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Durchgangsquerschnitt der Einlaßkammer in Durchströmrichtung verringert, während sich der Querschnitt der Auslaßkammer erweitert.
3. Konverterbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave innenliegende Wand des Katalysatorbehälters die Ausströmfläche fUr die Abgase bildet.
4. Konverterbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysaiorkammer die Form eines längsgeteilten Halbzylinders hat.
5. Konverterbehälter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Längskanten der Halbschalen Flansche vorgesehen sind, wobei der Flansch der Innenwand auf dem der Außenwand liegt.
6. Konverterbehälter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse in der Längsrichtung unterteilt ist, wobei der eine Gehäuse-

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teil die Einlaßkammer und der andere die Auslaßkammer begrenzt und beide Gehäuseteile mit Flanschen versehen und damit derart aufeinandergelgt und miteinander verbunden sind, daß zwischen ihnen eine Fuhrung zur verschieblichen Aufnahme der Längsflansche der Katalysaiorkammer verbleibt.
7. Konverterbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Einlaßkammer bildende Gehäuseteil so geformt ist, daß er eine Einströmkammer mit in der Strömungsrichtung abnahmendem Querschnitt bildet.
8. Konverterbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Auslaßkammer bildende Gehäuseteil so geformt ist, daß er eine Auslaßkammer

mit in der Srrömungsrichtung größer werdenden Querschnitt bildet. |
9. Konverterbehälter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennsichnet, daß die beiden Teile des Außengehäuses in einem Einlaß- bzw. Auslaßstutzen Übergehen.
10. Konverterbehälter nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daB in der Katalysaiorkammer ein Zusatzbehälter fUr noch nicht gebrauchte Katalysatormasse vorgesehen ist.
11. Konverterbehälter nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß

der Konverterbehälter an die Abgasleitung einer Brennkraftmaschine ange- λ

schlossen ist.

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