DE2102255B2 - Katalytische Nachverbrennungseinrichtung für die Auspuffgase von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

mer begrenzenden Wände der Katalysatoraufnahme-

50 kammer lose ineinandersteckende Gehäuse, die sich

Die Erfindung betrifft eine katalytische Nachver- bei Temperaturveränderungen ungehindert gegenein-

brennungseinrichtung für die Auspuffgase von Brenn- ander verschieben können, was die Lebensdauer der

kraftmaschinen mit einem länglichen, an jeder Seite ganzen Anlage erheblich erhöht,

mit je einem Gasanschlußrohr versehenen Gehäuse, Der Erfindungsgedanke läßt die verschiedensten

in welchem symmetrisch zu dessen Längsachse ein 55 Ausführungsmöglichkeiten zu. Eine hiervon ist in der

im Längsschnitt V-förmiger, doppelwandiger, die Zeichnung wiedergegeben, und zwar zeigt

Katalysatormasse aufnehmender Hohlkörper mit gas- F i g. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen

durchlässigen parallelen Wänden untergebracht ist, Nachverbrennungseinrichtung, teilweise im Schnitt,

der mit seinem weiten Ende an einer Kopfseite des F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 durch

Gehäuses anliegt und mit seiner Spitze frei in dieses 60 Fig. 1,

hineinreicht. Bei solchen, durch die USA.-Patent- Fig. 3 eine Draufsicht auf Fig. 1, teilweise im

schrift 3 113 000 bekanntgewordenen Nachverbren- Schnitt, und

nungseinrichtungen wird die Katalysatoraufnahme- F i g. 4 und 5 perspektivische Ansichten von Einkammer aus zwei ebenen, gelochten, zueinander ge- zelteilen für die Bildung der V-förmigen Katalysatorneigten Platten gebildet, die sich über die volle Breite 65 aufnahmekammer.

des äußeren Gehäuses hinwegerstrecken und zwischen Wie in der Zeichnung dargestellt, gelangt ein läng-

sich die Katalysatormasse aufnehmen und in die par- iiches rohrförmiges, im Querschnitt ovales oder ellip-

allel zueinander angeordnete Siebtrichter hineinrei- tisches Gehäuse 1 zur Anwendung, welches in der

einen Kopfwand 3 einen Abgaseinlaß 2 und in der Die Abmessungen der die Katalysatorkammer bilgegenüberliegenden Kopfwand 5 einen Abgasauslaß 4 denden Gehäuseteiie 6 und 9 sma so gewann, aaö aufweist Im Inneren dieses Gehäuses ist symmetrisch sich beide leicht mit Decke und Boden aneinander zur Längsachse eine im wesentlichen Y-förmige oder anliegend ineinanderschieben ^^χη ™^{α Deiae} 8^e" keilförmige, sich in der Gasdurchsüömrichtung ver- 5 meinsam im ovalen Gehäuse 1 Platz ünden. jungende Katalysatoraufnahmekammer 11 vorgese- Durch die V-Form der Katalysatoraufnahmekamhen, deren Form am besten aus den Fi g. 3 bis 5 mer 11 wild im Gehäuse 1 eine mit dem traseinlaB-erkennbarist stutzen2 in offener Verbindung stehende Gaserntatts-Sie wird gebildet aus zwei lose ineinander^esteck- kammer 15 abgeteilt, während der hinter der Katalyten Gehäuseteilen 6 und 9, die jeweils einen im im- io satoraufnahmekammer 11 im Gehäuse lverDieiDenae durchläf sigen flachen Boden und eine undurchlässige Raum die Gasaustrittskammer 16 darstellt, die in den flache Decke aufweisen. An den Seiten hingegen ist Gasaustrittsstutzen 4 übergeht. _K - κ _v der äußere Gehäuseteil 6 durch nach außen gewölbte Wie F i g. 3 zeige, ist die oben beschriebene Kata-Seitenwände 7 und der innere Gehäuseteil 9 durch lysatoraufnahmekammer 11 so in das (jenause l einnach außen gewölbte durchlässige Wandungen i.C be- 15 gesetzt, daß sie sich mit der erwähnten ν-±<οπη an grenzt Üblicherweise bestehen Decke, Boden und die Kopfwand 3 anschließt. In dieser kann eine ver-Seitenwände aus feuerbeständigem Blech. Die Seiten- schließbare EinfüUöffnung 17 fur die Katalysatorwände 7 und 10 sind mit Durchbrechungen, wie Boh- masse vorgesehen sein. Die Abgase der Brennkrattrungen, Schlitze 8 od. dgl., versehen. Sie können aber maschine strömen über den Stutzen 2 in die Kammer auch aus Drahtgeflecht, einem Gitter, Sieb od. dgl. ao 15 ein. Der Gasstrom gelangt in eine Zone mit sicü bestehen, damit die Abgase ohne nennenswerten Wi- verminderndem Querschnitt, wobei eine Autteiiung derstand hindurchgelassen werden. Der zwischen den und ein Hindurchführen der Gase durch die durctt-Seitenwänden 7 des äußeren Gehäuseteiles 6 und den lässigen Wandungen 10 und 7 der einander gegen-Seitenwänden 10 des inneren Gehäuseteiles 9 verblei- überliegenden Schenkel des sich in üurcnstromncnbende freie Raum büdet die Katalysatoraufnahme- a₅ tung verjüngenden Katalysatorraums 11 ertolgt Uakammer 11, die mit einer der üblichen Katalysator- bei gelangt der Gasstrom zunächst beim Hindurcütntt massen ausgefüllt wird, d. h. mit Massen, die eine durch die Wandungen 10 mit der kleineren Übergroße Oxydationsfähigkeit aufweisen und eine wirk- fläche des Katalysatorbetts in Berührung, woraus sicn same Oxydation der zu behandelnden Abgase ge- optimale Bedingungen für den Beginn der katalywährleisten. Dies können beispielsweise Metalle sein 30 tischen Reaktion ergeben. Die sich hierbei entwikder Gruppen I, V, VI und VIII des periodischen kelnde intensive Hitze breitet sich von der bmlali-Systems, insbesondere Kupfer, Chrom, Eisen, Kobalt, seite her über das gesamte V-förmige Katalysatorbett Nickel und/oder bestimmte Edelmetalle, wie z. B. SiI- aus, was eine höhere Wirksamkeit der katalytischen ber, Platin, Palladium usw. oder Kombinationen mit Oxydation und damit eine schnelle Aulneming der anorganischen feuerfesten Oxyden, wie z.B. Alumi- 35 gesamtenNachverbrennungseinnchtungzurtolgenat. nium, Aluminiumsilikate, Aluminiumzirkon, Thor- Selbstverständlich ist es auch möglich, die; beiden alurnin, Boralumin usw. einander gegenüberliegenden Schenkel des V-formigen Wie die Fig. 1, 2 und 4 zeigen, ist über dem in- Katalysatorraums über ihre Länge hinweg ungleichneren Gehäuseteil 9 durch eine auf dessen Deckfläche mäßig dick bzw. breit auszuführen, so daß beispieisaufgebrachte Platte 12 unterhalb der Decke des Ge- 40 weise das Katalysatorbett in seiner Dicke zunehmen häuseteils 6 ein Vorratsraum 14 für zusätzliche Kata- kann, was für bestimmte Betnebsverhaltnisse zwecklysatomasse abgeteilt. Dabei sind an der Platte 12 mäßig ist. Das Außengehäuse kann ebensogut auch am Rand entlang Bohrungen 13 vorgesehen, durch rechteckig oder in einer anderen, dem jeweiligen Verdie die Katalysatorteilchen aus dem Vorratsraum 14 wendungszweck angepaßten Weise ausgeführt und in die eigentliche Katalysatoraufnahmekammer 11 45 notfalls zusätzlich mit emem Resonator oder emem nachrutschen können. Auspufitopf verbunden sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 chen, deren Innenraiim in die Gasaustrittskammer Patentansprüche: übergeht. Der Gasdurchtritt erfolgt von außen nach innen. Da die Gasdurchtrittsfläche auf der Anström-

1. Katalytische Nachverbrennungseinrichtung sehe erheblich größer ist als auf der erheblich heißefür die Auspuffgase von Brennkraftmaschinen 3 ren Abströmseile, muß eine verhältnismäßig lange mit einem länglichen, an jeder Kopfseite mit je Anlaufzeit in Kauf genommen werden, bis der Kataeinem Gasanschlußrohr versehenen Gehäuse, in lysator heiß genug wird, was bei aosatzweisem Btwelchem symmetrisch zu dessen Längsachse ein trieb der Brennkraftmaschine besonders nachteilig ist im Längsschnitt V-förmiger, doppelwandiger, die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nachverbren-Katalysatormasse aufnehmender Hohlkörper mit io nungseimichtung mit kürzester Anlaufzeit zu schafgasdurchlässigen parallelen Wänden untergebracht fen, bei der die Katalysatormasse so schnell aufgeist, der mit seinem weiten Ende an einer Kopf- heizt wird, daß auch bei stoßweisem Betneb eine seite des Gehäuses anliegt und mit seiner Spitze rasche und vollkommene Nachverbrennung der Ausfrei in dieses hineinreicht, dadurchgekenn- puffgase erfolgt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch zeichnet, daß der die Katalysatoraufnahme- 15 erreicht, daß der die Katalysatoraufnahmekammer kammer (11) bildende Hohlkörper sich in allge- bildende Hohlkörper sich in allgemeiner Gasdurchmeiner Gasdurchströmrichtung verjüngt, innere, strömrichtung verjüngt, innere, gasdurchlässige Seigasdurchlässige Seitenwände (10) und äußere gas- tenwände und äußere gasdurchlässige Seitenwände durchlässige Seitenwände (7) mit am Gehäuse (1) mit am Gehäuse dichtend anliegenden Rändern aufdichtend anliegenden Rändern aufweist, eine mit so weist, eine mit einem Gaseintrittsstutzen versehene einem Gaseintrittsstutzen (2) versehene Gasein- Gaseintrittskammer umhüllt und eine mit einem Gastrittskammer (15) umhüllt und eine mit einem austrittsstutzen versehene Gasaustrittskammer innen Gasaustrittsstutzen (4) versehene Gasaustrittskam- begrenzt. Im Gegensatz zu der bekannten Nachvermer (16) innen begrenzt. brennung^einrichtung erfolgt der Gasdurchtritt vom

2. Nachverbrennur.gseinrichtung nach An- 25 Innenraum der Katalysatorkammer aus nach außen, spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gas- Die Auspuffgase treffen dabei auf die kleinere innere durchlässigen Seitenwände (7, 10) perforiert und Oberfläche der Katalysatorkammer und sorgen hier nach außen gewölbt sind. für eine schnelle Aufheizung der anliegenden Kata-

3. Nach Verbrennungseinrichtung nach An- lysatormasse, die sich dann auf die gesamte Masse spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 30 ausbreitet.

gasdurchlässigen Seitenwände (7, 10) jeweils Vorzugsweise sind die gasdurchlässigen Seitendurch ebene Wände verbunden sind, die unter wände der Kammer perforiert und nach außen gegegenseitiger Wärmedehnmöglichkeit aneinander wölbt. Zweckmäßig sind sie jeweils durch ebene anliegen. Wände verbunden, die unter gegenseitiger Wärme-

4. Nachverbrennungseinrichtung nach einem 35 dehnmöglichkeit aneinander anliegen.

der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, Mit besonderem Vorteil hat das Gehäuse ovalen

daß das Gehäuse (1) ovalen Querschnitt hat. Querschnitt. Ein Kaialysatorvorratsraum ergibt sich,

5. Nachverbrennungsvorrichtung nach einem wenn die äußeren gasdurchlässigen Seitenwände der der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, Kammer mit Abstand zu ihrer oberen Verbindungsdaß zur Bildung eines Katalysator-Vorratsraumes 40 wand durch eine weitere Wand verbunden sind, die (14) die äußeren gasdurchlässigen Seitenwände (7) im Bereich der Katalysatoraufnahmekammer Nachmit Abstand zu ihrer oberen Verbindungswand füllöffnungen für Katalysatorteilchen aufweist und an durch eine weitere Wand (12) verbunden sind, die der die obere Verbindungswand der inneren gasim Bereich der Katalysatoraufnahmekammer (11) durchlässigen Seitenwände anliegt.
Nachfüllöffnungen (13) für Kataiysatorteilchen 45 Um Verformungen zu vermeiden, können die aufweist und an der die obere Verbindungswand ebenen Wandteile zweckmäßig mit Rippen oder ähnder inneren gasdurchlässigen Seitenwände anliegt. liehen Versteifungen versehen sein. Andererseits bilden die die Gaseintrittskammer und Gasaustrittskam-