DE2242888B2 - Vorrichtung zur Abgasentgiftung von Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgasentgiftung von Verbrennungsmotoren mit Hilfe von körnigen Katalysatoren, bestehend aus einem geschlossenen Behälter mit Abgaseintrittsstutzen und Reingasaustrittsstutzen, wobei sich im Behälter ein oder mehrere Katalysatorbetten befinden, die durch eine Spanneinrichtung mit Federelement verspannt sind.

Es sind eine Reihe von Katalysatoren bekannt, welche die Abgase von Verbrennungsmotoren in unschädliche Form überführen. Diese Katalysatoren werden in der Regel in körniger Form, beispielsweise pelletisiert oder als Preßlinge, als sog. Schüttbett-Katalysatoren eingesetzt.

Schüttbett-Katalysatoren sind wegen der am Verbrennungsmotor herrschenden Bedingungen in bezug auf den Temperaturwechsel und auf die mechanischen Erschütterungen starker Beanspruchung ausgesetzt. Dadurch wird ein starker Abrieb hervorgerufen, welcher zu unvertretbar hohen Katalysatorverlusten führt. Es ist daher erforderlich, die Katalysator-Schüttbetten so den Abgasen auszusetzen, daß sie keine den Abrieb bewirkenden Bewegungen ausführen können. Beim Einbringen des körnigen Katalysators in einen metallischen Behälter muß darüber hinaus der andere thermische Ausdehnungskoeffizient des Katalysators berücksichtigt werden.

Eine Vorrichtung der eingangs angeführten Gattung ist durch die US-PS 3197287 bekannt. Hier befindet sich der körnige Katalysator in einem durch zwei konzentrisch zueinander angeordnete perforierte Hülsen gebildeten Ringraum. Der. Ringraum ist an seinem einen Ende starr verschlossen, während an seinem anderen Ende eine durch Schraubenfedern bela-' stete Ringscheibe angeordnet ist. Da der Ringraum sich in einem zylindrischen Behälter befindet, welcher unter anderem Einrichtungen zum Zuführen der Abgase des Verbrennungsmotors, zum Einführen von Sekundärluft sowie zum Abführen von umgesetztem Gas aufweist, sind auch die auf die Ringscheibe drükkenden Federn Temperaturen bis 1000° C ausgesetzt, so daß sie in kurzer Zeit ihre Federkraft einbüßen, wodurch die zur Verhinderung einer Scheuerbewegung erforderliche Pressung auf den kömigen Kataly-

'"' fätor nicht mehr gegeben ist.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß die Pressung auf das Katalysatorbett im Betrieb zuverlässig

-¹» erhalten bleibt.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Federelement außerhalb des Innenraumes des Behälters in der Weise angeordnet ist, daß es von der im Behälter herrschenden Betriebstemperatur im we-

-> sentlichen unbeaufschlagt bleibt.

Zwar ist schon eine Vorrichtung der eingangs angeführten Gattung bekannt, bei der das Federelement außerhalb des eigentlichen Katalysatorbehälters angeordnet ist. Hier ist jedoch das Federelement im

«ι Oberteil eines Katalysator-Vorratsraumes angeordnet, der mit dem Behälterinnenraum über eine Verbindung einen einheitlichen Gasraum bildet, was bedeutet, daß auch dieses Federelement im wesentlichen der im Behälter herrschenden Betriebstemperatur

i> ausgesetzt ist.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann wahlweise noch dadurch ausgestaltet sein, daß

a) die Spanneinrichtung neben dem Federelement eine Schubstange und ein ('egenlager umfaßt,

4Ii wobei das sich am Gegenlager abstützende Federelement die Schubstange auf das Katalysatorbett drückt;

b) das Federelement eine Schraubenfeder ist;

c) das Federelement eine Blattfeder ist;

4> d) die Blattfeder aus einem oder mehreren Federdrähten besteht.

Die die Pressung des Katalysatorbettes bewirkenden Federn sind außerhalb des von heißen Gasen erfüllten Behälterinnenraumes angeordnet. Da sie des- ~>i> wegen kalt bleiben, werden ihre mechanischen Eigenschaften nicht verändert, so daß eine konstante Pressung des Katalysatorbettes gewährleistet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch im Längs- -■>-■> schnitt dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung mit zwei scheibenförmigen Katalysatorbetten und zwei Spanneinrichtungen,

Fig. 2 eine Vorrichtung mit zwei scheibenförmigen Katalysatorbetten und einer Spanneinrichtung, hi) Fig. 3 eine Vorrichtung mit einem zylinderförmigen Katalysatorbett und einer über einen Hohlkeil wirkenden Spanneinrichtung,

Fig. 4, S und 7 eine Vorrichtung mit einem als Hohlzylinder gestalteten Katalysatorbett und einer μ Spanneinrichtung,

Fig. 6 eine Vorrichtung mit einem U-förmigen Katalysatorbett und einer Spanneinrichtung.

Ein geschlossener Behälter 1 weist einen Abgas-

eintrittsstutzen 2 und einen Reingasaustrittsstutzen 3 sowie gegebenenfalls einen Eintrittsstutzen 4 für Sekundärluft auf. Im Behälter 1 sind ein oder mehrere Katalysatorbetten 5 angeordnet, die gegebenenfalls durch Distanzhalter 6 voneinander getrennt sind.

Außerhalb des Behälters 1 befinden sich Spanneinrichtungen 7. Eine Spanneinrichtung 7 besteht aus einer Schubstange 9, einem Federelement 10, 11 und einem Gegenhger 8. Die Schubstange 9 ist durch den Boden des Behälters 1 mittels einer zentrischen Durchführung 15, beispielsweise einer mit Labyrinthdichtung versehenen Hülse, hindurchgeführt und trägt außerhalb des Behältrs 1 eine Mutter 14.

Nach den Fig. 1 bis 6 durchdringt die Schubstange 9 außerhalb des Behälters 1 ein sie umgebendes, als Bügel ausgestaltetes Gegenlager 8. Zwischen dem Gegenlager 8 und der Mutter 14 befindet sich auf der Schubstange 9 eine Schraubenfeder 10.

Nach Fig. 7 besteht das Gegenlager aus Zugstangen 13 und beweglichen Lagern 12. Die Zugstangen 13 sind mit den am Boden des Behälters 1 befestigten beweglichen Lagern 12 und mit einer Blattfeder 11 verbunden. Die Blattfeder 11 ist von der Schubstange 9 durchdrungen.

Nach den Fig. 1 und 2 überträgt die Schubstange 9 die Federkraft über gasdurchlässige Druckplatten 17 auf das Katalysatorbett 5.

Nach Fig. 3 überträgt die Schubstange 9 die Federkraft auf einen Hohlkeil 16, welcher seinerseits an ei-

"' ner gasdurchlässigen Druckplatte 17 des Katalysatorbettes S anliegt.

Nach den Fig. 4 bis 7 überträgt die Schubstange 9 die Federkraft auf gasundurchlässige Druckringe 18, weil die gasdurchlässigen Wände des Katalysatorbet-

¹"' tes 5 im wesentlichen quer zu den Druckringen verlaufen.

Flächenpressungen von 0,2 bis 2 kg/cm², welche zum Erreichen eines kleinen Abriebes am Katalysator erforderlich sind, können auf diese Weise erzielt wer-

-*> den.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Abgasentgiftung von Verbrennungsmotoren mit Hilfe von körnigen Katalysatoren, bestehend aus einem geschlossenen Behälter mit Abgaseintrittsstutzen und Reingasaustrittsstutzen, wobei sich im Behälter ein oder mehrere Katalysatorbetten befinden, die durch eine Spannneinrichtung mit Federelement verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10,11) außerhalb des Innenraums des Behälters (1) in der Weise angeordnet ist, daß es von der im Behälter herrschenden Betriebstemperatur im wesentlichen unbeaufschlagt bleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (7) neben dem Federelement (10,11) eine Schubstange (9) und ein Gtgenlager (8) umfaßt, wobei das sich am Gegenlager abstützende Federelement die Schubstange auf das Katalysatorbett (5) drückt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federeiement (10) eine Schraubenfeder ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (11) eine Blattfeder ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder aus einem oder mehreren Federdrähten besteht.