DE2429002A1

DE2429002A1 - Abgasreaktor

Info

Publication number: DE2429002A1
Application number: DE2429002A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Linder; Helmut Maurer; Guenter Dipl Ing Dr Woessner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-06-15
Filing date: 1974-06-15
Publication date: 1976-01-08

Description

Anlage zur Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Abgasreaktor Die Erfindung betrifft einen Abgasreaktor, insbesondere für Brennkraftmaschinen mit einem rohrförmigen, mindestens einen längsdürchströmbaren Reaktoreinsatz aufnehmenden Gehäuse und einem zu der im Querschnitt kleineren Abgaszuleitung führenden, insbesondere konischen Verbindungsstutzen.
Bei den meisten bekannten Ab gas reaktoren erfolgt der Abgasschadstoffabbau infolge der ungleichen Anströmung des Reaktoreinsatzes ungleichmäßig. Einerseits wird dadurch der Katalysatoreinsatz in dem Abschnitt, der voll von der Abgasströmung getroffen wird, stärker abgenutzt als in den anderen Abschnitten. Andererseits wird das Abgas in diesen voll getroffenen Abschnitten weniger gut behandelt als in den anderen. Dies wirkt sich besonders bei dynamischem Motorbetrieb, z.B. bei raschen Gaswechseln, nachteilig aus, insbesondere wenn der Abgasstrom in einem scharfen engen Strahl in etwa des Querschnitts der Abgaszuleitung auf den Einsatz trifft. Wegen der ungleichmäßigen Beanspruchung muß, obwohl große Abschnitte nahezu unverbraucht sind, der gesamte Einsatz ausgetauscht werden. Eine optimale tiutzung des Kontaktmaterials liegt immer erst dann vor, wenn die thermischen Bedingungen über dem gesamten Einsatz und bei jedem Betriebszustand konstant sind.
Bei einem bekannten Abgasreaktor ist ler Reaktoreinsatz trennwandartig im Gehäuse entweder diagona:', In Form eines sich in Strömungsrichtung verengenden Trichtes, oder zylindrisch mit gesperrter Stirnseite angeordnet. Di Gasaufteilung auf den Reaktorquerschnitt ist zwar hierbei wesentlich verbessert, ist jedoch mit einem Energieverlust verbttlden, weil die Gase mehrfach stark umgeleitet werden müssen. dieser Energieverlust wirkt sich in erhöhtem Kraftstoffverbrauch aus, einem Nachteil, der in Zukunft an Bedeutung zunehmen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgasreaktor der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem ohne nachteilige Strömungsverluste eine gleichmßige Durchströmung des ganzen Einsatzquerschnittes erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Verbindungsstutzen mindestens ein sich in Strömungsrichtung vergröRernder Luftleittrichter angeordnet ist, der den Abgasstrahl auseinanderzieht und damit gleichmäßiger auf die Reaktorstirnfläche verteilt.
Gemaß einer Ausgestaltung der Erfindung mit selbständigem erfinderischem Charakter ist um den Verbindungsstutzen ein Ringraum angeordnet, der über insbesondere gleichmäßig angeordnete Öffnungen mit dem Inneren des Stutzens und durch eine Abgasrückführleitung mit dem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbunden ist. Aufgrund der vom Saugrohr her abgezogenen Abgase wird der Abgasstrahl auseinandergezogen, um die genannte Aufgabe zu lösen.
In der Zeichnung sind vier verschiedene Ausführungsbeispiele von in Verbindungsstutzen angeordneten Luftleittrichtern dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigen: Fig. 1 bis 3 verschiedene Luftleittrichterformen, Fig. Lt eine Ausführung mit Abgasrückführung.
Eine von einem nicht dargestellten Motor herführende Abgasleitung 1 mündet in einen inen Verbindungsstutzen 2, der zu einem Reaktorgehäuse 3 führt. In dem Reaktorgehäuse 3 ist ein Reaktoreinsatz 4 angeordnet, der als Thermoreaktcr oder als Katalysator ausgebildet sein kann. Abgasrohr 1, Reaktorgehäuse 3 und Reaktoreinsatz 4 sind nur teilweise dargestellt. Die Abgase strömen in Pfeilrichtung in den {erbindungsstutzen 2 und von dort auf den Reaktoreinsatz 4. Um eine möglichst gleichmäßige Anströmung der Stirnfläche 5 des Reaktoreinsatzes 4 zu erhalten, sind im Verbindungsstutzen 2 Luftleittrichter 6 angeordnet. Insbesondere ein scharfer Abgasstrahl wird dadurch auseinandergezogen und gleichmäßiger auf die Stirnfläche 5 verteilt.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kontur des Trichters in Form eines Stromliniendiffusors. Der Stromliniendiffusor hat den Vorteil, daß die an der Wand entlangströmenden Gase sich nicht lösen, so daß keine Wirbel entstehen. Es erfolgt lediglich eine Abnahme der Dichte des Gases mit zunehmender Aufweitung des Trichters. Eine besonders günstige Strömung wird erreicht, wenn die Flächenanteile der einzelnen Ringkammern 7 mit zunehmender Aufweitung konstant bleiben, da dadurch eine gleichmäßige Druckänderung des Abgases und damit gleichmäßige Weiterströmung nach Austritt aus dem Trichter 6 erreicht wird.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Trichter 6' vom letzten Abschnitt des Abgasrohres 1 bis zur Stirnseite 5 des Reaktoreinsatzes, um eine klare Zwangsaufteilung de; Abgases zu erreichen.
Bei dem in Fi. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Lufttrichter fj'l;öcher 8 angeordnet, durch die in der Art einer Strahlpumpe die Abgase nach außen gezogen werden (Coanda-Effekf Bei dem Beispiel nach Fig. 4 wird das Auseinanderziehen der Abgase durch minen Lochtrichter 6"' erreicht, der wie bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel Löcher 8' enthält, wobei zwischen dem Gehause des Verbindungsstutzens 2 und diesem Trichter 6"'ein Hohlraum 9 entsteht, der zum Inneren des Verbindungsstutzens 2 durch die Löcher 8 eine Verbindung hat. Dieser Ringraum 9 ist durch eine Abgasrückführleitung 10 mit einem Saugrohr 11 der nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden. In dieser Abgasrückführleitung ist eine verstellbare Drossel 12 angeordnet. Der Unterdruck im Saugrohr 11 überträgt sich durch die Leitung 10 in den Ringraum 9, so daß aus dem Verbindungsstutzen 2 durch die Löcher 8 Abgas abgesaugt wird, was wiederum bewirkt, daß der aus dem Abgasrohr 1 in den Verbindungsstutzen 2 eintretende Abgasstrahl auseinandergezogen wird, um somit gleichmäßiger auf die Stirnseite 5 des Reaktoreinsatzes 4 zu treffen.

Claims

Ansprüche

Abgasreaktor, insbesondere fü Brennkraftmaschinen mit einem rohrförmigen, mindestens einen längsdurchströmbaren Reaktoreinsatz aufnehmenden Gehäuse und einem zu der im Querschnitt kleineren Abgaszuleitung führenden insbesondere konischen Verbindungsstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsstutzen (2) mindestens ein sich in Strömungsrichtung vergrößernder Luftleittrichter (6, 6', 6", 6"') angeordnet ist.
2. Abgasreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (6') mit seinem erweiterten Abschnitt bis unmittelbar zum Reaktoreinsatz (4) verläuft.
3. Abgasreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (6) Stromlinienkontur aufweist.
4. Abgasreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Trichter (6, 6') koaxial zueinander angeordnet sind und daß die Flächenanteile bei der Aufweitung der gebildeten Ringkanäle (7) konstant bleiben.
5. Abgasreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand des Trichters (6") Bohrungen (8) angeordnet sind.
6. Abgasreaktor insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, aaß um den Verbindungsstutzen (2) ein Ringraum (9) angeordnet ist, der über ins; besondere gleichmäßig angeordnete Öffnungen (8') mit dem Inneren des Stutzens (2) und durch eine AbgasrUckfUhrleitung (10) mit dem Saugrohr (11) der Brennkraftmaschine verbunden ist.