DE2444596A1 - Katalytischer reaktor fuer auspuffanlagen von brennkraftmaschinen - Google Patents

Katalytischer reaktor fuer auspuffanlagen von brennkraftmaschinen

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Description

  • Katalytischer Reaktor für Auspuffanlagen von Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen katalytischen Reaktor für Auspuffanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem Katalysatorträger, einer elastischen Halterung für den Katalysatorträger und einem Gehäuse.
  • Zur Reinigung von Abgasen, insbesondere von Autoabgasen werden katalytische Reaktoren verwendet, die Katalysatorträger aufweisen, die eine Umwandlung von schädlichen Bestandteilen des Abgases tn ungefährliche Komponenten ermöglichen. Eine besondere Schwierigkeit für die Verwendung von katalytischen Reaktoren zur Entgiftung von Autoabgasen besteht bei der Lagerung der Katalysatorträger. Durch die beim Fahren des araftfahrzeuges auftretenden Stöße und durch Vibrationen werden die Katalysatorträger mechanisch stark beansprucht, so daß es zu einer raschen Zerstörung der Katalysatortrager kommen kann.
  • Es sind bereits elastische Ezalterungen für Katalysatorträger bekannt geworden. Dabei ist ein keramischer Katalysatortrager in einem IIetallgehäuse untergebracht, wobei zwischen dem Katalysatorträger und dem Gehäuse eine Wärmeisoliermasse, beispielsweise feuerfeste Ziegel, angebracht ist. Mit einer metallfeder wird ein Druck auf diese Isoliermasse ausgeübt, so daß der Katalysatorträger gehalten wird.
  • Derartige Halterungen sind jedoch nicht elastisch genug und der auf den Katalysatorträger ausgeübte Druck ist nicht gleichmäßig genug verteilt, so daß auch bei einer derartigen Anordnung eine allmTnliche mechanische Zerstörung des Katalysatorkörpers auftritt (US-Patentscnrift 3 441 382).
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen katalytischen Reaktor für Auspuffanlagen von Brennkraftmaschinen zu entwickeln, dessen Katalysatorträger so gelagert ist, daß eine mechanische Zerstörung durch Vibrationen weitgehend ausgeschlossen ist. Dabei soll der katalytische Reaktor einfach in seinem Aufbau sein und zweckmäßig und damit kostengünstig herzustellen sein.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als elastische Halterung und/oder Gehäuse für den Katalysatorträger ein Wellrohr vorgesehen ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen: Fig. 1 die Halterung von scheibenförmigen Katalysatorträgern in einem Wellrohr, das von einem Gehäuse umgeben ist, Fig. 2 die Halterung von scheibenförmigen Katalysatorträgern in einem Wellrohr, das gleichzeitig das Gehäuse des katalytischen Reaktors bildet, Fig. 3 die Halterung eines monolitischen Katalysatorträgers, Fig. 4 die Halterung eines monolitischen Katalysatorträgers mit Wellrohrstreifen und Wellrohrabschnitten, Fig. 5 die Halterung eines Katalysatorträgers mit Wellrohrsigmenten und -Fig. 6 eine Spannvorrichtung für ein Wellrohr, das einen Bogen bildet.
  • In Fig. 1 sind Katalysatorträger 10 dargestellt, die scheibenförmig ausgebildet sind. Dabei sind die scheibenförmigen Katalysatorträger in Rippen 11 eines Wellrohres 12 eingesetzt. Das Wellrohr 12 ist mit dem scheibenförmigen Katalysatorträgern 10 in ein Gehäuse 13 des katalytischen Aktors eingesetzt, daß einen Einlaufstutzen 14 und einen Auslaßstutzen 15 für das Abgas aufweist. Durch entsprechende Wahl der Länge des Wellrohres 12 und der Länge des Gehäuses 13 kann das Wellrohr 12 mit einer Vorspannung in dem Gehäuse 13 gelagert werden, so daß die Rippen des Wellrohres bei 16 fest an den scheibenförmigen Katalysatorträgern 10 anliegen und diese festhalten.
  • In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines katalytischen Reaktors dargestellt, das im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 entspricht. Die scheibenförmigen Katalysatorträger 10 sind in die Rippen 11 des Wellrohres 12 eingesetzt. Dabei bildet das Wellrohr 12 gleichzeitig das Gehäuse des katalytischen Reaktors, wobei die Wand des Wellrohres 12 in den Einlaufstutzen 14 bzw. in den Aus daß stutzen 15 übergeht.
  • Der Katalysatorträger kann auch, wie in Fig. 3 dargestellt, als Monolith ausgebildet sein. Dieser Monolith 16 ist in einem Gehäuse 17 des katalytischen Reaktors untergebracht, das einen Einlaßstutzen 18 und einen Auslaßstutzen 19 aufweist. Der lIonolith ist dabei über ein Wellrohr 20 gegen die Mantelfläche des Gehäuses 17 abgestützt. Zur Abstützung des Monolithen 16 gegen die Stirnflächen 21 und 22 des Gehäuses sind Wellrohrpakete 23 bzw. 24 vorgesehen. Die Wellrohrpaktete 23 und 24 können dabei ringförmig ausgebildet sein, es können aber auch einzelne Abschnitte bzw. Ausschnitte eines Wellrohres verwendet werden. Zweckmäßerigefleise werden die Wellrohrpakete 23 bzw. 24 von ilalteblechen 25 umfaßt, mit deren Hilfe die Wellrohrpakete 23 bzw. 24 an dem Monolithen 16 abgestützt werden können.
  • In -Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Halterund eines monolithischen Katalysatorträgers 16 dargestellt.
  • Der monolithische Katalysatorträger 16 ist dabei mit Halteblechen 26 und 27 versehen. Wellrohrpakete 23 und 24 sind dabei zwischen das Halteblech 26 und die Stirnfläche 21 des Gehäuses 17 eingespannt. Damit ist der monolithische Katalysatorkörper elastisch an den Stirnflächen 21 bzw. 22 abgestützt. Zwischen die Haltebleche 27 und die Mantelfläche des Katalysatorgehäuses 17 sind Wellrohrringe oder Wellrohrausschnitte 28 geklemmt, mit denen der monolithische Satalyz satorkörper 16 gegen die Mantelfläche des KataJysatorgehRuses 17 abgestützt ist In Fig. 5 ist in einer Schnittdarstellung gezeigt, daß anstelle eines geschlossenen Wellrohres WellrohrsegmEnte 29 zur Lagerung des Katalysatorträgers verwendet werden können. Dabei können sowohl scheibenförmige Katalysatorträger als auch monolithische Katalysatorträger entsprechend den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 4 gelagert werden.
  • In Fig. 6 ist ein Wellrohr dargestellt, das über Spannvorrichtungen 30 bzw. 31 so vorgespannt werden kann, daß das Wellrohr einen leichten Bogen beschreibt. Dies ist für verschiedene Anwendungsfälle mit schlechten Einbauverhältnissen besonders zweckmäßig. Dabei erhält das Wellrohr auf der einen Seite bei 30 eine stärkere axiale Vorspannung als auf der anderen Seite bei 31.
  • Eine besonders gute und elastische Lagerung des Katalysatorträgers ergibt sich dann, wenn das Wellrohr oder die Wellrohrringe oder die Wellrohrsegmente mit dem Gehäuse des katalytischen Reaktors luftdicht verbunden sind. Dies kann beispielsweise durch Schweißen geschehen.
  • Dadurch entsteht zwischen dem Wellrohr und dem Katalysatorgehäuse ein Luftpolster, das eine zusätzliche elastische Halterung für den Katalysatorträger ergibt.
  • Das in den Fig. 1 bis 4 und 6 gezeigte Wellrohr kann beliebige Formen aufweisen, es muß nur darauf geachtet werden, daß die Rippen des Wellrohres so gestaltet sind, daß keine scharfen Kanten auf den Katalysatorträgern beispielsweise nach Fig. lund 2 aufliegen und dadurch zur Zerstörung der Katalysatorträger führen können.

Claims (8)

Ansprüche
1. Katalytischer Reaktor für Auspuffanlagen von Brennkraftmasehinen, mit einem Katalysatorträger, einer elastischen Halterung für den Katalysatorträger und einem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß als elastische Halterung und/ oder als Gehäuse für den Katalysatorträger ein Wellrohr (12, 20, 23, 24, 29) vorgesehen ist.
2. Katalytischer Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysatorträger (lo) scheibenförmig ausgebildet ist und in Rippen (11) des Wellrohres (12) eingesetzt ist.
3. Katalytischer Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr (12) in axialer Richtung zur Fixierung der scheibenförmigen Katalysatortrger (lo) vorgespannt ist.
4. Katalytischer Reaktor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr (12) bogenförmig vorgespannt ist.
5. Katalytischer Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysatorträger (16) über Wellrohrstreifen und/oder Wellrohrabschnitten (23, 24, 28) gegen die Mantelfläche (17) und die Stirnfläche (21, 22) des Reaktorgehäuses abgestützt ist.
6. Katalytischer Reaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysatorträger (16) mit Halteblechen (25, 26, 27) versehen ist, wobei zwischen den Halteblechen (25, 26, 27) und der Man1;elfläche sowie der Stirnfläche des Re akt orgehäuses Wellrohrstreifen und/oder Wellrohrabschnitte (23, 24, 28) eingespannt sind.
7. Katalytischer Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysatorträger (lo, 16) von Wellrohrsegmenten (29) gehalten ist.
8. Katalytischer Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das federnd zwischen dem Katalysatorträger (lo, 16) bzw. den Halteblechen (25,26,27) und dem Gehäuse eingespannte Wellrohr (12, 20) bzw. Wellrohrteil (23, 24, 29) luftdicht mit dem Gehäuse (13, 17) verbunden ist.
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