DE2613452A1

DE2613452A1 - Catalytic after combustion reactor - has inlet cone with uniformly distributed holes for exhaust gases

Info

Publication number: DE2613452A1
Application number: DE19762613452
Authority: DE
Inventors: Joerg Dr Ing Abthoff; Dag-Harald Dip Huettebraeucker; Reiner Kreeb; Hans-Dieter Dipl Ing Schuster
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1976-03-30
Filing date: 1976-03-30
Publication date: 1977-10-13
Also published as: JPS52119717A

Abstract

An after combustion reactor with a catalyst for the exhaust gases of i.c. engines consists of an oval housing with a short divergent inlet piece. A conical insert in the latter has perforations to ensure a uniform distribution of the exhaust gases over the whole cross-sectional area. The uniform flow of the exhaust gases through the catalyst results in an optimum efficiency of the catalytic action.

Description

Nachverbrennungsanlage mit einem Katalysator, Post-combustion system with a catalytic converter,

insbesondere für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Nachverbrennungsanlage mit einem Katalysator, insbesondere für Brennkraftmaschine, der in einem vorzugsweise ovalen Gehäuse mit einem verhältnissmäßig Kurzen Einlaufstutzen untergebracht ist. especially for internal combustion engines The invention relates to an afterburning system with a catalytic converter, especially for an internal combustion engine, in a preferably oval housing with a relatively short inlet connection is housed.

Bei bekannten Nachverbrennungsanlagen dieser Art läßt sich eine optimale Nachverbrennung des Abgases nicht erreichen.In known afterburning systems of this type, an optimal Do not achieve afterburning of the exhaust gas.

Insbesondere wenn solche Nachverbrennungsanlagen den in einem Kraftfahrzeug gegebenen engen Blatzverhältnissen angepaßt werden müssen, kann das Katalysatorgehäuse nur verhältnismäßig kurz gebaut werden und dies wirkt sich ungünstig auf eine gleichmäßige Abgasverteilung im Katalysator aus. Nur wemi eine gleichmäßige Abgasverteilung im Katalysattor erreicht werden kann, läßt sich eine befriedigende Nachverbrennung der Abgase erreichen.Especially when such post-combustion systems are used in a motor vehicle the catalytic converter housing may have to be adapted to the given narrow space conditions can only be built relatively short and this has an adverse effect on a uniform Exhaust gas distribution in the catalytic converter. Only if there is an even distribution of exhaust gas in the Catalyst can be achieved, can be a satisfactory afterburning the exhaust gases reach.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Katalysator mit einen kurzen Katalysatorgehäuse, bei dem u. U. auch noch der Eingangsstutzen zur Hauptachse des Katalysatorgehäuses versetzt ist, trotz dieser Asymmetrie noch eine gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators zu erreichen und damit die Katalysatorwirkung optimal zu gestalten.The object of the invention is, in a catalyst with a short Catalytic converter housing, in which, under certain circumstances, the inlet connection to the main axis of the Catalyst housing is offset, despite this asymmetry still a uniform To achieve loading of the catalyst and thus the catalyst effect optimal to design.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, das im Einlaufstutzen ein mit Löchern verschener, Kugelformiger Ein-@@ angestehen ist, der eine möglichst gleichmäßige Verteilung des einsträmmenden Abgases über den gesamten Gehäusequerschnitt herbeiführt. Um dies zil erreichen kann der Einsatz in weiterer Ausgestalltung der Erfindung mit seiner größeren Öffnung der Eingangsöffnung des Gehäuses zugekehlt sein. Zum nicht nur eine gute Verteilung des Abgases auf den gesamten Katalysatorquerschnitt zu erreichen, sondern auch einen nur geringen Gegendruck zu erzielen, kann weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Einsatz mit wenigstens drei Stegen an der Eingangsöffnung befestigt ist, so daß die Grund-und Eingangsfläche des kegelförmigen Einsatzes mit Abstand vom Eingangsquerschnitt des Eingangsstutzens, beispielsweise mit einem Abstand von 5 bis 12 Millimetern, verläuft.This object is achieved by the invention in that in the inlet connection a spherical one - @@ that is given away with holes, the one if possible Even distribution of the incoming exhaust gas over the entire cross-section of the housing brings about. In order to achieve this, the use of the Invention with its larger opening of the inlet opening of the housing fluted be. Not only does it ensure that the exhaust gas is well distributed over the entire cross-section of the catalytic converter to achieve, but also to achieve only a low back pressure, can continue be provided according to the invention that the insert with at least three webs on the Entrance opening is fixed so that the base and entrance surface of the conical Insert at a distance from the inlet cross-section of the inlet nozzle, for example at a distance of 5 to 12 millimeters, runs.

Der erfindungsgemäße kegelförmige Einsatz sollte im übrigen so ausgestaltet und angeordnet sein, daß seine größere ziffnung, also die Grundfläche den Eingangsquerschnitt des Einlaufstutzens vollständig überdeckt. Der erfindungsgemäße kegelförmige Einsatz kann aber auch als Kegelstumpf, d. h. ohne Kegelspitze ausgebildet werden.The conical insert according to the invention should otherwise be designed in this way and be arranged that its larger ziffung, so the base the input cross-section of the inlet connection completely covered. The conical insert according to the invention but can also be used as a truncated cone, d. H. be formed without a cone point.

Die Löcher im erfindungsgemäßen kegelförmigen Einsatz können verschieden groß sein, sie können auch verschieden dicht angeordnet sein. Für die Ausbildung und Anordnung der Löcher lassen sich vorteilhaft und in weiterer Ausgestaltung der Erfindung gewisse Regeln festlegen, so ist es zweckmäßig, in einzelnen Abschnitten der erfindungsgemäßen Einsatzes, beispielsweise in einzelnen Sektoren, gleich große Löcher vorzusehen, die jedoch gegenüber Löchern in anderen Abschnitten dos Finsat7es verschieden groß sind. Dabei konnen die burchmesser der Löcher in einzelnen Sektoren um so größer sein, je weiter der betreffende Sektor im Mittel vom benachbarten Gehäuserand entfernt ist. Die Beachtung einer solchen Regel ist insbesondere bei einem ovalen Gehäuse wichtig, bei dem der Einlaufstutzen auch noch unsymmetrisch ist, so dal; die Achse des Einlaufstutzens versetzt zur Gehäuseachse ist. In einem solchen @all werden die Löcher eines Sektors, der vom Band des ovalen Gehäuses sehr weit entfernt ist, einen größeren Durchmesser aufweisen als die Löcher eines andoren Sektors, der vom Gehäuserand im Mittel eine geringere Entfernung hat.The holes in the conical insert according to the invention can be different be large, they can also be arranged in different densities. For training and arrangement of the holes can be advantageous and in a further embodiment of the Invention define certain rules, so it is useful in individual sections the use according to the invention, for example in individual sectors, of the same size Provide holes, however, opposite holes in other sections dos Finsat7es are of different sizes. You can determine the diameter of the holes in individual sectors The further the sector in question is on average from the neighboring edge of the housing, the larger it is away. Observance of such a rule is particularly important with an oval Housing important, in which the inlet connection is also asymmetrical, so dal; the axis of the inlet connection is offset to the axis of the housing. In such an @all the holes of a sector that are very far removed from the tape of the oval casing have a larger diameter than the holes of an andoren sector, which is on average a shorter distance from the edge of the housing.

Schließlich ist es fiir die erstrebte gleichmäßige Verteilung des Abgases nützlich, wenn die Summe der Flächen sämtlicher auf dem Einsatz befindlicher Löcher etwa doppelt so groß ist wie die Eintrittsquerschnittsfläche des Einlaufstutzens.After all, it is for the even distribution of the Exhaust useful when the sum of the areas of all on the insert Holes is about twice as large as the inlet cross-sectional area of the inlet nozzle.

Die Erfindung wird arhand von in der Zeichnung dargestellton Ausführungsbeispielen in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ansicht oines erfindungsgemäßen Katalysatorgehäuse teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Katalysatorgehäuse mit einem unsymmetrischen Einlaufstutzen, dessen Längsachse gegenüber der Längsachse des Gehäuses versetzt ist, Fig. 4 einen schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in den Fig. 2 und 4, wobei der kegelförmige Einsatz nicht mitgeschnitten ist, Fig. 6 ein Diagramm, Das in der Zeichnrnlg dargestellte Gehäuse 1 flir einen Katalysator einer Nachverbrennungsanlage weist einen ovalen Zylindermantel auf. An diesem ovalen Gehäuse ist gemäß Fig. 1 ein Einlaufstutzen 2 angesetzt, der die Form eines Kegelstumpfes aufweist, dessen Längsachse mit der Längsachse des Gehäuses 1 zusammenfällt. An dem Eingangsquerschnitt des Einlaufstutzens 2 ist eine Abgaszuleitung 3 mit kreisförmigem Querschnitt angesetzt.The invention is illustrated by means of exemplary embodiments in the drawing explained in more detail in the following description, which also includes further details of the Subject of the invention can be found. Show it: Fig. 1 in a schematic representation a view of a catalyst housing according to the invention partially in section, Fig. 2 is a section along the line II-II in Fig. 1, Fig. 3 a catalyst housing according to the invention with an asymmetrical inlet connection, the longitudinal axis of which is offset with respect to the longitudinal axis of the housing, FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 a section along the line V-V in Figs. 2 and 4, wherein the conical insert is not included, Fig. 6 is a diagram showing the housing 1 shown in the drawing for a catalytic converter an afterburning system has an oval cylinder jacket. On this oval Housing is attached according to Fig. 1, an inlet nozzle 2, which has the shape of a truncated cone has, the longitudinal axis of which coincides with the longitudinal axis of the housing 1. At the inlet cross-section of the inlet connection 2 is an exhaust gas feed line 3 with a circular Cross-section applied.

Mit Stegen 4 ist am Eingangsquerschnitt 5 des Einlaufstutzens 2 nach der Erfindung ein mit Löchern 6 versehener kegelförmiger Linsatz 7 befestigt und so angeordnet, daß seine Grundfläche dem Eingangsquerschnitt 5 des Einlaufstutzens 2 zugekehrt ist.With webs 4 is on the inlet cross section 5 of the inlet nozzle 2 after of the invention, a conical lens insert 7 provided with holes 6 is attached and arranged so that its base area corresponds to the inlet cross section 5 of the inlet nozzle 2 is facing.

Die Löcher ( sind gleichmäßig roß und gleichmäßig über den Mantel des Kegels verteilt.The holes (are evenly large and evenly across the mantle of the cone.

Die in Fig. 1 eingezeichnete Linie 8 soll darstellen, daß der erfindungsgemäße kegelförmige Einsatz auch als Kegelstumpf, d. h. ohne die Spitze 9 verwendet werden kann.The drawn in Fig. 1 line 8 is intended to show that the inventive conical insert also as a truncated cone, d. H. can be used without the tip 9 can.

Bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten Nachverbrennungsanlage ist der Einlaufstutzen 11 als schiefer Negel ausgebildet, d. h.In the afterburning system shown in Fig. 3 and 4 is the Inlet connection 11 designed as an oblique cone, d. H.

eine Längsachse 12 ist gegenüber der Längsachse 13 des Katalysatorgehäuses 1 nach unten verschoben. a longitudinal axis 12 is opposite the longitudinal axis 13 of the catalyst housing 1 moved down.

In einem solchen Falle ist es zweckmäßig, wenn die auf dem Mantel des kegelförmigen Einsatzes angebrachten Löcher nicht alle gleich groß sind. Sie können verschiedene Größe haben und auch verschieden dicht angeordnet sein. Wie Fig. 4 entnommen werden kann, ist die Mantel fläche des kegelförmigen Einsatzes 14 in vier Sektoren 15, 1G, 17 und 1 aufgeteilt. Der Sektor 15 hat Löcher mit 5 mm Durchmesser, die Sektoren 16 und 17 haben Löcher mit 7 mm Durchmesser und der Sektor 1 hat Löcher mit 4 mm Durchmesser. Die Durchmesser der Löcher in den einzelnen Sektoren bind also um so kleiner, je näher der Sektor an der Peripherie des ovalen Gehäuses 1 der Nachverbrennungsanlage liegt. Dio beidon Sektoren 13 und 1G liegen am weitesterr vom Jland des ovalen Gehauses 1 entfernt und haben daher die größten Durchmesser, während die Löcher im Sektor 6 vom Rand des ovalen Gehäuses 1 eine mittlere Entfernung X aufweisen und daher deren Durchmesser 6 mm beträgt.In such a case it is useful if the on the coat of the conical insert are not all of the same size. she can be of different sizes and can also be arranged in different densities. As Fig. 4 can be seen, the jacket is the surface of the conical insert 14 divided into four sectors 15, 1G, 17 and 1. Sector 15 has holes with 5 mm in diameter, sectors 16 and 17 have 7 mm diameter holes and the Sector 1 has holes 4 mm in diameter. The diameter of the holes in each Sectors bind the smaller, the closer the sector to the periphery of the oval Housing 1 of the afterburning system is located. Dio beidon sectors 13 and 1G are located furthest away from the Jland of the oval case 1 and therefore have the largest Diameter, while the holes in the sector 6 from the edge of the oval housing 1 a have mean distance X and therefore their diameter is 6 mm.

In einem in Fig. 5 dargestellten Diagramm ist dargelegt, wie die Öffnungsquerschnitte der Löcher 4 in Abhängigkeit vom Mittenabstand X einer linearen Funktion folgend ermittelt werden können.In a diagram shown in Fig. 5 it is shown how the opening cross-sections of the holes 4 as a function of the center-to-center distance X following a linear function can be determined.

Claims

Claims 1. Afterburning system with a catalyst, in particular for internal combustion engines, in a preferably oval housing with a relatively short inlet nozzle is housed, d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t that in the inlet connection (2, 11) a conical one provided with holes (6) Use (@, @@) is arranged, which distributes the inflowing as evenly as possible Caused exhaust gas over the entire housing cross-section.

2. Post-combustion system according to claim 1, d a d u r c h g e k e n It should be noted that the insert (7, 14) with its larger opening corresponds to the inlet cross-section (5) of the inlet connection (2, 11) of the housing (1) is facing.

@. Post-combustion plant according to claim 1 or 2, d a -d u r c h g e k e n n z ¢ i c h n e t, then the insert with at least three webs (4) on the Inlet cross-section (3) of the inlet connection (2, 11) is attached.

4. Post-combustion system according to claims 1 to 3, d a -d u r c h e k e k e n n n n e i n e t that the larger opening of the conical insert (7, 14) the inlet cross-section (5) of the inlet connection (2, 11) of the housing (1) completely covered.

5. Afterburning system according to claims 1 to 4, d a -d u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the holes (6) in the insert (7, 14) are different are great.

6. Afterburning plant according to claims 1 to 5, d a -d u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the holes (6) in the insert (7, 14) are different are densely arranged.

7. Afterburning system according to claims 1 to 6, d a -d u r e k e k e n n n z e i n e t that in individual sections of the mission, For example, holes of the same size are provided in individual sectors (13 to 16) but different from holes in other sections of the insert are great.

Post-combustion plant according to claim 7, d u r c h g e k e n n shows that the diameter of the holes (6) of individual sectors (15 to 18) are the larger, the further the relevant sector (15 to 16) on average from adjacent edge of the housing is removed.

9. Afterburning system according to claims 1 to 5, d a -d u r c h e k e k e n n n n n e i n e t that the sum of the areas of all on the bet located holes (6) is about twice as large as the inlet cross-sectional area (5).