DE3526575A1

DE3526575A1 - Katalysator zum einbau in abgasanlagen von insbesondere mit festbrennstoffen oder oel befeuerten kesseln

Info

Publication number: DE3526575A1
Application number: DE19853526575
Authority: DE
Inventors: Karl E H Mayer
Original assignee: LEHMANN WERKE AG
Current assignee: LEWAG AG ANLAGEN UND GERAETE, 1000 BERLIN, DE
Priority date: 1985-07-25
Filing date: 1985-07-25
Publication date: 1987-02-05

Description

Die Erfindung betrifft einen Katalysator zum Einbau in Abgasanlagen von insbesondere mit Festbrennstoffen oder Öl befeuerten Kesseln, Kaminen und Öfen, bestehend aus einem wabenförmigen Körper, der in einem in dem Abgasrohr des Kessels angeordneten Mantelrohr eingesetzt ist.

Es ist bekannt, zur Verminderung der Emission bei mit Festbrennstoffen oder mit Öl befeuerten Kesseln in dem Abgasrohr einen Katalysator vorzusehen, der üblicherweise einen Wabenkörper aus z. B. Keramik aufweist. Bei den im Abgasrohr festinstallierten Katalysatoren besteht jedoch der Nachteil, daß diese durch die in der Startphase des Kessels auftretenden verstärkt im Abgas enthaltenen Rußpartikel leicht verstopfen, wodurch der Zug des Kes sels und damit dessen Wirkungsgrad beeinträchtigt wird. Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, Katalysa toren zu verwenden, die mit einem Beipaß versehen sind. Auch bei diesen Katalysatoren haben sich jedoch im Ein satz Probleme ergeben, da beim Anlauf des Kessels die Katalysatoren weiterhin durch Verunreinigungen im Abgas verschmutzen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gattungs gemäßen Katalysator so auszubilden, daß auch bei wieder holtem Anfahren des Kessels sichergestellt ist, daß eine Verstopfung der Katalysatorwabe und damit eine Beein trächtigung der Kesselfunktion verhindert wird.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß der Wabenkörper des Katalysators in dem Mantelrohr zwischen einer koaxial zur Mittelachse des Mantelrohrs ausgerichteten Stellung und einer den Querschnitt des Mantelrohrs ausfüllenden Stellung schwenkbar angeordnet ist.

Weitere Merkmale der Erfindung werden in den Unteran sprüchen beschrieben.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 die Anordnung eines Katalysators in dem Abgasrohr eines Kessels in einer schematischen Ansicht

Fig. 2a und 2b einen Katalysator in einem viereckigen Mantelrohr in einer Queransicht und Seitenansicht im Schnitt

Fig. 3a und 3b einen Katalysator in einem runden Mantelrohr in einer Queransicht und Seitenansicht im Schnitt

Fig. 4 ein Stellglied für den Katalysator in einer schematischen Ansicht im Schnitt

Fig. 5 eine Handeinstelleinrichtung für den Katalysator in einer schematischen Ansicht im Schnitt

Fig. 6 ein Stellglied mit einer Handstelleinrichtung in einer schematischen Ansicht.

Fig. 7 eine weitere Ausbildung eines Katalysators in der Seitenansicht.

In Fig. 1 ist ein Kessel 2 dargestellt, der mittels eines Abgasrohrs 4 mit einem Schornstein 3 verbunden ist. In das Abgasrohr 4 ist mittels Abgasrohranschlußstücken 5 das Mantelrohr 14 eines Katalysators 1 eingesetzt. In Strömungsrichtung des Abgases vor dem Katalysator 1 ist ein Temperatursensor 6 vorgesehen, der mit einem Regler 8 verbunden ist. Zwischen dem Katalysator 1 und dem Schorn stein 3 befindet sich ein Strömungssensor 7, der eben falls mit dem Regler 8 verbunden ist. Der Temperatur sensor 6 und der Strömungssensor 7 sind an dem Mantelrohr 14 angeordnet, können aber auch von diesem distanziert in das Abgasrohr 14 eingesetzt sein, wie es in Fig. 1 durch Strichlinien angedeutet ist. Mittels der Einstellein richtung 10 können dem Regler 8 die erforderlichen rege lungstechnischen Werte vorgegeben werden. Der Regler 8 ist mit einem Stellglied 9 einer Stelleinrichtung 18 verbunden, mittels dem der Wabenkörper 12 des Kataly sators 1 um eine horizontale Achse verschwenkbar ist. Das Stellglied 9 ist auf einem Deckel 13 angeordnet, der eine in Fig. 1 nicht näher dargestellte Inspektionsöffnung 29 im Mantelrohr 14 abdeckt. An dem Mantelrohr 14 des Ka talysators 1 ist ferner eine Luftklappe 37 ausgebildet, die um eine Drehachse 38 schwenkbar ist. Die Luftklappe 37 kann manuell und/oder motorisch betätigbar sein. Durch diese Luftklappe 37 wird sichergestellt, daß bei Fest brennstoffkesseln 2, die in ihrer Leistung gedrosselt werden und daher im Abgas wegen unvollkommener Verbren nung in Folge Luftunterschusses einen größeren CO-Anteil aufweisen, daß Kohlenoxid in dem Katalysator 1 durch Zufuhr von Primärluft bei geöffneter Luftklappe 37 zu CO₂ aufoxidiert werden kann.

Wie in den Fig. 2a bis 3b dargestellt, kann das Mantel rohr 14 des Katalysators 1 einen kreisrunden oder aber viereckigen Querschnitt haben. Mit entsprechend ausgebil deten Abgasrohranschlußstücken 5 ist es möglich, den jeweiligen Querschnitt des Mantelrohrs 14 an den Quer schnitt des Abgasrohrs 4 anzupassen. Hierzu sind die Endabschnitte 25, 26 des Mantelrohrs 14 als Anschluß profile 27, 28 ausgebildet, die mit den entsprechenden Abgasrohranschlußstücken 5 bzw. Abgasrohrelementen ver bindbar sind.

Der Wabenkörper 12 ist mittels Zapfen 16, 17 in dem Mantelrohr 14 drehbar gelagert und mittels einer Stell einrichtung 18 betätigbar. Die Stelleinrichtung 18 kann ein manuell betätigbares Stellglied 19 aufweisen, wie z. B. einen Hebel oder ein Handrad 20 oder aber alternativ oder zusätzlich mit dem Stellglied 9 verbunden sein, das z. B. ein Stellmotor sein kann. An dem Mantelrohr 14 sind diametral einander gegenüberliegend zwei Lagerbuchsen 33, 34 befestigt, in denen die Zapfen 16, 17 des Wabenkörpers 12 drehbar gelagert sind. Soweit die Zapfen 16, 17 mit Stellgliedern in Wirkeingriff gebracht werden müssen, sind die Endabschnitte der Zapfen 16, 17 zweckmäßiger weise als Vierkant ausgebildet.

Es ist auch möglich, das Stellglied 9 als Bimetallfeder element auszubilden, das mit der Wandoberfläche 22 des Mantelrohrs 14 verbunden oder aber mit seinem einen Endabschnitt in das Mantelrohr 14 eingeführt ist. Ein solches Bimetallfederelement ist in Fig. 6 schematisch angedeutet, das in diesem Fall allerdings an dem Deckel 13 anliegt. Es ist ferner möglich, ergänzend zum Stell glied 9 der Stelleinrichtung 18 ein Hilfsstellglied 31 vorzusehen, das den Wabenkörper 12 bei Ausfall des Reg lers 8 in eine zur Mittelachse 15 des Mantelrohrs 14 parallele Stellung schwenkt. Dieses Hilfsstellglied 31 kann z. B. als Federelement 32 ausgebildet sein, das sich mit seinem freien Endabschnitt auf der Außenwand 30 des Mantelrohrs 14 oder aber auf dem Deckel 13 abstützt. Der Deckel 13 ist mittels Schraubverbindungen 36 mit dem Mantelrohr 14 verbunden und deckt - wie bereits oben dargelegt - die Inspektionsöffnung 29 ab. Die Inspektions öffnung 29 ist so ausgebildet,daß der Wabenkörper in horizontaler Lage durch die Inspektionsöffnung 29 in das Mantelrohr 14 eingeschoben und aus diesem wieder heraus gezogen werden kann. Hierdurch werden Wartungsarbeiten am Wabenkörper 12 wie z. B. dessen Reinigung erleichtert.

Der Wabenkörper 12 ist an seinem äußeren Umfang in einem Metallring 23 gelagert, an dem die Zapfen 16, 17 ausge bildet sind. Der Metallring 23 ist dabei umfangsseitig so ausgebildet, daß er bei den Strömungsquerschnitt des Mantelrohrs 14 ausfüllender Betriebstellung an der Innen wand 24 des Mantelrohrs 14 gegen dieses abdichtend an liegt.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform eines Katalysators 1 a in einer Seitenansicht dargestellt. Dieser Katalysator 1 a ist so ausgebildet, daß er modulartig durch die Inspektionsöffnung 29 eingeführt und in dem Mantelrohr 14 gelagert werden kann. Das Mantelrohr 14 ist wie bei dem Katalysator 1 ausgebildet und weist an den Endabschnitten 25, 26 Anschlußprofile 27, 28 auf. An dem Deckel 13 ist der Regler 8 mit Einstelleinrichtung 10 und Anzeigeeinrichtung 11, der Temperatursensor 6, der Strömungssensor 7, ein CO-Sensor 40 für einen Stellmotor 39 der Luftklappe 37 und die Stelleinrichtung 18 mit dem Stellglied 9 angeordnet. Der Zapfen 17 des Wabenkörpers 12 ist in der Lagerbuchse 34 des Deckels 13 lösbar fest aber drehbar gelagert. Der andere Zapfen 16 des Wabenkörpers 12 kann bei dieser Ausführungsform in die Lagerbuchse 33 lösbar eingesteckt werden. An dem Regler ist ein Anschlußstecker 41 vorgesehen, um eine Verbindung mit einem nicht näher dargestellten elektrischen Stromkabel durchführen zu können. Über diesen Anschlußstecker 41 wird sowohl der Regler 8 wie auch das Stellglied 9 und der Stellmotor 39 mit Energie versorgt. Für Wartungszwecke u. dgl. ist es lediglich erforderlich, am Anschlußstecker 41 die elektrische Stromverbindung und die Schraubverbindungen 36 zu lösen, worauf dann der Deckel 13 mit den Stell- und Regeleinrichtungen sowie dem Wabenkörper 12 von dem Mantelrohr 14 entfernt werden kann.

Claims

1. Katalysator zum Einbau in Abgasanlagen von insbe sondere mit Festbrennstoffen oder Öl befeuerten Kesseln, Kaminen und Öfen, bestehend aus einem wabenförmigen Körper, der in einem in dem Abgasrohr des Kessels angeordneten Mantelrohr eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenkörper (12) des Katalysators (1) in dem Mantelrohr (14) zwischen einer koaxial zur Mittelachse (15) des Mantelrohrs (14) ausgerichteten Stellung und einer den Quer schnitt des Mantelrohrs (14) ausfüllenden Stellung schwenkbar angeordnet ist.

2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenkörper (12) mittels Zapfen (16, 17) in dem Mantelrohr (14) drehbar gelagert und mittels einer Stelleinrichtung (18) schwenkbar ist.

3. Katalysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (18) ein manuell betätig bares Stellglied (19) aufweist.

4. Katalysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (18) ein Stellglied (9) aufweist, das mittels einer Regeleinrichtung in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Kessels (2) betätigbar ist.

5. Katalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenkörper (12) mittels eines mit einem der Zapfen (16, 17) in Verbindung stehenden Hebel oder Handrad (20) um die Zapfenmittelachse (21) schwenkbar ist.

6. Katalysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (9) als Bimetallfederelement ausgebildet ist, das mit der Wandoberfläche (22) des Mantelrohrs (14) verbunden oder aber mit seinem einen Endabschnitt in das Mantelrohr (14) eingeführt ist.

7. Katalysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (9) als Stellmotor ausgebildet ist, der von einem Regler (8) ein- und ausschaltbar ist, der mit einem im Abgasrohr (4) oder Schornstein (3) angeordneten Strömungsmesser (7) verbunden ist.

8. Katalysator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (8) mit einem in Strömungsrichtung vor dem Wabenkörper (12) im Abgasrohr (4) angeordneten Temperatursensor (6) verbunden ist.

9. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß der Wabenkörper (12) in einem Metallrahmen oder Metallring (23) gelagert ist, an dem die Zapfen (16, 17) zur Lagerung im Mantelrohr (14) angeordnet sind.

10. Katalysator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallrahmen oder Metallring (23) umfangs seitig so ausgebildet ist, daß er bei den Strömungs querschnitt des Mantelrohrs (14) ausfüllender Be triebsstellung an der Innenwand (24) des Mantelrohrs (14) gegen dieses abdichtend anliegt.

11. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (25, 26) des Mantelrohrs (14) als Anschlußprofile (27, 28) für Abgasrohrelemente oder Abgasrohranschlußstücke (5) wie Übergangsstücke od. dgl. ausgebildet sind.

12. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß der Wabenkörper (12) ein seitig an einem Deckel (13) gelagert ist, der zur Abdeckung einer in dem Mantelrohr (14) ausgebildeten Inspektionsöffnung (29) an der Außenwand (30) des Mantelrohrs (14) lösbar befestigt ist.

13. Katalysator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenkörper (12) durch die Inspektionsöffnung (29) in das Mantelrohr (14) einführbar und heraus nehmbar ist.

14. Katalysator nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (9) mit dem in dem Deckel (13) gelagerten Zapfen (17) in lösbarem Wirkeingriff ist.

15. Katalysator nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Stelleinrichtung (18) parallel zum Stellglied (9) eine Hilfsstellglied (31) aufweist, durch das der Wabenkörper (12) bei Ausfall des Reg lers (8) in eine zur Mittelachse (15) des Mantelrohrs (14) parallele Stellung schwenkt.

16. Katalysator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsstellglied (31) als Federelement (32) ausgebildet ist.

17. Katalysator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (8) mit einer Anzeigevorrichtung (11) für die Anzeige des Betriebszustands bzw. des Be triebsausfalls verbunden ist.

18. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Mantelrohr (14) eine manuelle oder motorisch betätigbare Luftklappe (37) angeordnet ist.

19. Katalysator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (39) der Luftklappe (37) mit dem Regler (8) verbunden ist, der mit einem in den Abgasstrom geführten CO-Sensor (40) verbunden ist.

20. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da durch gekennzeichnet, daß der Regler (8) mit Einstell einrichtung (10) und Anzeigeeinrichtung (11), der Temperatursensor (6), der Strömungssensor (7), der CO-Sensor (40) und die Stelleinrichtung (18) an dem Deckel (13) angeordnet sind und daß der Zapfen (17) des Wabenkörpers (12) in der Lagerbuchse (34) des Deckels (13) lösbar fest aber drehbar gelagert ist.

21. Katalysator nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (16) des Wabenkörpers (12) in die Lagerbuchse (33) einsteckbar ausgebildet ist.