DE4228267C2 - Vorrichtung zur katalytischen Reinigung von Autoabgas - Google Patents

Vorrichtung zur katalytischen Reinigung von Autoabgas

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur katalytischen Reinigung von Autoabgas, aufweisend eine Außenummantelung mit einer parallel darin angeordneten im wesentlichen zylindrischen Innenummantelung, wenigstens einer weiteren in der Innenummantelung angeordneten im wesentlichen zylindrischen Innenummantelung, einen Gaseinlaß und einen Gasauslaß, die zur Verbindung mit einem Abgasrohr von einem Motor vorgesehen sind.
Es sind eine Anzahl von Vorrichtungen bekannt, die für die katalytische Reinigung von Abgas von einem Automobil verwendet werden. So ist aus der JP 59-79 025 (A) eine solche Vorrichtung bekannt, die eine zylindrische Innenummantelung, eine in der Ummantelung und zwischen einem Gaseinlaß und einem Gasauslaß zur Verbindung mit einem Abgasrohr eines Motors vorgesehene Anordnung dünner Metallplatten und eine zylindrische Außenummantelung aufweist, die die Innenummantelung, wobei die Innen- und Außenummantelung einen schmalen Zwischenraum begrenzen, der mit einem Wärmespeichermaterial ausgefüllt ist. Weiterhin ist aus der DE 35 36 309 C2 ein Abgaskatalysator bekannt, bei dem der Katalysatorträger aus einer Mehrzahl dünner, gerippter Metallplatten besteht. Diese Katalysatoren haben jedoch den Nachtteil, daß eine befriedigende Reinigung des Abgases ausbleibt, da der Katalysator nur bei einer Temperatur von zumindest etwa 400°C arbeiten kann. Der Katalysator ist während des Beginns des Motorbetriebes, insbesondere während der kühlen Jahreszeit, kalt, so daß eine ziemlich große Zeitspanne erforderlich ist, bevor er seine Arbeitstemperatur erreicht. Als eine folgerichtige Konsequenz lassen die Vorrichtungen eine große Menge toxischen Gases zu; die das Automobil verläßt. Es wird geschätzt, daß etwa 70% des Abgases, welches während des Motorbetriebes erzeugt wird, das Automobil verläßt, ohne gereinigt zu werden.
Es ist auch ein Vorkatalysator bekannt, der nahe am Motor installiert ist, um dem Katalysator zu ermöglichen, seine Arbeitstemperatur schneller zu erreichen. Gerade diese Vorrichtung ist aber für die effektive Reinigung von Abgas unbefriedigend.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zur katalytischen Reinigung von Abgas zu schaffen, die das Abgas von einem Automobilmotor unmittelbar nach dem Starten des Motors effektiv reinigt.
Die Aufgabe wird im wesentlichen durch eine Vorrichtung für die katalytische Reinigung von Autoabgas dadurch gelöst, daß die Zwischenräume der Innenummantelungen wechselweise jeweils mit einem Wärmespeichermaterial und einer Lage dünner Metallplatten aus Katalysatormaterial ausgefüllt sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Wärmespeichermaterial kann die Wärme des Abgases vom im Betrieb befindlichen Motor so wirksam speichern, daß die Temperatur des Katalysators ausreichend hoch für eine hinreichend lange Zeit gehalten wird, nachdem der Motorbetrieb abgebrochen worden ist, und dabei dem Katalysator ermöglicht wird, das Abgas vom Beginn eines neuen Motorbetriebes an wirksam und effektiv zu reinigen. Durch die gerippten Platten befindet sich der Katalysator mit seiner großen Mantelfläche mit dem Abgas in Kontakt und reinigt es dabei effektiv.
An zwei Ausführungsbeispielen soll die vorliegende Erfindung näher beschrieben werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine Längsschnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1 in einer weitere Ausführungsform.
Eine Vorrichtung gemäß dieser Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Sie weist eine im allgemeinen zylindrische Innenummantelung 1 mit einem Gaseinlaß 2 und einem Gasauslaß 3 auf, mit dem die Vorrichtung in ein Abgasrohr durch ein Paar Flansche 9 und 9′ eingebunden ist, das sich von einem Automotor erstreckt. Die Ummantelung 1 umgibt eine spiralförmig gewundene Anordnung gerippter dünner Metallplatten 10. Diese Platten tragen einen Katalysator und sie bestehen beispielsweise aus einem wärmebeständigen Stahl, der 20 Gew.-% Chrom und 5 Gew.-% Aluminium enthält, wobei der Ausgleich seiner Zusammensetzung im wesentlichen aus Eisen besteht.
Eine im allgemeinen zylindrische Außenummantelung 4 umgibt die Innenummantelung 1 und ist in einer gasdichten Weise mit ihr verbunden. Die Innen- und Außenummantelungen 1 und 4 begrenzen zwischen sich einen engen Zwischenraum, der mit einem Wärmespeichermaterial 5 ausgefüllt ist. Das Wärmespeichermaterial 5 kann die Wärme des Abgases wirksam speichern, das vom Motor während seines Betriebes abströmt, und dabei den Katalysator bei einer geeigneten hohen Temperatur für eine lange Zeit halten, nachdem der Betrieb des Motors abgebrochen worden ist.
Die Vorrichtung weist weiterhin eine dritte, im allgemeinen zylindrische Ummantelung 6 auf, die die Außenummantelung 4 in einer gasdichten Weise umgibt. Die Ummantelungen 4 und 6 begrenzen zwischen sich einen wärmeisolierenden Zwischenraum 7. Der Zwischenraum 7 kann evakuiert sein oder nicht. Der Zwischenraum 7 erlaubt dem Wärmespeichermaterial 5 effektiver die Wärme zu speichern, die es vom Abgas gesammelt hat, das in Richtung der Pfeile strömt.
Eine unterschiedliche Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Sie ist im wesentlichen gleich der Vorrichtung gemäß Fig. 1, hat jedoch einen Gaseinlaß 2 und einen Gasauslaß 3, die unterschiedlich zu den in Fig. 1 gezeigten angeordnet sind. Der Gaseinlaß und -auslaß 2 und 3 weisen Achsen auf, die lotrecht zur Achse der Außenummantelung 4 verlaufen, während ihre Gegenstücke in der Anordnung von Fig. 1 koaxial zur Außenummantelung 4 verlaufen. Die Außenummantelung 4 hat ein Paar Trennwände 8 und an den sich jeweils gegenüberliegenden Stirnseiten der Innenummantelungen 1, um die Innenummantelungen 1 und das Wärmespeichermaterial 5 in Position zu halten.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur katalytischen Reinigung von Autoabgas, aufweisend eine Außenummantelung (4) mit einer parallel darin angeordneten, im wesentlichen zylindrischen Innenummantelung (1), wenigstens einer weiteren in der Innenummantelung (1) angeordneten im wesentlichen zylindrischen Innenummantelung (1′, 1′′), einen Gaseinlaß (2) und einen Gasauslaß (3), die zur Verbindung mit einem Abgasrohr von einem Motor vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume (7) der Innenummantelungen (1, 1′, 1′′) wechselweise jeweils mit einem Wärmespeichermaterial (5) und einer Lage dünner Metallplatten (10), die ein Katalysatormaterial tragen, ausgefüllt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeisolierende Zwischenraum (7) evakuiert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten (10) aus Stahl bestehen, der 20 Gew.-% Chrom und 5 Gew.-% Aluminium enthält, wobei der Ausgleich seiner Zusammensetzung im wesentlichen aus Eisen besteht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten (10) gerippt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten (10) gerippt und abgeflacht sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten (10) eine Anordnung aus spiralförmig gewundenen Platten oder aus Lamellenplatten bilden.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseinlaß (2) und der Gasauslaß (3) koaxial zur Längsachse der Außenummantelung (4) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseinlaß (2) und der Gasauslaß (3) lotrecht zur Längsachse der Außenummantelung (4) angeordnet sind.
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