DE69523534T2 - Befestigungsmittel eines keramischen Monoliths - Google Patents

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das feste Anbringen monolithischer Keramikblöcke im Inneren einer katalytischen Reaktorkammer, wobei die Blöcke auf zumindest einer im wesentlichen horizontalen gitterförmigen Auflagefläche zwischen einem Einlaß in die Reaktorkammer und einem Auslaß aus der Kammer befindlich sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Katalytische Reaktorkammern mit monolithischen Keramikblöcken kommen zum Beispiel in großen Verbrennungsanlagen zum Einsatz, um die Konzentration von gesundheits- und umweltschädlichen Gehalten in Abgasen katalytisch zu vermindern. Die monolithischen Blöcke sind mit einer Vielzahl schmaler Kanäle versehen, die sich durch die betreffenden Blöcke hindurch erstrecken und durch welche die Abgase strömen, während sie den Reaktor von seinem Einlaß zu seinem Auslaß hin passieren.
• Bei vertikal angebrachten katalytischen Abgasreaktoren für große Dieselmotoren muß verhindert werden, daß das zerbrechliche katalytische Keramikmaterial (oft katalytische Blöcke mit einer Querschnittsfläche von 150 · 150 mm und 200-300 mm Höhe, die mit schützenden Einfassungen aus Glasfasergewebe versehen sind) frei vibriert, sich infolge des Kontakts mit seiner Auflagefläche abnutzt oder daß sich zwischen den Blöcken und der Reaktorwand oder zwischen den einzelnen Blöcken Spalte bilden, so daß das Gas an den katalytischen Blöcken vorbei strömen kann und folglich nicht gereinigt wird. Dies geschieht durch das Anordnen eines Systems aus Federn und Dichtungen, die auf zwei benachbarten Seiten pro Auflagefläche Druck auf die Seiten der katalytischen Blöcke ausüben und auf diese Weise bewirken, das die Letztgenannten unbeweglich und ohne Spaltbildung an ihrem Platz verbleiben. Diese Systeme sind aus einer Anzahl von Gründen kompliziert, da sie dicht sein müssen, während sie gleichzeitig starken thermischen Beanspruchungen unterliegen. Sie üben auch einen großen Druck auf die Seite der Blöcke aus, die der Federvorrichtung am nächsten sind, während auf die Blöcke, die am weitesten von der Federvorrichtung weg befindlich sind, nur ein geringer Druck einwirkt. Der Zugang zu diesen Vorrichtungen von außen kann ebenfalls sehr schwierig sein, da die Reaktoren oft in der Nähe von zwei oder drei Wänden angebracht sind.
• Daraus ergibt sich, daß die Keramikblöcke, die den Seitenflächen, die Auflageflächen für die Blöcke bilden, am nächsten sind, wesentlich stärker abgenutzt werden als die Blöcke, die den Federvorrichtungen benachbart sind.
TECHNISCHES PROBLEM
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung für das feste Anbringen monolithischer Blöcke im Inneren einer katalytischen Reaktorkammer zu schaffen.
LÖSUNG
• Zu diesem Zweck sind die Blöcke erfindungsgemäß in Gruppen angeordnet, und zwischen den Gruppen sind Druckmittel angebracht, im wesentlichen parallel zu der Auflagefläche, wobei die Druckmittel auf die Seiten der Blöcke einwirken.
• Vorteilhafte Varianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigt:
• Fig. 1 einen schematischen vertikalen Schnitt durch eine Reaktorkammer;
• Fig. 2 einen entsprechenden horizontalen Schnitt durch die Reaktorkammer aus Fig. 1; und
• Fig. 3 in einem quergeführten Schnitt in einem größeren Maßstab die Druckmittel, die Teil der Erfindung sind.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Die Reaktorkammer 10, die in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, hat eine längliche Form mit einer quadratischen Querschnittsfläche und ist vertikal installiert, z. B. in einem Behälter für das Reinigen der Abgase aus einem oder mehreren Motor(en).
• Das Innere der Kammer ist von der Umgebung durch vier rechtwinklig zueinander angeordnete Seitenwände 11 und Stirnwände 12, 13 abgeschirmt. Die Stirnwand 12 ist mit einem mittig angeordneten Einlaß 14 und die Stirnwand 13 mit einem mittig angeordneten Auslaß 15 versehen. Die Seitenwände und der Einlaß und Auslaß sind symmetrisch um eine gemeinsame Längsachse ausgerichtet.
• In ihrem Inneren ist die Kammer in dieser Ausführungsform mit gitterförmigen Auflageflächen 16 in vier Stufen versehen. Die Auflageflächen 16 umfassen Gitter, die Auflagen für Wabenelemente 17 aus einem Keramikmaterial bilden, die zum Beispiel dazu beitragen, den Stickodixgehalt der Abgase zu vermindern.
• Die monolithischen Blöcke sind mittels eines kreuzförmigen Elements in vier gleiche Gruppen unterteilt, im wesentlichen in der horizontalen Ebene, die der Mitte des in der Kammer angebrachten Druckmittels 18 benachbart ist, das in besagter Ebene wirkt und die Blockgruppen in Richtung der entsprechenden Kammerecke drückt.
• Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt das Druckmittel 18 zwei U-förmige Schienen 19, 20, deren seitliche Flansche 21, 22 einander zugewandt sind und ein oder mehrere Federmittel 23 einschließen. Die Schiene 19 ist teleskopisch beweglich, wobei ihre seitlichen Flansche 21 zwischen den seitlichen Flanschen 22 der anderen Schiene 20 gehalten werden.
• Die Federmittel 23 umfassen zum Beispiel Schraubenfedern, die durch Platzhalter 24 an ihrem Platz gehalten werden. Alternativ dazu können Blattfedern verwendet werden. Die Federmittel können in ihrem zusammengedrückten Zustand festgestellt sein, während die Druckmittel zwischen die Blöcke in der Kammer eingesetzt werden, z. B. mittels eines Stifts. Dann kann der Stift entfernt werden, so daß die Federmittel in Funktion gesetzt werden.
• Das Druckmittel ist vorzugsweise vertikal zwischen den Blöcken 17 beweglich. Durch diese Beweglichkeit reagieren die Druckmittel auf einen zunehmenden Druckabfall in der Kammer, der üblicherweise durch eine Verstopfung der Blockkanäle bedingt ist. Die Bewegung der Druckmittel kann sich eine oder mehrere Passagen über den Block hinaus erstrecken, so daß der Druckabfall über die Blöcke hinweg vermindert wird. Dieser Zustand sollte natürlich nach Möglichkeit vermieden werden, er könnte jedoch im Fall eines Motorschadens auftreten.
• Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt; vielmehr sind im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche weitere Varianten denkbar. Zum Beispiel kann die Reaktorkammer eine Gestalt aufweisen, die nicht vierseitig ist, z. B. eine runde. Die Druckmittel 18 können aus zwei oder mehr Abschnitten bestehen, die zusammen die Arme eines Kreuzes bilden. Auf einer großen Auflagefläche können die Blöcke in mehrere Gruppen unterteilt sein, zwischen denen Druckmittel angeordnet sein können.

Claims (4)

1. Vorrichtung für das feste Anbringen monolithischer Keramikblöcke (17) im Inneren einer katalytischen Reaktorkammer (10), wobei die Blöcke (17) auf zumindest einer im wesentlichen horizontalen gitterförmigen Auflagefläche (16) zwischen einem Einlaß (12) in die Reaktorkammer (10) und einem Auslaß (13) aus der Kammer befindlich sind, wobei die Blöcke (17) in Gruppen angeordnet sind und Druckmittel (18) zwischen den Gruppen angebracht sind, im wesentlichen parallel zu der Auflagefläche (16), wobei die Druckmittel auf die Seiten der Blöcke einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel (18) zwei oder mehr U-förmige Schienen (19, 20) umfassen, deren seitliche Flansche (21, 22) einander zugewandt sind, und ein oder mehrere Federmittel (23) einschließen und daß eine der Schienen (19) teleskopisch beweglich ist, wobei ihre seitlichen Flansche (21) zwischen den seitlichen Flanschen (22) der anderen Schiene (20) gehalten werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel (18) eine Gasdichtung zwischen den Seiten der Blöcke bilden und zwischen diesen Seiten vertikal beweglich sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel (18) zwei oder mehr Abschnitte umfassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel (23) mechanische Federn umfassen.