DE7509981U

DE7509981U - Katalysatorreaktor fuer die reinigung der abgase von verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE7509981U
Application number: DE19757509981U
Authority: DE
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1974-03-27
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1979-02-01
Also published as: SU691101A3; SE7503510L; NL7503608A; GB1502111A; FR2270446B1; DE2513886A1; IT1030447B; US4039291A; FR2270446A1

Description

Ing. H. MITSGtJEFfLlCH··""' · ···' D —8 MÜNCHEN 22 Ing. K- GUNSCHMANN st.insdorf.tr.e· 10 Dr. rer, not. W. KÖRBER 17^ Mär ζ 1975 Dipl-Ing. J. SCHMIDT-EVERS Str. PATENTANWÄLTE

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT
8/10 Avenue Emile Zola
Bouiogne-Billancourt (Seine) Frankreich

und

( ' AUTOMOBILES PEUGEOT

75 Avenue de la Grande Arnj€e
Paris / Frankreich

Gebrauchsmusteranmeldung

Katalysatorreaktor für die Reinigung der Abgase von
Verbrennungsmotoren

Die Eirfindung l>«trifft eine verbesserte Konstruktion eines' |

S Katalysatorreaktors für die Behandlung der Abgase von Ver- *

brennungsaotoren. J

Derartige Reaktoren weisen Im allgemeinen einen Blechsantel
auf, in dem mindestens ein von den Abgasen durchströmtes
Bett für die katalytische Reaktion vorgesehen ist.

Die Katalysatorbetten bestehen aus der auf einer Unterlage

aufgeschichteten Katalysatorsubstanz, die eine poröse Masse mit großer Oberfläche darstellt - porös, damit den durchströmenden Abgasen nur ein möglichst geringer Widerstand entgegengesetzt wird, mit großer Oberfläche, damit die Katalytische Reaktion so vollständig wie möglich innerhalb der gesamten Gasmenge ablaufen kann.

Soicrre XätälySätörbeticii böätfche« entweäef <3ÜS einer ΛΠ—

häufung von Keramik- oder Metallteilchen, die abgeflacht oder kugelförmig sind, oder aus zusammenhängenden Metall- ^e Q) oder Keramikblöcken, die mit der Katalysatorsubstanz, getränkt sind.

Ein Hauptgrund für die begrenzte Nutzungsdauer solcher Konstruktionen ist die Wirkung der auf den laufenden Motor zurückzuführenden Vibrationen, die über die Abgasleitung unmittelbar übertragen werden; infolge der Vibrationen erleiden die Katalysatorbetten mechanische Ermüdungswirkungen, die in Verbindung mit den beim Betrieb auftretenden starken Temperaturwechseln eine vorzeitige Auflösung der katalytisch -wirksamen Schicht herbeiführen. Dieser Zerfall, der besonders schnell bei aus einzelnen Partikeln zusammengesetzten Katalysatorbetten auftritt, wo er noch durch die Reibung der ^ Teilchen untereinander beschleunigt wird, ist auch bei Reaktoren mit keramischem Trägerblock spürbar, bei denen die sehr dünnen Wände die VibrationsWirkungen, denen sie ausgesetzt sind, nur schlecht vertragen. Um derartige Wirkungen abzuschwächen, hat man schon zwischen den Keramikblock und den Blechmantel ein Fasermaterial, im allgemeinen Glasfasermaterial,, gebracht, um Vibrationen und Wärmedehnungen aufzufangen. Da dieses Material sich jedoch im Laufe der Zeit verdichtet, verliert es allmählich seine dämpfenden Eigenschaften, und die Wirkung war letztlich nicht ausreichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache und

wirtschaftliche Weise eine dauerhafte Dämpfung der Vibrationen bei allen Bauarten von Katalysatorreaktoren zu erzielen. Die Erfindung sieht daher bei einem Katalysatorreaktor mit einem zentralen Blechmantel, in dem sich die Katalysatorelemente befinden und der an seinen beiden Seiten mit je einem Anschlußformstück für den Obergang in die Abgasleitung versehen ist, als Lösung vor, daft die Formstücke mindestens eine einen Randstreifen bildende Biegung aufweisen und im Randbereich des zentralen Blechmantels, Blech auf Blech liegend, tangential mit diesem zusammcngeö führt sind.

Man kann auch das Dämpfungsvermögen erhöhen, indem man einen gewissen Abrtand zwischen dem Bereich der Zusammenführung des Randes der Biegung der Anschlußforxnstücke mit dem Rande des zentralen Mantels und dem zentralen, steifen Abschnitt des genannten, die Katalysatorelemente aufnehmenden Mantels einhalt. Dieser Zusaramenführungsbereich, bestehend aus einem einzigen, verhältnisnässig dünnen Blechstreifen zwischen der •teiferen Verbindung mit deir. AnschluSformstück und der den Ka.^ talysatorblock enthaltenden Mittelzone, bildet eine zweite, die Vibrationen dämpfende elastische Zone, die zu der Biegungs- t \ zone des Formstücks am Mantel hinzukommt. Somit sind bei dieser Konstruktion zwischen der als Vibrationsquelle wirkenden Abgasleitung und dem zu schützenden Katalysatorblock zwei aufeinanderfolgende sehwingungsdäjspfende Zonen angeordnet, die aus auf Biegung beanspruchten Blechen bestehen, die durch die steifere Zone ihres Verbindungsbereichs voneinander getrennt sind.

Bei der gebräuchlichsten Form des Katalysatorreaktors, die einen Kreisquerschnitt aufweist, wobei das Anschlußforastück die Form eines Kegelstujpfs und der zentrale Hantel die Form eines Zylinders h*, führt die Anordnung eine in beiden

Richtungen gleiche Dämpfung der Vibrationen herbei.

Die Konstruktion führt zu einer wirksamen und dauerhaften Vibrationsdämpfung des Katalysatorblocks, wodurch dessen Lebensdauer erhöht wird; dabei kar*n die Vorrichtung sehr einfach und mit geringem Kostenaufwand hergestellt werden« Die gobogene Verbindungszone erleichtert den Anschluß von Kegeln, wresx Aehsenr-iehtüxig von dsr^ssjigsn des Ks&taly£atorreakto»s j Jibiteicht, wodurch eine AnschlufSbiegung des Abgasrohrs venaie-

den wird und eine Vereinfachung des Aufbaus und Platzgewinn \ (\ erzielt wird»

Eine bevorzugte Ausführungsforni eines Katalysatorreaktors nach der Erfindung wird anschliessend unter Bezugnahme auf die

Figuren beschrieben, die folgendes darstellen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Enden eines, wie üblich zylindrischen Katalysatorreaktors gemäß der Erfindung;

Fig» 2 und 3 Ausführungsvarianten der Ansc^hlußbieguiig gemaß der Erfindung»

Gemäß Fig. 1 ist eine, zentrale kreiszylindrische Hülse 1, in der sich mindestens ein in an sich bekannter Weise von einem dämpfend wirkenden Fasermantel 3 umgebenes Katalysator* element 2 befindet, gemäß der Erfindung einerseits an einen Kegel *♦ mit geneigter Achse und andererseits sn einen Kegel 5 angeschlossen, dessen Achse rait derjenigen der Hülse 1 zusammenfällt*- Versteifungen 6, vorzugsweise als Ringe aus verdichtetem, dämpfend wirkendem Fasermaterial ausgebildet, können gegebenenfalls mit Montagespiel an den beiden Seiten der Kataly3atoreleinente 2 angeordnet werden, um die Elemente zentriert in der Hülse 1 zu halten.

Die Kegel η und 5 weisen as ihrea engeren Enden kreisförmige | Ränder 7 und 8 auf, sit denen sie an die Abgasleitung auge- § schlossen werden. |

Die weiten, öffnungen der Kegel laufen gesää dar Erfindung \ in einen gebogenen Randstreifen 9 aus, dessen Rand tangential \ isit aneinander liegenden Randen» an des Rand der Hülse 1 zusareaenläuf t; die nebeneinanderliegenden Ränder werden mit einer Schweißnaht 10 zusaisaengehalten* Die SchweiSraupe ( ist gut zugänglich -und leicht herzustellen* Sei dieser «sis- j fachen Ausführungsfona erfolgt die Schwingungadäapfung durch Vei'biegungen im 3iegungsber«ich 9 sowie im Bereich der Ζοη·η U d«s zentralen Hanteis I₄ die sich zwischen den Aussen-Seiten 12 der Kataiysatorelem^nte 2 und -ien Schweißnahten 10 befinden4

Dadurch* daS die Schweissungen 10 nach aussen gerichtet f sind j kann die Därapfungszone 11 eine naxinale Länge bei I geringen Raumbedarf erhalten« und die Siegungszonen 9 ! lassen sich in das Innere der Hülse 1 verlegen» wodurch weiterhin eine gedrängte Bauweise der Anordnung möglich ist«, unter der ihre Däiapfungseigenschaften nicht leiden*

Die Fig· 2 und 3 zeigen abweichende Ausföhrungsformen, bei denen die Biegungszona 9 ein S-fÖnaiges Profil erhält; der Rand der S-Fors* legt sich innen oder ausscn gegen den Rand des zentralen Hanteis und verbessert dadurch die Dämpfungselgenschaften. Durch diese Bauweise ergibt sich ebenfalls eine Verkürzung der Anschlußforastücke oder Ans*.hluSkegel.

Die Abmessungen der Krümnusigsradien» der älechdicken usw, hängen von den vorliegenden Schwingungsverhältnissen und

von den. zu dämpfenden Hassen ab; sie werden in üblicher Weise experimentell bestimmt: oder berechnet:.

• · * ■ f « ι

Claims

A n s ρ r ü a he

1« Katalysatorreaktor für die Reinigung de? Abgase von Verbrennungsmotoren« mit einem zentralen Blechmanrelj in dem sich die Katalysatorelemente befinden und tier an seinen beiden Seiten mit je einem Ansehlußformttück für den übergang in die Abgasleitung versehen ist* dadurch gekennzeichnet _t daß die genannten Formstücke -in, 5) mineAstens eine einen Randstreifen bildende Biegung (S) aufweisen und im Randbereich des genannten zentralen Blechmantels (D₄ 31ech auf Blech liegend» tangential mit diesem zusammengeführt sind«

2* Katalysatorreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Seite der den Randstreifen bildenden Biegung (9) nach aussen zeigt, während der Rand im Inneren, tangential und Kante an Kante liegend, mit dem Rand des zentralen Mantels (1) durch eine Schweißnaht (10) verbunden ist.

3. Katalysatorreaktor nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die den Randstreifen bildende Biegung (9) S-förmig ausgeführt ist, wobei ihr Rand mit dem Rand des zentralen Mantels (1) ineinandergreift.

> 19 1

■ » X

-S-

Katalysatorreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß die tangential© Verbindung am täide einer Randzone (11) des zentralen Mantels (!) erfolgt, die über die Katralysatore lesen te C 2) nach beiden Seiten frei hinausragt.

S« Katalysatorreaktor nach eines der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, da£ die Achsenrichtung mindestens eines der Anschl-uSforiss-iüeke iron der Achsenrichtung des zentralen Mantels Cl) des Keaktionskatalysators abweicht·

6* Katalysatorreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet * daß die AnschluSfonnstücke Ct₄ 5) die Grundform eines Kegelstumpfs haben _t dessen groäe Basisfläche an den zentralen Mantel (1) anschlieSt«

Der Patentanwcsl