FI120660B - The catalytic converter arrangement - Google Patents
The catalytic converter arrangement Download PDFInfo
- Publication number
- FI120660B FI120660B FI20075093A FI20075093A FI120660B FI 120660 B FI120660 B FI 120660B FI 20075093 A FI20075093 A FI 20075093A FI 20075093 A FI20075093 A FI 20075093A FI 120660 B FI120660 B FI 120660B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- catalyst
- gas
- arrangement
- outlet
- chamber
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
KATALYSAATTORIJÄRJESTELYA catalytic converter arrangement
KATALYSATORARRANGEMANGKATALYSATORARRANGEMANG
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen katalysaat-5 torijärjestely.The invention relates to a catalyst arrangement according to the preamble of claim 1.
Energian tuotantolaitoksissa syntyy tunnetusti kaasuja, joiden koostumusta on tarvetta muuttaa, ennen niiden päästämistä ilmakehään. Erityisesti palamisprosessin pakokaasut ovat tällaisia. Tiettyjen pakokaasujen komponenttien, kuten typpioksi-10 dien, käsittelyssä käytetään katalysaattoreita, joiden lävitse pakokaasuvirta sovitetaan kulkemaan. Varsinkin suurien pakokaasumäärien ollessa kyseessä kasvaa rakenteiden fyysinen koko helposti toivottua suuremmaksi. Lisäksi katalysaattorei-den käytössä on ongelmana niiden vaatima tietty käyttölämpötila ja sitä kautta prosessin käynnistysvaiheessa vaadittava katalysaattorin lämmitys.Energy production plants are known to produce gases whose composition needs to be modified before they are released into the atmosphere. This is particularly the case with combustion exhaust fumes. Certain exhaust gas components, such as nitrogen oxides, are treated with catalysts through which the exhaust stream is adapted to pass. Particularly in the case of large volumes of exhaust gas, the physical size of the structures will easily grow larger than desired. In addition, there is a problem in the use of the catalysts at the specific operating temperature they require and thus the heating of the catalyst required at the start of the process.
1515
Keksinnön tarkoituksen on saada aikaan katalysaattorijärjestely, jolla tunnetun tekniikan ongelmia voidaan vähentää. Keksinnön tarkoituksena onkin saada aikaan katalysaattorijärjestely, joiden avulla saadaan merkittävää tilan säästöä erityisesti mäntämoottorin yhteydessä. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kata- ·*·*: 20 lysaattorijärjestely, jolla katalysaattorin lämmitysvaihe saadaan tehokkaaksi.The object of the invention is to provide a catalyst arrangement by which the problems of the prior art can be reduced. It is an object of the invention to provide a catalyst arrangement which provides significant space savings, particularly in the case of a piston engine. It is a further object of the invention to provide a catalyst * * · *: 20 lyser arrangement which provides an efficient heating step for the catalyst.
• · • · · • · · • · ·• · • · · · · · · · ·
Keksinnön tavoitteet saavutetaan pääasiassa patenttivaatimuksessa 1 sekä muis- • · · : sa vaatimuksissa tarkemmin esitetyllä tavalla.The objects of the invention are mainly achieved in the manner detailed in claim 1 and in the other claims.
• · · · • · • · • · · 25 Keksinnön mukainen katalysaattorijärjestely käsittää ulkovaipan rajaaman kaasuti- • · · lan, johon on virtausyhteydessä useita ulkovaippaan sovitettuja käsiteltävän kaa- :T: sun sisääntuloyhteitä, sekä ainakin yksi kaasun ulosmenoyhde. Kaasutilaan on jär- jestetty ainakin yhden katalysaattorielementin käsittävä katalysaattorikammio, joka .···. käsittää kaasutilaan yhteydessä olevan kaasun sisäänvirtausaukon sekä ulosvir- • · · .···. 30 tausaukon. Lisäksi katalysaattorijärjestely käsittää järjestelyn kytkemään kaasutilan • · • · · .· . sisäänmenoyhde virtausyhteyteen kaasun ulosmenoyhteen kanssa joko kataly- saattorikammion kautta tai suoraan kaasutilan kautta. Mainittu järjestely on sovitet- • · • · • · · 2 tu kaasutilan ulosmenoyhteen ja katalysaattorikammion ulosvirtausaukon välisen virtausyhteyden kytkemiseksi ja poiskytkemiseksi. Mainittu järjestely käsittää ainakin elimet katalysaattorikammion liikuttamiseksi kaasutilassa sekä kaasutilan ulosmenoyhteen ja katalysaattorikammion ulosvirtausaukon välisen liityntäpinnat. Täl-5 löin kytkentä toiminta saadaan aikaiseksi liikuttamalla itse katalysaattorikammiota eikä erillisiä venttiililaitteita tarvita.The catalyst arrangement according to the invention comprises a gas chamber defined by an outer jacket having a plurality of inlet connections for the gas to be treated in the flow connection and at least one gas outlet. A catalyst chamber comprising at least one catalyst element is provided in the gas chamber. ···. comprises a gas inlet connected to a gas space and an outflow • · ·. ···. 30 apertures. In addition, the catalyst arrangement comprises an arrangement for switching the gas space • · • · ·. an inlet connection in fluid communication with the gas outlet connection, either through the catalyst chamber or directly through the gas space. Said arrangement is adapted to connect and disconnect the flow connection between the gas chamber outlet and the catalyst chamber outlet. Said arrangement comprises at least means for moving the catalyst chamber in the gas space and the interface surfaces between the gas chamber outlet connection and the outlet of the catalyst chamber. In this way, the coupling operation is accomplished by moving the catalytic converter chamber itself and no separate valve means are required.
Keksinnön yhden sovellusmuodon mukaisessa järjestelyssä kaasutilan muodostaa pitkänomainen päätyosilla varustettu vaippajärjestely, joista päätyosista toiseen on 10 sovitettu kaasun ulosmenoyhde. Edelleen ulosmenoyhde ja mainitun katalysaattorikammion ulosvirtausaukko on sovitettu järjestelyyn samankeskeisesti. Edullisesti myös itse katalysaattorikammio on sovitettu vaippajärjestelyyn nähden samankes-keiseksi.In an arrangement according to one embodiment of the invention, the gas space is formed by an elongated diaper arrangement with end portions, one of which end portions is provided with a gas outlet connection 10. Further, the outlet connection and the outlet opening of said catalyst chamber are concentric to the arrangement. Preferably, the catalyst chamber itself is arranged to be concentric with the diaper arrangement.
15 Edullisesti katalysaattorikammion ulosvirtausaukko on poikkipinta-alalataan suurempi tai yhtä suuri kuin kaasutilan ulosmenoyhteen poikkipinta-ala.Preferably, the outlet of the catalyst chamber is greater than or equal to the cross-sectional area of the gas space outlet connection.
Keksinnöllä saadaan erityinen etu varsinkin suurten mäntämoottoreiden yhteydessä, jolloin peräkkäin sovitettavat katalysaattoriyksiköt hyödyntävät moottorin pituut-20 ta.The invention provides a particular advantage, particularly in the case of large piston engines, whereby sequentially adapted catalyst units utilize engine lengths.
• · ··» • · · • · ·• · ·· »• · · · · ·
Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkin omaisesti viitaten oheisiin piirustuk- • · ·.· · siin, joissa ·· | *·· kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen katalysaattorijärjestelyn poikkileikkausta sen ··· 25 ensimmäisessä toimintamuodossa, kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen katalysaattorijärjestelyn poikkileikkausta sen • · · : toisessa toimintamuodossa, ja • · · kuvio 3 esittää kuvion 1 poikkileikkausta l-l.The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, where ·· | Fig. 1 shows a cross-section of the catalyst arrangement according to the invention in its first mode, Fig. 2 shows a cross-section of the catalyst arrangement according to the invention in its second mode, and Fig. 3 shows section I-1 of Fig. 1.
··· • · · • · · 30 Kuviossa 1 on esitetty kaaviomaisesti keksinnön mukainen katalysaattorijärjestely ; 1 ja sen kytkentä käsiteltävän kaasun lähteeseen 12, edullisesti mäntämoottoriin.Figure 1 shows schematically a catalyst arrangement according to the invention; 1 and its connection to the gas source 12 to be treated, preferably a piston engine.
• M• M
/.·* Katalysaattorijärjestely 1 on pitkänomainen ja sen ulkovaippa 2 on muodostettu • · • · · 3 useasta peräkkäin sovitetusta putkimaisesta osasta. Ulkovaipan 2 sisään on muodostettu näin kaasutila 3, johon käsiteltävää kaasua johdetaan. Tämän aikaansaamiseksi ulkovaippaan on jäljestetty useita kaasun sisääntuloyhteitä 4, jotka on edelleen yhteydessä mäntämoottoriin 2. Lisäksi ulkovaipan toiseen päätyyn on so-5 vitettu yksi ulosmenoyhde 5. Kaasutilaan 3 on sovitettu erillinen katalysaattori-kammio 7, joka käsittää ainakin yhden katalysaattorielementin 6. Katalysaattori-kammio 7 on muodostettu putkielementistä ja sen pituus on hieman ulkovaippaa 2 lyhyempi. Katalysaattorikammiolla 7 on kaksi päätä, joissa molemmissa on kaasun virtausaukko, eli kaasun sisäänvirtausaukko 8 ja ulosvirtausaukko 9. Katalysaatto-10 rijäijestely on sellainen, että se käsittää lisäksi järjestelyn 5,8,9,10,11 kytkemään kaasuthan sisäänmenoyhde virtausyhteyteen kaasun ulosmenoyhteen 5 kanssa joko katalysaattorikammion 7 kautta tai suoraan kaasuthan kautta.The catalyst arrangement 1 is elongated and its outer casing 2 is formed by a plurality of tubular sections arranged in succession. A gas space 3 is thus formed inside the outer jacket 2, into which the gas to be treated is introduced. To achieve this, a plurality of gas inlet connections 4 are connected to the outer jacket, which are further connected to the piston engine 2. In addition, one outlet connection 5 is provided at the other end of the outer jacket 5. A separate catalyst chamber 7 comprising at least one catalyst element 6. Catalyst 7 is formed of a tubular element and is slightly shorter than the outer sheath 2. The catalyst chamber 7 has two ends each having a gas flow opening, i.e. a gas inlet 8 and an outlet 9. The catalyst arrangement 10 further includes an arrangement 5,8,9,10,11 for connecting the gas inlet to the gas outlet 5 either through the catalyst chamber 7 or directly through the gas.
Kuviossa 1 on esitetty järjestely sen ensimmäisessä toimintamuodossa eli tilan-15 teessä, jossa laitteistoa ollaan käynnistämässä. Tällöin laitteiston lämpötila on sellaisella tasolla, että esimerkiksi hapetus- tai joku muu katalysaattorissa tapahtuvaksi tarkoitettu reaktio ei toteudu. Tässä toimintamuodossa kaasu on sovitettu virtaamaan katalysaattorikammion ohitse suoraan kaasun ulosmenoyhteeseen 5. Järjestelyn rakenne on sellainen, että kaasuthan 3 ulosmenoyhde 5 ja katalysaattori- • · · j V 20 kammion 7 ulosvirtausaukon 9 välinen virtausyhteys voidaan kytkeä päälle ja pois • · · : päältä. Kuvion 1 tilanteessa on toimilaitteen 10 avulla katalysaattorikammio siirretty ulkovaippaan 2 nähden kammion toiseen ääriasentoon, jossa katalysaattorikammi- : on kaasun sisäänvirtausaukko 8 on ulkovaipan päätyä vasten oleellisesti kulkien : '·· sisäänvirtausaukon 8 ja näin estäen kaasun virtauksen katalysaattorikammioon 7.Figure 1 illustrates an arrangement in its first mode of operation, i.e., state-15, in which the hardware is being started. In this case, the temperature of the equipment is at a level such that oxidation or any other reaction intended for the catalyst, for example, does not take place. In this embodiment, the gas is arranged to flow past the catalyst chamber directly to the gas outlet 5. The arrangement is such that the flow connection between the gas outlet 3 and the outlet 9 of the catalyst chamber can be switched on and off. In the situation of Figure 1, the actuator 10 is moved by the actuator 10 with respect to the outer jacket 2 to the second extreme position of the chamber where the catalyst inlet gas opening 8 is substantially opposite the end of the outer jacket: to prevent the gas flow into the outlet.
• · · 25 Samalla on katalysaattorikammoin toisen pään ulosvirtausaukko 8 siirtynyt etäisyyden päähän ulkovaipan 3 ulosmenoyhteestä 5, jolloin kaasutilasta 3 voi virrata • · · : kaasua suoraan ulosmenoyhteeseen 5. Katalysaattorikammio 7 on tuettu vaippaan • · » ·...· 3 liikuteltavasti tukirakenteiden 11 avulla siten, että toimilaitteen 10 avulla se on liikuteltavissa pituusakselinsa suunnassa vaippajärjestelyssä 2.At the same time, the outlet end 8 of the other end of the catalytic converter has moved away from the outlet 5 of the outer jacket 3, allowing gas 3 to flow directly into the outlet 5. The catalyst chamber 7 is supported movably by the housing 11. with the actuator 10 being movable along its longitudinal axis in the diaper arrangement 2.
30 • · · : Kun laitteisto tai tarkemmin ilmaistuna katalysaattorielementit ovat lämmenneet • · · .···. toimintalämpötilaan, voidaan siirtyä toisen toimintamuodon käyttöön, mikä on esi- • · • · · 4 tetty kuviossa 2. Katalysaattorikammio 7 siirretään toimilaitteen avulla kuviossa oikealle päin, eli kohti kaasuthan 3 ulosmenoyhdettä 5. Vaippajärjestelyn 2 toinen päätyosa on muodostettu kartiomaiseksi. Tällä aikaansaadaan sekä paremmat virtausominaisuudet, että kaasuthan ja katalysaattorikammion ulosvirtausaukon 9 vä-5 lisen liityntäpinnat edulliseksi. Ulosmenoyhde 5 ja katalysaattorikammion ulosvir-tausaukko 9 on sovitettu järjestelyyn 1 samankeskeisesti, jolloin siirrettäessä kohti ulosmenoyhteen 5 puoleista päätyä kohtaa ulosmenoyhde kartio-osan loppupään ja yhdistää katalysaattorikammion virtausteknisesti ulosmenoyhteen 5 ja kaasuthan 3 väliin. Katalysaattorikammion ulosvirtausaukko on poikkipinta-alalataan suurempi 10 tai yhtä suuri kuin kaasuthan ulosmenoyhteen poikkipinta-ala, mikä mahdollistaa tiiviin yhteyden mainittujen osien oleellisesti kaasutiiviin yhteyden.30 • · ·: When the equipment or, more specifically, the catalyst elements have become warm • · ·. ···. 2. The catalyst chamber 7 is moved by the actuator to the right in the figure, i.e. towards the outlet port 5 of the gas 3. The other end portion of the diaper arrangement 2 is formed conically. This provides both improved flow properties and advantageous interface surfaces between the gas and catalyst outlet outlet 9. The outlet conduit 5 and the catalyst chamber outlet outlet 9 are concentric to the arrangement 1 so as to move toward the end of the outlet conduit 5, the outlet conduit terminates at the end of the cone portion and technically connects the catalyst chamber between the outlet conduit 5 and gas. The outlet opening of the catalyst chamber is greater than or equal to the cross-sectional area of the gas outlet, which allows a substantially gas-tight connection of said parts.
Näin kaasu virtaa sisäänmenoyhteiden 4 kautta kaasutilaan 3 ja sieltä edelleen kaasun sisäänvirtausaukon 8 kautta katalysaattorikammioon. Katalysaattorikammi-15 ossa kaasu virtaa yhden tai useamman katalysaattorielementin kautta katalysaattorikammion ulosvirtausaukon 8 kautta katalysaattorijärjestelyn 1 ulosmenoyhtee-seen 5 ja tästä edelleen sopivaan jälkikäsittelyyn tai esimerkiksi poistettavaksi ympäröivään ilmaan. Keksinnön mukaisessa järjestelyssä on edullisesti useampia ka-talysaattorielementtejä kaasun päävirtaussuunnassa peräkkäin, mutta järjestettynä • · · • V 20 virtausteknisesti rinnan. Tämä aikaansaadaan siten, että kunkin katalysaattoriele- • · · ' mentin kohdalla on ainakin yksi kaasun ohivirtauskanava, jonka kautta osa kaasus- • · · ta voi virrata kunkin elementin ohitse.Thus, the gas flows through the inlet conduits 4 into the gas space 3 and from there through the gas inlet port 8 to the catalyst chamber. In the catalyst chamber-15 portion, gas flows through one or more catalyst elements through the catalyst chamber outlet port 8 to the outlet 5 of the catalyst arrangement 1 and from there to suitable post-treatment or, for example, removal to ambient air. Preferably, the arrangement according to the invention has a plurality of catalyst elements in succession in the main flow direction of the gas, but arranged in a flow-parallel manner. This is achieved by having at least one gas bypass channel at each catalyst element through which a portion of the gas can flow past each element.
• · • · · • · · • · · · : 1 2·· Kuviosta 3 on lisäksi nähtävissä, että katalysaattorikammio 7 on sovitettu vaippa- • · · 25 järjestelyyn 3 nähden samankeskeiseksi tukirakenteiden 11 tukemaksi.In addition, it can be seen from Figure 3 that the catalyst chamber 7 is arranged to be supported by support structures 11 which are concentric with the jacket arrangement 3.
• · · ; Keksintö ei ole rajoitettu esitettyihin sovellusmuotoihin, vaan useita muunnelmia on • · · ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.• · ·; The invention is not limited to the embodiments shown, but many variations are contemplated within the scope of the appended claims.
··· • « · ♦ ♦ ♦ :3: 30 • · ♦ • · • · · • 1· • · · · • · 2 • · 3 • · ···· • «· ♦ ♦ ♦: 3: 30 • · ♦ • · · · · 1 · · · · · · 2 · · 3 • · ·
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20075093A FI120660B (en) | 2007-02-09 | 2007-02-09 | The catalytic converter arrangement |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20075093A FI120660B (en) | 2007-02-09 | 2007-02-09 | The catalytic converter arrangement |
FI20075093 | 2007-02-09 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20075093A0 FI20075093A0 (en) | 2007-02-09 |
FI20075093A FI20075093A (en) | 2008-08-10 |
FI120660B true FI120660B (en) | 2010-01-15 |
Family
ID=37832244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20075093A FI120660B (en) | 2007-02-09 | 2007-02-09 | The catalytic converter arrangement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI120660B (en) |
-
2007
- 2007-02-09 FI FI20075093A patent/FI120660B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20075093A (en) | 2008-08-10 |
FI20075093A0 (en) | 2007-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6602353B2 (en) | Exhaust gas aftertreatment device and method | |
US8418445B2 (en) | Exhaust system for an internal combustion engine | |
JP2008144764A5 (en) | ||
US10247079B2 (en) | Exhaust gas purification system of internal combustion engine having turbocharger | |
CN102678268B (en) | The exhaust-gas treatment system of explosive motor | |
KR101840908B1 (en) | Arrangement for treating exhaust gases of an internal combustion piston engine, an internal combustion piston engine and method of treating exhaust gas of an internal combustion piston engine | |
SE523479C2 (en) | Exhaust silencer, includes spiral shaped axial and radial exhaust channels for fumes to flow through | |
RU2013142309A (en) | HEATING MODULE FOR EXHAUST GAS CLEANING SYSTEM | |
JP6803790B2 (en) | Internal combustion engine with exhaust gas aftertreatment system | |
US20200018207A1 (en) | Exhaust gas system | |
CN110741143B (en) | Exhaust gas pipe, internal combustion engine and motor vehicle | |
FI120660B (en) | The catalytic converter arrangement | |
US8961118B2 (en) | Structural cooling fluid tube for supporting a turbine component and supplying cooling fluid | |
CN105972617A (en) | Thermal afterburning installation | |
CN110500165B (en) | Internal combustion engine and method for reducing nitrogen oxide emissions | |
KR20140143218A (en) | Exhaust gas system for an internal combustion engine | |
SE520350C2 (en) | Container arrangement is for incorporation in exhaust gas system of internal combustion engine and comprises outer casing enclosed by tubular body and passage for conducting exhaust gases through container | |
KR102281555B1 (en) | Exhaust gas aftertreatment system, internal combustion engine and method for operating the same | |
RU2017127296A (en) | EMISSION TOXICITY REDUCTION SYSTEM AND REPAIR INJECTOR | |
CZ308040B6 (en) | Exhaust resonator of a two-stroke engine with an exhaust catalytic converter | |
CN110226022B (en) | Exhaust gas duct for fossil fuel powered engine including dilution selective catalytic reduction system | |
US20040026070A1 (en) | Water cooled exhaust tube | |
CN104420939A (en) | Silencer of improved diesel engine | |
EP3196435B1 (en) | Internal combustion engine for reducing exhaust gas emissions | |
CN104420940A (en) | Diesel engine muffler |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 120660 Country of ref document: FI |
|
MM | Patent lapsed |