FI124284B - Palkeet pakokaasuvirran ohjaamiseksi sekä järjestelmä ja menetelmä mainittujen palkeiden valmistamiseksi - Google Patents

Description

Palkeet pakokaasuvirran ohjaamiseksi sekä järjestelmä ja menetelmä mainittujen palkeiden valmistamiseksi

Keksinnön kohde 5

Esillä olevan keksinnön kohteena ovat katalyytin sisältävät palkeet poltto-moottoreita varten. Keksinnön toisena kohteena on mainittuihin palkeisiin liittyvä menetelmä ja järjestelmä.

10 Tekniikan taso

Keksintö koskee erityisesti suurten, varsinkin dieseltyyppisten, polttomootto-reiden päästöjen vähentämistä. Niitä käytetään yleisesti sekä liikkuvissa käyttökohteissa merellä että kiinteissä käyttökohteissa maissa, kuten esimerkiksi 15 laivoissa ja vastaavasti dieselvoimalaitoksissa. Päästömääräysten jatkuvasti kiristyessä ja vihreiden arvojen korostuessa tarve uusille menetelmille päästöjen vähentämiseksi lisääntyy.

Yksi tärkeimmistä menetelmistä polttomoottoriperäisten päästöjen kontrol-20 loimiseksi ja vähentämiseksi on katalysaattoreiden käyttäminen. Ne perustuvat katalyyttien käyttöön, jotka nopeuttavat kemiallisia reaktioita, joissa epätäydellisen palamisen myrkylliset sivutuotteet muutetaan vähemmän myrkyl-lisiksi aineiksi. Mitä tulee NOx- päästöjen (typen oksidit) vähentämiseen, ^ SCR- tyyppisellä menetelmällä (selektiivinen katalyyttinen pelkistys) on alalla i S 25 suurin merkitys. SCR-menetelmä perustuu NOx:n muuttamiseen kaksiatomi- i oi seksi typeksi (N2) katalyytin ja pelkistinten, kuten ammoniakin ja urean avul- | la. Pelkistin lisätään pakokaasuvirtaan ja se imeytyy katalyyttiin.

o

CO

« Tunnetun tekniikan patenttihakemusjulkaisussa US2009205325 AI esitetään 30 haitariliitin, joka käsittää katalysaattorin ja laipat haitariliittimen molemmissa päissä. Tunnetun tekniikan dokumentissa US5645803 A esitetään tunnetun 2 tekniikan toteutuksia pinnoitteiden käyttämisestä katalysaattoreissa. Tunnetun tekniikan patenttihakemusjulkaisussa US2010083646 AI on puolestaan esitetty haitariliitin, jonka sisässä on useita kerroksia käsittävä suodatin. Kyseisten kerrosten seinämissä on läpivirtausaukkoja polttoainevirtausta varten. 5 Lisäksi mainittakoon tunnetun tekniikan patenttihakemusjulkaisusta US2010040465 AI, jossa esitetään kiinnitysalustan turboahtimelle käsittävä haitariliitin. Kiinnitysalusta vastaanottaa pakokaasut polttokammiosta ja kiinnitysalustan kautta pakokaasut menevät edelleen turboahtimeen ja pakokaasujen takaisinkierrätysyksikköön. Kyseisessä toteutuksessa käytetään ainakin 10 yhtä joustavaa putkea ja laippoja haitari liitti m en päissä.

Kun katalyyttiliuoksia käytetään polttomoottoreissa, käytettävyyttä rajoittavana ongelmana on muun muassa tarvittavan laitteiston vaatima tila. Sekä kokoonpanon että käytettävissä olevan kokonaistilan asettamat rajoitukset 15 estävät muutoin sopivien ratkaisujen käytön. Tällainen ylipääsemätön ongelma syntyy usein, kun pelkistimiä yritetään sekoittaa riittävällä etäisyydellä ennen katalyyttiaineosia. Urea tai muu pelkistysaine tulee nimittäin ruiskuttaa katalyyttiä vastaan niin lähelle polttosylinteriä kuin mahdollista, jotta ureapisaroiden kunnolliselle hajoamiselle ja katalyytin vahvistamiselle saa-20 daan riittävän pitkä viipymisaika.

Keksinnön tavoite ja ratkaisu ^ Keksinnön tavoitteena on aikaansaada ratkaisu, jolla edellä mainitut tekniikan i S 25 tason ongelmat ja puutteet voidaan välttää tehokkaasti ja taloudellisesti.

c\j Tämän tavoitteen saavuttamiseksi tässä esitetyn keksinnön mukainen mene- | telmä on tunnettu siitä mitä patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa on g esitetty. Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on lisäksi esitetty joitakin kek- co sinnön edullisia suoritusmuotoja. Keksinnön mukaista menetelmää toteutta-30 van järjestelyn tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksen 8 tun- 3 nusmerkkiosassa. Joitakin mainitun järjestelyn suoritusmuotoja on lisäksi esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnöllä aikaansaadaan nyt yksinkertainen ja pienikokoinen ratkaisu edel-5 lä esitettyyn ongelmaan. Keksinnön mukaisesti esitetään järjestely, jossa palkeet järjestetään lisäksi sylinterin kannen ja pakoputken väliin ja muotoillaan olennaisesti uudelleen ja lisäksi sovitetaan ruiskuttamaan pelkistintä pako-kaasuvirtaan, jolloin sillä aikaansaadaan alustavaa katalyyttitoimintaa.

10 Keksinnön mukaan uudet palkeet muunnetaan sellaisiksi, että pakokaasuille alttiina oleva pinta-ala moninkertaistetaan ensin usealla mittayksiköllä ja pinnoitetaan lisäksi sopivilla katalyyteillä sekä pelkistimen tukkeutumisen tai vastaavan käyttäytymisen estämiseksi mainituilla pinnoilla että alustavien kata-lyyttireaktioiden aikaansaamiseksi. Toiseksi järjestetään sopivat elimet pelkis-15 timen ruiskuttamiseksi pakokaasuvirtaan palkeissa heti polttokammiosta poistumisen jälkeen. Käyttämällä tällaisia muunnettuja paljevälineitä pinnoitettujen katalyytti pintojen ja pelkistimen ruiskutuksen muodostaman yhdistelmän kanssa, alkaa selektiivisen katalyyttisen pelkistysprosessin ensimmäinen vaihe jo palkeiden sisällä. Tällä tavoin reaktioketju NOx:n muuttamiseksi kak-20 siatomiseksi typeksi N2 nopeutuu ja päästöt vähenevät edelleen.

Mitä tulee tässä pelkistimeksi kutsutun aineen ruiskuttamiseen, on korostet-^ tava, että termin "pelkistin" ei ole tarkoitus kattaa vain pelkistinaineita, jotka ^ ovat tarkoitetut yksinomaan katalyyttisiä reaktioita varten, vaan myös muita o 25 aineita, jotka edistävät yleisesti palkeiden toimintaa ja pakokaasupäästöjen c\] vähentämistä. Esimerkiksi pakokaasua, ilmaa, vettä ja talteenottokaasua voi- | daan käyttää tällaisina pelkistiminä. Termi "pelkistin" kattaa luonnollisesti g myös tällaisten aineiden yhdistelmät.

CO

m 30 Metallisia paljevälineitä sinänsä on itse asiassa käytetty jo melko moniin erilaisiin tarkoituksiin polttomoottoreissa. Niiden käyttötarkoitus on kuitenkin 4 ollut rajoitettu ainoastaan mekaanisiin toimintoihin, kuten lämpövenymästä ja liikkeistä, tärinäongelmista, huollettavuudesta, toleransseista, jne. huolehtimiseen.

5 Sen sijaan esillä olevan keksinnön mukaan palkeiden vaippaosa muotoillaan uudelleen siten, että siinä on edullisesti joukko syvennyksiä ja harjanteita laajenemis- ja supistumissuunnassa. Tämä puolestaan lisää vaippaosan kokonaispinta-alaa. Samanlaista muotoilua voidaan soveltaa näihin pintoihin myös mikromittakaavassa. Toisin sanoen vaippaosan sisäpintarakenteiden 10 kosketuspintaan on järjestetty sopivan tyyppisiä poimuja tai ryppyjä tai vastaavia. Levymateriaaleihin muodostuu siten eräänlainen kohokuviopinta. Tai levymateriaali voidaan niin sanotusti krepata. Kokonaispinta-alaa saadaan edelleen lisättyä myös järjestämällä joihinkin levyihin läpimeneviä aukkoja tai käyttämällä verkkotyyppisiä kerroksia. Tämä lisää myös eri kanavien määrää, 15 joiden läpi pakokaasut voivat virrata ja viipymisaika pitenee edelleen.

Mitä tulee metallipalkeiden uudelleenmuotoiltujen sisäpintojen pinnoitukseen sopivilla katalyyttiaineilla, tekniikan tasosta tunnettuja menetelmiä voidaan hyvin käyttää. Niitä ovat esimerkiksi ruiskutusmenetelmät, kuten pintakerroksen märkäruiskutus/upotus. Keksinnön edullisimman suoritusmuodon mu-20 kaan pinnoitusmenetelmänä pinnoituksen muodostamiseksi käytetään kuitenkin lämpöruiskutuksen tyyppistä menetelmää. Lämpöruiskutus on nimittäin melko nopea ja tehokas menetelmä tämäntyyppisen alustan pinnoittami- ^ seksi. Lämpöruiskutusta käytettäessä katalyyttijauhe hajotetaan liekissä kor- ^ keissa lämpötiloissa ja suunnataan pinnoitettavaan pintaan. Se muodostaa S 25 siten lamellityyppisen rakenteen alustan pinnalle. Koska pinnoite kiinnitetään i c\j fyysisesti alustan pintaan, pinnoitusten tarttuminen pintaan paranee olennai- | sesti perinteisiin menetelmiin verrattuna.

o

CO

m ° 30 5

Keksinnön edut

Keksinnöllä aikaansaadaan useita etuja ja parannuksia tekniikan tason ratkaisuihin verrattuna sekä pienen koon että päästöjen vähenemiseen liittyvien 5 parannusten suhteen. Päätavoitteena oleva parannetun katalyytti reaktion aikaansaaminen on nyt saavutettavissa sekä pienikokoisella että teknisesti melko yksinkertaisella ja kustannustehokkaalla välineellä. Keksinnöllä saavutettavat pääasialliset edut perustuvat muun muassa seuraaviin seikkoihin.

10 Patenttivaatimuksissa esitetyn menetelmän toteutuksena aikaansaatu järjestely helpottaa ensinnäkin olennaisesti pelkistimen, edullisesti urean, riittävän aikaisin suoritettua ruiskutusta kaasuvirtaan. Etu saavutetaan ureapisaroiden parannettuna hajoamisena, joka nopeuttaa katalyyttireaktioita myöhemmin edelleen.

15

Lisäksi typen oksidien muuntuminen kaksiatomiseksi typeksi N2 paranee edelleen katalyyttimaisten pinnoitettujen kerrosten ansiosta, jotka levitetään palkeiden uudelleenmuotoilluille runsaille sisäpinnoille. Ensimmäiset katalyyttiset reaktiot tapahtuvat jo palkeiden lisälaitteissa. Keksinnön edullisen suori-20 tusmuodon mukaan palkeiden sisäpintojen kokonaispinta-ala moninkertaistuu useilla mittayksiköillä. Tämä vahvistaa edelleen palkeiden positiivista vaikutusta katalyyttiseen ilmiöön.

^ Pinta-alaa voidaan lisätä sekä lisäämällä erillisten, sopivilla reitityksillä tai vas- i S 25 taavilla varustettujen kerrosten määrää ja käyttämällä sopivan tyyppistä ko- i c\j hokuviopintaa. Näitä toimenpiteitä kuvataan jäljempänä yksityiskohtaisemmin | yhdessä keksinnön suoritusmuotojen kuvausten kanssa.

o

CO

Huomionarvoista on myös se, että esillä olevalla keksinnöllä palkeisiin saa-30 daan ylimääräisiä katalyyttitoimintoja ilman lisätilavaatimuksia. Keksintö sopii myös hyvin olemassa oleviin moottorisovelluksiin ja tarjoaa siten erinomaisen 6 mahdollisuuden uudistaa olemassa olevia asennuksia näin yksinkertaisella ja pienimuotoisella jälkiasennusjärjestelyllä. Selkeä parannus päästöjen kontrolloimiseksi voidaan siten saada aikaan hyvin vaatimattomalla investoinnilla.

5 Lämpöruiskutuksen käyttö pinnoitemateriaalin levittämisessä mahdollistaa puolestaan tehokkaiden ja yksinkertaisten työstömenetelmien käytön palkeiden valmistuksessa ja antaa siten mahdollisuuden valmistaa sekä edullisen että tehokkaan paljelaitteiston edellä esitettyjen alustavien katalyyttitoiminto-jen suorittamiseksi. Keksinnön muut edut käyvät myös ilmeiseksi.

10

Kuvioluettelo

Keksintöä ja monia sen sovelluksia kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: 15

Kuvio 1 esittää yleistä päätykuvaa perinteisestä monisylinterisestä polttomoottorista, jossa on metallipalkeet sylinterin kannen ja pako-putken välissä kussakin sylinterissä,

Kuvio 2 esittää sivukuvana osittaista pituussuuntaista leikkausta esillä 20 olevan keksinnön mukaisista metallipalkeista,

Kuvio 3 esittää lähikuvana pituussuuntaista osittaista leikkausta A esillä olevan keksinnön kuvion 2 mukaisista metallipalkeista, δ c\j i S 25 Kuvio 4a esittää sivukuvana keksinnön erään suoritusmuodon mukaisia i c\j metallipalkeita,

CC

CL

Kuvio 4b esittää sivukuvana keksinnön erään toisen suoritusmuodon mu-o

CO

kaisia metallipalkeita, ° 30 7

Kuvio 5 esittää sivukuvana vielä erästä metallipalkeiden suoritusmuotoa, jossa on ylimääräinen liitos,

Kuvio 6 esittää myös sivukuvana vielä yhtä metallipalkeiden suoritus-5 muotoa, jossa on toisentyyppinen ylimääräinen liitos,

Kuviot 7a ja 7b esittävät perspektiivikuvana metallipalkeita, joissa on laipat molemmissa päissä.

10 Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Kuvio 1 esittää erittäin kaaviomaisena päätykuvana tyypillistä polttomoottoreissa käytettävää paljejärjestelyä. Tässä kaks itä hti moottori 3 on varustettu palkeilla 2, jotka on järjestetty tässä sylinterin kannen 108 sisäpuolella sijait-15 sevan polttokammion 8 ja pakoputken 12 väliin ennen ahdinta 22.

Palkeiden käyttötarkoitus on tavallisesti luonteeltaan mekaaninen, kuten lämpövenymien ja tärinän, jne. hallinta. Palkeiden 2 koko on sinänsä melko rajoitettu ja sillä on tavallisesti melko yksinkertainen ja suoraviivainen raken-20 ne, jolla on sylinterimäiset ulkomitat ja vaippaosamainen muoto.

Korostettakoon, että esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa yleisesti ottaen kaikenlaisiin polttomoottoreihin. Mitä tulee mäntämoottoreihin, sekä kaksi-^ tahti- että nel itä hti moottoreita voidaan käyttää. Dieselsykli, Otton sykli ja i S 25 muut sovellukset ovat kaikki sopivia. Polttoainetyyppi voi myös vaihdella ja i c\j voi olla esimerkiksi raskasta polttoöljyä, dieselöljyä ja biopolttoainetta tai | kaasumaista polttoainetta, kuten maakaasua jne.

o

CO

Esillä olevan keksinnön mukaan palkeet 2 on nyt muotoiltu uudelleen ja sille 30 on annettu täysin uusia tehtäviä. Keksinnönmukaiset palkeet 2 voivat silti 8 sijaita pakokaasukanavassa joko ennen mainittua ahdinta 22 tai kaksivaiheisen ahtimen turbiinien välissä.

Kuvio 2 esittää pituussuuntaisena leikkauskuvana esillä olevan keksinnön 5 mukaisten palkeiden 2 esimerkinomaista suoritusmuotoa. Palkeiden 2 ulkomitat ovat edelleen olennaisesti sylinteri mä i set yleiseltä muodoltaan ja olennaiset muutokset mittojen mittasuhteisiin eivät myöskään ole tarpeellisia. Suurimmat muutokset on keskitetty palkeiden sisäpintojen järjestelyyn, mikä ilmenee paremmin kuviosta 3, joka esittää osittaista pituussuuntaista leikkaus-10 ta palkeista 2. Palkeiden 2 pääasiallinen rakenne muodostuu laipoista 4 palkeiden päissä ja varsinaisesta paljeosasta niiden välissä, joka muodostaa vir-tauskanavan 2j pakokaasuvirran 20 läpivirtausta varten.

Mainitun vaippaosan 2e sisäpinnat muodostuvat useasta kerroksesta 2b, 2c 15 siten, että ainakin yksi jakeluilla 2g muodostuu kerrosten 2b, 2c väliin. Vaippaosan 2e monikerroksinen rakenne on kuvattu tarkemmin kuviossa 3, jossa on esitetty lähikuva kuvion 2 alueesta A. Vaippaosan 2e muutettu rakenne tuo esiin yhden palkeiden uusista pääpiirteistä. Palkeiden 2 vaippaosa 2e on muodostettu sijoittamalla vähintään kaksi erityyppistä levymäistä rakenne-20 kerrosta 2b, 2c vuorotellen päällekkäin siten, että kahden peräkkäisen kerroksen 2b, 2c väliin muodostuu ennalta määrätyn kokoinen jakeluilla 2g.

Tällöin joka toinen levy on verkko tai verkkomainen levyrakenne, jossa sopi-^ van tyyppiset aukot peittävät suurimman osan kokonaispinta-alasta. Joka i S 25 toisen kerroksen muodostaa vastaavasti metallilevy. Erilaiset yhdistelmät i c\j ovat tietenkin mahdollisia. On selvää, että erilaisten levytyyppien tai verkko- | rakenteiden määrä ei myöskään ole rajoitettu. Monentyyppisiä levyjä tai verkkoja voidaan käyttää. Olennaista on aikaansaada suuri kokonaispinta-ala

CO

vaippaosan 2e sisälle sekä virtauskanavat 2j pakokaasujen läpivirtausta var-30 ten.

9

Yksittäisen, kerrosten välisen jakelutilan 2g pääasiallinen muoto muistuttaa enimmäkseen vaippaosaa sen ulottuessa samansuuntaisesti palkeiden 2 kes-kiakselin 2d kanssa ja muodostaessa ylimääräisen virtauskanavan pakokaa-suvirroille 20. Toisin sanoen pakokaasut pääsevät virtaamaan jakelutilassa 2g 5 pääasiassa samansuuntaisesti sekä kerrosten 2b, 2c määrittämän tason kanssa että palkeiden keskiakselin 2d kanssa. Tällainen keksinnön suoritusmuoto ilmenee kuviosta 4a. Pakokaasun virtausta on kuvattu nuolilla 201.

Vaippaosan 2e uuden rakenteen lisäksi sen rajaamat kerrosten 2b, 2c rajaa-10 mat suuret pinnat on pinnoitettu sopivilla aineilla katalyyttisen käyttäytymisen aikaansaamiseksi pinnoissa pakokaasujen sisältämien typen oksidien suhteen. Yksi pinnoite 24 tai useampia pinnoitteita 24 levitetään palkeiden 2 sisäpinnoille 6, jotka ovat alttiina pakokaasuvirroille 20. Tekniikan tasossa on olemassa useita eri menetelmiä palkeiden sisällä olevien pintojen pinnoitta-15 miseksi, kuten edellä on lueteltu. Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan tähän tarkoitukseen käytetään kuitenkin lämpöruiskutustekniikkaa. Pinnoitteen katalyyttistä toimintaa ja tehokkuutta voidaan säätää muun muassa säätelemällä joitakin tärkeimmistä muuttujista, kuten pinnoitteen paksuutta, hiukkaskokoa, erilaisten aktiivisten metallihiukkasten käyttöä ja erilaisia alus-20 ta materiaaleja (keraamisia, metallisia jne.). Ruiskutusta optimoidaan edelleen riittävän huokoisuuden aikaansaamiseksi katalyyttiaineelle sen suorituskyvyn tehostamiseksi edelleen.

^ Tämä lisää edelleen ensinnäkin pinta-alaa, joka sekä päällystetään katalyytti- S 25 pinnoitteella että altistetaan lopulta pakokaasuille. Toiseksi se lisää myös pa- c\j kokaasujen viipymisaikaa koko palkeiden 2 sisällä. Monikerroksisen, useita | kerroksia 2b, 2c sisältävän vaippaosan 2e ja niiden välissä olevien jakelutilo- g jen 2g ja sopivan pintojen pinnoitteen yhdistelmä antaa uusille palkeille olen-

CO

!£ naisesti enemmän kontakteja ja reaktioita katalyyttisten aineiden ja pakokaa- ^ 30 suvirran välille sen virratessa palkeiden läpi. Tämä puolestaan lisää palkeiden katalyyttistä suoritustehoa.

10

Periaatteessa mitä tahansa tekniikan tasosta tunnettua sopivaa pinnoitetta voidaan käyttää keksinnössä. Siinä esitetyn pinnoitteen koostumus voi sisältää esimerkiksi alumiinioksidia (AI2O3), piitä/piidioksidia (SiC^), pii/alumiini-5 oksidisekoitusta (AI2O3/S1O2), TiC>2-anataasia tai TiCb-rutiilia, anataasin kiteisestä muodosta sen ollessa aktiivisempi, zirkoniumoksidia (Zr02) tai vastaavaa.

Seuraavaksi tarkastellaan vaippaosan 2e rakennetta valmistuksen näkökul-10 masta. Seuraava koskee yksinkertaista suoritusmuotoa, jossa vain kaksi erilaista levymateriaalia muodostaa vaippaosan pääkerrokset.

Vielä erään keksinnön suoritusmuodon mukaan palkeiden 2 vaippaosa 2e saadaan aikaan ensinnäkin yksinkertaisesti rullamuovauksella tai rullaprofi-15 loinnilla. Kaksi erillistä metallilevyä tai -rainaa rullataan ulos kahdelta kelalta. Materiaalilevyjä käsitellään sen jälkeen kylmä muovauksella, joka koostuu metallilevyjen ohjaamisesta sopivan muotoisten rullien läpi. Rullat on jäljestetty peräkkäin yksi toisensa jälkeen, jolloin tarkoituksena on saada itse metallilevylle haluttu muoto tai poikkileikkaus ja aikaansaada haluttu lopullinen 20 kokonaispaksuus. Sen jälkeen metallilevy niin sanotusti krepataan kohoku-viopinnan aikaansaamiseksi, jossa on pieniä ryppyjä. Korostettakoon, että kaikenlaisia levy- tai rainatyyppejä, kuten verkkoja tai huokoisia tai vastaavia reikäisiä materiaaleja voidaan käyttää muodostamaan yksi tai useampia ^ vaippaosan 2e kerroksia 2b, 2c. Sekä pinnoitettuja että puhtaita pintoja voi- S 25 daan myös käyttää. Lisäelimiä voidaan myös käyttää varmistamaan haluttu c\! etäisyys vierekkäisten kerrosten välille kanavien muodostamiseksi pakokaa- I sujen läpivirtausta varten.

o

CO

Lisäksi muutama lisäkierros ohuempaa metallilevyä tai vastaavaa olennaisesti ^ 30 läpäisemätöntä materiaalikerrosta rullataan vaippaosan 2e sisempien kerros ten 2b, 2c ympärille ulkopintakerroksen 2o muodostamiseksi vaippaosalle 2e.

11 Päihin kiinnitetään lopuksi sopivat laipat 4. Laipat 4 on varustettu sopivilla vastaanotto- ja kiinnityselimillä vaippaosaa 2e varten. Kuvioissa 7a ja 7b sekä palkeet 2 että laipat 4 palkeiden molemmissa päissä on esitetty perspektiivi-kuvana. Laipat 4 muodostavat sekä kiinnikkeet varsinaista paljeosaa eli vaip-5 paosaa 2e varten että tukirakennelman sille. Laipat 4 tehdään edullisesti hitsaamalla kahdesta puolikkaasta.

Kuvioissa 7a ja 7b on esitetty muutamia erilaisia laippojen 4 suoritusmuotoja. Kuvion 7a laipat on varustettu aukoilla 44 ohjaamaan osan pakokaasuvirrasta 10 20 laipan läpi ja kerrosten väliin muodostettuihin kanaviin. Aukot 44 avautu vat jakelutilavuuksiin tai -tiloihin 2g vaippaosassa 2e. Tällä tavoin on mahdollista suunnata pelkistin 14 nimenomaan palkeiden 2 katalyyttipinnoille siten, että alustavat katalyyttireaktiot saadaan tehokkaasti käyntiin. Aukkojen 44 koko tai muoto voidaan toteuttaa reisillä, verkolla tai tukitangoilla. Kuvio 15 7b kuvaa kuvioiden 2 ja 4b suoritusmuotoa. Kuviossa 4b pakokaasun kulku kerrosten 2b, 2c läpi on merkitty viitenumerolla 402.

Muutamia muita keksinnön suoritusmuotoja 20 Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan sopivia reitityksiä tai vastaavia aukkoja on mahdollista järjestää myös jatkuvan ja refittämättömän metallilevyn 2b läpi siten, että pakokaasu voi virrata sekä metallilevyjen 2b ^ että verkon 2c läpi. Lisärei'itykset metallilevyissä 2b mahdollistavat siten ^ myös kaasujen virtauksen säteittäisesti palkeiden 2 keskiakselin 2d suhteen.

i o 25 Tällä tavoin pakokaasut löytävät aina enemmän reittejä läpivirtausta varten c\] palkeiden 2 sisällä ja erityisesti sen vaippaosassa 2e. Tämä ilmenee selvem- | min kuviosta 4b, kuten nuolilla 402 on havainnollistettu.

o

CO

!£ On myös edullista järjestää elimet asianmukaisten olosuhteiden varmistami- ^ 30 seksi pelkistinaineen ruiskutuksen ympärille. Lämpötilan tulee nimittäin olla sopivalla tasolla, kun pelkistinainetta ruiskutetaan suoraan hydrolyysikatalyy- 12 tin pinnalle. Muussa tapauksessa pelkistin tarttuu pintaan ja aiheuttaa lopulta tukkeutumista. Hydrolyysikatalyytin pintalämpötilan tulee tavallisesti olla yli noin 300 °C, edullisemmin yli 350 °C ja parhaiten yli 380 °C. Siinä tapauksessa, että lämpötila pyrkii laskemaan tämän rajan alle, voidaan ajatella lisä-5 toimenpiteitä asianmukaisten olosuhteiden varmistamiseksi katalyyttielimelle.

Kuten kuviosta 5 käy ilmi, sopiva eristys 2i voidaan järjestää vaippaosan 2e ympärille lämpöhäviöiden vähentämiseksi vaippaosan 2e kautta. Tekniikan tason mukainen lisälämmönlähde voidaan myös järjestää, kuten sähköinen 10 lämmityselin pienikokoisia palkeita tai poltinsovelluksia varten.

Ylimääräistä kaasuruiskutusta voidaan myös käyttää. Kuten viitenumerolla 4c kuviossa 5 on kuvattu, tähän tarkoitukseen voidaan käyttää ainakin yhtä ylimääräistä kanavaa. Samaa kanavaa tai samoja kanavia 4c voidaan myös 15 käyttää pelkistimen tuomiseksi kaasuvirtaan. Laipassa 4 olevia kanavia 4c voidaan käyttää pelkistimen 14 tai pelkistintä varten tarkoitetun seoskaasun -kaasun tai pakokaasun - syöttämiseen ennen sen sekoittamista pääasialliseen pakokaasuvirtaan 20. Ruiskutettu aine virtaa vaippaosan 2e ja siinä olevien jakelutilojen 2g läpi ja purkautuu virtauskanavaan 2j, kuten nuolilla 501 on 20 esitetty. Kanavia voidaan tietenkin käyttää yhdessä aukkojen 44 (esitetty kuviossa 7a) kanssa pelkistimen sekoittamiseksi kaasuvirtaan ja edelleen seoksen suuntaamiseksi vaippaosaan 2e. Kaasuvirta sekoittuu lopulta pääasi- alliseen pakokaasuvirtaan 20.

δ c\j i S 25 Lisäksi vielä eräs keksinnön suoritusmuoto on esitetty kuviossa 6. Palkeet 2 i c\j on siinä varustettu ylimääräisellä kuorella 69 tai vastaavalla, joka on sylinte- | rimäisen muotoinen siten, että varsinaisen vaippaosan 2e ympärille muodos- g tuu kotelo 68. Sopivaa kaasua suunnataan koteloon siihen järjestetyn tuloau- co kon 67 kautta.

° 30 13

Tuloaukkoa 67 voidaan käyttää myös lisälämmön järjestämiseen palkeille 2. Tuloaukon 67 kautta syötetty kaasu on edullisesti kuumennettua riittävän lämpötilatason varmistamiseksi palkeiden 2 katalyyttipinnoilla. Kaasu johdetaan ulos palkeista ulostulon 67b kautta. Tämän suoritusmuodon mukaan 5 kaasumäärä kotelon 68 sisällä toimii vaippaosan 2e eristeenä.

Lähempänä moottoria oleva laippa 4 voidaan myös varustaa sisävaippaosalla (ei esitetty), joka ulottuu kohti toista laippaa, esimerkiksi pakokaasun ohjaamiseksi moottorista siten, että ruiskutus kanavasta 4c tai tuloaukosta 67 voi-10 daan suorittaa alhaisemmalla paineella.

Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu edellä kuvattuihin suoritusmuotoihin, vaan voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten mukaisissa rajoissa. Eri suoritusmuotojen ominaisuuksia voidaan esimerkiksi yhdistellä. 15 't δ c\j o C\l

CM

X

cc

CL

o

CO

m δ

CM

Claims (10)

1. Palkeet (2) pakokaasuvirran (20) ohjaamiseksi polttomoottorin poltto-kammiosta (8) pakoputkeen (12), mainittujen palkeiden (2) käsittäessä pal- 5 keiden päässä laipat (4) palkeiden (2) liittämiseksi pakokaasun virtauskana-vaan (20b) polttomoottorin ja pakoputken (12) välissä, ja vaippaosan (2e) laippojen (4) välissä, tunnettu siitä, että vaippaosa (2e) käsittää useita kerroksia (2b, 2c) ja että yhteen tai useampaan vaippaosan (2e) kerroksista (2b, 2c) on levitetty katalyytin tyyppistä pinnoitetta (24). 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukaiset palkeet (2), tunnettu siitä, että ainakin yksi pakokaasuvirran (20) jakeluilla (2g) on muodostettu kerrosten (2b, 2c) väliin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukaiset palkeet (2), tunnettu siitä, että laipat (4) on varustettu aukoilla (44), jotta osa pakokaasuvirrasta (20) saadaan ohjattua mainittuun jakeluillaan (2g).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaiset palkeet (2), tunnettu siitä, että 20 ainakin yksi kerroksista (2b, 2c) on varustettu aukoilla (44) pakokaasuvirtoja varten (20).

^ 5. Järjestelmä, joka käsittää polttomoottorin (3), joka on liitetty pakoputkeen ^ (12), tunnettu siitä, että ainakin yksi liitos pakokaasukanavassa on muodos- § 25 tettu jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisilla palkeilla (2). C\J C\J

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että palkeet "t (2) sijaitsevat pakokaasukanavassa ennen ahdinta 22. CO m δ C\J

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että palkeet (2) sijaitsevat pakokaasukanavassa kaksivaiheisen ahtimen 22 turbiinien välissä.

8. Menetelmä palkeiden (2) valmistamiseksi polttomoottoreiden päästövä hennysten parantamiseksi, mainittujen palkeiden (2) ollessa muotoiltu liitettäviksi pakokaasukanavaan mainitun polttomoottorin (3) polttokammion (8) ja pakoputken (12) väliin ja käsittäessä olennaisesti sylinterimäisen vaippa-osan (2e), jonka läpi pakokaasuvirta (20) ohjataan virtaamaan, joka on tun-10 nettu seuraavista vaiheista: - sopivista aineista koostuva pinnoite (24) levitetään kerroksien (2b, 2c) pinnalle, - haluttu sarja erilaisia kerroksia (2b, 2c) asetetaan päällekkäin vastaavasti 15 kerrostetun rakenteen aikaansaamiseksi, - mainittua levymateriaalien sarjaa työstetään rullamuovauksella halutun pinnanmuodostuksen aikaansaamiseksi kerroksien (2b, 2c) pintaan, - työstetyt levy materiaa lit rullataan rullalle mainitun vaippaosan (2e) monikerroksisen rakenteen aikaansaamiseksi. 20

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnoite (24) toteutetaan lämpöruiskutuksella. «t

° 10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että § 25 vaippaosan (2e) monikerroksinen rakenne saadaan aikaan rullaamalla ker- i &] rokset (2b, 2c) usealla kierroksella kierteiselle rullalle. X X Q. o CO LO o ?n c\j