HU210129B - Catalyst for the catalytic treatment of exhaust gas - Google Patents

Description

A találmány tárgya katalizátor kipufogógáz katalitikus kezelésére. A katalizátor különösen belsőégésű motor, pl. benzil-belsőégésű motor kipufogógázának megtisztítására és/vagy méregmentesítésére, azaz az ártalmas anyagok eltávolítására alkalmas katalitikus kezelés útján, amikoris ezek kémiai reakcióban átalakulnak. A belsőégésű motor pl. gépkocsi vagy egyéb gépjármű vagy stacionárius üzem - pl. szükségáram-generátor működtetésére szolgálhat.

A gépjármű benzin-belsőégésű motor kipufogógázának katalitikus kezelésére alkalmazott, a gyakorlatban ismert katalizátorokra közel köralakú vagy elliptikus vagy ovális keresztmetszetű palásttal és két zárófallal ellátott ház jellemző, a zárófalak mindegyike középen hengeres csőcsonkkal van ellátva és a palást felé többé kevésbé kónuszosán kiszélesedik. Az egyik csőcsonk a bevezetésre, a másik a kivezetésre szolgál. A házban katalizátortest van elhelyezve, amelynek számos, a hossztengellyel párhuzamos átjárója van. A katalizátortestnek gyakran kerámia- vagy acélhordozója van, amely katalitikusán aktív, legalább egy nemesfémet tartalmazó anyaggal van bevonva.

Az előzőekben tárgyalt, ismert katalizátorok üzemeltetésénél a katalizátorokhoz vezetett kipufogógáz a hengeres beáramlást nyíláson való áthaladás után a közte és a katalizátortest között levő üreges térbe áramlik, amely többé-kevésbé kónuszosán kiszélesedő zárófal és esetleg még egy köralakú vagy elliptikus vagy ovális hengert képező palást rövid szakasza által van határolva. A kipufogógáz ebben az üreges térben megközelítőleg sugarat képez, amely a katalizátortestnek a bevezető csőcsonk felé eső homlokfelületével szemben irányul. A kipufogógáz ilyen bevezetése a katalizátorba, erős turbulenciát okoz és nagy nyomásveszteséget.

Továbbá az említett sugár úgy hat, hogy az áramlási sebességek, valamint az átáramlási arányok a katalizátortestben inhomogénné válnak és annak középső, a beáramlást nyílással egy vonalba eső keresztmetszettartományban lényegesen nagyobbak lesznek, mint a kerületi keresztmetszet-tartományban. Minthogy az áramlási út az ismert katalizátorok katalizátortestében aránylag hosszú és ezenfelül a kipufogógáz aránylag nagy része nagy sebességgel áramlik a katalizátortestek középső keresztmetszeti tartományán keresztül, ezek az ismert katalizátoroknál nagy nyomásveszteséget okoznak. Az ismert katalizátoroknál a bevezető csőcsonk, valamint a katalizátortest között és az utóbbiban keletkező, aránylag nagy nyomásveszteség a maga részéről a belsőégésű motor aránylag nagy teljesítményveszteségét okozza. A motor lökettérfogata kb. megegyező térfogatú katalizátortesteknél a katalizátor által okozott nyomásveszteség pl. összesen 10 kPa nyagyságú lehet, minek következtében a közepes teljesítményosztályú gépkocsi belsőégésű motorjánál pl.

kW - 3 kW teljesítmény veszteség léphet fel.

Az említett átáramlási arány inhomogenitása a katalizátortestben még azt a hátrányt is eredményezi, hogy a katalizátortest a középső keresztmetszet-tartományban sokkal jobban igénybe lesz véve, mint a kerületi részen. Hogy az áramlás inhomogén eloszlása ellenére a kipufogógáz kielégítő tisztulását elérjük, a katalizátortestet nagyobbra kell méretezni, mint amilyenre szükség volna homogén áramláseloszlásnál. Ezáltal a katalizátor - különösen a katalitikus aktív réteget képező nemesfém magas ára miatt - nagyon megdrágul.

A GB 2 062 487 A lsz. szabadalmi leírásból már ismeretesek olyan katalizátorok, amelyeknél a kipufogógáz a bevezető csőcsonk torkolata és a katalizátortest kipufogógáz belépési felülete közt irányt változtat. Az ilyen katalizátorok házának hengeres palástja van és annak végéhez csatlakozó, elvékonyodó, kónuszos zárófala. A ház bevezető csőcsonkja és kivezető csőcsonkja a ház tengelyével koaxiális hengeres cső. A házban üreges-hengeres, gázáteresztő katalizátortest van elhelyezve, amelynek a belső átmérője körülbelül azonos a csövek külső átmérőjével. Néhány ilyen katalizátornak a bevezető csőcsonk a gyűrűalakú katalizátortest által körülzárt üreges térbe nyúlik be, itt lyukakkal van ellátva és a katalizátortestnek a kivezető csőcsonk felé eső homlok- vagy végfelülete zárófallal van lezárva. Az ilyen katalizátorok működésekor a bevezető csőcsonkon beáramló kipufogógáz a zárófal következtében torlódik, valamint irányt változtat és azután a katalizátortest belső felületénél abba beáramlik. A kipufogógáz ilyen torlódása és irányváltoztatása azonban turbulenciát és erős nyomásveszteséget okoz. Ezenkívül a katalizátortest által körülzárt üreges térben erős tengelyirányú nyomáscsökkenés következik be, ami a kipufogógáz egyenetlen eloszlását okozhatja a katalizátortestben. Mint már volt róla szó, a katalizátortesten átáramló kipufogógáz egyenetlen eloszlása növelheti a katalizátortestben keletkező nyomásveszteséget.

A GB 2 062 487 A lsz. szabadalmi leírás utolsó ábráján látható katalizátoroknál a bevezető csőcsonk az egyik kónuszos zárófal keskenyebbik végénél torkollik a ház belső terébe. A ház hengeres palástja és a gyűrűalakú katalizátortest külső palástfelülete között egy külső, gyűrűalakú üreges tér van. A ház belső terében a katalizátortestnek a bevezető csőcsonk felé eső homlokoldalán vezetőelem vám elhelyezve. Ennek a bevezető csőcsonk torkolatával szemben kiemelkedő csúcsa van és kónuszos vezetőfelületet képez, amely 45’-ban hajlik a ház tengelye felé. A vezetőelem a katalizátor használatakor a bevezető csőcsonkon a ház belső terébe áramló kipufogógázt kifelé vezeti a külső üreges térbe. A bevezető csőcsonkból az aránylag nagy sebességgel a ház belső terébe áramló kipufogógáz azonban a bevezető csőcsonk torkolat szélénél képződő élen leválhat a ház faláról, úgyhogy az áramlás ott turbulencia képzésre hajlamos, ami nagy nyomásveszteséget okozhat. A turbulencia képződést és a nyomásveszteséget azonkívül a vezetőelem csúcsa fokozza. Mint már volt róla szó, a katalizátorban keletkező nyomásveszteség vagy nyomáscsökkenés a katalizátorhoz kapcsolt belsőégésű motor teljesítménycsökkenését okozza.

Minthogy a 2 062 487 A lsz. szabadalmi leírásból megismert katalizátorok házainak kónuszos zárófalai a vonatkozó ház tengelyével csak 35-40°-os szöget ké2

HU 210 129 Β peznek, a házak a katalizátortest axiális méreteihez viszonyítva aránylag hosszúak. Ez különösen gépkocsik vagy más motoros járművek kipufogó berendezéseibe való beszereléskor hátrányos, mert ott gyakran kevés hely áll rendelkezésre.

A találmány célja olyan katalizátor elkészítése, amely az ismert katalizátorok hátrányait kiküszöböli és különösen egy meghatározott előre megadott időegységként kezelendő kipufogógáz mennyiség csak kis nyomásveszteséget okoz, és homogén áramláseloszlást eredményez a katalizátortestben, amikoris az utóbbi kis térfogattal, valamint kedvező költséggel állítható elő.

A találmány a célkitűzés értelmében katalizátor kipufogógáz, különösen belsőégésű motor kipufogógázának katalitikus kezelésére, házzal, amely egy torkolatnál a ház belső terébe torkolló, tengellyel rendelkező bevezető csócsonkkal, valamint kivezető csőcsonkkal van ellátva, amikoris a belső térben gázáteresztő test és, a bevezető csőcsonkból a belső térbe áramló kipufogógáz áramlási irányát megváltoztató, vezetőfelület van, amely az említett torkolat szélétől távtartóan van elhelyezve, melynek lényege, hogy a bevezető csőcsonknak a torkolat széle felé a tengelyen átmenő hosszmetszetben ívesen kiszélesedő átmeneti felületi szakasszal ellátott belső felülete van.

Az átmeneti felületi szakasz a bevezető csőcsonknak egy hozzá kapcsolódó belső felületi szakaszát a vezetőfelület felé eső, egy, a tengellyel szöget bezáró ellenfelülettel folytonosan köti össze.

Az átmeneti felületi szakasz forgásszimmetrikus az említett tengelyre; és az átmeneti felületi szakasznak az említett szakaszban mért görbületi sugara a bevezető csőcsonk átmeneti felületi szakaszának szűkebb végén mért belső átmérőjének legalább 10%-a.

Egy másik előnyös megoldásban a görbületi sugár a belső átmérőnek legalább 20%-a.

A katalizátortestnek, melyet a továbbiakban testnek is nevezünk, a kipufogógáz számára belépési felülete van; a vezetőfelület a tengellyel párhuzamos vetületben minden oldalon a torkolat szélén túl van és a vele távtartóan szemben álló, a bevezető csőcsonk torkolatszéléhez kapcsolódó ellenfelülettel együtt, a bevezető csőcsonk és az említett belépési felület között egy, a kipufogógáz átáramoltatására szolgáló irányváltoztatási üreges teret határol; a vezetőfelület és az ellenfelület egymással szembenálló szakaszai az említett tengellyel legalábbis 60°-os szöget zárnak be; az átmeneti felületi szakasz forgásszimmetrikus az említett tengelyre; és a vezetőfelületnek a torkolat szélétől az utóbbival párhuzamosan mért távolsága a bevezető csőcsonk átmeneti felületi szakaszának szűkebb végén mért belső átmérőjének legalább 10%-a és legfeljebb 100%-a.

A távolság a belső átmérőnek legalább 15%-a és legfeljebb 70%-a.

Egy másik előnyös megoldásban a távolság a belső átmérőnek legalább 15%-a és legfeljebb 25%-a.

Az irányváltoztatási üreges tér a gázáteresztő test felé eső vagy legalább az ezzel körülzárt egyik oldalán olyan vezetőfelülettel van határolva, amelynek széle az említett tengelytől olyan távolságra van, amely a belső átmérő legalább 1,5-szerese.

Egy másik előnyös megoldásban az említett vezetőfelület szélének távolsága az említett tengelytől a belső átmérő legalább 2,5-szerese.

A vezetőfelület és az ellenfelület sík és merőleges az említett tengelyre.

A ház palásttal és a test külső palástfelülettel rendelkezik; a testnek belső üreges teret körülzáró palástfelülete van, valamint az egyik palástfelülettől a másikig vezető átjárói vannak a kipufogógáz számára; és a ház palástja és a test külső palástfelülete között külső, az irányváltoztatási üreges térrel összefüggő üreges tér van.

A háznak palástja és említett kivitelű két gyűrűalakú teste van egy-egy külső palástfelülettel, egy-egy belső palástfelülettel, valamint egyik palástfelülettől a másikig átjárói vannak a kipufogógáz számára; a palást és a két test külső palástfelületei között, ezekre kiterjedő külső üreges tér van; az első test belső palástfelületével körülzárt üreges tér a vezetőfelületet képező vezetőelemmel el van választva a második test belső palástfelületével körülzárt üreges tértől, amely a kivezető csőcsonkkal össze van kötve,

A háznak palástja és két zárófala van; a bevezető csőcsonk az egyik, első zárófalnál és a kivezető csőcsonk a másik, második zárófalnál a ház üreges belső terébe torkollik; a test hengeres és/vagy tárcsaalakú és/vagy gyűrűalakú, valamint két, a kipufogógáz számára szolgáló átjárókkal összekötött homlokfelülete van, amelyek közül az egyik kipufogógáz belépési felület és a másik kipufogógáz kilépési felület; és a vezetőfelület az első zárófal és a kipufogógáz belépési felület között van elhelyezve.

A bevezető csőcsonk belső felületének az átmeneti felületi szakasz szűkebb végéhez kapcsolódó, ehhez kónuszosán táguló, az említett tengellyel legfeljebb 25°-os szöget bezáró, belső felületi szakasza van.

A kivezető csőcsonk a ház üreges terébe torkollik és egy átmeneti felületi szakasszal olyan belső felülete van, amely a kivezető csőcsonk torkolata felé a tengelyen átmenő hosszmetszetben ívesen kiszélesedik.

A testnek hullámkeresztmetszetű tárcsái vannak, és a legközelebbi szomszédos, hullámalakú tárcsáknak felülnézetben egymásra merőleges hullámai vannak.

A találmány szerint tehát a bevezető csőcsonk belső felületének átmeneti felületi szakasza van, amely torkolat felületi szakasznak is nevezhető és amely a bevezető csőcsonk tengelyén áthaladó metszetben ívesen kiszélesedik a torkolat széle felé. A belső felületi szakasz ezzel az áramlási irányban, valamint az áramlási út mentén a belső tér ívesen kiszélesedik.

Emellett a bevezető csőcsonk torkolata szélét a kiszélesedő átmeneti felületi szakasz szélesebb vége határolja ill. az átmeneti felületi szakasz szélesebb végéhez lehet rendelve, úgy hogy az utóbbi - más szavakkal kifejezve - pontosan a bevezető csőcsonk torkolat széléig kiterjed. Egyébként az átmeneti felületi szakasznak előnyösen a bevezető csőcsonk tengelyén áthaladó minden metszetében ívesen ki kell

HU 210 129 Β szélesednie. A bevezető csőcsonk átmeneti felületi szakasza és a hozzá csatlakozó belső felületi szakasza előnyösen forgásszimmetrikus a bevezető csőcsonk tengelyére.

A katalizátor használatakor a bevezető csőcsonk által határolt nyílásából a ház belső terébe áramló kipufogógáz a bevezető csőcsonk torkolatával szembenálló vezetőfelület miatt irányt változtat, anélkül, hogy az átmeneti felületi szakaszról leválna. Ennek következtében a turbulencia képződése is messzemenően vagy tökéletesen elkerülhető.

A találmány szerinti katalizátor egyik előnyös kivitelénél a bevezető csőcsonk belső felületének körhengeres vagy az áramlási irányban enyhén kónuszosán kiszélesedő belső felületi szakasz van, amely az átmeneti felületi szakasz segítségével a bevezető felülettel távtartóan szembenálló ellenfelülettel folytonosan össze van kötve. A vezető- és ellenfelületek a találmány szerinti katalizátor egyik különösen előnyös kiviteli alakjánál lényegében síkok és merőlegesek a bevezető csőcsonk tengelyére.

A vezetőfelület vagy legalábbis annak a bevezető csőcsonk torkolat szélén kívül levő szakasza és az ellenfelület ezzel szembenálló szakasza azonban a bevezető csőcsonk tengelyével 90°-tól eltérő különböző szögeketis bezárhatnak. Ezek a szögek előnyösen legalább 60°-osak és például legalább 70°-osak, például kb. 85°-ig. Továbbá a vezetőfelület és az ellenfelület említett szakaszainak a bevezető csőcsonk tengelyével képezett mindkét szöge előnyösen egyenlő, úgyhogy a vezetőfelület és az ellenfelület szembenálló szakaszai a bevezető csőcsonk tengelyén áthaladó metszetben párhuzamosak egymással.

Itt még egy fogalmat kell megmagyarázni. Mint már volt róla szó, a katalizátorban nyomásveszteségek ill. nyomáscsökkenések keletkeznek vagy - más szavakkal - legyőzendő ellennyomások. Ismeretes, az áramláskor keletkező nyomásveszteség dimenzió nélküli viszonyszámmal, az úgynevezett nyomásveszteség-koefficienssel kifejezhető. Ezt a továbbiakban Zvel jelöljük és egyenlő a szóbanforgó nyomásveszteség és a katalizátor bevezető csőcsonkján átáramló kipufogógáz torlónyomása közötti viszonnyal. A torlónyomást a rho · v²/2 kifejezés adja meg, ahol a rho a bevezető csőcsonkon átáramló kipufogógáz sűrűsége és v a sebessége.

Mint a kiviteli példák leírásakor még diagram segítségével fejtegetni fogjuk, elérhető, hogy a kipufogógáz irányváltásakor keletkező nyomásveszteséget adó Z nyomásveszteség-koefficiens mértéke az átmeneti felületi szakasz görbületi sugarának és a vezetőfelületnek a bevezető csőcsonk torkolat szélétől és az ellenfelülettől való távolságának megfelelő méretezésével 1-nél és előnyösen 0,6-nál, sőt 0,5-nél kisebb lehet.

A találmányt a továbbiakban a kiviteli példák rajzainak segítségével mutatjuk be. A rajzokon az

1. ábrán katalizátor egyszerűsített tengelymetszete látható házzal és ebben elhelyezett, üreges-hengeres gyűrűből álló katalizátortesttel (a továbbiakban: testtel), a

2. ábra az 1. ábra szerinti katalizátor II—II vonal szerinti metszete, a

3. ábra az 1. ábra szerinti testből kivágott metszet, azonban nagyobb mérteben, a

4. ábra diagram a nyomásveszteség szemléltetésére a különböző méretviszonyok függvényében, az 5-7. ábrák egyéb katalizátorok metszetei, a

8. ár ra a 7. ábra szerinti katalizátor felülnézete, a

9. iamint 10. ábrák további katalizátorok metszetei, a

11. ábra a 10. ábra szerinti katalizátor felülnézete, a

12., 13., 14. ábrák egyéb katalizátorok tengelymetszetei, a

15. ábra a 14. ábrán ábrázolt katalizátor XV-XV vonal szerinti metszete, és a 16-19. ábrák még egyéb katalizátorok tengelymetszetei.

Az 1. ábrán és részben a 2. ábrán látható 1 katalizátornak fém-, például rozsdamentes acélból álló falazata van, amely belső teret határol és gáztömören lezárja a környezettől. A 3 ház falazata általában forgásszimmetrikus az 5 tengelyre és általában körhengeres, az 5 tengellyel összehajtott valamint koaxiális 3a palástja és ennek mindkét végénél egy-egy, az 5 tengellyel szöget - tudniillik derékszöget - képező és így radikális 3b, 3c zárófala van. Mindegyik 3b, 3c zárófal középen kiemelkedő, az 5 tengellyel koaxiális csatlakozó csőcsonkkal van ellátva, amely 3d bevezető csőcsonkként ill. 3e kivezető csőcsonkként szolgál. Ez az 5 tengely tengelymetszetében ívesen hajlított 3h átmeneti felületi szakasz révén folytonosan össze van kötve a 3a zárófalnak az 5 tengelyre radiális valamint merőleges, sík valamint sima belső felületével. Ezt a belső felületet a továbbiakban 3i ellenfelületként jelöljük. A 3e kivezető csőcsonk belső felülete hasonlóan vagy ugyanúgy van kialakítva, mint a 3d bevezető csőé. Egyébként az 1. ábrán sematikusan egy darabból ábrázolt ház a calóságban legalább két, egymással tömören egyesített, vagyis hegesztett részből áll.

A 3 házban egy mag van elhelyezve és rögzítve, amely gyűrű- vagy hüvelyalakú, gázáteresztő 7 katalizátortest, azaz test. Az ilyet a szaknyelvben gyakran szubsztrátumnak nevezik. A testnek 7a külső palástfelülete, körhengeres 7b belső palástfelülete, valamint mindkét homlokoldalon általában sík, radiális homlokfelülete van. A továbbiakban mindkét 7a külső, és 7b belső palástfelülete 7a kipufogógáz belépő felületnek ill. 7b kipufogógáz kilépő felületnek is jelöljük. A 7 test számos, részben a 3. ábrán látható, körgyűrűalakú, koaxiálisán egymás mellé helyezett 9 és 11 tárcsával rendelkezik, amikoris a 9 tárcsa után váltakozva 11 tárcsa következik. Mindegyik tárcsa profilban és/vagy keresztmetszetben hullámalakú és számos, egymással párhuzamos hullámot képez. Ha gondolatban a test tengelyére merőleges, radiális középsíkot helyezünk egy tárcsán keresztül, ennek a középsíknak egymással szemközti oldalain kiemelkedő félhullámok a tárcsa emelkedéseiként foghatók fel. A 2. és 3. ábrán a 9 tárcsa félhullámainak gerincvonalát 9a-val és a 11 tárcsa félhullámainak gerincvonalát 11 a-val jelöltük. Itt

HU 210 129 Β meg kell jegyeznünk, hogy a valóságban jóval több félhullám van, mint amennyit a 2. ábrán ábrázoltunk. A különböző 9 táresahullámok párhuzamosak egymással. A különböző 11 tárcsák hullámai szintén mind párhuzamosak egymással és az 5 tengellyel párhuzamos felülnézetben a 9 tárcsák hullámait derékszögben keresztezik. Az egymással szonszédos két 9, 11 tárcsa mindig az egymással szemben kiemelkedő hullámok keresztezodési helyein érintkezik egymással és nagyszámú, a felületükön szabályosan eloszlott, megközelítőleg érintkezési helyen. A megmaradt, ezen pontszerűen érintkezési helyektől el nem foglalt felületeken az egymással szomszédos két tárcsa között szabad közbenső tér van, amely a 7 test 13 átjáróját képezi. A 13 átjárók általában az 5 tengelyre merőlegesen, radiális síkban futnak és lehetővé teszik a kezelendő kipufogógáz átáramlását a 7a külső palástfelülettől és/vagy kipufogógáz belépési felülettől többé-kevésbé radiális irányokban a 7b belső palástfelület és/vagy kipufogógáz kilépési felület felé. A 7 test - mint már volt róla szó - tehát gázáteresztő, éspedig általában radiális irányban. Meg kell még jegyeznünk, hogy a 7 testen üzemeléskor átáramló kipufogógáz részben valamint helyenként többé-kevésbé követi a 9, 11 tárcsák hullámalakú felületét és magától értetődően az érintkezési helyeket is megkerüli, ahol a tárcsák egymással párosán találkoznak, úgy hogy a kipufogógáz áramlási iránya a 7 testben éppen csak általában és nem pontosan radiális.

Mindegyik 9, 11 tárcsának van tartója, amely például rozsdamentes acélból álló hullámlemez. Ezen a tartón mindkét öldalon a felület megnövelésére alumínium-oxid bevonat van felhordva, amely katalitikus aktív anyaggal van bevonva; a bevonóanyag legalább nemesién, például platina és/vagy ródium.

A tartót képező hullámlemez vastagsága például kb. 0,04-0,05 mm lehet. A tartó mindkét oldalára felhordott alumínium-oxid bevonat vékonyabb, vagy legfeljebb a tartóval azonos vastagságú. A katalitikusán aktív anyagból illő bevonat vékonyabb a tartóénál és vékonyabb, mint az alumínium-oxid bevonat. Egy tárcsa hullámmagassága például kb. 1 mm - 1,5 mm lehet.

A katalizátort mindkét homlokoldalán határoló tárcsák példád síkök és vastagabbak lehetnek, mint a 9, 11 tárcsák vagy esetleg ugyanolyan hullámalakúak. Egyébként a test homlokoldalainál elhelyezett tárcsáik tetszés szerint belső oldalukon vagy mindkét oldalukon, vagy ^egyáltalán nem lehetnek bevonva egyik oldalukon sem alumínium-oxid és nemesfém bevonattal.

A 7 test 9,31 hullámalakú tárcsákból való kialakítása lehetővé teszi a kielégítő szilárdság és nagy stabilitás eléréséi kis tárcsavastagsággal. Ez ismét lehetővé teszi, hogy’ az átjárók teljes térfogata az egész test térfogatához viszonyítva aránylag nagy legyen és például az egész test térfogatának legalább 60, sőt legalább 70%-a és esetleg 90%-a legyen. Továbbá a tárcsák hulíámalakú profilérozása az átjárók határainál nagy felületeket eredményez.

A 7 test az 1. ábrán jobbra található homlokoldalán mozdulatlanul fekszik és - ennél a homlokoldalán éppen nincs még egy hullámalakú felület - legalábbis némiképpen vagy tökéletesen tömören a 3c zárófalhoz simul. Az 1. ábrán balra található homlokoldalán sík, köralakú, például fémtárcsából álló, 15 záró-vezetőelem van rögzítve, amelynek átmérője egyenlő a 7 test külső átmérőjével. A 15 vezetőelemnek a 3 ház 3b zárófala felé eső oldala ettől távtartóan elhelyezett, sík, sime, az 5 tengelyre merőlegesen és egyben radiális 15a vezetőfelületet képez.

A 7 test különböző 9,11 tárcsái valamilyen módon előnyösen egymással szilárdan össze vannak kötve, például az érintkezési helyeken vagy legalábbis ezek egyrészénél egymással összesütve és/vagy összehegesztve vagy forrasztva. A 15 vezetőelem a 7 test vele szomszédos tárcsájával szintén összehegeszthető vagy forrasztható. A 7 testből és a 15 vezetőelemből képezett magnak a 3 ház falán való rögzítésére például néhány, csak a 2. ábrán ábrázolt, csapszegből álló 17 rögzítőelem áll rendelkezésre, amelyek az 5 tengely körül vannak eloszolva és ezzel párhuzamosan a 7 testen áthaladnak. A 17 rögzítőelemek például a 15 vezetőelemen hegesztéssel rögzíthetők és a 3c zárófalon szintén hegesztéssel vagy a végükre felcsavarozott menetes anya segítségével oldhatóan rögzíthetők. A rögzítőelemek ezen felül esetleg a 3b zárófalig nyúlhatnak és erre szintén oldhatatlanul vagy oldhatóan rögzíthetők. A 7 testnek a 3c zárófalnál legközelebb levő tárcsái ezenfelül a 3c zárófalhoz hegeszthetők vagy forraszthatok. A 15 vezetőelem eltekintve az esetleg jelenlevő és a 17 rögzítőelemen áthaladó lyukaktól, kompakt, azaz lyukmentes.

A 3d bevezető csőcsonk 21 beömlési nyílást határol. Ennek a ház belső terébe torkolló torkolata van sík 23 torkolati felülettel ellátva, amely a 3i ellenfelület síkjában fekszik és a 3i ellenfelület magában foglalja. A ház belső terének egyik oldalán a 15a vezetőfelülettel és az ezzel szembenálló oldalán a vezetőfelülettel párhuzamos 3i ellenfelülettel és a 23 beömlési nyílással határolt részét a továbbiakban 25 irányváltoztatási üreges térnek jelöljük. Ez összeköti a 21 beömlési nyílást a 3a palást belső felülete és a test 7a külső palástfelülete, valamint a 15 vezetőelem széle között levő, gyűrűalakú, 27 külső üreges térrel. A 7 test belsejében van egy szabad 29 belső üreges tér, amelynek egyik végét a 15 vezetőelem a 3 ház maradó belső terével szemben és különösen a 25 irányváltoztatási üreges térrel szemben tömören lezárja. A 29 belső üreges tér összefügg a 3e kivezető csőcsonkban levő 31 kiömlési nyílással.

A 3d bevezető csőcsonk belső átmérője egyenlő a körhengeres 3g belső felületi szakasz átmérőjével és a kipufogógáz áramlási irányában az ehhez csatlakozó, 3h átmeneti felületi szakasz keskenyebb végének átmérőjével. Ezt az átmérőt a továbbiakban a bevezető csőcsonk dj belső átmérőjeként jelöljük. Továbbá a beömlési nyílás keresztmetszeti felülete alatt a továbbiakban a bevezető csőcsonk körhengeres belső felületi szakaszánál levő keresztmetszeti felületet értjük. A 3h átmeneti felületi szakasznak az 1. ábrán ábrázolt tengely5

HU 210 129 Β metszetben r görbületi sugara van. A 15a vezetőfelületnek a vele szembenálló 3i ellenfelülettől, a 23 torkolati felülettől való távolsága h. A 7 test külső átmérőjét és a 15 vezetőelem azonos nagyságú átmérőjét d_a-val jelöljük. A 7 test belső átmérőjét, azaz a 29 belső üreges tér átmérőjét d_b-vei jelöljük.

Mint már volt róla szó, a 17 rögzítőelemek esetleg a 3b zárófalig nyúlhatnak és ennek megfelelően áthatolhatnak a 25 irányváltoztatási üreges téren. Azonban ebben az esetben is az irányváltoztatási üreges tér ugyan nem teljesen, de lényegében szabad. Ha viszont a 17 rögzítőelemek a 3c zárófaltól csak a 15 vezetőelemekig érnek, a 25 irányváltoztatási üreges tér teljesen szabad. A 27 külső üreges tér a 7 testet megszakítás nélkül és teljesen körülzárhatja és teljesen szabad lehet. Meg kell azonban említeni, hogy a 7 test a 7a külső palástfelületénél nem ábrázolt tartóeszközök - például radiálisán kiemelkedő nyúlványok és/vagy bordák segítségével a 3 ház 3a palástjára lehet függesztve. Ha ilyen tartóeszközök vannak tervbevéve, a 27 külső üreges tér szintén csak részben szabad és bizonyos körülmények között a tartóeszközök még részekre is osztják, amelyek mindegyikének azonban a 25 irány változtatási üreges tér révén a 21 beömlési nyílással összekötve kell lennie. Meg kell továbbá jegyezni, hogy a ház fémfala belül és/vagy kívül nem ábrázolt hőszigeteléssel ellátható.

Az 1 katalizátor a felhasználáshoz gépjármű benzin-belsőégésű motor kipufogó berendezésébe beépíthető. A 3d bevezető csőcsonk és a vele egy vonalba eső 3s kivezető csőcsonk ekkor olyan vezetékkel összeköthetők, amelyeknek a belső átmérője azonos a beömlési ill. kiömlési nyílással. A kipufogógáz a motor és az 1 katalizátor üzemeltetésekor aztán az 1. és 2. ábrán a nyilakkal ábrázolt módon átáramlik az 1 katalizátoron. A kipufogógáz ugyanis az 5 tengellyel körülbelül párhuzamosan átáramlik a 21 beömlési nyíláson és azután a 15a vezetőfelületnél megváltoztatja az irányát, úgy hogy az 5 tengelyhez képest többé-kevésbé radiális irányban a 25 irányváltoztatási üreges téren keresztül a 15 vezetőelem széléig kifelé áramlik. A kipufogógáz ott ismét általában axiális irányba fordul, úgy hogy a 27 külső üreges téren átáramlik. Innen a 7a külső palástfelületnél és/vagy kipufogógáz belépési felületnél a 7 testbe jut, aholis ez a különböző átjárókra eloszlatja. A 25 és 27 két üreges tér diffúzorkamrát képeznek a kipufogógáz számára. A különböző 13 átjárókra eloszlatott kipufogógáz ezeken általában radiális irányokban befelé áramlik, amikoris katalitikus kezelés következtében megtisztul és/vagy méregmentessé válik. A katalitikus kezelés folyamán például ismert módon a szénmonoxid valamint a szénhidrogének oxidálódnak, vagyis elégnek, és a nitrogén-oxidok redukálódnak, vagyis nitrogénné és oxigénné alakulnak át. A különböző 13 átjárókból a gyűjtőkamraként szolgáló 29 belső üreges térbe áramló kipufogógáz ebben összegyűlik, axiális irányba irányt változtat és a 31 kiömlési nyíláshoz jut, amelyen keresztül az 1 katalizátort lehagyja.

A kipufogógáz áramlási útjának ezen általános leírása után most néhány részletet közelebbről meg kell világítanunk. Amikor a kipufogógáz a bevezető csőcsonkból a 3 ház tulajdonképpeni belső terébe áramlik, a 15a vezetőfelület miatt irányt változtat és a 25 irányváltoztatási üreges téren áthalad, nyomásveszteség lép fel. Ez a h/d_; viszonytól és a r/dj viszonytól is függ. A4. ábrán látható diagramon az abszcisszán a h/dj viszony és az ordinátán a bevezetésben definiált Z nyomásveszteség-koefficiens szerepelnek, ami a kipufogógáz irányváltoztatási üreges térben való irányváltásakor keletkező nyomásveszteség. A diagram három görbét tartalmaz, amelyek a 0,2 ill. 0,3 ill. 0,5 r/dj viszonyokhoz vannak rendelve. A diagram szerint a Z nyomásveszteség-koefficiens kis, kb. 0,1-nél kisebb h/d_; arány értékeknél 1-nél nagyobb és ennek megfelelően a nyomásveszteség nagyobb, mint a bevezető csőcsonkon átáramló kipufogógáz torlónyomása. Növekvő h/d_; viszonynál a Z nyomásveszteség-koefficiens azután mindenekelőtt meredeken csökken, 0,15 és 0,2 közötti h/dj viszonynál minimumot ér el és azután lassan folytonosan növekszik ismét. A diagram három görbéje szerint at r/dj viszony 0,2-ről 0,5-re való növekedése a nyomásveszteség-koefficiens kis csökkenését eredményezi, amikoris a Z minimális értéke az r/dj-től függően 0,4-0,5.

A h távolság ezért előnyösen a d; belső átmérő legalább 10%-a és jobb, ha például legalább 15%-a. A h távolság továbbá előnyösen a d; 25%-a, azonban szükség esetén - mint később lesz róla szó - nagyobb is lehet például a dj 50%-a vagy 70%-a sőt 100%-a is lehet. A r görbületi sugár a dj belső átmérő legalább 10%-a vagy legalább 20%-a és - ha a férőhely lehetővé teszi - még több, körülbelül 50%-a lehet vagy talán még nagyobb és például 100%-a. A h és r ilyen méreténél a diagram szerint olyan Z nyomásveszteség-koefficiens lép fel, amely legfeljebb körülbelül 1 vagy csak körülbelül 0,4-0,5.

A 15 vezetőelem átmérője és a 7 test ezzel az átmérővel azonos d_a külő átmérője nagyobb kell, hogy legyen, mint a dj + 2r összege és előnyösen legalább háromszor vagy legalább négyszer és például legalább vagy körülbelül ötször nagyobb, mint a dj belső átmérő. A 15a vezetőfelület széle az 5 tengelytől olyan távolságra van, amely előnyösen legalább 1,5-szerese vagy legalább 2-szerese vagy legalább vagy körülbelül 2,5-szerese a dj belső átmérőnek. A 3a palást belső átmérőjének annyival nagyobbnak kell lennie a 7 test d_a külső átmérőjénél, hogy a 27 külső üreges tér keresztmetszeti felülete az 5 tengelyre merőleges keresztmetszetben legalább háromszor, még jobb, ha legalább ötször vagy legalább vagy körülbelül tízszer nagyobb, mint a beömlési nyílás keresztmetszete. A kipufogógáz áramlási sebessége a 27 külső üreges térben akkor lényegesen kisebb, mint az áramlási sebesség a 21 beömlési nyílásban és a rendszerint a 3d bevezető csőcsonkkal összekötött vezetékdarabban. Ez biztosítja, hogy a 27 külső üreges térben keletkező nyomásveszteség a 25 irányváltoztatási üreges térben keletkező nyomásveszteséget csak kismértékben növeli, hogy a nyomás az egész 27 külső üreges térben gyakorlatilag

HU 210 129 Β állandó és hogy a kipufogógáz a 7 test összes 13 átjárójára egyenletesen oszlik el.

A 7 test d_b belső átmérője nagyobb, mint a bevezető csőcsonk d; belső átmérője, előnyösen legalább egyenlő a dj + 2r összeggel és például legalább 50%-kal és még jobb, ha 100%-kal nagyobb, mint a dj. Minthogy a kipufogógáz a 7 testen legalábbis általában a radiális irányokban áramlik át, a 7 testnek az áramlási irányra derékszögű keresztmetszete az áramlási út mentén a 7 test 7a külső palástfelületének és/vagy kipufogógáz belépési felületének nagysága és a 7 test 7b belső palástfelületének és/vagy kipufogógáz kilépési felületének nagysága között váltakozik. Mindkét 7a külső, és 7b belső palástfelület nagyságát a d_a ill. d_b átmérők és a 7 test axiális mérete határozza meg. A 7 test külső palástfelülete előnyösen legalább ötször és például legalább tízszer vagy legalább hússzor nagyobb, mint a 21 beömlési nyílás keresztmetszete és, mint a 31 kiömlési nyílás keresztmetszete. A 7 test belső palástfelülete célszerűen legalább háromszor, még jobb, ha legalább ötször, sőt legalább tízszer nagyobb, mint a 21 beömlési nyílás és a 31 kiömlési nyílás keresztmetszete.

Amikor például a 7 testnek a dj belső átmérőt tekintve körülbelül az 1. és 2. ábrán jelzett méretei vannak és tudniillik a 7 test d_a külső átmérője körülbelül

6-szorosa, valamint a 7 test d_b belső átmérője körülbelül 3-szorosa a dj belső átmérőjének és ezenfelül a 7 test axiális mérete körülbelül a dj belső átmérővel azonos, a 7 test külső palástfelülete körülbelül 24-szér és belső palástfelülete körülbelül 12-szer nagyobb, mint a 21 beömlési nyílás keresztmetszete. A 7 test ilyen méretezésénél a viszony is nagyobb a 7 test radiálisra kereszt irányú áramlási keresztmetszete és a 21 beömlési nyílás keresztmetszete között legalábbis a 7 test legnagyobb részében, mint a bevezetésben ismertetett, axiális átáramlású testtel ellátott katalizátoroknál, tipikusan körülbelül 5-15 a viszony a test keresztmetszete és a katalizátor beömlési nyílás keresztmetszete között. Mint már volt róla szó, a 7 test átjáróinak a térfogata a 7 test össz-térfogatához viszonyítva annak 70-90%-a, úgy hogy a 13 átjárók térfogataránya a 7 test teljes térfogatának aránylag nagy. Mint már szintén volt róla szó, a kipufogógáz egyenletesen oszlik el a 7 test 13 átjáróin. Ezen okok miatt a kipufogógáz áramlási sebessége a testben a találmány szerinti katalizátornál az 1. ábrán ábrázolt arányoknál jelentősen kisebb, mint az ismert, axiális átáramlású testtel ellátott katalizátoroknál.

Az 1-3. ábrán ismertetett találmány szerinti katalizátornál tehát mind a kipufogógáznak a bevezető csőcsonkból a 25 irányváltoztatási üreges térbe való kiáramlásakor keletkező nyomásveszteség, mind a 21 beömlési nyílás torkolata és a 7 test 7a kipufogógáz belépési felület között keletkező nyomásveszteség aránylag kicsi és különösen kisebb, mint az ismert katalizátoroknál. A továbbiakban a 7 testben keletkező nyomásveszteség is aránylag kicsi. A katalizátorban összesen létrejövő nyomásveszteség - azonos időegységenként! kipufogógáz mennyiségeknél és körülbelül azonos test térfogatnál - a gyakorlatban ismert, axiális átáramlású testtel ellátott katalizátorok által okozott nyomásveszteséggel szemben például 20-70%-kal kisebb lehet.

A kipufogógáznak a különböző 13 átjárókra való egyenletes eloszlása azzal a hatással jár, hogy az átáramlási arány és az áramlási sűrűség - azaz a termék sűrűsége szorozva az áramlási sebességgel - a test külső palástfelületeinél minden átjáróban megközelítőleg azonos nagyságú. Az áramlási sűrűség a radiális áramlási út mentén befelé ugyan nagyobb, azonban az áramlási irányra keresztben a 7 testen áthalaó, körhengeres, keresztmetszeti felületnél az egész keresztmetszeti felületre állandó. A 7 test ilyen homogén átáramlása a test katalitikusán aktív anyagának optimális kihasználását eredményezi és ezáltal lehetővé teszi esetleg, a kezelendő kipufogógáz adott mennyiségénél a test kisebbre méretezését, mint az axiális átáramlású testtel ellátott, ismert katalizátornál. Ezáltal a szükséges katalitikusán aktív anyag, azaz a nemesfém menynyisége is csökkenthető, úgyhogy a találmány szerinti katalizátor olcsóbban állítható elő, mint a tengellyel párhuzamos átáramlású testtel ellátott ismert katalizátor.

Az 5. ábrán látható 41 katalizátornak 43 háza van, amely ugyanúgy vagy hasonlóan van kialakítva, mint a 3 ház és 43a hengeres palástja, két 43b, 43c zárófala és két csatlakozó csőcsonkja van, amelyek 43d bevezető ill. 43e kivezető csőcsonkként szolgálnak. A 43 ház belső terében 47 test van elhelyezve, amikoris a 43 háznak és a 47 testnek közös 45 tengelye van és legalábbis általában forgásszimmetrikusak erre. A 46 testnek gyűrű alakja van és 47a külső palástfelülete és/vagy kipufogógáz belépési felülete, valamint 47b belső palástfelülete és/vagy kipufogógáz kilépési felülete. Mindkét 47a külső, és 47b belső palástfelület a 43b bevezető csőcsonktól a 43e kivezető csőcsonk irányában kifelé kónuszosán ferde, amikoris mindkét palástfelület a 45 tengellyel azonos szöget zár be. A 47 testnek a bevezető csőcsonk felé eső homlokoldalán sík tárcsából álló 49 vezetőelem van elhelyezve sík 49a vezetőfelülettel, amelynek kónuszos, sík a 47a külső palástfelülethez csatlakozó széle van. Egyébként a 41 katalizátor ugyanúgy vagy hasonlóan van kialakítva, mit az 1 katalizátor és hasonlók a tulajdonságai is, mint ennek.

A 6. ábrán bemutatott 61 katalizátornak ismét van egy 63 háza, amely hasonlóan van kialakítva, mint a 3 ház, valamint általában forgásszimmetrikus a 65 tengelyre, van egy hengeres 63a palástja, két 63b, 63c zárófala, 63d bevezető csőcsonkja, 63e kivezető csőcsonkja, valamint a 63b zárófal belső felületével kialakított 63i ellenfelülete. A 63 ház magot tartalmaz, amely ennél a katalizátorváltozatnál két gyűrűalakú testtel rendelkezik, vagyis egy első 67 testtel és egy második 69 testtel. Mindkét 67,69 testnek van egy-egy hengeres 67a ill. 69a külső palástfelülete, egy-egy hengeres 67b il. 69b belső palástfelülete és két sík homlokfelülete. Egyébként mindkét 67, 69 testnek, vannak átjárói, úgyhogy a 67, 69 test, hasonlóan mint a 7 test általában radiális irányokban gázáteresztő. Az első 67

HU 210 129 Β test az egyik homlokfelületével a 63b zárófalon fekszik fel. A második 69 test a 67 testtől elforduló homlokfelületével a 63c zárófalon fekszik fel. A két körgyűrű alakú 67,69 test egymás felé eső homlokfelülete között sík, köralakú, kompakt tárcsából álló 75 vezetőelem van elhelyezve. A 75 vezetőelem 63b zárófal felé eső felületének a középső, axiális vetületben a gyűrűalakú 67 test belsejében található területe szolgál 75a vezetőfelületként. Mindkét 67, 69 test szilárdan és például legalább némiképpen vagy tökéletesen tömören a 63b, 63c zárófalakkal és a 75 vezetőelemmel össze vannak kötve.

Mindkét gyűrűalakú 67, 69 testnek például azonos a <±j külső átmérője, úgyhogy a 67a ill. 69a külső palástfelületeik és a 75 vezetőelem széle egy vonalban vannak. Az első 67 test d_c belső átmérője nagyobb, mint a d; + 2r összege, ahol a d; és r jelentése ugyanaz, mint az 1 katalizátornál. Továbbá az első 67 test d_c belső átmérője például nagyobb, mint a második 69 test belső átmérője, amely szintén d_b-vel van jelölve, mint az 1 katalizátor 7 testének belső átmérője. A d_c átmérő előnyösen legalább háromszor vagy még jobb, ha legalább négyszer vagy esetleg még legalább ötször nagyobb, mint a bevezető csőcsonk dj belső átmérője. Ennek megfelelően a 75a vezetófelület d_c átmérőjű széle szintén olyan távolságra van a 65 tengelytől, amely előnyösen legalább 1,5-szerese vagy még jobb, ha legalább 2-szerese vagy esetleg legalább 2,5-szerese a bevezető csőcsonk d; belső átmérőjének. Ezenfelül az első 67 testnek például kisebb axiális mérete van, mint a második 69 testnek. Ennek megfelelően az első 67 testnek lényegesen kisebb a térfogata, mint a második 69 testnek.

A 63d bevezető csócsonk 81 beömlési nyílást határol, amely a 83 torkolatfelületnél a 85 irányváltoztatási üreges térbe torkollik, amelyet egyik oldalon a 75a vezetőfelület és az ezzel szembenálló oldalon a 63i ellenfelület, valamint a 83 torkolatfelület határol. A 85 irányváltoztatási üreges tér ezenfelül az első 67 test belső palástfelülete által körülzárt, belső üreges teret képezi. A ház 63a palástja és a két 67 ill. 69 test, valamint a 75 vezetőelem között van egy összefüggő, mindkét 67a, 69a külső palástfelületre kiterjedő, 87 külső üreges tér. A második 69 testtől körülzárt, 89 belső üreges teret a 75 vezetőelem - eltekintve a két 67, 69 test átjárói útján történő összekötéstől - gáztömören elválasztja. A 89 belső üreges tér továbbá összefügg a 65e kivezető csőcsonkkal határolt 91 kiömlési nyílással. A 61 katalizátor üzemelésekor a kipufogógáz a 6. ábrán jelzett nyilak szerint a 81 beömlési nyíláson keresztül a 85 irány változtatási üreges térbe áramlik és radiálisán kifelé irányt változtat. Ezután a kipufogógáz a 67b palástfelületnél az első 67 testbe benyomul és ezen keresztül radiálisán a 87 külső üreges térbe áramlik. Ebben a kipufogógáz a második 69 test 69a külső palástfelületéhez áramlik. Aztuán a kipufogógáz ezen keresztül radiálisán befelé a 89 belső üreges térbe jut és végül a 91 kiömlési nyíláson keresztül elhagyja a 63 házát.

A 61 katalizátornál az első 67 test 67b belső palástfelülete és a második 69 test 69a külső palástfelülete szintén 67b ill. 69a kipufogógáz belépési felületekként szolgálnak. Továbbá a 67a külső palástfelület és a 69b belső palástfelület 67a ill. 69b kipufogógáz kilépési felületekként szolgálnak. A 75a vezetőfelület h távolsága a 631 ellenfelülettől és a 83 torkolat felülettől a 61 katalizátornál azonos az első 67 test axiális méretével. Ezzel ez az axiális méret kielégítően nagy, a h/dj viszony esetleg valamivel nagyobb lehet, mint az az érték, amelynél a Z nyomásveszteség-koefficiensnek minimuma van. A h/dj viszony azonban például még kisebb lehet 1-nél és talán körülbelül legfeljebb vagy körülbelül 0,7. A kipufogógáznak a 85 irányváltoztatási üreges térben történő irányváltoztatásakor keletkező Z nyomásveszteség-koefficiens azután mindig kisebb 1-nél és a nyomásveszteség ennek megfelelően kisebb, mint a 81 beömlési nyíláson átáramló kipufogógáz torlónyomása. A h távolság esetleg csak 50%-a vagy csak legfeljebb 25%-a a dj belső átmérőnek, úgyhogy a h/dj viszony értéke, mint az 1 katalizátornál, legalább megközelítőleg a 4. ábrán közölt görbék minimumánál van. Egyébként a kipufogógáz a 67, 69 testbe való beáramlásakor egyenletesen oszlik el az átjárókon. Minthogy a kipufogógáz a 63 házba történő beáramlás után először a 67 testbe áramlik és minthogy ez aránylag kis térfogatú, az első 67 test a 61 katalizátorral összekötött belsőégésű motor indulásakor gyorsan felmelegszik a kívánt kémiai reakciók kidolgozásához szükséges hőmérsékletre. Az első 67 test ennek megfelelően mindenekelőtt indító katalizátortestként szolgál, hogy az indulási szakaszban a kipufogógáz katalitikus kezelését gyorsan beindítsa. Amikor az indulási szakasz után mindkét 67, 69 test katalitikus kezeléshez szükséges hőmérsékletet eléri, a katalitikus kezelés nagyobb részben a nagyobb térfogatú, második 69 testben játszódik le, amely tehát fő-katalizátortestként szolgál. Egyébként a 61 katalizátornak hasonló tulajdonságai vannak, mint az 1 katalizátornak.

A 7. és 8. ábrán látható 101 katalizátornak 103 háza van. Ennek van egy, rövid, körülbelül ovális vagy ellipszis henger alakú 103a palástja, két sík 103b ill. 103c zárófala, egy 103 d bevezető csőcsonkja és 103e kivezető csőcsonkja. A bevezető csőcsonk és a kivezető csőcsonk egy-egy hajlított csonkkal - azaz csőívvel rendelkezik, amelyek a 103b zárófalra merőlegesek és például a 7. ábra szerint függőlegesen felfelé irányuló szakaszuk van, amelyek az ív felett a 103b zárófallal párhuzamos, szabad végszakasszal vannak összekötve. A bevezető csőcsonk és a kivezető csőcsonk 103b zárófalból kiemelkedő szakaszai például a 8. ábrán látható felülnézetben tükörszimmetrikusak a 103 palást által képezett ovális ill. elliszis rövidebb tengelye által alkotott síkhoz. A hajlított ívű 103d bevezető csőcsonk 105 tengelyt definiál, amelyből a 7. ábrán csak a 103b zárófalra merőleges szakaszt mutatjuk be. A 103d bevezető csőcsonk és a 103e kivezető csőcsonk szabad végei például egymással egy vonalba esnek és tengelyük és egymástól elfordított nyílásaik vannak. A zárófalakra merőleges, körszimmetrikus szakasz a kiszélesedő átmeneti szakaszon keresztül a 103b zárófallal

HU 210 129 Β van összekötve. A 103f bevezető csőcsonk belső felületének ennek megfelelően többek között a 105 tengely ábrázolt szakaszával párhuzamos valamint forgásszimmetrikus, hengeres 103g belső felületi szakasza és a 105 tengely mentén áthaladó metszetben kifelé ívelt 103h átmeneti felületi szakasza van, amely a 103g szakaszt a 103b zárófal 103i ellenfelületként szolgáló belső felületével folytonosan összekötik.

A házban elhelyezett, valamint rögzített, gyűrűalakú 107 testnek van egy 107a külső palástfelülete és/vagy 107a kipufogógáz belépési felülete ovális vagy elliptikus körvonalrajzzal és egy 107 b belső palástfelülete és/vagy 107b kipufogógáz kilépési felülettel, amely szintén ovális vagy elliptikus és párhuzamos a 107a felülettel. A 107 test általában a I03b, 103c zárófalakkal párhuzamos, a 107a külső palástfelülettől a 107 b belső palástfelülethez és/vagy kipufogógáz kilépési felülethez vezető átjárókkal és például a 7 testhez hasonlóan hullámalakú tárcsákból van kialakítva. A 107 test szilárdan és legalább némiképpen tömören felfekszik a 103 c zárófalra és az ezzel szemben levő homlokoldalán 115 vezetőelemmel van összekötve, amely tárcsából áll és amelynek a 103b zárófal felé eső oldala sík 115a vezetőfelületet képez. A 103e kivezető csőcsonk a 103b zárófalban levő lyukon keresztül a 103 ház belső terébe van bevezetve és - például a kifelé ívszerűen szélesedő átmeneti szakaszon át - a 115 vezetőelem lyukjánál ezzel össze van kötve, amikoris az utóbb említett lyuk a 8. ábrán látható felülnézetben a 107b belső palástfelülettel körülzárt tartományban van.

A 103d bevezető csőcsonkkal határolt 121 beömlési nyílás a 123 torkolatfelületnél a 115a vezetőfelület és az ezzel szembenálló 103i ellenfelület között levő 125 irány változtatási üreges térbe torkollik, amely a 103a palást és a 107a külső palástfelület között levő 127 külső üreges térrel összefügg. A 107b belső palástfelülettel körülzárt, 129 belső üreges tér a 103e kivezető csőcsonkkal határolt 131 kiömlési nyílással függ össze.

A viszony a 115a vezetőfelület 103i ellenfelülettől való h távolsága és a bevezető csőcsonk dj belső átmérője között például körülbelül ugyanolyan nagy lehet, mint az 1 katalizátornál. A101 katalizátornál a 115a vezetőfelület szélének a távolsága a 103d bevezető csőcsonk 105 tengelyétől a különböző széleknél különböző. A 115a vezetőfelület szélének a bevezető csőcsonk 105 tengelyéhez legközelebb eső helye a 105 tengelytől olyan távolságra van, amely előnyösen legalább 1,5-szerese, esetleg legalább 2-szerese vagy legalább 2,5-szerese a bevezető csőcsonk dj belső átmérőjének.

Míg az 1, 41, 61 katalizátorok például a gépjármű menetirányával párhuzamosan futó 5 ill. 45 ill. 65 tengelyekkel beépíthetők a gépjármű kipufogó berendezésébe, a 101 katalizátor például oly módon építhető be a gépjármű kipufogó berendezésébe, hogy a bevezető csőcsonk hengeres 103g belső felületi szakasza és a 105 tengely ezen belső felületi szakaszhoz tartozó szakasza derékszögű a menetirányra és mintegy függőleges. Egyébként a 101 katalizátornak hasonló tulajdonságai vannak, mint az 1 katalizátornak.

A 9. ábrán látható 141 katalizátornak van egy 143 háza 143a palásttal, két 143b, 143c zárófala, 143d bevezető csőcsonkja és 143e kivezető csőcsonkja. A házban gyűrűalakú 147 test van elhelyezve 147a külső palástfelülettel és 147b belső palástfelülettel. A143 ház 143a palástjának és a 147 testnek például azonos vagy hasonló körvonala van, mint a 101 katalizátor megfelelő részeinek. Ezért a 9. ábrán a 143b zárófal felett levő, a 143d bevezető csőcsonk és a 143e kivezető csőcsonk csak részlegesen megrajzolt részei hasonlóan vannak kialakítva, mint a 101 katalizátornál. A 141 katalizátor azonban annyiban különbözik a 101 katalizátortól, hogy a 143k vezetőfelületet a 143c zárófal belső felülete képezi és hogy a 147 test a 143b zárófalon fekszik. Továbbá a 147 test 143b zárófaltól elforduló homlokoldalát tárcsából álló 149 lezáróelem rögzíti, amelynek a 143k vezetőfelület felé eső oldala sík, a 143k vezetőfelülettől távtartóan elhelyezett 149a ellenfelületet képez. Ezenfelül a 143d bevezető csőcsonk a 143b zárófalban levő lyukon keresztül a 143 házba van bevezetve, a 147 test 147b belső palástfelülete által körülzárt térbe nyúlik és a 149 lezáró elemben levő lyuknál ezzel össze van kötve. A 141 katalizátornál ennek megfelelően a 155 irány változtatási üreges tér a 145c zárófal és a 149 lezáró elem között van. Egyébként a 141 katalizátor hasonló módon építhető be, mint a 101 katalizátor.

A 141 katalizátor működésekor a kipufogógáz a bevezető csőcsonkból a 115 irány változtatási üreges térbe áramlik és azután a 149a ellenfelület szélén megváltoztatja irányát. A 149a ellenfelület széle - a bevezető csőcsonk belső átmérőjéhez hasonlítva - körülbelül ugyanolyan legkisebb távolságra van a bevezető csőcsonk tengelyétől, mint a 101 katalizátornál.

A 10. és 11. ábrán látható 161 katalizátor 163 házzal rendelkezik, amelynek 163a palástja üreges körhengert vagy üreges hengert képez kissé körtől eltérő, kissé elliptikus vagy ovális és esetleg kissé aszimmetrikus körvonalrajzzal. A háznak a 163a palást mindkét végénél egy-egy sík 163b ill. 163c zárófala van. A 163b zárófal belőle kiemelkedő, kissé excentrikusán elhelyezett, a szabad vége felé ívelt, 163d bevezető csőcsonkot képező csőívvel van ellátva. Ennek a 163b zárófalnál levő hengeres szakasza koaxiális a bevezető csőcsonk 165 tengelyének a 163b zárófalra merőleges szakaszával és egy átmeneti szakaszon át, amely a 165 tengelyen áthaladó metszetben ívszerűen kiszélesedik, a 163b zárófallal folytonosan össze van kötve. A 163a palást a 163d bevezető csőcsonktól legtávolabbi kerületi helyen kifelé kiemelkedő, 163e kivezető csőcsonkként szolgáló csőcsonkkal van ellátva. A 163 házban körgyűrű alakú 167 test van elhelyezve, amely például a 165 tengellyel koaxiális. A 167 testnek van egy körhengeres 167a külső palástfelülete, egy körhengeres 167b belső palástfelülete, valamint két, általában sík homlokfelülete és az utóbbiaknál a 163b ill. 163c zárófalakkal szilárdan és tömören össze van kötve. A 167 test továbbá általában radiális átjárókkal van ellátva. Ennél a katalizátorváltozatnál a 163k vezetőfelületet a 163c zárófal belső felületének az a része képezi, amelyet a zárófalakra merőleges vetületben a gyűrűalakú

HU 210 129 Β

167 test körülzár. A 163i ellenfelületet a 163b zárófal belső felületének az említett vetületben a 167 test által körülzárt része képezi.

A 163d bevezető csőcsonk 171 beömlési nyílást határol, amely a 173 torkolatfelületnél a 163k vezetőfelület valamint a 163i ellenfelület között levő és a 167b leső palástfelülettel körülzárt 175 irány változtatási üreges térbe és/vagy 175 belső üreges térbe torkollik. A 163 ház 163a palástja és a 167 test 167a külső palástfelülete között a 177 külső üreges tér van, amely a kivezető csőcsonkkal határolt 179 kiömlési nyílással összefügg. Mint a 11. ábrábó kivehető, a 177 külső üreges tér 165 tengelyre radiálisán mért távolsága a 163e kivezető csőcsonkkal átlósan szembenálló kerületi helyen minimumot ér el és ettől a kerületi helytől kifelé a kerület mentén a 163e kivezető csőcsonkig folytonosan növekszik.

A 161 katalizátor 163d bevezető csőcsonkjának és a 163e kivezető csőcsonkjának szabad végszakaszai egymástól távol vannak, amikoris a bevezető csőcsonk ill. kivezető csőcsonk tengelyeinek hozzájuk tartozó szakaszai egymással párhuzamosak, azonban egymással szemben vannak elhelyezve. A 161 katalizátor például úgy építhető be a gépjármű kipufogó berendezésébe, hogy a 163b, 163c zárófalak és a bevezető csőcsonk és a kivezető csőcsonk szabad végszakaszai párhuzamosak a menetiránnyal. A 10. ábrán még a 163b záró fal kiemelkedő bevezető csőcsonk körhengeres szakaszának a dj belső átmérője és a 163k vezetőfelületnek a 163i ellenfelülettől és a 173 torkolatfelülettől való h távolsága van feltüntetve. A h/d₄ viszony a 161 katalizátornál - mint már a 61 katalizátornál - talán nagyobb az optimális értéknél, azonban még kisebb 1-nél és például legfeljebb 0,7 lehet.

A 161 katalizátor üzemelésekor a kipufogógáz a 10. valamint all. ábrákon nyilakkal jelzett módon átáramlik a 161 katalizátoron. A kipufogógáz a 171 beömlési nyíláson keresztül a 175 irány változtatási üreges térbe jut, ebben a 163k vezetőfelülete következtében általában a 165 tengelyre radiálisán irányt változtat, azután átáramlik a 167 test átjáróin és végül eljut a 177 külső üreges térbe. Itt az átjárókból kiáramló kipufogógáz összegyűlik, aholis legalábbis a kipufogógáz legnagyobb része a 167 test 167a külső palástfelület kerületi szakasza mentén áramlik, míg a 179 kiömlési nyílást eléri és ezen keresztül kiáramlik. A 161 katalizátornak egyébként hasonló üzemelési tulajdonságai vannak, mint az 1 katalizátornak és a rajzok alapján ismertetett többi katalizátornak.

A 12. ábrán látható 201 katalizátor 205 tengellyel ellátott 203 házzal rendelkezik. A 210 ház 203a palástja például hengeres és forgásszimmetrikus a 205 tengelyre. A 203 háznak a 205 tengelyre merőleges, radiális két 203b, 103c zárófala van, amelyek közül az egyik 203d bevezető csőcsonkkal és a másik 203e kivezető csőcsonkkal van ellátva. A bevezető csőcsonk és a kivezető csőcsonk, úgy mint az 1 katalizátornál, egyegy körhengeres belsőfelületű szakasszal ellátott csonkok, amelyek a tengelymetszetben ívszerűen kiszélesedő átmeneti felületszakaszon át a 203b ill. 203c zárófalak belső felületével folytonosan össze vannak kötve. A 203b zárófal belső felülete 203i ellenfelületet képez.

A 203 katalizátornak a 203 házban rögzített, hengeres 207 teste van, amelynek a palástfelülete a ház 203a palástjával tömören össze van kötve. A 207 test általában axiális irányban gázáteresztő és a bevezető csőcsonk felé eső végén sík 207a homlokfelület és/vagy kipufogógáz belépési felület és a másik végén sík 207b homlokfelület és/vagy kipufogógáz kilépési felület van. A 207 test például kerámiai vagy ismert jellegű fémtar lehet axiális átjárókkal ellátva, melyek a belső felületei katalitikusán aktív anyaggal vannak bevonva.

A ház belső terében a 203b zárófal és a 207 test között sík tárcsából álló 215 vezetőelem van elhelyezve, amely mind a 203b zárófaltól, mint a testtől távtartóan áll és amelynek a 203b zárófal felé eső oldala sík 215a vezetőfelületet képez. A 215 vezetőelem széle és a ház 203a palástja között közbenső tér van. A 215 vezetőelem nem ábrázolt rögzítőelemekkel a ház 203a palástján és/vagy a 203b zárófalán van rögzítve. A 215 vezetőelem, eltekintve néhány, a rögzítésre szolgáló és a rögzítőelemeket tartó lyuktól, kompakt - azaz lyukmentes - és gázátnemeresztő. A 203a palást és a vezetőelem között levő közbenső tér gyűrűalakú hasadékot képez, amely esetleg az említett rögzítőelemek miatt szektorokra lehet osztva.

A 203d bevezető csőcsonkkal határolt 221 beömlési nyílás a 203Ϊ ellenfelülettel azonos síkban fekvő 223 torkolatfelületnél torkollik a 215a vezetőfelület és a 203i ellenfelület között levő 225 irányváltoztatási üreges térbe, amely a 215 vezetőelem széle körül a közte és a 207a homlokfelület és/vagy kipufogógáz belépési felület között levő, homlokoldali 227 üreges térrel össze van kötve. A 203c zárófal és a 207b homlokfelület és/vagy kipufogógáz kilépési felület között van egy homlokoldali 229 üreges tér, amely a 203e kivezető csőcsonkkal határolt 231 kiömlési nyílással összefügg. A viszony a 215a vezetőfelület 203i ellenfelülettől valamint a 223 torkolatfelülettől való távolsága és a 203d bevezető csőcsonk hengeres szakaszának belső átmérője között azonos értéktartományban lehet, mint az 1 katalizátor esetében. A viszony a bevezető csőcsonk hengeres belső felületi szakaszát a 203 i ellenfelülettel összekötő átmeneti felületi szakasznak a tengelymetszetben adódó görbületi sugara és a bevezető csőcsonk belső átmérője között szintén az 1 katalizátorra megadott tartományban lehet. A távolság a 207 test és a 215 vezetőelem egymás felé eső felületei között célszerűen nagyobb, mint a 203i, 215a felületek távolsága.

Üzemeléskor a 221 beömlési nyíláson átáramló kipufogógáz a 225 irány változtatási üreges térben a 215a vezetőfelületen a 205 tengelyre radiális irányba fordul, körüláramlik a 215 vezetőelem szélén a 227 üreges térbe, azután axiális irányban a 207 testen keresztül a 229 üreges térbejut és innen a 231 kiömlési nyíláson keresztül a 203 házból távozik. A kipufogógáz a 201 katalizátor 203 házába való beáramlásnál, mint az 1 katalizátor esetében, kis nyomásveszteséggel változtat irányt és a 227 üreges térben a 207a homlokfelületen

HU 210 129 Β és/vagy kipufogógáz belépési felületen egyenletesen eloszlik.

A 13. ábrán ismertetett 241 katalizátor 243 házzal rendelkezik, amely például általában forgásszimmetrikus a 245 tengelyre és van egy hengeres 243a palástja, valamint 243b, 243c zárófala 243d bevezető csőcsonkkal ill. 243e kivezető csőcsonkkal. A bevezető csőcsonk és a kivezető csőcsonk, mint az I, 201 katalizátoroknál, hengeres szakasszal rendelkeznek, amely egy ívszerűen kiszélesedő átmeneti szakaszon át a vonatkozó zárófallal össze van kötve. A 243b, 243c zárófalak azonban a 241 katalizátornál lejtősek és a csőcsonkok átmeneti szakaszaihoz csatlakozva kónuszos főszakasszal rendelkeznek, amely a kiislő végén egy ívelt átmeneti szakaszon át a 243a palásttal össze van kötve. A 243b zárófal 243i ellenfelületet képez. A 243 házban 247 test van elhelyezve, amelynek 247a homlokfelülete és/vagy kipufogógáz belépési felülete, valamint 247b homlokfelülete és/vagy kipufogógáz kilépési felülete van és axiális irányban gázáteresztő. A 243b zárófal és a 247 test között elhelyezett 249 vezetőelem a 243b zárófal felé eső oldalán 249a vezetőfelülettel rendelkezik. A 243b zárófal kónuszos szakaszával szembenálló 249a vezetőfelület szintén kónuszos és a 245 tengelyen áthaladó metszeten párhuzamos a vele szembenálló 243i ellenfelülettel. A 249a vezetőfelület középső, axiális vetületben a 243d bevezető csőcsonk tartományában levő szakasza például tengelymetszetben úgy van lekerekítve, hogy folytonosan csatlakozik a kónuszos szakaszhoz, azonban ehelyett szintén kónuszos, sík és a 245 tengelyre merőleges lehetne. A vezetőfelület szélső tartománya például a 247 test felé ívelt.

A 243d bevezető csőcsonk által határolt 251 beömlési nyílás a 253 torkolatfelületnél a ház belső terébe torkollik. A 253 torkolatfelület alatt itt a sík, a 245 tengelyre merőleges körfelületet értjük, amelynek a széle a bevezető csőcsonk belső felületének ívszerűen kiszélesedő átmeneti szakasza külső szélénél van. A 249a vezetőfelület, mint a korábban ismertetett katalizátoroknál, teljesen kívül van a beömlési nyíláson, azaz annak a sík 253 torkolatfelülettel szembenálló oldalán van. Azonban az is lehetséges volna, hogy a 249a vezetőfelület középső szakasza egy kissé a beömlési nyílásba benyúljon. Ebben az esetben azonban a vezetőfelületet magától legalább a 253 torkolatfelület szélétől és a 243i ellenfelülettől távtartóan kell elhelyezni. A 249a vezetőfelület és a 243i ellenfelület között levő tér ismét, mint 255 irányváltoztatási üreges tér szerepel. A 249a vezetőfelület és a 243i ellenfelület vagy - pontosabban - ezen felületek kónuszos és a tengelymetszetben - sík szakaszai is a 253 torkolatfelülettel legfeljebb 30°-os és ennek megfelelően a 245 tengellyel legalább 60°-os és például legalább 70°-os, legfeljebb 85°-os szöget képeznek. Tisztázás céljából meg kell említeni, hogy a 249a vezetőfelület 243i ellenfelülettől és 253 torkolatfelülettől való távolsága alatt a 241 katalizátornál a szokásos távolságdefiníciónak megfelelően az egymással szembenálló felületek közti legrövidebb összekötő vonal hosszát értjük és hogy ez a távolság a 245 tengellyel nem párhuzamos, hanem a 249a, 243i felületekre merőlegesen van mérve. Az ilyen módon mért távolság és a bevezető csőcsonk belső átmérője közötti viszony ugyanabban a tartományban lehet, mint ami az 1 katalizátornál a h/dj viszonyra meg van adva. Egyébként a 241 katalizátor hasonlóan van kialakítva, mint a 201 katalizátor.

A 14. és 15. ábrákon részben ismertetett 301 katalizátor messzemenően hasonlóan van kialakítva, mint a 201 katalizátor és 303d bevezető csőcsonkkal ellátott 303 háza van. A ház bevezető csőcsonkja forgásszimmetrikus a 305 tengelyre. A 303 ház axiális irányban gázáteresztő 307 testet tartalmaz, amelynek egyik, sík homlokfelülete 307a kipufogógáz belépési felületként szolgáló. A ház továbbá köralakú tárcsából álló 315 vezetőelemet tartalmaz 315a vezetőfelülettel. A 315 vezetőelem a 210 katalizátor 215 vezetelemétl azonban annyiban eltér, hogy számps nyitott lyukkal van ellátva, amelyek a 305 tengely körül egy külső, gyűrűalakú felületen vannak eloszolva. Ez egy kompakt, azaz lyukmentes, belső, középső felületet vesz körül, amelynek átmérője legalább egyenlő a bevezető csőcsonk d₍ belső átmérőjével és előnyösen nagyobb annál. A 315b lyukak átmérője lényegesen kisebb, mint a bevezető csőcsonk dj belső átmérője és például legfeljebb 20%-a az utóbbinak. A 315b lyukak által összesen elfoglalt felület az összes 315a vezetőfelületnek előnyösen legfeljebb 30%-a és például 5-25%-a.

A 310 katalizátor használatakor a 303d bevezető csőcsonkon a 303 ház belső terébe áramló kipufogógáz a bevezető csőcsonk torkolat szakaszában és a 325 irány változtatási üreges térben a 315a vezetőfelületen körülbelül radiális irányba elfordul. A kipufogógáz nagy része azután, mint a 201 katalizátornál, a vezetőelem széle körül a közte és a 307 test között levő 327 üreges térbe áramlik. A kipufogógáz egy része azonban a 325 irány változtatási üreges térből a 315b lyukakon keresztül a 327 üreges térbe áramlik és ezáltal hozzájárul a kipufogógáz egyenletes eloszlásához a 307 test keresztmetszet-felületén.

A 16. ábrán részben bemutatott katalizátornak 343a palásttal ellátott 343 háza, 343b zárófala és 343d bevezető csőcsonkja van, amely forgásszimmetrikus a ház 345 tengelyére. A 343 ház axiális irányban gázáteresztő 347 testet tartalmaz, amelynek sík 347a kipufogógáz belépési felülete van. A ház sík tárcsából álló 349 fővezetőelemet tartalmaz. Ez 349a vezetőfelületet képez és középen a 345 tengellyel koaxiális, nyitott 349b lyukkal van ellátva, amelynek átmérője kisebb, mint a bevezető csőcsonk dj belső átmérője és például ennek 10-50%-a. A 349 vezetőelem és a 347a kipufogógáz belépési felület között sík tárcsából 351 pót-vezetőelem van elhelyezve, amely mind a 349 vezetőelemtől, mind a 347a kipufogógáz belépési felülettől távtartóan áll. A 351 pót-vezetőelemnek a bevezető csőcsonk és a fő-vezetőelem felé néző 351a vezetőfelülete van és eltekintve a mindenkori, a rögzítésére szolgáló és legalább lényegében rögzítőelemekkel kitöltött lyukaktól, kompakt és lyukmentes. A 351 pót-vezetőelem különösen a középső, axiális vetületben a 349b lyuk mögötti területen lyukmentes. A 349 fő-vezetőelem axiális ve11

HU 210 129 Β tületben egész teijedelme mentén a 351 pót-vezetőelem fölé emelkedik.

A 343a palást például körhengeres. A 349 fő-vezetőelem és a 351 pót-vezetőelem köralakú, amikoris a 351 pót-vezetőelem átmérője kisebb, mint a 349 fő-vezetőelemé.

A 343d bevezető csőcsonkon keresztül a 343 ház belső terébe áramló kipufogógáz legnagyobb részben a bevezető csőcsonk torkolatszakaszában és a 343b zárófal és a 349 fő-vezetőelem között levő irány változtatási üreges térben körülbelül radiális irányba fordul és azután a 349 fő-vezetőelem széle körül a 347a kipufogógáz belépési felülethez áramlik. A bevezető csőcsonkon beáramló kipufogógáz egy része azonban a 349 fő-vezetőelem 349b középső lyukján áramlik keresztül, azután a 351 pót-vezetőelemen körülbelül radiális irányba fordul és végül a 351 pót-vezetőelem széle körül a 347a kipufogógáz belépési felülethez jut.

A 17. ábrán részben látható 361 katalizátornak 363 háza van, amelynek 363b zárófala középen 363b bevezető csőcsonkkal van ellátva. A ház axiális irányban gázáteresztő 367 testet tartalmaz sík 367a kipufogógáz belépési felülettel és 369 fő-vezetőelemet. Ennek a 363b zárófal felé néző 369a vezetőfelülete van és középen 369b lyuka. A 369 fő-vezetőelem és a 369 test között két 371, 373 pót-vezetőelem van elhelyezve. A három vezetőelem a 363b zárófaltól, egymástól és a 367a kipufogógáz belépési felülettől távtartóan van beépítve. A 369 fő-vezetőelem és a 373 pót-vezetőelem között levő 371 pót-vezetőelemnek 371a vezetőfelülete van és középen egy 371b lyuka. A 373 pót-vezetőelemnek 373a vezetőfelülete van és eltekintve a mindenkori, a rögzítésére szolgáló lyukaktól, lyukmentes. A vezetőelemek mérete a fő-vezetőelemtől a testhez legközelebb található pót-vezetőelemig csökken. A 369b lyuk átmérője előnyösen kisebb, mint a bevezető csőcsonk dj belső átmérője. Továbbá a 37lb lyuk átmérője azonos a 369b lyukéval.

A 361 katalizátor üzemelésekor a 363d bevezető csőcsonkon a 363 ház belső terébe áramló kipufogógáz a 369a vezetőfelületen irányt változtat. A maradó kipufogógáz a 369b lyukon át áramlik. Ennek a kipufogógáznak egy része a 371 vezetőelemen változtat irányt. Továbbá a kipufogógáz egy része még a 371b lyukon áramlik át és azután a 373 vezetőelemen változtat irányt.

A 18. ábrán látható 401 katalizátornak 403 háza van 403d bevezető csőcsonkkal és 403e kivezető csőcsonkkal. A házban gyűrűalakú, axiális irányban gázáteresztő 407 test van elhelyezve sík 407a kipufogógáz belépési felülettel és sík 407b kipufogógáz kilépési felülettel. A testtel körülzárt üreges tér a bevezető csőcsonk felé eső cső végén a 415 vezetőelemmel tömören le van zárva. Ennek a bevezető csőcsonk felé néző oldalán sík 415a vezetőfelülete van. Ez a 407a kipufogógáz belépési felülettel tömören kapcsolódik, azonban a bevezető csőcsonkhoz közelebb is lehetne, mint a 407a kipufogógáz belépési felület.

A 401 katalizátor üzemelésekor a 403 ház belső terébe a bevezető csőcsonkon beáramló kipufogógáz a

415a vezetőfelületen radiális irányba fordul és azután axiális irányban átáramlik a katalizátor testen.

A 19. ábrán részben ábrázolt 441 katalizátornak 443b zárófallal ellátott 443 háza van, a zárófal közepén a 443d bevezető csőcsonk van elhelyezve. Ennek 443f belépési felülete hengeres 443g belső felületszakasszal rendelkezik, amelyhez kónuszosán kiszélesedő 443k belső felületszakasz csatlakozik. Ennek további vége tengelymetszetben kiszélesedő 443h átmeneti felületi szakaszon keresztül a sík, radiális, a 443b zárófal belső felülete által képezett 443i belső felülettel folytonosan össze van kötve. A házban 449 vezetőelem van sík, a 443i ellenfelület felé néző 449a vezetőfelülettel. Továbbá a házban pontozott vonallal jelölt 447 test van, amely például hasonlóan lehet kialakítva, mint a 7 test. A 19. ábrán a dj a bevezető csőcsonk belső felületének az átmérőjét jelöli a 443h átmeneti felületi szakasz, amely ívszerűen kiszélesedik, keskenyebb végén. Továbbá a dj+ a hengeres 443f belső felületi szakasz és a kónuszos 443k belső felületi szakasz keskenyebb vége átmérőjét jelöli. A katalizátor ilyen kiviteli alakjánál tehát a dj belső átmérő kissé nagyobb, mint a bevezető csőcsonk belső átmérője, ami a dj+ belső átmérővel egyenlő. A 19. ábrán még a r görbületi sugár és a h távolság van feltüntetve, amelyek jelentése azonos, mint a korábban leírt kiviteli példáknál. A r/d_; és h/d; viszonyok a 441 katalizátornál például körülbelül ugyanabban a tartományokban lehetnek, mint az 1 katalizátornál. A kónuszos 443k belső felületi szakasz 445 tengellyel képezett szöge előnyösen legalább 5°, előnyösen legfeljebb 25’ és például 10°-20°. Á kónuszos belső felületi szakasz 1 hosszúsága előnyösen a dj+ átmérő előnyösen legalább 100%-a és előnyösen legfeljebb 300%-a. A kónuszos, az áramlási irányban kiszélesedő 443k belső felületi szakasz az áramlási ellenállást még pótlólag csökkentheti. A Z nyomásveszteség-koefficiens például körülbelül 0,3 r/d; viszonynál olyan görbe minimumánál, amely a 4. ábrán közölt görbéknek felel meg, a 0,3-0,4 tartományban van.

Amennyiben előzetesen mást nem adtunk meg, a r/d; valamint a h/d_; viszonyok nemcsak a 19. ábrán látható 441 katalizátornál, hanem az 5.-18. ábrákon ismertetett katalizátoroknál is azonos tartományban vannak, mint az 1.-3. ábrán látható 1 katalizátor esetében. Ennek megfelelően az érvényes a vezetőfelület méreteire és részben még más méretekre is.

A katalizátorok és felhasználásuk még más szempontból is módosíthatók. Például az ábrák szerint leírt különböző katalizátorok jellemzői egymással kombinálhatok. Az 1, 41, 61, 161, 201, 241, 301, 341, 361, 401, 441 katalizátorok házának palástja és a testek például a 101 katalizátorhoz hasonlóan ovális vagy elliptikus körvonalalakúak lehetnek. Viszont a 101, 141 katalizátorok házának palástjai és a testek köralakú körvonallal alakíthatók ki. Esetleg a házak palástja és a testek poligonális körvonalúak is lehetnek.

Továbbá a 101 és 141 katalizátoroknál a bevezető csőcsonk vagy kivezető csőcsonk torkolata a 8. ábrák megfelelő nézetben az egyik ház-zárófal és a katalizá12

HU 210 129 Β tortest közepén helyezhető el és/vagy a 107b ill. 147b belső palástfelületek körhengeresen és a bevezető csőcsonk vagy a 103e ill. 143e kivezető csőcsonk egyik zárófallal összekötött és ebből kiemelkedő szakaszának tengelyével koaxiálisán alakíthatók ki. A 141 katalizátor 143b bevezető csőcsonkja ekkor esetleg a testben pótlólag kialakított lyukon tud keresztül hatolni.

A 61 katalizátor például megváltoztatható úgy, hogy mindkét test belső átmérője egyformán nagy és/vagy mindkét test külső átmérője különböző nagyságú.

Továbbá az 1, 41 és az ábrák alapján leírt katalizátorok egyenes bevezető csőcsonkja és/vagy kivezető csőcsonkja, mint a 101 katalizátor esetében, ívvel látható el. Viszont a 101, 141, 161 katalizátorok bevezető csőcsonkjánál az ív elhagyható. Ez például különösen akkor előnyös, ha a katalizátor olyan gépjárműbe való beépítésre készült, amelyben a belsőégésű motornak a menetirányra merőlegesen irányított kipufogógáz kijárata van. A katalizátor bevezető csőcsonkja azután rödiv, legalább lényegében egyenes szakaszon át a belsőégésű motor kipufogógáz kijáratával és a katalizátor kivezető csőcsonkja a menetiránnyal párhuzamosan többé-kevésbé egyenesen hátrafutó vezetéken át a kipufogó berendezés hangtompítójával Össze lehet kötve.

Továbbá az 1, 41, 61, 101, 161 katalizátoroknál a vezetőfelületek és ellenfelületek szélszakaszai ugyanúgy hajlítottak lehetnek, mint a 241 katalizátornál. Ugyanez érvényes a 14.-19. ábrákon ismertetett katalizátorok vezetőfelületeire is. A vezetőfelületek ill. ellenfelületek ekkor még lényegében és legnagyobbrészt azaz az ívelt szélszakaszok kivételével - síkok és merőlegesek a bevezető csőcsonkok tengelyeire.

Az 1 katalizátornál a bevezető csőcsonk és a kivezető csőcsonk funkciói esetleg felcserélhetők úgy, hogy a kipufogógáz az 1. ábrán a nyilakkal szemben áramlik át a katalizátoron.

A 349, 369 vezetőelemeknél még a 315 vezetőelem 315b lyukainak megfelelő lyukak létesíthetők. A 13. ábrán látható, általában kónuszos vezetőelem a 315 vezetőelem 315b lyukaihoz hasonlóan szintén elláthatók lyukakkal és/vagy egy középső lyukkal, amikoris az utóbbi esetben a 16. és 17. ábrán ismertetett katalizátorokhoz hasonlóan még legalább egy kónuszos pótvezetőelem beépíthető.

Továbbá a bevezető csőcsonkok és esetleg a kivezető csőcsonkok is az 1.-18. ábrán leírt összes katalizátornál kónuszos belső felületi szakasszal láthatók el, amely a 19. ábrán ismertetett kónuszos 443k belső felületi szakaszhoz hasonlóan kialakítható. Ahelyett, hogy a 3. ábra szerinti testet közvetlenül egymás mellé helyezett, hullámalakú 9, 11 tárcsákból képezzük, két ilyen tárcsa között mindig egy sík, perforált tárcsa helyezhető el. Továbbá a 9, 11 tárcsák esetleg oly módon rendezhetők el, hogy hullámaik egymást ne derékszögben, hanem más szög alatt keresztezzék, amely azonban legalább körülbelül 45°-os és például legalább 60°-os kell legyen.

Továbbá radiális irányban gázáteresztő test képzéséhez körgyűrűalakú tárcsák radiális futású hullámokból álló koszorúval láthatók el, amelyek azután kifelé szélesebbé válnak. Két ilyen tárcsa között aztán mindig egy sík vagy köralakú hullámokkal ellátott, kompakt vagy esetleg perforált, körgyűrűalakú tárcsa helyezhető el.

Továbbá egy radiális irányban gázáteresztő test fémtartókkal ellátott tárcsák helyett kerámia anyagból álló tartóval rendelkezhet, amely radiális átjárókkal van ellátva.

Továbbá esetleg gyűrű- vagy hüvelyalakú test tervezhető, amelynek átjárói a tengelyével nem derékszögű, hanem más szöget képeznek, amely azonban legalább 45° és például legalább 60° kell legyen. Az átjárók általában a kónuszos felületek mentén futnak. A gyűrű- vagy hüvelyalakú test belső palástfelületei és külső palástfelületei esetleg olymódon kónuszosak, hogy a beléjük torkolló átjárókra merőlegesek és a tengelyre merőleges radiális síkkal olyan szöget képeznek, amely előnyösen legalább 45° és például legalább 60° és tudniillik egyenlő az átjáróknak a tengellyel alkotott szögével.

Claims (16)

1. Katalizátor kipufogógáz, különösen belsőégésű motor kipufogógázának katalitikus kezelésére, házzal (3,43, 63, 103, 143, 163, 203,243, 303, 343, 363,403, 443), amely egy torkolatnál a ház belső terébe torkolló, tengellyel (5, 45, 65, 165, 205, 245, 305, 345, 445) rendelkező bevezető csőcsonkkal (3e, 43e, 63e, 103e, 143e, 163e, 203e, 243e, 303e), valamint kivezető csőcsonkkal (3d, 43d, 63d, 103d, 143d, 163d, 203d, 243d, 303d, 343d, 363d, 403d, 443d) van ellátva, amikoris a belső térben gázáteresztő test (7, 47, 67, 107, 147, 167, 207, 247, 307, 347, 367, 407, 447) és, a bevezető csőcsonkból (3d, 43d, 63d, 103d, 143d, 163d, 203d, 243d, 303d, 343d, 363d, 403d, 443d) a belső térbe áramló kipufogógáz áramlási irányát megváltoztató, vezetőfelület (15a, 49a, 75a, 115a, 143k, 163k, 215a, 249a, 315a, 349a, 369a, 415a, 449a) van, amely az említett torkolat szélétől távtartóan van elhelyezve, azzal jellemezve, hogy a bevezető csőcsonknak (3d, 43d, 63d, 103d, 143d, 163d, 203d, 243d, 3O3d, 343d, 363d, 403d, 443d) a torkolat széle felé a tengelyen (5,45,65, 165, 205, 245, 305, 345, 445) átmenő hosszmetszetben ívesen kiszélesedő átmeneti felületi szakasszal (3h, 103h, 443h) ellátott belső felülete (3f, 103f, 443f) van.

2. Az 1. igénypont szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy az átmeneti felületi szakasz (3h, 103h, 443h) a bevezető csőcsonknak (3d, 43d, 63d, 103d, 143d, 163d, 203d, 243d, 3O3d, 343d, 363d, 403d, 443d) egy hozzá kapcsolódó belső felületi szakaszát (3g, 103g, 443k) a vezetőfelület (15a, 49a, 75a, 115a, 143k, 163k, 215a, 249a, 315a, 349a, 369a, 415a, 449a) felé eső, egy, a tengellyel (5, 45, 65, 165, 205, 245, 305, 345, 445) szöget bezáró ellenfelülettel (31, 631, 1031, 149a, 163i, 203i, 243i, 443i) folytonosan köti össze.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti katalizátor, azzal

HU 210 129 Β jellemezve, hogy az átmeneti felületi szakasz (3h, 103h, 443h) forgásszimmetrikus az említett tengelyre (5, 45, 65, 165, 205,245,305.345,445) és az átmeneti felületi szakasznak (3h, 103h, 443h) az említett szakaszban mért görbületi sugara (r) a bevezető csőcsonk (3d, 43d, 63d, 103d, 143d, 163d, 203d, 243d, 303d, 343d, 363d, 403d, 443d) átmeneti felületi szakaszának (3h, 103h, 443h) szűkebb végén mért belső átmérőjének (dj) legalább 10%-a.

4. A 3. igénypont szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy a görbületi sugár (r) a belső átmérőnek (dj) legalább 20%-a.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy a testnek (7, 47, 67, 107, 147, 167, 207, 247, 307, 347, 367, 407, 447) a kipufogógáz számára belépési felülete (7a, 47a, 67a, 107a, 147a, 167a, 207a, 247a, 307a, 347a, 367a, 407a) van; a vezetőfelület (15a, 49a, 75a, 115a, 143k, 163k, 215a, 249a, 315a, 349a, 369a, 415a, 449a) a tengellyel (5, 45, 65, 165, 205, 245, 305, 345, 445) párhuzamos vetületben minden oldalon a torkolat szélén túl van és a vele távtartóan szemben álló, a bevezető csőcsonk (3d, 43d, 63d, 103d, 143d, 163d, 203d, 243d, 3O3d, 343d, 363d, 403d, 443d) torkolatszéléhez kapcsolódó ellenfelülettel (3i, 63i, 103i, 149a, 163i, 2031, 243i, 443i) együtt, a bevezető csőcsonk (3d, 43d, 63d, 103d, 143d, 163d, 203d, 243d, 303d, 343d, 363d, 403d, 443d) és az említett belépési felület (7a, 47a, 67b, 107a, 147a, 167b, 207a, 247a, 307a, 347a, 367a, 407a) között egy, a kipufogógáz átáramoltatására szolgáló irányváltoztatási üreges teret (25, 85, 125, 155, 175, 225, 255, 325, 355, 455) határol; a vezetőfelület (15a, 49a, 75a, 115a, 143k, 163k, 215a, 249a, 315a, 349a, 369a, 415a, 449a) és az ellenfelület (3i, 63i, 103i, 149a, 1631, 203i, 2431, 443i) egymással szembenálló szakaszai az említett tengellyel (5, 45, 65, 165, 205, 245, 305, 345, 445) legalább 60°-os szöget zárnak be; az átmeneti felületi szakasz (3h, 103h, 443h) forgásszimmetrikus az említett tengelyre (5, 45, 65, 165, 205, 245, 305, 345, 445); és a vezetőfelületnek (15a, 49a, 75a, 115a, 143k, 163k, 215a, 249a, 315a, 349a, 369a, 415a, 449a) a torkolat szélétől az utóbbival párhuzamosan mért távolsága (h) a bevezető csőcsonk (3d, 43d, 63d, 103d, 143d, 163d, 203d, 243d, 303d, 343d, 363d, 403d, 443d) átmeneti felületi szakaszának (3h, 103h, 443h) szűkebb végén mért belső átmérőjének (dj) legalább 10%-a és legfeljebb 100%-a.

6. Az 5. igénypont szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy a távolság (h) a belső átmérőnek (dj) legalább 15%-aés legfeljebb 70%-a.

7. Az 5. igénypont szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy a távolság (h) a belső átmérőnek (dj) legalább 15%-aés legfeljebb 25%-a.

8. Az 5-7. igénypontok bármelyike szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy az irány változtatási üreges tér (25, 85, 125, 155, 175, 225, 255, 325, 355, 455) a gázáteresztő test (7, 47, 67, 107, 147, 167, 207, 247, 307, 347, 367, 407, 447) felé eső vagy legalább az ezzel körülzárt egyik oldalán olyan vezetőfelülettel (15a, 49a, 75a, 115a, 143k, 163k, 215a, 249a, 315a,

349a, 369a, 415a, 449a) van határolva, amelynek széle az említett tengelytől (5, 45, 65, 165, 205, 245, 305, 345, 445) olyan távolságra van, amely a belső átmérő (dj) legalább 1,5-szerese.

9. A 8. igénypont szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy az említett vezetőfelület (15a, 49a, 75a, 115a, 143k, 163k, 215a, 249a, 315a, 349a, 369a, 415a, 449a) szélének a távolsága az említett tengelytől (5,45, 65, 165, 205, 245, 305, 345, 445) a belső átmérő (dj) legalább 2,5-szerese.

10. Az 5-9. igénypontok bármelyike szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy a vezetőfelület (15a, 49a, 75a, 115a, 143k, 163k, 215a, 315a, 349a, 369a, 415a, 449a) és az ellenfelület (3i, 63i, 103i, 149a, 163i, 203i, 443Ϊ) sík és merőleges az említett tengelyre (5, 45, 65, 165, 205, 245, 305, 345, 445).

11. Az 5-10. igénypontok bármelyike szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy a ház (3, 43, 103, 143, 443) palásttal (3a, 43a, 103a, 143a) és a test (7,47,107, 147, 447) külső palástfelülettel (7a, 47a, 107a, 147a) rendelkezik; a testnek (7, 47, 107, 147) belső üreges teret (29, 85, 89, 129) körülzárható belső palástfelülete (7b, 47b, 107b, 147b) van, valamint az egyik palástfelülettől a másikig vezető átjárói (13) vannak a kipufogógáz számára; és a ház (3, 43, 103, 143, 443) palástja (3a, 43a, 103a, 143a, 443a) és a test (7, 47, 107, 447) külső palástfelülete (7a, 47a, 107a, 447a) között külső, az irány változtatási üreges térrel (25, 125, 155, 455) összefüggő üreges tér (27, 87, 127, 177) van.

12. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy a háznak (63) palástja (63a) és említett kivitelű két gyűrűalakú teste (67, 69) van egy-egy külső palástfelülettel (67a, 69a), egy-egy belső palástfelülettel (67b, 69b), valamint egyik palástfelülettől a másikig átjárói vannak a kipufogógáz számára; a palást (63a) és a két test (67, 69) külső palástfelületei (67a, 69a) között, ezekre kiterjedő külső üreges tér (87) van; az első test (67) belső palástfelületével (67b) körülzárt üreges tér (85) a vezetőfelületet (75a) képező vezetőelemmel (75) el van választva a második test (69) belső palástfelületével (69b) körülzárt üreges tértől (89), amely a kivezető csőcsonkkal (63e) össze van kötve.

13. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy a háznak (203, 243, 303, 343, 363, 403) palástja (203a, 243a, 343a) és két zárófala (203b, 203c, 243b, 243c, 343b) van; a bevezető csőcsonk (203d, 243d) az egyik, első zárófalnál (203b, 243b, 343b) és a kivezető csőcsonk (203e, 243e) a másik, második zárófalnál (203c, 243c) a ház üreges belső terébe torkollik; a test (207, 247, 307, 347, 367, 407) hengeres és/vagy tárcsaalakú és/vagy gyűrűalakú, valamint két, a kipufogógáz számára szolgáló átjárókkal összekötött homlokfelülete van, amelyek közül az egyik kipufogógáz belépési felület (207a, 247a, 307a, 347a, 367a, 407a) és a másik kipufogógáz kilépési felület (207b, 247b, 407b); és a vezetőfelület (215a, 249a) az első zárófal (203b, 243b) és a kipufogógáz belépési felület (207a, 247a) között van elhelyezve.

14. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti katali14

HU 210 129 Β zátor, azzal jellemezve, hogy a bevezető csőcsonk (443d) belső felületének (443f) az átmeneti felületi szakasz (443h) szűkebb végéhez kapcsolódó, ehhez kónuszosán táguló, az említett tengellyel (445) legfeljebb 25°-os szöget bezáró, belső felületi szakasza (443k) van. 5

15. Az 1-14. igénypontok bármelyike szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy a kivezető csőcsonk (3e,

43e, 63e, 103e, 143e, 203e) a ház üreges terébe torkollik és egy átmeneti felületi szakasszal olyan belső felülete van, amely a kivezető csőcsonk (3e, 43e, 63e, 103e, 143e, 203e) torkolata felé a tengelyen (5,45,205,245) átmenő hosszmetszetben ívesen kiszélesedik.

16. Az 1-12. vagy 14. vagy 15. igénypontok bármelyike szerinti katalizátor, azzal jellemezve, hogy a testnek (7, 47, 67, 69, 107, 147, 167, 447) hullámkeresztmetszetű tárcsái (9, 11) vannak, és a legközelebbi szomszédos, hullámalakú tárcsáknak (9, 11) felülnézetben egymásra merőleges hullámai vannak.