PL170289B1 - Urządzenie do oczyszczania gazów z silników spalinowych - Google Patents

Abstract

1. Urządzenie do oczyszczania gazów z silników spalinowych wyposażone w skrzynkową obudowę z otworami wlotowym i wylotowym wypełnioną pakietem ułożonych przemiennie płaskich i plisowanych kształtek z blachy, pokrytych warstwą przejściową i katalizatorem, znamienne tym, że kształtki płaskie (3) i plisowane (4) mają jednakowe wymiary i postać prostokąta z ściętymi wierzchołkami (5) oraz trapezowymi wycięciami (6) na krótszych bokach od strony wlotu (7) i wylotu (8) gazu, przy czym rowki kształtki plisowanej (4) przebiegające równolegle do dłuższego boku, mają jednakową głębokość, zaś szerokość równą tylko w pasie środkowym, odpowiadającym średnicy otworu wlotowego gazu (7) i rosnącą symetrycznie ku krańcom kształtki, a ponadto rowki przebiegają wzdłuż linii wygiętej łukiem w kierunku wlotu i wylotu gazu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oczyszczania gazów z silników spalinowych, zwłaszcza z zapłonem iskrowym.

W procesach dopalania spalin z pojazdów samochodowych ważne jest by katalizator przy optymalnej skuteczności zajmował mało miejsca i wykazywał wytrzymałość na korozję, szoki cieplne i obciążenia mechaniczne. Spełniają te warunki urządzenia do katalitycznego oczyszczania gazów spalinowych zawierające w metalowej obudowie bloki katalityczne o strukturze ciągłej z przelotowymi kanałami. Katalityczne bloki najczęściej stanowią szkielety ceramiczne lub metaliczne, w których powierzchnie przelotowych kanałów pokryte są cienką warstwą przejściową i metalami katalitycznie aktywnymi. W urządzeniach tych zadaniem katalizatora, w pierwszej fazie jego działania jest redukcja tlenków azotu, a w drugiej utlenianie tlenku węgla i węglowodorów do dwutlenku węgla i wody.

Znane są urządzenia z katalizatorami zwojowymi, otrzymanymi przez równoczesne zwijanie, ułożonych przemiennie płaskich i plisowanych taśm z metalowej folii. Uzyskany w ten sposób katalizator ma kształt cylindrycznego bloku z kanalikami o przekroju zbliżonym do trójkąta równobocznego oraz charakteryzuje się dobrym przewodnictwem cieplnym i bardzo cienkimi ściankami między kanalikami, co zapewnia dużą efektywność działania.

Wadą tych katalizatorów jest ich mała sztywność w kierunku przepływu gazu. Poszczególne warstwy cylindra mogą przemieszczać się między sobą w obudowie, pomimo stosowanego wkładu izolacyjno-amortyzacyjnego wraz z pulsacją gazu spalinowego.

Znane jest także, z europejskiego opisu patentowego nr 117 602, urządzenie wyposażone w katalizator uzyskany przez naprzemienne ułożenie specjalnie wyciętych kształtek z płaskiej i plisowanej folii metalowej, usytuowanych w zależności od szerokości w taki sposób, by utworzyły przekrój kołowy. Kształtki z katalizatorem ściśnięte są pomiędzy dwoma czaszami obudowy, co gwarantuje sztywność całego urządzenia.

Wadą opisanego urządzenia jest skomplikowane oprzyrządowanie, niezbędne do produkcji kolejnych warstw o różnych wymiarach. Ponadto wielkość urządzenia jest uzależniona od przekroju rury doprowadzającej gaz i nie może zbytnio go przekraczać, gdyż strumień oczyszczonego gazu ma tendencję do przepływu przez urządzenie w wiązce ograniczonej przekrojem otworu wlotowego.

170 289

Urządzenie według wynalazku jest wyposażone w skrzynkową metalową obudowę z dwoma otworami wlotowym i wylotowym, wewnątrz której są umieszczone kształtki z blach piaskich 1 plisuwanych pokryte waistwą przejściową i katalizatorem, ułożone przemiennie jedna na drugiej.

Kształtki mają jednakowe wymiary i są w postaci prostokąta ze ściętymi wierzchołkami i trapezowymi wycięciami na krótszych bokach od strony wlotu i wylotu gazu. Przy czym kształtki plisowane, układane w co drugiej warstwie, mają rowki przebiegające równolegle do dłuższego boku, których głębokość jest jednakowa, zaś szerokość jest równa tylko w pasie środkowym, odpowiadającym średnicy rury wlotowej gazu i rosnąca symetrycznie ku krańcom kształtki. Ponadto rowki brzegowe kształtki plisowanej przebiegają wzdłuż linii wygiętej łukiem w kierunku wlotu i wylotu gazu.

Kształtki płaskie i plisowane, znajdujące się wewnątrz skrzynkowej metalowej obudowy korzystnie posiadają zaokrąglone występy usytuowane na narożach i/lub w połowie ich dłuższych boków. W zaokrąglonych występach są przelotowe otwory na pręty mocujące.

W urządzeniu według wynalazku jest pełne wykorzystanie całej powierzchni roboczej katalizatora, ze względu na zakrzywione i zwiększające się ku obudowie wymiary kanałów. Wielkość urządzenia nie jest limitowana przekrojem rury wlotowej gazu i może być dobierana w zależności od potrzeb. Przekroje kanałów są tak dopasowane by zniwelować różnice w oporach przepływu, wynikające z przedłużenia drogi i zakrzywienia toru. Ponadto zmienny przekrój i zróżnicowane wymiary kanalików dodatnio wpływają na wyciszenie pracy układu wydechowego silnika przez wzajemne nakładanie się fal o różnej częstotliwości. Kształtki są giętkie, łatwe do wykonania, wykazują efekt samoblokowania w ściśle przylegającej obudowie, co zapewnia całemu urządzeniu niezawodność i trwałość. Zaokrąglone występy usztywniają całą konstrukcję i blokują pakiet w dopasowanej obudowie.

Urządzenie według wynalazku uwidocznione jest, w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w półprzekroju - półwidoku z góry, fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny urządzenia, fig. 3 przedstawia urządzenie w widoku z przodu z częściowym przekrojem wypełnienia, fig. 4 przedstawia kształtkę plisowaną w widoku z góry wraz z zaokrąglonymi występami, fig. 5 przedstawia część kształtki z zaokrąglonymi występami w których znajdują się otwory wraz z zarysem obudowy.

Urządzenie do oczyszczania gazów emitowanych z silników spalinowych o średniej mocy jest wyposażone w skrzynkową obudowę 1 z blachy żaroodpornej, w której w dwóch naprzeciwległych ścianach wyprofilowanych w kształt nieregularnego graniastosłupa ściętego 2 są otwory wlotowy i wylotowy. We wnętrzu obudowy są szczelnie ułożone, przemiennie jeden na drugiej kształtki płaskie 3 i plisowane 4 z blachy żaroodpornej pokrytej ceramiczną warstwą przejściową i aktywnymi katalitycznie metalami. Kształtki są wycięte w postaci prostokąta ze ściętymi skośnie wierzchołkami 5 i trapezowymi wycięciami 6 na krótszych bokach od strony wlotu 7 i wylotu 8 gazu. Kształtki 4 tylko w gęsto pofałdowanym pasie środkowym mają rowki o tej samej szerokości, przy czym szerokość pasa jest równa średnicy otworu wlotowego gazu. Szerokość rowków rośnie symetrycznie ku brzegom, przy czym rowki różniące się szerokością z bocznych pasów kształtki biegną wzdłuż linii wygiętej łukiem w kierunku otworu wlotowego i wylotowego gazu. Głębokość rowków kształtki plisowanej jest jednakowa.

Kształtka uwidoczniona na fig. 4 ma zaokrąglone występy 9 usytuowane w narożach i w połowie jej dłuższych boków, zaś kształtka przedstawiona na fig. 4 w zaokrąglonych występach 9 ma przelotowe otwory 10 na pręt lutowniczy. W korpusie urządzenia miedzy jego ścianami wewnętrznymi a pakietem kształtek jest umieszczona siatka przeciwwstrząsowa 11, która jednocześnie stanowi izolację cieplną.

170 289

Fig. 3

Fig. 4

170 289

Fig. 5

170 289

Fig. ί f;₉.2

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do oczyszczania gazów z silników spalinowych wyposażone w skrzynkową obudowę z otworami wlotowym i wylotowym wypełnioną pakietem ułożonych przemiennie płaskich i plisowanych kształtek z blachy, pokrytych warstwą przejściową i katalizatorem, znamienne tym, że kształtki płaskie (3) i plisowane (4) mają jednakowe wymiary i postać prostokąta z ściętymi wierzchołkami (5) oraz trapezowymi wycięciami (6) na krótszych bokach od strony wlotu (7) i wylotu (8) gazu, przy czym rowki kształtki plisowanej (4) przebiegające równolegle do dłuższego boku, mają jednakową głębokość, zaś szerokość równą tylko w pasie środkowym, odpowiadającym średnicy otworu wlotowego gazu (7) i rosnącą symetrycznie ku krańcom kształtki, a ponadto rowki przebiegają wzdłuż linii wygiętej łukiem w kierunku wlotu i wylotu gazu.
2. 2. Urządzenie do oczyszczania gazów według zastrz. 1, znamienne tym, że kształtki płaskie (3) i plisowane (4) posiadają zaokrąglone występy (9) na narożach i/lub w połowie ich dłuższych boków.
3. 3. Urządzenie do oczyszczania gazów według zastrz. 2, znamienne tym, że w zaokrąglonych występach (9) są przelotowe otwory (10) na pręty mocujące.