SE519909C2 - Anordning för katalytisk behandling av ett gasflöde - Google Patents

Anordning för katalytisk behandling av ett gasflöde

Info

Publication number
SE519909C2
SE519909C2 SE0003579A SE0003579A SE519909C2 SE 519909 C2 SE519909 C2 SE 519909C2 SE 0003579 A SE0003579 A SE 0003579A SE 0003579 A SE0003579 A SE 0003579A SE 519909 C2 SE519909 C2 SE 519909C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
openings
gas
catalyst body
channels
opening
Prior art date
Application number
SE0003579A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0003579D0 (sv
SE0003579L (sv
Inventor
Edward Jobson
Tommy Simonsson
Soeren Udd
Original Assignee
Volvo Lastvagnar Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volvo Lastvagnar Ab filed Critical Volvo Lastvagnar Ab
Priority to SE0003579A priority Critical patent/SE519909C2/sv
Publication of SE0003579D0 publication Critical patent/SE0003579D0/sv
Priority to AU2001290468A priority patent/AU2001290468A1/en
Priority to JP2002536192A priority patent/JP4042903B2/ja
Priority to PCT/SE2001/002077 priority patent/WO2002033234A1/en
Priority to AT01970468T priority patent/ATE339602T1/de
Priority to BRPI0114433-2A priority patent/BR0114433B1/pt
Priority to EP01970468A priority patent/EP1327062B9/en
Priority to DE60123096T priority patent/DE60123096T2/de
Publication of SE0003579L publication Critical patent/SE0003579L/sv
Priority to US10/249,396 priority patent/US7351383B2/en
Publication of SE519909C2 publication Critical patent/SE519909C2/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2046Periodically cooling catalytic reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F01N3/2817Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates only with non-corrugated sheets, plates or foils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2882Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • F01N3/2889Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices with heat exchangers in a single housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

519 909 2 Med hjälp av en anordning i vilken gasen bringas i kontakt med ett katalytiskt material kan man åstadkomma nämnda reaktion. Denna reaktion sker även vid lägre temperaturer, men sätter huvudsakligen igång vid en viss förhöjd temperatur, vanligtvis ca 300° C.
TIDIGARE TEKNIK Anordningar för katalytisk behandling av ett gasflöde benämns vanligtvis katalysatorer och är väl kända sedan tidigare. För katalytisk behandling av avgaser från ett fordon kan anordningen vara inrättad direkt efter förbränningsmotorns cylindrar. Grenrören från cylindrarna kan då vara sammanförda i en knutpunkt och ett för gaserna gemensamt rör ansluter knutpunkten till den katalytiska anordningen. En nackdel med sådana anordningar är att tryckpulsen från en cylinder kan slå in i en annan cylinder under gasväxlingsfasen, vilket är förknippat med effekt och verkningsgradsförluster.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för katalytisk behandling av ett gasflöde, vilken upptar en i förhållande till tidigare kända sådana anordningar mindre volym, eller åtminstone har en sådan uppbyggnad att den för en viss applikation leder till ett effektivare utnyttjande av tillgängligt utrymme. En sådan applikation är det fall att anordningen avses utnyttjas för katalytisk behandling av avgaser från ett fordon och anordnas direkt efter fordonets motor. En annan applikation är det fall då anordningen avses utnyttjas i ett utrymme som är relativt långt och smalt, där närheten till motorns grenrör är av underordnad betydelse. Ett ytterligare 519 909 3 syfte är att åstadkomma en anordning med en konstruktion som skapar förutsättningar för en förhöjd verkningsgrad.
Ovanstående syften uppnås med hjälp av en anordning av i inledningen nämnt slag, som kännetecknas av att katalysatorkroppen har en långsträckt form, och att nämnda första begränsningsyta definierar en första ände av kroppen.
I det fall att anordningen avses vara anordnad direkt efter motorn är lämpligtvis antalet första öppningar anpassat så att cylindrarna stör varandra så lite som möjligt. Detta kan göras genom att varje cylinder har sin egen första öppning eller genom att cylindrarna kombineras ihop i grupper till gemensamma första öppningar och att motorn styrs så att avgasventilerna från de olika cylindrarna i en grupp inte är öppna samtidigt. De första öppningarna fungerar således som inlopp till anordningen. Tack vare en sådan konstruktion skapas förutsättningar för en i förhållande till tidigare kända anordningar mer utrymmeseffektiv anordning efter motorn. Anordningen kan närmare bestämt genom en lämplig konstruktiv utformning monteras närmare motorn tack vare att någon förbindning av grenrören ej erfordras mellan motorn och anordningen.
Alternativt kan det extra utrymmet som erhålls utnyttjas för längre grenrör, vilket har fördelen att cylindrarna kan tömmas i högre grad på avgasrester. Med andra ord åstadkoms en förbättrad gasväxling, vilket leder till en förhöjd verkningsgrad och större effekt.
Med andra ord föreligger en för den katalytiska processen aktiv del av katalysatorkroppen mellan partiet 519 909 4 för nämnda öppningar och nämnda första ände av kroppen.
Genom att montera anordningen på sådant sätt i det ovan beskrivna fallet att nämnda första ände av kroppen vetter mot motorn/cylindrarna kan en utrymmeseffektiv placering av anordningen åstadkommas. Ett i förhållande till tidigare teknik mindre parti av nämnda aktiva del av kroppen kommer således att vara beläget på en relativt de första öppningarna motsatt sida om den första änden.
Enligt en vidareutveckling av den föregående utföringsformen av uppfinningen är den andra öppningen öppen utåt, från nämnda katalysatorkropp, vid ett motsatt nämnda första begränsningsyta beläget parti av kroppen. Den andra öppningen är företrädesvis öppen mot en andra ände dess av kroppen i längdriktning. En kammare är företrädesvis anordnad vid den första änden av kroppen i syfte att medge riktningsändring av gaserna.
Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen utgörs katalysatorkroppen av ett bandformigt organ, som är hopvikt till en sicksackformig struktur, som bildar Detta är en kanaler för gasgenomströmning. framställningstekniskt kostnadseffektiv utformning av katalysatorkroppen. Enligt en vidareutveckling bildar nämnda sätt att till nämnda katalysatorkroppen en värmeväxlare, varvid kanaler är inrättade på sådant kropp inträdande gas värmeväxlas mot från nämnda kropp utträdande gas. karaktär att det Det bandformiga organet har här sådan medger värmeväxling' mellan två närliggande kanaler. Genom lämplig ledning' av gaserna kan exempelvis fördelar uppnås vid så kallade kallstarter, dvs då under en initial period av driften » ua-v» fl-»an ...nu 519 909 av en motor avgaserna har alltför làg temperatur för att den katalytiska reaktionen skall komma igàng ordentligt.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande, med hänvisning till utföranden som visas pà de bifogade ritningarna.
I figur 1 illustreras schematiskt ett första föredraget utförande av uppfinningen i en perspektivvy.
I figur 2 illustreras uppfinningen enligt figur 1 i en schematisk, skuren vy i anordningens längdriktning.
I figur 3 illustreras framställning av en i anordningen ingående katalysatorkropp.
I figur 4 illustreras ett antal olika tvärsnittsformer för anordningen.
I figur 5 illustreras anordningen enligt figur 1 i en alternativ applikation.
I figur 6 illustreras uppfinningen i ett andra föredraget utförande i ett tvärsnitt.
I figur 7 illustreras schematiskt ett tredje föredraget utförande av uppfinningen i en perspektivvy.
DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRANDEN Det första utförandet av uppfinningen, se figur 1, avser en anordning för katalytisk oxidation av organiska ämnen, sàsom kolväten, i vilken en värmeväxlare bildar del av anordningen. Förutom oxidationen av organiska nu unna w 519 909 6 ämnen är anordningen även väl lämpad för annan kombinerad värmeväxling och katalytisk behandling av gaser, tex den sä kallade selektiva reduktionen av reducerande kväveoxider med ammoniak eller andra kväveföreningar. Anordningen är väl lämpad för behandling av motoravgaser oberoende av om de har ett stort syreinnehàll (dieselmotorer) eller làgt syreinnehàll (Otto-motorer)._ I figur 1 illustreras det första föredragna utförandet av uppfinningen. I det illustrerade exemplet är anordningen ansluten till en förbränningsmotor (ej visad). Anordningen innefattar en kropp 1 som inbegriper ett katalytiskt material. Kroppen 1. är bildad av ett till en sicksackformig struktur hopvikt bandformigt organ 2, se även figur 3. Det bandformiga organet benämns för enkelhetens skull fortsättningsvis bandet.
Bandet 2 definierar' kroppen. i fornx av en väsentligen cirkulärcylindrisk hàlcylinder. Den sicksackformiga strukturen bildar för ledning av gasen alternerande kanaler 3,4 med värmeväxling mellan kanalerna. Kanalerna föreligger närmare bestämt i form av spalter som sträcker sig i cylinderns axiella riktning. Kanalernas 3,4 väsentligen rätlinjiga utsträckning illustreras av omrâdet 60 med streckade linjer. vidare ett flertal första Anordningen innefattar öppningar 5, vilka i denna applikation tjänar som inlopp för gasen som skall behandlas, samt en andra öppning 6, vilken tjänar som utlopp för den genom de första öppningarna inträdda gasen. Genom lämplig utformning av de första öppningarna. kan. man åstadkomma en relativt stor area för exponering av katalysatorkroppen genom öppningarna, vilket medför ett reducerat tryckfall hos 519 909 7 gasen vid inträde genom dessa.
De första öppningarna 5 är anordnade centralt pá kroppen 1 i dess längdriktning.
De första öppningarna 5 är anordnade vid ett parti av kroppen pà ett avstànd frán en första ände 7 av kroppen 1. Med parti av kroppen avses ett avsnitt av denna. Öppningarna 5 är i figur 1 anordnade kring kroppen 1 pà väsentligen samma avstånd fràn den första änden 7.
Sáväl de första Öppningarna 5 som den andra öppningen 6 definieras i figurerna av ett anslutningsdon i form av en rörstuts. Vart och ett av anslutningsdonen är här avsett att anslutas till en eller flera cylindrar hos en IIIOÉOI' .
Tack vare den sicksackformiga strukturen är varannan av de alternerande kanalerna 3,4 i sicksackstrukturens omkretsled ansluten till en av de första öppningarna 5 och varannan till den andra öppningen 6. Kanalerna 3,4 till katalysatorkroppens 1. báda ändar 7,8 anordnad kammare 9,10. är dessutom anslutna varandra i en vid I dessa kammare är gasen avsedd att vända och returneras tillbaka i de alternerande àtergàende kanalerna.
Den av bandet 2 bildade kroppen 1 är anordnad i ett hölje 11. Även. höljet har formen av en hàlcylinder. Öppningarna 5, 6 sträcker sig genom höljet.
I figur 2 illustreras uppfinningen enligt figur l i en schematisk, Höljets ll skuren vy i anordningens längdriktning. l4a, 14b, 14c, l4d innesluter kroppen l i radiell riktning utàt, inàt, begränsningsväggar samt i dess längdriktning. Höljets begränsningsvägg l4b som avgränsar den inre urtagningen i cylindern uppvisar . ;..» unna annu av a o u ~ 519 909 8 en central öppning 12. En inre yta hos en yttre vägg l4a hos det höljet ll, vägg definierar en yttre mantelyta hos höljet, anligger mot cylindriska vilken en yttre begränsningsyta hos katalysatorkroppen l.
Gasen tillförs genom de första öppningarna 5. Gasen frän var' och en, av' de centralt utmed kroppen 2 anordnade första öppningarna 5 delas upp i tvä flöden i motsatta riktningar och flödar mot kamrarna 9, 10 vid ändarna av kroppen. Gasen flödar närmare bestämt i kanalerna 3 pà ena sidan om det vikta knippet av bandet. En väsentlig detalj med arrangemanget för denna utföringsform är att gaserna som strömmar genom en öppning 5 inte direkt kan blandas med en annan öppning 5 sä snart de inträtt i kroppen 2. De strömmar längs spalterna 3 som är formade likt lameller sä att gaserna blandas först när de när vändkammaren 9 eller 10.
Ett organ 20 är anordnat i cylinderns urtagning 13 i syfte att styra gasen som strömmar ut genom den centrala öppningen 12 mot den andra öppningen 6.
Styrorganet 20 har företrädesvis cylindrisk form med en i radiell riktning yttre form som väsentligen överensstämmer med formen hos höljets 11 inre begränsningsyta l4b.
Genom val av lämplig utsträckning av de första öppningarna 5 alternativt genom att möjliggöra reglering av utsträckningen kan tryckfall och emissionsegenskaper optimeras. I figur 2 visas en inrättning för sádan reglering. I mynningen av den rörstuts som definierar den nedre av de första öppningarna 5 är organ 22 inrättade för reglering av öppningens effektiva, mot katalysatorkroppen exponerade n« -vuv nan; v-»«~ o u _, 519 909 yta. Regleringsorganet 22 innefattar en rörligt anordnad klaff. Klaffen är inrättad att inta àtminstone tvà olika lägen, varvid den i. ett första läge täcker maximal del av öppningen och i ett andra läge (se streckat läge) medför en maximalt stor öppning. Klaffen är fast infäst vid en första ände. Klaffen innefattar en, sä kallad. bimetall, vilken. har temperaturberoende egenskaper. Genom lämplig utformning och uppbyggnad av klaffen öppningens kan därmed en automatisk reglering av storlek uppnås beroende av temperaturförhàllandet. Anordning av regleringsorganet utgör en alternativ utföringsform. Att konstruktionen med regleringsorganet 22 enbart är illustrerat i en av de första öppningarna skall enbart betraktas som en illustration och exemplifierande regleringsorgan anordnas lämpligtvis i samtliga de första öppningarna.
Bandet 2 bildar ett sä kallat membran, vilket separerar fràn Membranet är inrättat pá sàdant sätt att värme kan överföras frán den inträdande gas utträdande gas. utträdande gasen till den inträdande gasen men gaser kan inte fritt strömma genom membranet. Membranet är företrädesvis anordnat pá sàdant sätt att värmeväxlingen ästadkoms i en motströmsprocess, vid vilken den utgående gasen värmer den inkommande gasen just när denna är pä väg in, under det att den varmare, ännu inte kylda eller värmda delen av den utflödande gasen värmer eller kyler den inkommande gasen i ett sent skede. Detta medför eng god värmeväxlingsverkningsgrad.
För god värmeöverföring erfordras även att gasen har en god överföringskontakt med bandets yta. Enligt uppfinningen är valda delar av bandet täckt med ett skikt av ett lämpligt katalytiskt material, vilket .<1 ons» v.. n-o- ~ .. u 519 909 medför fördelaktiga förutsättningar för att åstadkomma en hög reaktionshastighet. En intim kontakt mellan gasen och väggarna önskas.
Bandet 2 utgörs exempelvis av en tunn metallplát, exempelvis av rostfritt stàl, vilken är belagd med ett tunt skikt av ett katalytiskt material. Bandet skulle även kunna utgöras av ett keramiskt material som är impregnerat eller belagt med ett katalytiskt material.
Antingen är báda sidor av, bandet belagt det eller enbart en sida av med katalytiska materialet.
Katalysatormaterialet. kan 'vara applicerat intermittent eller som ett kontinuerligt skikt.
För god uppvärmning av en flödande gas har bandets yta en strukturerad karaktär, se figur 3. Ytan uppvisar ett flertal upphöjningar och nedsänkningar 18, sásom en äs- dal-formation. Bandet är lämpligtvis korrugerat.
Härigenom àstadkoms en viss turbulens i gasen.
Korrugeringen av bandet àstadkoms exempelvis via pressning, valsning, eller liknande, se figur 3.
Korrugeringarna löper med en vinkel pá företrädesvis 45- 60° över bandet. Bandet viks därefter i en sicksackform och formas pä sàdant sätt att det bildar en kringgáende form kring en cirkelform. axel, företrädesvis en Korrugeringarna i närliggande lager är anordnade korsvis relativt varandra och tjänar som distanshállare mellan lagren av bandet. I syfte att underlätta vikningen av bandet kan korrugeringsmönstret avbrytas med vikanvisningar 19 som löper vinkelrätt mot bandets längdriktning. De mellan vikanvisningarna föreliggande banddelarna har rektangulär form. a* ~ u www üønl v ' u u» w e. v v w nu aus-n w-.vu suv-f. u -uo 519 909 ll Exempel pá material som utnyttjas som katalytiska material är ädelmetaller, såsom platina, rodium eller palladium. Företrädesvis utnyttjas metaller frán platinumgruppen. Även vissa typer av nætalloxider kan användas.
De första öppningarna 5 är centralt anordnade relativt kroppen, vilket innebär att de är anordnade pà ungefär samma avständ fràn bàda ändar av kroppen.
Med termen cylinder avses en kropp vars ytterkonturer definierar en mantelyta som förbinder tvà basytor.
Basytorna kan ha en godtycklig form, I det fall att basytorna är cirkulära och parallella definierar kroppen exempelvis cirkulär, oval eller annan rundad form. en cirkulärcylinder. Basytorna kan vidare definiera en mánghörning och företrädesvis ha en polygonal form, såsom en trekant, fyrkant etc. I figur 4a-4f visas ett antal olika exempel pà tvärsnittsformer för den vikta Tvärsnittsformerna är närmare 4b oval, 4c en sä kallad ”race track", 4d väsentligen kvadratisk, 4e en liksidig katalysatorkroppen. bestämt: figur 4a cirkulär, sexhörning och 4f en liksidig femhörning. Antalet hörn i en sådan mànghörning motsvarar lämpligtvis antalet första öppningar som anordnas vid sidorna mellan hörnen.
Ju. mindre aggressiv' miljö anordningen. befinner sig i desto längre är livslängden för anordningen. Livslängden är exempelvis kortare desto närmare anordningen är anordnad motorn. I vissa fall önskas därför anordningen placeras längt ifrán cylindrarna. I sádana fall är det inte lika kritiskt att hälla isär gasflödena fràn de fràn ett följande olika grenrören (inslaget av tryckpulsen grenrör in i ett annat med en pà detta 519 909 12 försämrad verkningsgrad är inte lika uttalad). Det finns en kritisk längd pá grenrören för detta. I sàdant fall kan man driva anordningen enligt figur 2 baklänges, se figur 5, dvs gasen leds in axiellt i anordningen, genom den andra öppningen och senare ut radiellt genom de första Öppningarna. Utloppsrören kan härvid utformas med en relativt liten tvärsnittsarea och därmed är det möjligt att åstadkomma en utrymmeseffektiv och relativt slank design. Fördelen med detta utförande är den frihet som ges vid placeringen i tränga utrymmen.
I figur 6 illustreras en andra föredragen utföringsform av uppfinningen i ett tvärsnitt. Anordningen innefattar ett flertal katalysatorkroppar 17, vilka var och en bildar ett segment av en cylinder och är inneslutna i det cylinderformiga höljet 11. Katalysatorkropparna 17 är inrättade med inbördes avstånd längs en kringgàende, i figur 6 cirkulär, bana. Var och en av de första Öppningarna 5 mynnar mot en sàdan kropp.
I figur 7 illustreras en tredje föredragen utföringsform av' uppfinningen, vilken är en variant av den första föredragna utföringsformen. I den av bandet 2 bildade katalysatorkroppen 1 sträcker sig kanalerna 30,40 utmed en skruvlinjeformig bana. Med andra ord har katalysatorkroppen 1 en i förhållande till figur 1 vriden konfiguration. Detta illustreras i figuren med de streckade linjerna 70. Härigenom skapas förutsättningar för att anordna de första Öppningarna 50 pá rad utan att öppningarna mynnar i samma kanaler. Tre stycken första öppningar 50 är inrättade med inbördes avstånd i höljets 11 längdriktning. Öppningarna 50 är närmare bestämt anordnade utmed en väsentligen rät linje i höljets längdriktning. Utföringsformen enligt figur 7 är att 519 909 13 föredra vid specifika utrymmesbegränsningar. Tack vare att öppningarna är anordnade pá rad pá samma sida av anordningen kan denna placeras tätt intill motorn och anordnas i ett tvärliggande läge. Den är speciellt fördelaktig att placera mellan motorn och ett turboaggregat hos en dieselmotor.
Den i figur 2 illustrerade centrala öppningen 12, som bildar del av urtagningen 13, ersätts lämpligtvis i den tredje utföringsformen av ett flertal öppningar som mynnar i urtagningen 13. Lämpligtvis förses anordningen med en sàdan utloppsöppning för varje inloppsöppning 50.
Utloppsöppningen som är ansluten till den i figur 7 vänstra inloppsöppningen är dä anordnad pá ett motsvarande avstànd ät höger i figuren frän ett centrumplan genmm anordningen. Pà nmmsvarande sätt är utloppsöppningen som är ansluten till den i figur 7 högra inloppsöppningen dä anordnad pá ett nmtsvarande avstånd ät vänster i figuren fràn ett centrumplan genom anordningen.
Motorns cylindrar grupperas parvis till var och en av de första öppningarna 50. Grupperna väljs så att de stammar frán cylindrar som ej har sina avgasventiler öppna samtidigt.
Med den ovan utnyttjade termen gas avses en gas eller gasblandning, sásom avgaser fràn en motor hos ett fordon, vilken gas innehåller föroreningar eller andra föreningar som kan avlägsnas med hjälp av en katalytisk reningsanordning i enlighet med uppfinningen.
Med termen begränsningsyta skall inbegripas sáväl en med en skiljelinje, sàsom en kant, frán en annan yta àtskild u oaov nu.- a u - vu; 519 909 14 yta som en del av en större yta. Företrädesvis avses en ändyta av kroppen, sàsom en basyta hos den cylinderformiga kroppen.
Det ligger givetvis även inom ramen för de uppfinningsenliga kraven att anordningen innefattar ett flertal andra öppningar. Även om beskrivningen ovan är inriktad mot en hos ett fordon anordnad anordning för katalytisk behandling av avgaser fràn detta ligger givetvis även sådana katalytiska anordningar vid stationära objekt inom ramen för de uppfinningsenliga kraven.
En fördel som förhållande erhålls med till anordningen är en i tidigare teknik förbättrad ljuddämpning.
Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan. beskrivna 'utföringsexemplen, utan en rad. ytter- ligare varianter och nmdifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.
Enligt ett alternativ till den tredje utföringsformen är öppningarna 50 anordnade utmed en väsentligen rät linje snett relativt kroppens längdriktning. Enligt ett ytterligare alternativ är öppningarna 50 anordnade utmed en krökt linje.
Den ovan beskrivna katalytiska anordningen kan vidare kombineras med ytterligare reningsfunktioner och härigenonl verka soul en. NOx-lagrande 'katalysator, SCR- katalysator, partikelfiltreringskatalysator och/eller naturgaskatalysator. 519 909 Enligt ett alternativ till den ovan beskrivna grupperingen av cylindrar till respektive första öppning ,50 cylindrar och var och en av öppningarna är ansluten till motsvarar antalet första öppningar antalet enbart en cylinder. Var och en av Öppningarna är sáledes ansluten till en av cylindrarna.
Enligt ett alternativ till det första, i figur 1 illustrerade, utförandet är en eller flera av öppningarna 5 anordnade i närheten av katalysatorkroppsänden 8 istället för centralt relativt kroppen l. Öppningarna 5 behöver givetvis inte vara anordnade pà samma avstånd fràn den första änden 7 av kroppen, utan det ligger inom ramen för de följande patentkraven att de är anordnade inom en region pá ett avstånd fràn änden 7.

Claims (17)

519 909 /é H .mv PATENTKRAV
1. l. Anordning för katalytisk behandling av ett gasflöde innefattande àtminstone en kropp (l,l7) som inbegriper ett katalytiskt. material, varvid anordningen uppvisar ett flertal första öppningar (5,50) för antingen inträde av gas till eller utträde av gas frán nämnda katalysatorkropp (l,l7), och en andra öppning (6) för antingen utträde av den genom de första öppningarna inträdande gasen eller inträde av gas till nämnda katalysatorkropp (1,l7) för senare utträde genom de första öppningarna, och varvid de första öppningarna (5,50) är öppna utàt, fràn nämnda katalysatorkropp (l,l7), vid ett parti av kroppen pà ett avstånd frán en första begränsningsyta (7) av denna, mot vilken begränsningsyta kroppen är inrättad att styra àtminstone en del av den inträdande gasen, k ä n n e t e c k n a d av, att katalysatorkroppen (l,17) har en làngsträckt form, och att nämnda första begränsningsyta definierar en första ände (7) av kroppen.
2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av, att den andra öppningen (6) är öppen utát, fràn nämnda katalysatorkropp (l,l7), vid ett motsatt nämnda första begränsningsyta (7) beläget parti (8) av kroppen.
3. Anordning enligt nàgot av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av, att nämnda katalysatorkropp (1) definierar en väsentligen cylindrisk form med en inre urtagning (13), som är öppen mot en basyta hos kroppen, och att den andra öppningen (6) bildar del av den inre urtagningen.
4. Anordning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d av, att nämnda katalysatorkropp (1) har en cirkulärcylindrisk form. 519 909 I?
5. Anordning enligt nágot av de föregående kraven, k ä I1 n e t: e c k r1 a d av, att katalysatorkroppen (l,l7) utgörs av' ett bandformigt organ (2), soul är' hopvíkt till en sicksackformig struktur, som bildar kanaler (3,4 och 30,40) för gasgenomströmning.
6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av, att det katalytiska materialet är anbringat pà àtminstone någon av väggarna som definierar kanalerna (3,4 och 30,40).
7. Anordning enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av, att varannan av kanalerna (3,4 och 30,40) i sicksackstrukturen är ansluten till àtminstone en av nämnda första öppningar (5,50) och varannan till den andra öppningen (6), och att kanalerna är anslutna till varandra i en àtminstone vid en första ände (7) av katalysatorkroppen anordnad kammare (9).
8. Anordning enligt nágot av kraven 5-7, k ä n n e t e c k n a d av, att de första öppningarna (5,50) är anslutna till olika kanaler (3,30) pà ena sidan av det bandformiga organet (2).
9. Anordning enligt krav 3 eller 4 och nágot av kraven 5-8, k ä n n e t e c k n a d av, att den sicksackformiga strukturen bildar nämnda cylindriska form.
10. Anordning enligt nágot av kraven 5-9, k ä n n e t e c k n a d av, att det bandformiga organet (2) är inrättat pá sádant sätt att var och en av nämnda kanaler (3,4) sträcker sig utmed en väsentligen rät linje. 519 909 /8
11. Anordning enligt nágot av kraven 5-9, k ä n n e t e c k n a d av, att det bandformiga organet (2) är inrättat pä sàdant sätt att var och en av nämnda kanaler (30,40) sträcker sig utmed en skruvlinje.
12. Anordning enligt nágot av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av, att nämnda katalysatorkropp (1,17) bildar en värmeväxlare.
13. Anordning enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av, att nämnda. katalysatorkropp (l,17) definierar ett flertal kanaler (3,30,4,40) för gasgenomströmning, och att dessa är inrättade pà sàdant sätt att till nämnda kropp (1,17) inträdande gas värmeväxlas mot fràn nämnda kropp utträdande gas.
14. Anordning enligt nágot av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av, att anordningen innefattar ett hölje (11) som innesluter nämnda katalysatorkropp (1,l7) och uppvisar nämnda första öppningar (5,50).
15. Anordning enligt krav 14, k ä n n e t e c k n a d av, att höljet (ll) har cylindrisk form.
16. Anordning enligt krav 14 eller 15, k ä n n e t e c k n a d av, att nämnda första öppningar (5) är inrättade med inbördes avstànd kring nämnda hölje (11).
17. Anordning enligt nágot av kraven 14-16, k ä n n e t e c k n a d av, att nämnda första öppningar (50) är inrättade med inbördes avstànd i höljets (ll) längdriktning.
SE0003579A 2000-10-04 2000-10-04 Anordning för katalytisk behandling av ett gasflöde SE519909C2 (sv)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0003579A SE519909C2 (sv) 2000-10-04 2000-10-04 Anordning för katalytisk behandling av ett gasflöde
DE60123096T DE60123096T2 (de) 2000-10-04 2001-09-25 Vorrichtung zur katalytischen behandlung eines gasstromes
AT01970468T ATE339602T1 (de) 2000-10-04 2001-09-25 Vorrichtung zur katalytischen behandlung eines gasstromes
JP2002536192A JP4042903B2 (ja) 2000-10-04 2001-09-25 ガスフローの触媒処理装置
PCT/SE2001/002077 WO2002033234A1 (en) 2000-10-04 2001-09-25 A device for catalytic treatment of a gas flow
AU2001290468A AU2001290468A1 (en) 2000-10-04 2001-09-25 A device for catalytic treatment of a gas flow
BRPI0114433-2A BR0114433B1 (pt) 2000-10-04 2001-09-25 um dispositivo para o tratamento catalìtico de um fluxo de gás.
EP01970468A EP1327062B9 (en) 2000-10-04 2001-09-25 A device for catalytic treatment of a gas flow
US10/249,396 US7351383B2 (en) 2000-10-04 2003-04-04 Device for catalytic treatment of a gas flow

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0003579A SE519909C2 (sv) 2000-10-04 2000-10-04 Anordning för katalytisk behandling av ett gasflöde

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0003579D0 SE0003579D0 (sv) 2000-10-04
SE0003579L SE0003579L (sv) 2002-04-05
SE519909C2 true SE519909C2 (sv) 2003-04-22

Family

ID=20281292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0003579A SE519909C2 (sv) 2000-10-04 2000-10-04 Anordning för katalytisk behandling av ett gasflöde

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7351383B2 (sv)
EP (1) EP1327062B9 (sv)
JP (1) JP4042903B2 (sv)
AT (1) ATE339602T1 (sv)
AU (1) AU2001290468A1 (sv)
BR (1) BR0114433B1 (sv)
DE (1) DE60123096T2 (sv)
SE (1) SE519909C2 (sv)
WO (1) WO2002033234A1 (sv)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60122688T2 (de) * 2000-03-21 2008-02-07 Silentor Holding A/S Schalldämpfer mit einem oder mehreren porösen körpern
US7159387B2 (en) * 2004-03-05 2007-01-09 Ford Global Technologies, Llc Emission control device
US20060251548A1 (en) * 2005-05-06 2006-11-09 Willey Ray L Exhaust aftertreatment device
US7757484B2 (en) * 2007-01-31 2010-07-20 Caterpillar Inc. Exhaust treatment device having flow-promoting end caps
US7971433B2 (en) * 2008-02-14 2011-07-05 Ford Global Technologies, Llc Helical exhaust passage
WO2010099317A2 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Donaldson Company, Inc. Filter cartridge; components thereof; and methods
US8596049B2 (en) 2009-12-22 2013-12-03 Caterpillar Inc. Exhaust system having an aftertreatment module
US8460610B2 (en) 2009-12-22 2013-06-11 Caterpillar Inc. Canister aftertreatment module
CN102733895A (zh) * 2012-07-11 2012-10-17 中国第一汽车股份有限公司 叠片式尾气后处理用金属载体单元
IN2015DN04031A (sv) * 2013-07-01 2015-10-02 Adess Singh
FI128516B (sv) * 2019-05-24 2020-06-30 Proventia Oy Blandararrangemang och blandningsförfarande för avgasefterbehandling

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3302394A (en) * 1965-11-24 1967-02-07 Du Pont Exhaust manifold reactor
JPS5213021A (en) * 1975-07-22 1977-02-01 Mitsubishi Motors Corp Exhaust gas manifold reactor
DE2725943A1 (de) * 1977-06-08 1978-12-21 Daimler Benz Ag Katalysator
JPS54134214A (en) * 1978-04-08 1979-10-18 Fuji Heavy Ind Ltd Catalytic converter for purifying exhaust gas of automobile
IT1109353B (it) 1978-08-04 1985-12-16 Urso Giuseppe Marmitte antinquinamento
SE8004632L (sv) 1979-06-29 1980-12-30 Johnson Matthey Co Ltd Forbrenningsmotor med avgasrenare samt forfarande for avgasrening
JPH04271846A (ja) * 1991-02-28 1992-09-28 Showa Aircraft Ind Co Ltd 排気ガス浄化装置用の触媒の担体およびその製造方法
JPH06167213A (ja) * 1992-08-10 1994-06-14 Ford Motor Co エンジン排ガス装置のための触媒コンバータ
US5388407A (en) * 1994-07-05 1995-02-14 Ford Motor Company Exhaust manifold catalyst and muffler for automotive engine
SE511260C2 (sv) 1998-01-26 1999-09-06 Bjoern Heed Katalytisk gasbehandlingsanordning med packe av bandmaterial
DE19510606A1 (de) * 1995-03-23 1996-09-26 Himmelsbach Johann Verfahren zur Reduzierung des Abgasgegendruckes und zur Erhöhung der zulässigen Maximaltemperatur bei Verbrennungsmotoren mit motornahem Abgaskatalysator
JPH08296433A (ja) * 1995-04-28 1996-11-12 Isuzu Motors Ltd ガスエンジンの排出ガス浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE60123096T2 (de) 2007-04-12
JP4042903B2 (ja) 2008-02-06
US7351383B2 (en) 2008-04-01
DE60123096D1 (de) 2006-10-26
BR0114433B1 (pt) 2009-12-01
AU2001290468A1 (en) 2002-04-29
EP1327062B9 (en) 2007-01-24
EP1327062B1 (en) 2006-09-13
BR0114433A (pt) 2004-01-06
SE0003579D0 (sv) 2000-10-04
US20030185726A1 (en) 2003-10-02
ATE339602T1 (de) 2006-10-15
SE0003579L (sv) 2002-04-05
JP2004511712A (ja) 2004-04-15
EP1327062A1 (en) 2003-07-16
WO2002033234A1 (en) 2002-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1111212B1 (en) Exhaust gas purification system for lean burn engine
US7252809B2 (en) Radial-flow and segmented honeycomb body
SE519909C2 (sv) Anordning för katalytisk behandling av ett gasflöde
SE524225C2 (sv) En anordning för behandling av ett gasflöde
JP2021139364A (ja) 最適化された加熱により排気ガスを浄化するための装置
US8715580B2 (en) Thermal management exhaust treatment device and method of manufacture
EP1064080A1 (en) Pollution control
CA2776329C (en) Process and apparatus for purification of an exhaust gas from an internal combustion engine
JPH086582B2 (ja) エンジンの排気ガス浄化用触媒装置
US7152407B2 (en) Thermal energy recovery device
JPH07279652A (ja) 排気ガス浄化用触媒装置
JP2007278194A (ja) 排気処理装置
JP2005528552A (ja) 内部で熱交換を行う触媒装置
JPH06182220A (ja) 排気ガス浄化用メタル担体
KR20220021889A (ko) 배기가스 가열 장치
JP3350250B2 (ja) 排気浄化装置
US6923943B2 (en) Exhaust catalytic converter/muffler
JP2006329083A (ja) 排出ガス浄化装置
US20230055120A1 (en) Multi-pass catalytic converter
JPH08196918A (ja) 排気ガス浄化用触媒担体及びその触媒担体を用いた排気ガス浄化用触媒担体装置
JPH0725212U (ja) 内燃機関の排気ガス浄化装置
JP2001522436A (ja) 内燃機関およびそれに組み合せた排気ラインの排気ガスの処理方法
CN1272534C (zh) 用于汽车或摩托车的废气净化器
JP6139961B2 (ja) ハニカム構造体
JPH057779A (ja) 排気ガス浄化用触媒体