DE2307215A1 - Exhaust gas purifier for motor vehicles - has perforated inserts to equalize flow distribution through catalyst - Google Patents
Exhaust gas purifier for motor vehicles - has perforated inserts to equalize flow distribution through catalystInfo
- Publication number
- DE2307215A1 DE2307215A1 DE19732307215 DE2307215A DE2307215A1 DE 2307215 A1 DE2307215 A1 DE 2307215A1 DE 19732307215 DE19732307215 DE 19732307215 DE 2307215 A DE2307215 A DE 2307215A DE 2307215 A1 DE2307215 A1 DE 2307215A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- housing
- exhaust gas
- catalyst
- insert
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
- F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2350/00—Arrangements for fitting catalyst support or particle filter element in the housing
- F01N2350/02—Fitting ceramic monoliths in a metallic housing
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Abstract
Description
Einrichtung zur katalytischen Bbgasreinigung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur katalytischen Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Gehäuse zur Aufnahme eines monolithischen Katalyaators, wobei auf der Zu- und Abströmseite des Gehäuses kammerartige Erweiterungen bildende Übergangsstücke zum Anschluß an eine im Querschnitt kleinere Abgasleitung vorgesehen sind. Device for catalytic gas cleaning The invention relates on a device for the catalytic cleaning of exhaust gases from internal combustion engines, in particular in motor vehicles, with a housing for receiving a monolithic Katalyaators, with chamber-like extensions on the inflow and outflow side of the housing forming transition pieces for connection to an exhaust pipe with a smaller cross-section are provided.
Um die in den Abgasen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von giraftfahrzeugmotoren, enthaltenen Schadstoffezu beseitigen, ist es seit langem bekannt, der Brennkraftmåschine eine katalytisch wirksame Nachverbrennungsanlage nachzuschalten.In order to avoid the in the exhaust gases of internal combustion engines, in particular of giraft vehicle engines, To eliminate pollutants contained, it has long been known to the internal combustion engine to connect a catalytically effective afterburning system downstream.
Bei einer derartigen Anlage werden die in den Abgasen enthaltenen, im wesentlichen aus Kohlenmonoxyd, unverbrannten Eohlenwasserstoffen und Stickoxyden bestehenden Schadstoffe in Anwesenheit von die Verbrennungsreaktion fördernden und aufrechterhaltenden Katalysatormassen verbrannt. Diese, beispielsweise aus Edelmetallen der Platingruppe bestehenden Katalysatormassen sind im allgemeinen als Überzüge auf einem keramischen Trägermaterial angeordnet, wobei das Trägermaterial in Form von Schüttgut oder als Feststoffkörper (Monolith) mit durchgehenden Kanälen ausgebildet sein kann. Während bei einem Schüttgutkatalysator das die schädlichen Gasbestandteile mitführende Abgas zwischen den einzelnen, mit Katalysatormasse überzogenen Schüttgutteilchen hindurchtritt, strömt das Abgas bei einem Monolith-Katalysator durch die im Trägerkörper angeordneten, durchgehenden Kanäle. Der Durchtritt des Abgases ist dabei stets mit einem Druckverlust verbunden, der zu einer V-erminderung des thermodynamischen Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine führt. Um nun den durch die Katalysatoren verursachten Druckverlust möglichst gering zu halten, wird die Querschnittsfläche der Katalysatoren wesentlich größer gewählt als die Querschnittsfläche der das Abgas zu- und abführenden Rohrleitungen.In such a system, the contained in the exhaust gases, essentially from carbon monoxide, unburned hydrocarbons and Nitrogen oxides existing pollutants in the presence of the combustion reaction promoting and sustaining catalyst masses burned. These, for example Platinum group noble metal catalyst compositions are generally arranged as coatings on a ceramic carrier material, the carrier material in the form of bulk material or as a solid body (monolith) with continuous channels can be formed. While in the case of a bulk catalyst, this is the damaging one Gas components entrained exhaust gas between the individual, coated with catalyst mass If bulk material particles pass through, the exhaust gas flows through a monolith catalyst through the through channels arranged in the carrier body. The passage of the Exhaust gas is always associated with a pressure loss that leads to a reduction in pressure the thermodynamic efficiency of the internal combustion engine leads. To now through To keep the pressure loss caused by the catalytic converters as low as possible, the Cross-sectional area of the catalysts selected to be significantly larger than the cross-sectional area the pipelines supplying and removing the exhaust gas.
Es hat sich nun gezeigt, daß für die Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugmotoren, mit Vorteil monolithische Katalysatoren verwendet werden. Diese monolithischen Katalysatoren sind bei bekannten Abgasreinigunsanlagen in einem zylindrischen Gehäuse gehalten, das in einer das Abgas führenden Leitung eingeschaltet ist und ein zylindrisches, den Monolith-Katalysator umgebendes Mittelteil sowie an der Zu- und Abströmseite jeweils ein kegelstumpfförmig ausgebildetes Übergangsstück zu den mit fluchtenden Achsen angeordneten Abgaszu- und -ableitungen aufweist.It has now been shown that for cleaning the exhaust gases from internal combustion engines, Monolithic catalytic converters are advantageously used in particular in motor vehicle engines will. These monolithic catalysts are in known exhaust gas cleaning systems held in a cylindrical housing, which is in a line leading the exhaust gas is switched on and a cylindrical central part surrounding the monolith catalyst as well as a frustoconical transition piece on the inflow and outflow side has to the arranged with aligned axes exhaust gas supply and discharge lines.
Bei der Durchströmung eines derartigen Katalysatorgehäuses ergibt sich aufgrund der Querschnittsverhältnisse bim Ubergang.von dem Abgaszuführungsrohr mit kleinem Durchmesser zu dem Katalysator mit größerem Durchmesser in dem zuströmseitigen Ubergangsstück eine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases. Durch die Geschwindigkeitsverringerung wird in dem diffusorartigen Übergangs stück ein Druckanstieg in Strömung richtung erzeugt, der die Gefahr einer Ablösung der Strömung von der Wand hervorruft. Es bildet-sich dann in dem Ubergangsstück ein torusförmiger Wirbel aus, der zu einer ungleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung am Eintritt in den Katalysator führt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases ist dabei im mittleren Bereich des Katalysators am größten und nimmt in etwa in dem radial äußeren Bereich des Katalysators nahezu sprunghaft ab, der sich in Strömungsrichtung gesehen nicht mehr mit der Querschnittsfläche der Abgaszuleitung deckt.When flowing through such a catalytic converter housing results due to the cross-sectional ratios at the transition from the exhaust gas feed pipe small diameter to the catalyst with a larger diameter a reduction in the flow velocity in the transition piece on the upstream side of the exhaust gas. By reducing the speed in the diffuser-like Transition piece creates a pressure increase in the direction of flow, which creates the risk of a Detachment of the flow from the wall. It then forms in the transition piece a toroidal vortex, which leads to an uneven distribution of speed leads at the inlet to the catalyst. The flow velocity of the exhaust gas is it is greatest in the middle area of the catalytic converter and increases roughly in that radially outer area of the catalytic converter almost abruptly, which extends in the direction of flow seen no longer covers the cross-sectional area of the exhaust gas feed line.
Besonders nachteilig wirkt sich diese Geschwindigkeitsverteilung bei monolithischen Katalysatoren aus, da deren durchgehende Kanäle nicht untereinander verbunden sind, so daß das Geschwindigkeitsprofil des dem Katalysator zuströmenden Abgases über die gesamte Länge des Katalysators erhalten bleibt. Da also die Geschwindigkeit des Abgases im mittleren Bereich des Katalysators wesentlich größer ist als in dessen Randbereich, tritt in der Mitte auch eine wesentlich größere Gasmenge und damit eine größere Menge an zu verbrennenden Schadstoffanteilen hindurch.This speed distribution has a particularly disadvantageous effect monolithic catalytic converters, as their continuous channels are not interconnected are connected, so that the velocity profile of the flowing towards the catalyst Exhaust gas is retained over the entire length of the catalyst. So there the speed of the exhaust gas in the central area of the catalytic converter is much larger than in its Edge area, a much larger amount of gas occurs in the middle and thus a larger amount of pollutants to be burned through.
Dadurch werden die Randbereiche des Katalysators hinsichtlich der chemischen Umsetzung nur schlecht genutzt, was sich auf den Gesamtwirkungsgrad des gatalysators negativ auswirkt.As a result, the edge areas of the catalyst with respect to the chemical conversion poorly used, which affects the overall efficiency of the catalyst has a negative effect.
Darüber hinaus erfolgt die Umwandlung der im Abgas herangeführten Schadstoffe in unschädliche Gasbestandteile exotherm, so daß die bei der Umwandlung freiwerdende Wärme und damit auch die Wärmebelastung des Katalysators in seinem Mittelbereich um ein Vielfaches größer ist als in seinen Randzonen. Da aber im Mittelbereich des Katalysators, anders als in dessen Ranizonankaum Möglichkeiten zur Abfuhr der dort entstehenden Wärme gegeben sind, können sich im achsnahen Bereich des Katalysators so hohe Temperaturen einstellen, daß die katalytisch wirksamen Schichten beschädigt oder zumindest durch thermische Uberbelastung unwirksam gemacht werden. Somit wird die Wirksamkeit der gesamten Abgasreinigungsanlage entscheidend beeinträchtigt, zumal gerade dieser Bereich des Katalysators die Hauptlast der chemischen Umsetzung der Schadstoffanteile trägt.In addition, the conversion takes place in the exhaust gas Pollutants in harmless gas components exothermic, so that the conversion released heat and thus also the heat load on the catalytic converter in its Central area is many times larger than in its peripheral zones. But there in the middle range of the catalyst, unlike in its Ranizonan, there are hardly any ways to dissipate the The heat generated there can be located in the near-axis area of the catalytic converter so Set high temperatures that damage the catalytically active layers or at least be rendered ineffective by thermal overload. Thus becomes decisively affects the effectiveness of the entire exhaust gas cleaning system, especially since it is precisely this area of the catalyst that carries the brunt of the chemical conversion the pollutant carries.
Wegen der besonders beengten Raumverhältnisse in Kraftfahrzeugen ist es auch nicht möglich, die aus der unterschiedlichen Geschwindigkeitsverteilung in dem Übergangs stück herrührenden Schwierigkeiten durch eine Verkleinerung des Steigungswinkels des diffusorartigen Ubergangsstückes zu beheben, da mit einer derartigen Maßnahme eine nicht tragbare Vergrößerung der axialen Länge des Katalysatorgehäuses verbunden wäre.Because of the particularly cramped space in motor vehicles it is also not possible from the different speed distribution Difficulties arising in the transition piece by reducing the size of the To fix the pitch angle of the diffuser-like transition piece, as with such a Measure an unacceptable increase in the axial length of the catalyst housing would be connected.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Einrichtung der eingangs bezeichneten Art zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugmotoren, zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln die vorstehend genannten Schwierigkeiten beseitigt werden. Insbesondere wird eine bessere Ausnutzung des gesamten Querschnitts des monolithischen Katalysators durch eine gleichmäßigere Geschwindigkeitsbeaufschlagung unter gleichzeitiger Verringerung der Gefahr der örtlichen Überhitzung des Katalysators angestrebt.The object on which the invention is based is therefore to provide a Device of the type mentioned above for cleaning the exhaust gases from internal combustion engines, in particular of motor vehicle engines, in which with simple means the above difficulties can be eliminated. In particular, a better utilization of the entire cross section of the monolithic catalyst a more even application of speed with a simultaneous reduction aimed at reducing the risk of local overheating of the catalytic converter.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß ein die kammerartige Erweiterung auf der Zuströmseite des Gehäuses unterteilender, mit Abstand zu dem Katalysator angeordneter Einsatz vorgesehen ist, der bis auf einen radial inneren Bereich mit Durchbrüchen zum Durchtritt des Abgases versehen ist. Durch die von der Erfindung vorgeschlagene Anordnung eines mit Durchbrüchen versehenen Einsatzes, dessen radial innerer, geschlossener Bereich vorzugsweise wenigstens 30 % der Fläche des Abgasleitungsquerschnitts einnimmt, und der die kammerartige Erweiterung auf der Zuströmseite des Gehäuses in zwei annähernd gleichgroße Kammern unterteilen soll, wird nun erreicht, daß der Katalysator von einem Abgasstrom beaufschlagt wird, dessen Geschwindigkeitsprofil über den Durchmesser nahezu konstant ist.This object is achieved according to the invention in that one that divides the chamber-like expansion on the inflow side of the housing, at a distance from the catalytic converter is provided that is up to a radially inner area is provided with openings for the exhaust gas to pass through is. With the arrangement proposed by the invention, one with openings provided insert, its radially inner, closed area preferably occupies at least 30% of the area of the exhaust line cross section, and the chamber-like Expansion on the inflow side of the housing into two chambers of approximately the same size is to subdivide, it is now achieved that the catalyst of a Exhaust gas flow is acted upon, its speed profile over the diameter is almost constant.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung soll der Einsatz ein koaxial in das Übergangsstück hineinreichendes, kegelstumpfförmig ausgebildetes Lochblechteil aufweisen, das mit seinem radial äußeren Ende an dem Gehäuse befestigt ist und an dessen radial innerem Ende sich eine geschlossene, konvex gekrümmte Kappe anschließt. Dabei soll zweckmäßigerweise der Steigungswinkel des kegelstumpfförmigen Lochbechteils größer als der des Übergangsstückes sein. Diese Ausbildung des in das konische Übergangsstück hineinreichenden Einsatzes bewirkt nun, daß der aus dem Abgaszuführungsrohr in das Übergangs stück des Katalysatorgehäuses austretende Abgasstrahl so abgelenkt und unter Ausnutzung des gesamten in der ersten Kammer zur Verfügung stehenden Raumes verbreitert wird, daß er nach dem Durchtritt durch die in dem kegelstumpfförmigen Lochblechteil vorgesehenen Durchbrüche und der Mischung in der zweiten Eammer eine gleichmäßige Energieverteilung über die gesamte Katalysatorstirnfläche bewirkt. Besonders wenn der Außendurchmesser des kegelstumpfförmigen Lochblechteils noch größer als der des monolithischen Katalysators gewählt ist, ergeben sich auch in den radial äußersten Kanälen des monolithischen Katalysators noch im wesentlichen die gleichen Abgasgeschwindigkeiten, die auch in den achsnahen Kanälen des Katalysators anzutreffen sind.According to a further development of the invention, the insert should be coaxial Perforated sheet metal part of frustoconical design reaching into the transition piece have, which is attached with its radially outer end to the housing and on whose radially inner end is followed by a closed, convexly curved cap. In this case, the angle of inclination of the frustoconical perforated cup part should expediently be larger than that of the transition piece. This training in the conical transition piece The insert that extends into it now causes the from the exhaust gas supply pipe to enter the Transition piece of the catalytic converter housing exiting exhaust gas is deflected and using the entire space available in the first chamber is widened that he after passing through the in the frustoconical Perforated sheet metal part provided openings and the mixture in the second Eammer one causes even energy distribution over the entire catalyst face. Especially if the outside diameter of the frustoconical perforated sheet metal part is still is selected to be greater than that of the monolithic catalyst, also result in the radially outermost channels of the monolithic catalyst still essentially the same exhaust gas velocities as in the ducts near the axis of the catalytic converter are to be found.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß am radial äußeren Ende des kegelstumpfförmigen Lochblechteils ein an der Innenkontur des Gehäuses anliegendes zylindrisches Führungsteil vorgesehen ist. Dieses zylindrische Führungsteil am radial äußeren Umfang des Einsatzes kann als Zentrierelement bei der Fertigung des zylindrischen Mittelteils des Katalysatorgehäuses mit Vorteil verwendet werden. Dieses zylindrische.Führungsteilkann außerdem einen radial nach innen gerichteten Kragen aufweisen, der zur Halterung und als Wärmeschutz für die bei derartigen Abgasreinigungsanlagen zwischen dem Katalysator und dem Katälysatorgehäuse angeordneten elastischen Einlagen dient.Another feature of the invention is that on the radially outer End of the frustoconical perforated sheet metal part on the inner contour of the housing adjacent cylindrical guide part is provided. This cylindrical guide part on the radially outer circumference of the insert can be used as a centering element during manufacture of the cylindrical central part of the catalyst housing can be used with advantage. This cylindrical guide part can also be directed radially inward Have collar for holding and as thermal protection for such exhaust gas cleaning systems between the catalyst and the catalyst housing arranged elastic inserts is used.
Schließlich kann es auch von Vorteil sein, wenn ein weiterer Einsatz in der kammerartigen Erweiterung auf der Abströmseite des Gehäuses vorgesehen ist.Finally, it can also be an advantage if another use is provided in the chamber-like extension on the downstream side of the housing.
Weitere Vorteile und die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung enthalten, die das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellungsweise einen Längsschnitt durch eine katalytische Abgasreinigungsanlage für Brennkraftmaschinen. Dabei ist mit 1 ein Katalysatorgehäuse von beispielsweise kreisförmigem Querschnitt gezeigt, das aus einem zylindrischen Mittelteil 2 zur Aufnahme eines von einer elastischen, beispielsweise aus einem keramischen Fasermateriai bestehenden Ummantelung umgebenen monolithischen Katalysators 3 sowie aus sich konisch verjungenden Übergangsstücken 5 und 6 besteht. An den Stirnseiten des Gehäuses 1 sind jeweils Flansche 7 vorgesehen, mittels derer die auch als Konverter bezeichnete katalytische Abgasreinigungsanlage an eine mit Flanschen 9 versehene Abgasleitung 8 einer Brennkraftmaschine angescnlossen werden kann.Further advantages and the essential features of the invention are included in the description below that includes what is shown in the drawing Embodiment of the invention explained in more detail. The drawing shows in schematic Representation a longitudinal section through a catalytic exhaust gas cleaning system for internal combustion engines. Here, 1 is a catalyst housing of, for example circular cross-section shown, which consists of a cylindrical central part 2 for Receiving one of an elastic, for example from a ceramic fiber material existing casing surrounded monolithic catalyst 3 and from itself conical tapering transition pieces 5 and 6 consists. On the front sides of the housing 1 flanges 7 are provided in each case, by means of which the also referred to as a converter catalytic exhaust gas cleaning system to an exhaust pipe provided with flanges 9 8 can be connected to an internal combustion engine.
Die durch das konische Übergangsstück 5 gebildete Eintrittskammer des Katalysatorgehäuses 1 ist durch einen mit Abstand zu dem Katalysator 3 angeordneten Einsatz 10 in zwei annähernd gleichgroße Rammern 16 und 17 aufgeteilt, wobei die Rammer 16 als Mischkammer und die Kammer 17 als Verteilungskammer bezeichnet werden soll. Der Einsatz 10 zeigt ein kegelstumpfförmig ausgebildetes Lochblechteil 11, das gleichmäßig über die Fläche verteilt Durchbrüche 12 zum Durchtritt des in Richtung der Pfeile 20 strömenden Abgases aufweist. In dem radial inneren, also achsnahen Bereich, geht das kegelstumpfförmige Lochblechteil 11 in eine konvex gekrümmte Kappe 13 mit einer geschlossenen Oberfläche über. Diese geschlossene, beispielsweise kugelschalenförmig ausgebildete Kappe soll etwa 30 bis 40 % der Querschnittsfläche der Abgaszuführungsleitung 8 abdeoken und einen direkten, ungehinderten Durchtritt dieses Teils des Abgasstrahles verhindern. An seinem radial äußeren Ende geht das kegelstumpfförmig ausgebildete Lochblechteil 11 in ein an dem zylindrischen Gehäuseteil 2 anliegendes zylindrisches Führungsteil 14 über, das an seiner der Strömung abgewendeten Seite einen radial nach innen gerichteten Kragen 15 aufweist.The entry chamber formed by the conical transition piece 5 of the catalytic converter housing 1 is arranged at a distance from the catalytic converter 3 Insert 10 divided into two approximately equal rams 16 and 17, the Rammer 16 can be referred to as the mixing chamber and the chamber 17 as the distribution chamber target. The insert 10 shows a frustoconical perforated sheet metal part 11, the openings 12 distributed evenly over the surface for the passage of the in the direction the arrows 20 has flowing exhaust gas. In the radially inner one, i.e. close to the axis Area, the frustoconical perforated sheet metal part 11 goes into a convex curved cap 13 with a closed surface over. This closed, For example, a spherical shell-shaped cap should be about 30 to 40% of the cross-sectional area the exhaust gas feed line 8 and a direct, unobstructed passage prevent this part of the exhaust gas jet. This is possible at its radially outer end Truncated cone-shaped perforated sheet metal part 11 in a on the cylindrical housing part 2 adjacent cylindrical guide part 14, which is turned away from the flow at its Side has a radially inwardly directed collar 15.
Der von der Erfindung vorgesehene, mit einer stumpfen Kappe versehene kegelförmige Einsatz 10, dessen Eegelwinkel größer als der des gbergangsstückes 5 ist, teilt nun den aus der Abgaszuführungsleitung 8 in das tibergangsstück 5 des Katalysatorgehäuses 1 eintretenden Abgasstrahl auf und drängt ihn in die radial äußeren Zonen des diffusorartigen tlbergangsstückes 5, wodurch eine Ablösung von der Wand verhindert wird. Aus der Verteilungskammer 17 tritt das Abgas dann durch die große Zahl der in dem Lochblech 11 angeordneten Durchbrüche 12 in Form kleiner Einzelstrahlen in die Mischkammer 16 ein, wo sie nach ihrer Mischung eine gleichmäßige Energieverteilung der Abgasströmung über den gesamten Katalysatorquerschnitt ergeben. Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, sollte der Einsatz 10 einen ausreichend großen Abstand von der Katalysatorstirnfläche aufweisen und der äußere Durchmesser des kegelförmigen Lochblechteiles 11 sollte größer als der Durchmesser des Katalysators sein, damit sich die erwünschte gleichmäßige Energieverteilung der Abgasströmung auch in den radial äußeren Zonen des Katalysators 3 einstellt.The one provided by the invention with a blunt cap conical insert 10, the angle of which is greater than that of the transition piece 5, now divides from the exhaust gas feed line 8 into the transition piece 5 of the Catalyst housing 1 entering exhaust gas jet and pushes it into the radial outer zones of the diffuser-like transition piece 5, whereby a detachment of the wall is prevented. The exhaust gas then passes through the distribution chamber 17 the large number of openings 12 arranged in the perforated plate 11 in the form of smaller ones Individual jets in the mixing chamber 16, where they are evenly mixed after mixing Energy distribution of the exhaust gas flow over the entire catalyst cross-section. As can be seen from the drawing, the insert 10 should be of a sufficiently large size Have a distance from the catalyst face and the outer diameter of the conical perforated plate part 11 should be larger than the diameter of the catalyst be so that the desired even energy distribution of the exhaust gas flow also sets in the radially outer zones of the catalytic converter 3.
In dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel ist auch in der kammerartigen Einschnürung 6 auf der Abströmseite des Gehäuses 1 ein derartiger Einsatz 10 vorgesehen, der zwei Teils kammern 18 und 19 ausbildet. Diese Anordnung eines zweiten Einsatzes auf der Abströmseite kann eine weitere Vergleichmäßigung des Geschwindigkeitsprofils in dem Katalysator 3 bewirken; jedoch sind auch ohne diesen zweiten Einsatz günstige Ergebnisse erzielbar. So hat sich bei der erfindungsgemäßen Ausführung einer Abgasreinigungsanlage gezeigt, daß durch den Einbau eines derartigen Einsatzes auf der Zuströmseite die Geschwindigkeit in den durchgehenden Kanälen des Katalysators über den gesamten Querschnitt im wesentlichen gleich groß war. Bei dieser Anlage hatte die Abgaszuführungsleitung einen Durchmesser von 51 mm, während der Katalysator 103 mm und das Katalysatorgehäuse 116 mm im Durchmesser maßen. Der Kegelwinkel des aus einem genormten 3 mm - Lochblech bestehenden Einsatzes betrug 450 gegenüber 300 des Übergangsstückes und die innere, geschlossene Kappe des Einsatzes hatte einen Durchmesser von 30 mm. Bei diesen Verhältnissen ergab sich bei einer Versuchsmessung mit Luft und einer Durchsatzmenge von 200 m3/h ein Druckverlust von weniger als 30 mm WS, also ein verhältnismäßig niedriger und durchaus tragbarer Wert.In the embodiment shown in the drawing is also shown in the chamber-like constriction 6 on the outflow side of the housing 1 is such a Insert 10 is provided, the two sub-chambers 18 and 19 forms. This arrangement a second mission on the downstream side, another Bring about equalization of the speed profile in the catalytic converter 3; However favorable results can also be achieved without this second use. So did shown in the embodiment of an exhaust gas purification system according to the invention that by the installation of such an insert on the inflow side the speed in the continuous channels of the catalyst over the entire cross section substantially was the same size. In this system, the exhaust gas feed line had a diameter of 51 mm, while the catalytic converter 103 mm and the catalytic converter housing 116 mm in diameter measured. The taper angle of the insert consisting of a standardized 3 mm perforated sheet was 450 versus 300 of the transition piece and the inner, closed cap of the insert had a diameter of 30 mm. In these circumstances it resulted in a test measurement with air and a throughput of 200 m3 / h Pressure loss of less than 30 mm WS, so a relatively low and definitely affordable value.
Obwohl die in der Zeichnung gezeigte Ausführung des Katalysatorgehäuses einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen soll, ist es ohne weiteres möglich, den erfindungsgemäßen Einsatz auch bei anderen Querschnittsformen vorzusehen. Auch in diesen Fällen kann ein derartiger Einsatz, dessen Querschnitt dann der Querschnittsform des Katalysatorgehäuses angepaßt sein müßte, dazu dienen, den durch eine Abgaszuführungsleitung zugeführten Abgasstrahl gleichmäßig auf den gesamten Querschnitt des Katalysators zu verteilen.Although the embodiment of the catalyst housing shown in the drawing Should have a circular cross-section, it is easily possible to use the Use according to the invention also to be provided for other cross-sectional shapes. Also in In these cases, such an insert, whose cross-section then has the cross-sectional shape the catalyst housing would have to be adapted to serve the through an exhaust gas feed line supplied exhaust gas jet evenly over the entire cross section of the catalytic converter to distribute.
Durch eine derartige, mit der Erfindung erzielbare Vergleichmäßigung der Geschwindigkeits- und Energieverteilung der Abgasströmung über den Querschnitt des Katalysators wird nun erreicht, daß die gesamte zur Verfügung stehende Fläche des Eatalysators ausgenutzt wird, so daß ein sehr hoher Wirkungsgrad entsteht. Darüber hinaus werden die eingangs beschriebenen Gefahren einer örtlichen Überhitzung der Katalysatormitte vermieden, ohne daß die Baulänge der katalytischen Abgasreinigungsanlage vergrößert werden müßte.By means of such a homogenization that can be achieved with the invention the speed and energy distribution of the exhaust gas flow over the cross section of the catalyst is now achieved that the entire available area of the catalyst is used, so that a very high efficiency arises. In addition, the dangers of local overheating described above the center of the catalyst avoided without reducing the overall length of the catalytic exhaust gas cleaning system would have to be enlarged.
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732307215 DE2307215A1 (en) | 1973-02-14 | 1973-02-14 | Exhaust gas purifier for motor vehicles - has perforated inserts to equalize flow distribution through catalyst |
| JP49017198A JPS49113025A (en) | 1973-02-14 | 1974-02-14 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732307215 DE2307215A1 (en) | 1973-02-14 | 1973-02-14 | Exhaust gas purifier for motor vehicles - has perforated inserts to equalize flow distribution through catalyst |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2307215A1 true DE2307215A1 (en) | 1974-08-22 |
Family
ID=5871884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19732307215 Pending DE2307215A1 (en) | 1973-02-14 | 1973-02-14 | Exhaust gas purifier for motor vehicles - has perforated inserts to equalize flow distribution through catalyst |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS49113025A (en) |
| DE (1) | DE2307215A1 (en) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2392709A1 (en) * | 1977-05-31 | 1978-12-29 | Engelhard Min & Chem | CATALYTIC APPARATUS FOR TREATMENT OF GASES, IN PARTICULAR, EXHAUST GASES FROM INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
| DE2913731A1 (en) * | 1978-04-08 | 1979-10-11 | Fuji Heavy Ind Ltd | EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE |
| US4206179A (en) * | 1978-04-08 | 1980-06-03 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for purifying exhaust gases of internal combustion engines |
| US4209494A (en) * | 1978-04-08 | 1980-06-24 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Catalytic converter for purifying exhaust gases of internal combustion engines |
| DE3600373A1 (en) * | 1985-02-12 | 1986-08-14 | FEV Forschungsgesellschaft für Energietechnik und Verbrennungsmotoren mbH, 5100 Aachen | PARTICLE FILTER SYSTEM FOR GASEOUS MEDIA |
| US4634459A (en) * | 1985-02-12 | 1987-01-06 | FEV Forschungsgesellschaft fur Energie-Technik und Verbrennungsmotoren GmbH | Particle filtration and removal system |
| DE4005189A1 (en) * | 1989-02-17 | 1990-08-23 | Toyoda Automatic Loom Works | EXHAUST GAS CLEANING DEVICE FOR A DIESEL ENGINE |
| FR2654013A1 (en) * | 1989-11-06 | 1991-05-10 | Applic Gaz Sa | Device for chemical reaction using gas phase homogeneous catalysis, especially a catalytic burner |
| WO1996036796A1 (en) * | 1995-05-19 | 1996-11-21 | Silentor A/S | A silencer with incorporated catalyst |
| US6332510B1 (en) | 1996-09-30 | 2001-12-25 | Silentor Holding A/S | Gas flow silencer |
| US6520286B1 (en) | 1996-09-30 | 2003-02-18 | Silentor Holding A/S | Silencer and a method of operating a vehicle |
| FR2829182A1 (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-07 | Daimler Chrysler Ag | Vehicle exhaust purification device comprises throttle in catalytic pot to reduce temperature and flow speed of gases in pot and allow it a longer life |
| EP2363581A1 (en) * | 2010-02-24 | 2011-09-07 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Exhaust gas treatment device |
| DE10237667B4 (en) * | 2002-08-16 | 2013-05-29 | Andreas Stihl Ag & Co. | Exhaust silencer with a catalyst and a bluff body |
| US8763375B2 (en) | 2010-08-19 | 2014-07-01 | J. Eberspaecher Gmbh & Co. Kg | Exhaust gas cleaning device, exhaust system, removal method |
| US20150361852A1 (en) * | 2012-12-21 | 2015-12-17 | Futaba Industrial Co., Ltd. | Exhaust gas purification device |
| US9222392B2 (en) | 2010-04-15 | 2015-12-29 | Eberspaecher Exhaust Technology Gmbh & Co. Kg | Exhaust gas treatment device |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5273172A (en) * | 1975-12-17 | 1977-06-18 | Ngk Insulators Ltd | Method of removing nitrogen oxides from exhaust gases in use of ceramic honeycomb catalyst |
| JPS5530953U (en) * | 1978-08-22 | 1980-02-28 | ||
| JP6247165B2 (en) * | 2014-06-20 | 2017-12-13 | フタバ産業株式会社 | Exhaust purification device |
-
1973
- 1973-02-14 DE DE19732307215 patent/DE2307215A1/en active Pending
-
1974
- 1974-02-14 JP JP49017198A patent/JPS49113025A/ja active Pending
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2392709A1 (en) * | 1977-05-31 | 1978-12-29 | Engelhard Min & Chem | CATALYTIC APPARATUS FOR TREATMENT OF GASES, IN PARTICULAR, EXHAUST GASES FROM INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
| DE2913731A1 (en) * | 1978-04-08 | 1979-10-11 | Fuji Heavy Ind Ltd | EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE |
| FR2422029A1 (en) * | 1978-04-08 | 1979-11-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE |
| US4206178A (en) * | 1978-04-08 | 1980-06-03 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for purifying exhaust gases of internal combustion engines |
| US4206179A (en) * | 1978-04-08 | 1980-06-03 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for purifying exhaust gases of internal combustion engines |
| US4209494A (en) * | 1978-04-08 | 1980-06-24 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Catalytic converter for purifying exhaust gases of internal combustion engines |
| DE3600373A1 (en) * | 1985-02-12 | 1986-08-14 | FEV Forschungsgesellschaft für Energietechnik und Verbrennungsmotoren mbH, 5100 Aachen | PARTICLE FILTER SYSTEM FOR GASEOUS MEDIA |
| US4634459A (en) * | 1985-02-12 | 1987-01-06 | FEV Forschungsgesellschaft fur Energie-Technik und Verbrennungsmotoren GmbH | Particle filtration and removal system |
| DE4005189A1 (en) * | 1989-02-17 | 1990-08-23 | Toyoda Automatic Loom Works | EXHAUST GAS CLEANING DEVICE FOR A DIESEL ENGINE |
| FR2643418A1 (en) * | 1989-02-17 | 1990-08-24 | Toyoda Automatic Loom Works | EXHAUST GAS PURIFIER DEVICE FOR DIESEL ENGINE |
| FR2654013A1 (en) * | 1989-11-06 | 1991-05-10 | Applic Gaz Sa | Device for chemical reaction using gas phase homogeneous catalysis, especially a catalytic burner |
| US5758497A (en) * | 1995-05-19 | 1998-06-02 | Silentor A/S | Silencer |
| WO1996036796A1 (en) * | 1995-05-19 | 1996-11-21 | Silentor A/S | A silencer with incorporated catalyst |
| US6220021B1 (en) | 1995-05-19 | 2001-04-24 | Silentor Notox A/S | Silencer with incorporated catalyst |
| US6332510B1 (en) | 1996-09-30 | 2001-12-25 | Silentor Holding A/S | Gas flow silencer |
| US6520286B1 (en) | 1996-09-30 | 2003-02-18 | Silentor Holding A/S | Silencer and a method of operating a vehicle |
| FR2829182A1 (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-07 | Daimler Chrysler Ag | Vehicle exhaust purification device comprises throttle in catalytic pot to reduce temperature and flow speed of gases in pot and allow it a longer life |
| DE10237667B4 (en) * | 2002-08-16 | 2013-05-29 | Andreas Stihl Ag & Co. | Exhaust silencer with a catalyst and a bluff body |
| EP2363581A1 (en) * | 2010-02-24 | 2011-09-07 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Exhaust gas treatment device |
| US8646573B2 (en) | 2010-02-24 | 2014-02-11 | J. Eberspaecher Gmbh & Co. Kg | Exhaust gas treatment device |
| US9222392B2 (en) | 2010-04-15 | 2015-12-29 | Eberspaecher Exhaust Technology Gmbh & Co. Kg | Exhaust gas treatment device |
| US8763375B2 (en) | 2010-08-19 | 2014-07-01 | J. Eberspaecher Gmbh & Co. Kg | Exhaust gas cleaning device, exhaust system, removal method |
| US20150361852A1 (en) * | 2012-12-21 | 2015-12-17 | Futaba Industrial Co., Ltd. | Exhaust gas purification device |
| EP2937538A4 (en) * | 2012-12-21 | 2016-08-31 | Futaba Ind Co Ltd | Exhaust gas purification device |
| US9683476B2 (en) * | 2012-12-21 | 2017-06-20 | Futaba Industrial Co., Ltd. | Exhaust gas purification device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS49113025A (en) | 1974-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2307215A1 (en) | Exhaust gas purifier for motor vehicles - has perforated inserts to equalize flow distribution through catalyst | |
| DE102015115220B4 (en) | Mixer assembly to provide a compact mixer | |
| EP2691618B1 (en) | Compact exhaust-gas treatment unit with mixing region, and method for mixing an exhaust gas | |
| EP0845074B1 (en) | Catalyser for reducing hydrocarbons in the exhaust gases of a motor vehicle | |
| DE19938854C5 (en) | Device for reducing the nitrogen oxide content in an exhaust gas of an internal combustion engine | |
| DE102006058715B3 (en) | Static mixer for an exhaust gas unit on a vehicle operated by an internal combustion engine has flow-control elements influencing exhaust gas flow and slanted at a preset angle against a mixer surface | |
| EP1151184B1 (en) | Exhaust system with at least one baffle plate | |
| EP2687286B1 (en) | Mixing device for the aftertreatment of exhaust gases | |
| EP2090761B1 (en) | Exhaust gas treatment system for an internal combustion engine | |
| DE19839754B4 (en) | Cleaning device for exhaust gases | |
| DE202012013721U1 (en) | Dosing device and mixing device for a vehicle exhaust system | |
| EP3443209B1 (en) | Exhaust-gas aftertreatment device with catalytic converter and mixing device | |
| EP2687697A2 (en) | Mixing device for the aftertreatment of exhaust gases | |
| DE102014205782B4 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engines | |
| EP2610457B1 (en) | Exhaust gas treatment device | |
| EP1981621B1 (en) | Method and device for mixing a gaseous fluid with a large gas flow, especially to introduce a reducing agent into a flue gas containing nitrogen oxides | |
| DE2341527B2 (en) | Cleaning device for the exhaust gases from internal combustion engines | |
| EP3704360B1 (en) | Exhaust gas system for compact and efficient aftertreatment and sound damping of the exhaust gas | |
| DE102020129001B4 (en) | Exhaust system with exhaust gas turbocharger, ejector and exhaust gas catalytic converter | |
| EP1981622B1 (en) | Process and device for mixing a gaseous fluid with a large flow-rate gas stream, in particular for introducing a reducing agent into flue gas containing nitrogen oxides | |
| DE2308721A1 (en) | DEVICE FOR CATALYTIC EXHAUST GAS CLEANING | |
| DE60203670T2 (en) | Method of distributing gas, gas distribution device and muffler catalyst system | |
| DE102006038204B4 (en) | Inlet funnel for an exhaust gas treatment device | |
| DE10009124B4 (en) | Catalyst for cleaning an exhaust gas of an internal combustion engine | |
| DE2800687A1 (en) | Engine exhaust muffler and catalytic converter - with swirl promoting vane and baffle causing flow reversal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |