DE1297114B - Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung brennbarer Bestandteile in den Abgasenvon Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung brennbarer Bestandteile in den Abgasen von Brennkraftmaschinen, bei der die mit Durchbrüchen versehenen Abgaseintritts- und -austrittsrohre in einem rohrförmigen Gehäuse etwa parallel im Abstand von dessen Wand und voneinander angeordnet und in der vom Gehäuse umschlossenen Katalysatormasse eingebettet sind, nach Patentanmeldung P 1273 261.5-13 (deutsche Auslegeschrift 1273 261).
• Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, eine noch gleichmäßigere Verteilung der Abgase auf die Kätalysatormasse auch bei solchen Abgasanlagen zu erreichen, bei denen - --@- wie z. B. bei . Brennkraftmaschinen in Boxerbuuart und bei begrenzter Räumlichkeit zur Unterbringung des Schalldämpfers und der Einrichtung zur -,Nachverbrennung - zwei ZU-leitungen für die Abgase vorgesehen sind. Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß das Gehäuse in an sich bekannter Weise wenigstens eine Austrittskammer und in den Endbereichen Eintrittskammern aufweist, die durch die in die Katalysatormasse eingebetteten Eintrittsrohre miteinander in Verbindung stehen.
• Durch die Verbindung der Eintrittskammern mittels der in die Katalysatormasse eingebetteten Eintrittsrohre können sich die abwechselnd von entgegengesetzten Seiten in die Eintrittsrohre eintretenden Abgasstromstöße einander überlagern und hinsichtlich ihrer Drücke ausgleichen, so daß ein über die ganze Länge der Katalysatormasse besonders gleichmäßiger, die Masse durchsetzender, alle Durchgangsquerschnitte derselben gleichmäßig belastender Abgasstrom erzielt wird.
• Weitere Einzelheiten-der Erfindung beziehen sich auf die besondere Anordnung der Ein- und Austrittskammern zueinander.
• In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 die Draufsicht auf einen Schalldämpfer mit Katalysatorkammer, beispielsweise für einen Fahrzeug-Heckmotor in Boxerbauart, F i g. 2 einen Längsschnitt nach Linie II-II der F i g. 1, F i g. 3 einen Längsschnitt nach Linie III-111 der F i g. 2, F i g. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV der Fig.1. F i g. 5 einen Querschnitt nach Linie V-V der F i g. 1, F i g. 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI der Fig.2. F i g. 7 die Lagerung eines der oberen Rohre gemäß F i g. 2 vergrößert und F i g. 8 bis 10 drei Varianten zu der Ausführungsform gemäß F i g.1 bis 7 je in einem Längsschnitt ähnlich F i g. 2.
• In den Figuren ist mit 101 ein Schalldämpfergehäuse bezeichnet, welches die Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung der Abgase miteinschließt. Die vom Motor, z. B. einem Vierzylinder-Boxermotor, kommenden Abgase werden je über zwei Leitungen 102a bzw. 102b pro Zylinderseite zugeführt und gelangen zunächst in eine Eintrittskammer 103a bzw. 103b, die durch die Stirnwände 104 a, 104 b des Schalldämpfers und durch Zwischen-oder Stirnwände 105a, 105b begrenzt werden. Mit den Eintrittskammern 103a, 103b stehen die Rohre 106a, 106b in offener Verbindung. Diese durchsetzeri die durch die Stirnwände 105 a, 105 b und 107 a, 107 b begrenzten Austrittskammern 108 a, 108 b. Sie sind paarweise durch in ihnen gelagerte durchlochte Abgaseintrittsrohre 109 miteinander verbunden, die im oberen Teil des Gehäuses untergebracht sind und die Katalysatorkammer 110 durchsetzen. Die Abgaseintrittsrohre 109 sind hierbei, wie insbesondere in F i g. 7 gezeigt, in einer am Gehäuse 101 befestigten, z. B. angeschweißten Hülse 111 fest und mit ihren entgegengesetzten Enden 112a bzw. 112b in den Rohren .106.a bzw.106b gleitend gelagert.
• Die Kammer 110 ist mit der Katalysatormasse geeigneter Art ausgefüllt. Auf der den Abgaseintrittsrohren gegenüberliegenden, vorzugsweise unteren Seite der Katalysatorkammer sind die Abgasäüstrittsrohre 113 angeordnet und entsprechend den, . bgaseintrittsrohren gelagert, indem sie durch eine mittlere Hülse 114 mit dem Schalldämpfergehäuse 101 fest verbunden sind und mit ihren Enden in Rohrhülsen 115 a, 115 b, die in die Trennwände 107 a, 107 b fest eingesetzt bzw. eingeschweißt sind, gleiten können. Die Abgasattstritt#sröhre 113 -stehen hierbei in offener Verbindung mit den Austrittskammern 108 a, 108 b, aus denen die Gase durch Ableitungen 116 a, 116 b nach außen austreten können.
• Die Katalysatorkamnier@110 kann durch eine Füllöffnung 117, die durch einen Deckel verschlossen wird, von außen mit der Katalysatormasse gefüllt werden. Die vom Motor kommenden Abgase gelangen durch die Zuleitungen 101 ä, 102 a' bzw: 102 b, 102 b' in -die Eintrittskammern 103 a, 103 b und werden durch die gelochten Abgaseintrittsrohre 109 auf die Katalysatorkammer 110 praktisch gleichmäßig verteilt. Sie durchströmen hierbei die in die Kammer 110 eingefüllte Katalysatormasse und gelangen nach Durchströmung derselben in Pfeilrichtung 119 in die Abgasaustrittsrohre 113, von wo sie nach beiden Seiten über die Austrittskammern 108 a, 108 b in die Ableitungen 116a; 116b abströmen.
• Drei weitere beispielsweise Anordnungsmöglichkeiten einer mit einem Schalldämpfer kombinierten Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung zeigen die F i g. 8 bis 10.
• Gemäß F i g. 8 sind die Eintrittskammern 103 a, 103 b in Längsrichtung des Schalldämpfers zwischen den beiden Austrittskammern 108 a, 108 b angeordnet. Demgemäß durchsetzen die durchlochten Abgaseintrittsrohre 109 lediglich die Katalysatorkammer 110, während die Abgasaustrittsrohre 113 durch Rohre 120 a, 120 b verlängert sind, welche die Eintrittskammern 103 a,103 b durchsetzen. Die von dem Motor kommenden Abgase treten bei 102 a, 102 b in die Eintrittskammern 103 a, 103 b ein und gelangen über die Rohre 109 in die Katalysatorkammer 110, von wo sie über die Abgasaustrittsrohre 113 und 120 a, 120 b in die Austrittskammern 108 a, 108 b und von dort über die Leitungen 116 a, 116 b nach außen abströmen können.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 ist lediglich eine einzige Austrittskammer 108 a vorgesehen, welche zwischen der Eintrittskammer 103 a und der Katalysatorkammer 110 angeordnet ist. Die Eintrittskammern sind jedoch paarweise, 103 a, 103 b, vorgesehen. Eine geschlossene kappenartige Gleithülse 121 schließt das Abgasaustrittsrohr 113 gegen die Eintrittskammer 103 b ab.
• Die Ausführung nach F i g. 9 hat den Vorteil einer kürzeren Baulänge. Andererseits zeichnen sich die vorhergehenden Ausführungsformen entsprechend F i g. 2 bzw. 8 durch ein besonders gleichmäßiges, von Stauungen freies Abströmen der Abgase aus der Katalysatorkammer aus.
• Es kann auch eine beliebige andere Reihenfolge der einzelnen Kammern vorgesehen sein, beispielsweise derart, daß am einen Ende des Schalldämpfers eine Eintrittskammer außerhalb einer Austrittskammer und unsymmetrisch hierzu am anderen Ende des Schalldämpfers eine Austrittskammer außerhalb einer Eintrittskammer liegt.
• Eine weitere Ausführungsform zeigt F i g. 10, bei welcher die Eintrittskammern 103 a, 103 b wieder je am Ende des Schalldämpfers angeordnet sind. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind jedoch zwei Katalysatorkammern 110 a und 110 b und nur eine Austrittskammer 108 vorgesehen, welche zentral zwischen den Katalysatorkammern 110 a und 110 b zwischengeschaltet ist. Die gelochten Abgaseintrittsrohre bzw. Abgasaustrittsrohre sind entsprechend den beiden Katalysatorkammern je in zwei axial zueinander angeordnete Rohre 109 a, 109 b bzw. 113 a, 113 b unterteilt, wobei die Abgaseintrittsrohre 109a, 109b offen in die Eintrittskammern 103 a, 103 b münden und untereinander durch ein Zwischenrohr 122 verbunden sind, welches die Austrittskammer 108 abdichtend durchquert. Die Abgaseintrittsrohre 109a, 109b können hierbei mit dem Rohr 122 bei 111 a, 111 b fest verbunden sein und an ihren Enden in Hülsen 106 a', 106 b' gleitend gelagert sein.
• Die Abgasaustrittsrohre 113 a, 113 6 sind beispielsweise bei 114a, 114b mittels Lagerhülsen in Stirnwänden 123 a, 123 b des Schalldämpfergehäuses 101 befestigt und an ihren entgegengesetzten Enden in kappenförmigen Hülsen 121 a, 121 b gleitend gelagert.
• Die vom Motor kommenden Abgase gelangen über die Zuleitungen 102 a, 102 b in die Eintrittskammern 103 a, 103 b und hierauf von entgegengesetzten Seiten über die gelochten Abgaseintrittsrohre 109 a, 109 6 gesondert in die beiden Katalysatorkammern 110a, 110b, wo sie die Katalysatormasse durchströmen und über die gelochten Abgasaustrittsrohre 113a, 113b in die gemeinsame Austrittskammer 108 gelangen, wo sie sich vereinigen und durch eine Ableitung 102 nach außen abströmen können.
• Gegebenenfalls kann auch das Verbindungsrohr 122 fehlen, in welchem Fall die Abgaseintrittsrohre 109 a, 109 b gegen die Austrittskammer 108 abzuschließen sind.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zur katalytischen Nachverbrennung brennbarer Bestandteile in den Abgasen von Brennkraftmaschinen, beider die mit Durchbrüchen versehenen Abgaseintritts- und -austrittsrohre in einem rohrförmigen Gehäuse etwa parallel im Abstand von dessen Wand und voneinander angeordnet und in der vom Gehäuse umschlossenen Katalysatormasse eingebettet sind, nach Patentanmeldung P 1273 261.5-13 (deutsche Auslegeschrift 1273 261), d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Gehäuse in an sich bekannter Weise wenigstens eine Austrittskammer (108) und in den Endbereichen Eintrittskammern (103 a, 103 b) aufweist, die durch die in die Katalysatormasse eingebetteten Eintrittsrohre (109) miteinander in Verbindung stehen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls in den Endbereichen des Gehäuses angeordneten Austrittskammern (108 a, 108 b) durch die in die Katalysatormasse eingebetteten Austrittsrohre (113) miteinander in Verbindung stehen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintritts- und Austrittskammern in Längsrichtung des Gehäuses nebeneinanderliegen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Austrittskammer (108) zwischen zwei Katalysatorkammern (110a, 110b) und diese zwischen zwei Eintrittskammern (103a, 103 b) angeordnet sind (F i g. 10).