CZ281512B6 - Katalyzátor pro katalytické zpracování výfukových plynů - Google Patents

Katalyzátor pro katalytické zpracování výfukových plynů Download PDF

Info

Publication number
CZ281512B6
CZ281512B6 CZ941370A CZ137094A CZ281512B6 CZ 281512 B6 CZ281512 B6 CZ 281512B6 CZ 941370 A CZ941370 A CZ 941370A CZ 137094 A CZ137094 A CZ 137094A CZ 281512 B6 CZ281512 B6 CZ 281512B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
catalytic reactor
inlet
reactor according
housing
longitudinal axis
Prior art date
Application number
CZ941370A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ137094A3 (en
Inventor
Pieter Delfina Dr. Steenackers
Original Assignee
Scambia Industrial Developments Aktiengesellschaft
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 Scambia Industrial Developments Aktiengesellschaft filed Critical Scambia Industrial Developments Aktiengesellschaft
Publication of CZ137094A3 publication Critical patent/CZ137094A3/cs
Publication of CZ281512B6 publication Critical patent/CZ281512B6/cs

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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • F01N3/2892Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • 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
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Skříň (3, 53) katalyzátoru má osu (2, 52), kterou obklopuje plášť (4, 54) s vnitřním prostorem (32, 82). S vnitřním prostorem (32, 82) je spojena vpust (10, 60) a výpust (11, 61), přičemž prostředky (20, 70) katalyzátoru mají s vnitřním prostorem (32, 82) hraničící vnitřní plochu (25a, 75a) a plášti (4, 54) přivrácenou vnější plochu (21b, 71b). Od vnitřní plochy (25a, 75a) k vnější ploše (21b, 71b) probíhají průchody (22, 25c, 72, 75c). Mezi pláštěm (4, 54) a vnější plochou (21b, 71b) je vnější dutina (34, 84). Ve vnitřní prostoře (32, 82) je aspoň z části umístěn ohraničovací prvek (33, 83) s ohraničovací plochou (33a, 83a), která s vnitřní plochou (25a, 75a) prostředků (20, 70) katalyzátoru ohraničuje volnou oblast vnitřní prostory (32a, 82a) a která se aspoň v části vnitřní prostory (32, 82) přibližuje počínaje od vpusti (10, 60) k vnitřní ploše (25a, 75a) prostředků (20, 70) katalyzátoru. Plocha průřezu volné oblasti vnitřní prostory (32a, 82a) se zmenšuje alespoň v její části, počŕ

Description

Oblast techniky
Vynález se týká katalytického reaktoru pro katalytické odstraňování škodlivin z výfukových plynů, zejména výfukových plynů spalovacího motoru, který sestává ze skříně s podélnou osou, v níž je umístěn dutý prostředek pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů, který má vnější plochu a vnitřní plochu a uvnitř něhož je vytvořen vnitřní prostor. Skříň je tvořena pláštěm, na nějž navazuje vpust a výpust, které ústí do vnitřního prostoru, jenž je propojen průchody, probíhajícími od vnitřní plochy k vnější ploše, s vnější dutinou, vytvořenou mezi vnější plochou a pláštěm. Aspoň v části vnitřního prostoru dutého prostředku pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů je umístěn vodicí prvek s vodicí plochou, mezi níž a vnitřní plochou je vytvořena volná oblast. Vodicí plocha se v aspoň části vnitřního prostoru směrem od vpusti přibližuje k vnitřní ploše. Průřez volné oblasti se podél podélné osy ve směru od vpusti k výpusti zmenšuje.
Dosavadní stav techniky
Známé katalytické reaktory mají skříň s vpustí a výpustí výfukových plynů. Skříň obsahuje plynopropustné prostředky, ve kterých se při provozu katalytického reaktoru katalyticky odstraňují škodliviny z výfukových plynů. Plynopropustné prostředky katalytického reaktoru jsou tvořeny například tělesem, často označovaným jako substrát, nebo několika při provozu po sobě výfukovým plynem protékanými tělesy.
Z patentového spisu EP 514 326 jsou známé jiné katalytické reaktory se skříněmi, které mají válcový plášť a dvě rovinné koncové stěny a obsahují plynopropustné prostředky, tvořené minimálně jedním prstencovým tělesem. Prstencové těleso, případné každé prstencové těleso, má vnější plochu, vnitřní plochu a průchody z vnitřní plochy k vnější ploše. Podle obrázků 6 a 10 citovaného patentového spisu ústí vpust do vnitřního prostoru, obklopeného vnitřní plochou prstencového tělesa. Při provozu těchto katalytických reaktorů proudí výfukový plyn vpustí do vnitřního prostoru, v němž se obrací směrem ven a proudí zevnitř prstencového tělesa do vnější prstencové dutiny. Rychlost proudění podél podélné osy skříně a hustota výfukových plynů v prstencových tělesech se ještě trochu mění, přičemž rozdělení hustoty proudu výfukových plynů závisí ještě od množství výfukového plynu, přivedeného v jednotce času. Nehomogenita rozdělení proudění redukuje stupeň účinnosti prstencových těles a způsobuje navíc podélně nehomogenní ohřev, takže prstencové těleso musí být provedeno větší, než je tomu při homogenním proudu výfukových plynů. Další nevýhodou katalytických reaktorů, znázorněných na obrázcích 6a 10 citovaného patentového spisu, je to, že jejich skříně, vztaženo na množství výfukových plynů, určených k odstraňování škodlivin, mají dosti velký průměr, což komplikuje uspořádáni katalytického reaktoru pod automobilem. Vnější a vnitřní průměry prstencových těles se sice mohou stavět menší a místo toho se mohou zvětšit podélné rozměry prstencových těles, aby
-1CZ 281512 B6 zůstal objem prstencových těles konstantní. Pak se ovšem zvětší podélná nehomogenita rozdělení proudění v prstencových tělesech.
U katalytického reaktoru na obrázku 5 citovaného patentového spisu ústí vpust do dutiny pro změnu směru, která je spojena s vnější prstencovou dutinou, umístěnou mezi pláštěm skříně a od vpusti kuželovité se rozšiřující vnější plochou prstencového tělesa. Při provozu tohoto katalytického reaktoru proudí výfukový plyn vpustí do dutiny pro změnu směru, v níž je obrácen směrem ven, dostane se do vnější prstencové dutiny, proudí vnější plochou prstencového tělesa do jeho vnitřku, proudí prstencovým tělesem do vnitřního prostoru a opouští katalytický reaktor výpustí. Kuželovitá vnější plocha prstencového tělesa zlepšuje homogenitu hustoty proudu v prstencovém tělese, které je vytvořeno z prstencových plechových prvků s průměry, měnícími se sukcesivně podél podélné osy, čímž je však výroba tohoto prstencového tělesa nákladná. Dále se může výfukový plyn u katalytického reaktoru podle obrázku 5, ostatně také u katalytických reaktorů podle obrázků 1 až 3 a 7 až 9 citovaného patentového spisu, dostat do kontaktu s velkými částmi stěn skříně a předat přes ně relativně značné množství tepla do okolí, než začne proudit do prstencového tělesa, což je nevýhodné při takzvaném studeném startu, kdy má katalytický reaktor před začátkem proudění výfukových plynů přibližně teplotu okolí a trvá relativně dlouho, než dosáhne prstencové těleso potřebnou teplotu pro účinné zpracování výfukových plynů.
Katalytický reaktor, známý z patentového spisu DE 2 201 881, má skříň s válcovým pláštěm, který je spojen kuželovité se zužujícími přechodovými úseky s válcovými hrdly, která slouží jako vpust a výpust výfukových plynů. Skříň obsahuje těleso s podélnými průchody pro výfukové plyny. Těleso je z větší části válcové a má na konci, přivráceném k vpusti, koncový úsek ve tvaru tupého kužele, který zasahuje do kuželovitého přechodového úseku skříně. Těleso má kolmo ke své podélné ose a tím kolmo ke směru proudění protékajících výfukových plynů plochu průřezu, která je pouze přibližné čtyřikrát větší než je plocha průřezu dutin, ohraničených hrdly. Výfukové plyny protékají proto těleso relativně velkou rychostí. Jednotlivé průchody tělesa proto musí mít relativně velký průřez, aby nebyl, jak odpor proudění, tak tlaková ztráta příliš vysoké. Velké průřezy však mají za následek, že výfukové plyny, proudící tělesem, mají pouze relativně malý kontakt s katalyticky aktivním materiálem, naneseným na plochách, ohraničujících průchody tělesem. Průchody proto musí být poměrné dlouhé, což zvyšuje nežádoucím způsobem odpor při prouděni a tlakovou ztrátu. Navíc jsou objem, váha a výrobní náklady tělesa, vztaženo na množství výfukových plynů, protékajících za jednotku času, poměrně vysoké. Podle posledně citovaného patentového spisu má koncový úsek tělesa tvaru kužele rovnoměrně rozdělovat výfukové plyny, proudící vpustí na celou plochu průřezu tělesa. Numerické výpočty proudění však ukazují, že hustota prouděni v tělese je navíc závislá na vzdálenosti od podélné osy a je ve vnějších úsecích průřezu menší než ve středovém úseku průřezu. Protože na hrdlo vpusti navazuje kuželovitý přechodový úsek skříně, který svírá podle výkresu posledně citovaného patentového spisu s podélnou osou dosti velký úhel, asi 30’, vzniká navíc při velkých rychlostech proudění nebezpečí, že se proud plynů při vstupu do kuželovitého přechodového úseku vnitřního
-2CZ 281512 B6 prostoru skříně utrhne od stěny a stane se turbulentní, což zvyšuje odpor při proudění.
Katalytický reaktor, známý z patentového spisu GB 2 128 893, má duté válcové těleso. Vpust ústí do vnitřního prostoru, obklopeného válcovou vnitřní plochou. Válcová vnější plocha a koncová plocha tělesa, přivrácená k výpusti, hraničí s vnější dutinou, spojenou s výpustí. Těleso je tvořeno svitkem z původně plochého a vlnitého drátěného pletiva a je jak v podélném, tak příčném směru plynopropustné. Při provozu katalytického reaktoru proudí výfukové plyny do válcové vnitřní plochy tělesa a pak opět vystupují zčásti z válcové vnější plochy a zčásti z ploché koncové plochy tělesa. Nevýhodou tohoto katalytického reaktoru je to, že podél podélné osy silně kolísá rychlost proudění a hustota proudění výfukových plynů, vstupujících do vnitřní plochy tělesa. Dále prostupují výfukové plyny těleso po rozdílně dlouhých a částečné pouze velmi krátkých drahách a jsou proto zčásti katalyticky odstraňovány škodliviny pouze nedostatečně.
Z patentového spisu US 3 736 105 má známý katalytický reaktor skříň a prostředky, které tvoří vnitřní a vnější kuželovité, v průřezu prstencovité, lože. Každé lože je ohraničeno perforovánými kuželovitými plášti a má mezi nimi uspořádaný částečkový materiál. Vpust ústí do vnitřního prostoru, ohraničeného vnitřním kuželovým pláštěm. Ten se ve směru od vpusti zužuje a má na svém odvráceném konci od vpusti vytvořeny vnitřní dutiny, spojené s vpustí. Rychlost proudění výfukových plynů, vstupujících do vnitřního pláště vnitřního lože, podél podélné osy dosti kolísá. Přitom závisí rozdělení výfukových plynů zejména také na rychlosti a množství výfukových plynů, proudících vpustí. Protože katalyzátorové lože se skládá z částečkového materiálu, může být navíc hustota a plynopropustnost lože rozdílná a během doby kolísat.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje katalytický reaktor pro katalytické odstraňování škodlivin z výfukových plynů, zejména výfukových plynů spalovacího motoru, sestávající ze skříně s podélnou osou, v níž je umístěn dutý prostředek pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů, který má vnější plochu a vnitřní plochu a uvnitř něhož je vytvořen vnitřní prostor, přičemž skříň je tvořena pláštěm, na nějž navazuje vpust a výpust, které ústí do vnitřního prostoru, jenž je propojen průchody, probíhajícími od vnitřní plochy k vnější ploše, s vnější dutinou, vytvořenou mezi vnější plochou a pláštěm, jehož podstata spočívá v tom, že aspoň v části vnitřního prostoru dutého prostředku pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů je umístěn vodicí prvek s vodicí plochou, mezi níž a vnitřní plochou je vytvořena volná oblast. Vodicí plocha se v aspoň části vnitřního prostoru směrem od vpusti přibližuje k vnitřní ploše. Průřez volné oblasti se podél podélné osy ve směru od vpusti k výpusti zmenšuje.
Podle výhodného provedení je vnitřní plocha dutého prostředku pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů v podstatě rovnoběžná s podélnou osou.
-3CZ 281512 B6
Podle dalšího výhodného provedení je minimálně podél 50 % podélného rozměru vnitřní plochy dutého prostředku pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů uspořádána část vodicí plochy, která je ve směru od vpusti nakloněna od podélné osy k vnitřní ploše.
Podle dalšího výhodného provedení je vodicí prvek umístěn v podstatě podél celého podélného rozměru vnitřní plochy a vodicí plocha je v podstatě podél celého podélného rozměru vnitřní plochy ve směru od vpusti nakloněna směrem ven od podélné osy. Průřez volné oblasti se od vpusti v podstatě podél celého podélného rozměru vnitřní plochy zmenšuje.
Podle dalšího výhodného provedení je vodicí plocha vodícího prvku ukončena vrcholovým koncem, umístěným blíže k vpusti, který je minimálně v jednom osovém řezu ohnutý.
Podle dalšího výhodného provedení je v podstatě celá první vodicí plocha minimálně v jednom osovém řezu ohnutá.
Podle dalšího výhodného provedení má první vodici plocha minimálně v jednom osovém řezu v podstatě tvar paraboly.
Podle dalšího výhodného provedení má první vodicí plocha ve všech osových řezech v podstatě tvar paraboly.
Podle dalšího výhodného provedení se první vodicí plocha přibližuje k druhé vnitřní ploše tak, že průřez první volné oblasti podél celkového podélného rozměru druhé vnitřní plochy se s odstupem od první vpusti lineárně zmenšuje.
Podle dalšího výhodného provedení se vodicí plocha na konci, odvráceném od vpusti dotýká, vnitřní plochy nebo má od této vnitřní plochy odstup, který dosahuje maximálně 5 % největšího průřezového rozměru vnitřního prostoru.
Podle dalšího výhodného provedení mají vnitřní plocha a volná oblast prstencový příčný průřez a obklopuji vodicí prvek.
Podle dalšího výhodného provedeni je vnější plocha uspořádána v odstupu od vnitřní plochy a délka dutých prostředků pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů je ve směru podélné osy dvakrát větší než odstup vnější plochy od vnitřní plochy.
Podle dalšího výhodného provedení je alespoň podstatná část průchodů opatřena katalyticky aktivním materiálem a alespoň podstatné části průchodů dutého prostředku pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů směřují od podélné osy směrem ven a svírají s ní úhel.
Podle dalšího výhodného provedeni je dutý prostředek pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů tvořen soustavou plechových prvků, z nichž minimálně každý druhý má vlny. Mezi vzájemně sousedícími plechovými prvky jsou vytvořeny průchody pro výfukové plyny a tvoří s nimi hraničící plochy, opatřené katalyticky aktivním materiálem. Průchody, ohraničené plechovými prvky, probíhají od podélné osy směrem ven.
-4CZ 281512 B6
Podle dalšího výhodného provedení mají vlny vrcholky, které leží v rovinách kolmých k podélné ose.
Podle dalšího výhodného provedení se u vrcholků vzájemně dotýkají sousedící plechové prvky.
Podle dalšího výhodného provedení je skříň na prvním konci pláště opatřena koncovou stěnou s otvorem a vpust je opatřena hrdlem, které je, přes otvor koncové stěny těsně spojeno s prostředkem pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů.
Podle dalšího výhodného provedení je plášť tvořen prvním plechovým dílcem a koncová stěna je tvořena druhým plechovým dílcem. První plechový dílec má boční hrany, probíhající od prvního konce k druhému konci pláště, které jsou vzájemně spojeny prvním obrubovým spojem. První konec pláště je spojen s druhým plechovým dílcem druhým obrubovým spojem.
Výhoda navrženého katalytického reaktoru spočívá v tom, že se při jeho provozu docílí homogenní rozdělení hustoty proudu po vnitřní ploše dutých prostředků pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů a má malý odpor při proudění. Další výhodou je to, že katalytický reaktor je vhodný pro vestavbu pod podlahou automobilu a jeho výroba je ekonomická. Rovněž tak poskytuje při studeném startu rychle dobré katalytické odstraňování škodlivin z výfukových plynů.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže osvětlen zorňuje obr.
Z
Z a
příčný obr. 1, příčný obr. 3, obr.
pomocí výkresů, na kterých podélný řez prvním katalytickým reaktorem, řez prvním katalytickým reaktorem podél čáry II obr. 3 podélný řez druhým katalytickým reaktorem, řez druhým katalytickým reaktorem podél čáry IV obr. 5 řez třetím prstencovým tělesem ve větším měřítku 6 řez čtvrtým prstencovým tělesem.
znáobr.
- II obr.
- IV
Příklady provedení vynálezu
Na obrázcích 1 a 2 je zobrazen první katalytický reaktor 1 pro katalytické odstraňování škodlivin z výfukových plynů, který je tvořen dutou válcovou první skříní 3.· První skříň 2 je tvořena kovovým prvním pláštěm 4, například z nerezové oceli, na jejímž prvním konci je upevněna první koncová stěna 5 a na jejímž druhém konci je upevněna druhá koncová stěna 6. Plocha obou koncových stěn 5, 6 je kolmá na první podélnou osu 2. první skříně 2·
První plášť 4 je vytvořen například z prvního plechového dílce, stočeného do válce. Boční hrany prvního pláště 4 jsou rovnoběžné s první podélnou osou 2 a jsou obroubené a/nebo přehnuté, čímž se vytvoří první obrubový spoj 7. První konec prvního pláště 4 je s první koncovou stěnou 5 spojen druhým obrubovým spojem 8 a druhý konec prvního pláště 4 je spojen s druhou koncovou stěnou 6 třetím obrubovým spojem 9. Koncové stěny 5, 6 jsou rovněž vytvořeny z druhých plechových dílců. První koncová stěna 5 má ve svém středu vytvořen první límec, vyčnívající směrem od prvního pláště 4, který ohraničuje první otvor 5a. Druhá koncová stěna 6 má ve svém středu vytvořen druhý límec, vyčnívající
-5CZ 281512 B6 směrem od prvního pláště 4, který ohraničuje druhý otvor 6a. K první skříni 2 je upevněna první vpust 10 výfukových plynů a první výpust 11 výfukových plynu. První vpust 10 a první výpust 11 jsou souosé s první podélnou osou 2 a jsou tvořeny vždy hrdlem, které zasahuje do příslušného otvoru 5a, 6a, přičemž první hrdlo, vytvořené na první vpusti 10, může zasahovat prvním otvorem 5a do vnitřku prvního pláště 4. Obé hrdla jsou pevně a těsně spojena s příslušnou koncovou stěnou 5, 6, tj. například svařena s příslušným límcem. První vpust 10 je tvořena prvním přechodovým úsekem 10b, na jehož prvním konci je vytvořeno první hrdlo. Na druhém konci prvního přechodového úseku 10b, který je odvrácen od prvního pláště 4, je vytvořen první válcový úsek 10a. První přechodový úsek 10b se kuželovité rozšiřuje od prvního válcového úseku 10a směrem k prvnímu hrdlu. První výpust 11 Ie tvořena druhým přechodovým úsekem 11b, na jehož prvním konci je vytvořeno druhé hrdlo. Na druhém konci druhého přechodového úseku 11b, který je odvrácen od prvního pláště 4, je vytvořen druhý válcový úsek 11a. Druhý přechodový úsek 11b se kuželovité rozšiřuje od druhého válcového úseku 11a směrem k druhému hrdlu. Z obou přechodových úseků 10b, 11b svírá stěna alespoň jednoho z nich, například prvního přechodového úseku 10b, s první podélnou osou 2 úhel nejvýše 20°, například nejvýše 15’.
V první skříni 3 je umístěn první dutý prostředek 20 pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů, který je tvořen prvním prstencovým tělesem 21, v odborné literatuře často označovaným jako substrát, které je souosý s první podélnou osou 2. První prstencové těleso 21 má první vnitřní plochu 21a a první vnější plochu 21b. Příčný průřez obou ploch 21a, 21b je kruhový. První prstencové těleso 21 je tedy vytvořeno jako kruhový dutý válec. Jak bude ještě blíže popsáno, je první prstencové těleso 21 tvořeno určitým počtem prstencových na sebe doléhajících plechových prvků 92, 93, 102, 103, na které je nanesen katalyticky aktivní ušlechtilý kov a mezi nimiž jsou vytvořeny první průchody 22 pro výfukové plyny. První průchody 22 probíhají kolmo k první podélné ose 2 od první vnitřní plochy 21a k první vnější ploše 21b.
První prstencové těleso 21 je opatřeno prvním přidržovacím dílem 24, který drží pohromadě plechové prvky 92, 93, 102, 103 a který spojuje první prstencové těleso 21 s první skříní 2. První přidržovací díl 24 je tvořen kovovým prvním pouzdrem 25, které prochází prvním prstencovým tělesem 21· První pouzdro 25 má druhou vnitřní plochu 25a a druhou vnější plochu 25b. První pouzdro 25 je válcové, takže příčný průřez druhé vnitřní plochy 25a a druhé vnější plochy 25b je kruhový. První pouzdro 25 je souosé s první podélnou osou 2. Vnitřní průměr prvního pouzdra 25 je přibližně, zejména přesné, velký jako vnitřní průměr prvního hrdla první vpusti 10. Vnější průměr prvního pouzdra 25 je nepatrně menší než vnitřní průměr prvního prstencového tělesa 21, takže mezi tímto prvním prstencovým tělesem 21 a prvním pouzdrem 25 vzniká úzká, v příčném řezu prstencová mezera. Vnější průměr prvního pouzdra 25 však může být shodný s vnitřním průměrem prvního prstencového tělesa 21, takže první prstencové těleso 21 obepíná zcela první pouzdro 25 bez vůle. První pouzdro 25 je opatřeno perforací, tvořenou velkým počtem pátých průchodů 25c.
Obrázky 1 a 2 nejsou zčásti kreslené v měřítku, a proto zejména tloušťky jednotlivých dílů první skříně 3., měřené kolmo
-6CZ 281512 B6 k první podélné ose 2, odstupy prvních průchodů 22 a rozměry a odstupy pátých průchodů 25c jsou ve srovnání s vnějšími rozměry první skříně 3 a prvního prstencového tělesa 21 mnohem menší, než jsou kreslené na obrázcích 1 a 2. Páté průchody 25c jsou ve skutečnosti tak dimenzované a rozdělené, že se páté průchody 25c podél první podélné osy 2 překrývají bez mezer. První prstencové těleso 21 a první pouzdro 25 jsou provedeny tak, že při provozu prvního katalytického reaktoru 1 může výfukový plyn, proudící pátými průchody 25c, proudit do všech prvních průchodů 22. Výfukový plyn se pak může aspoň zčásti dostat, v příčném sméru k první podélné ose 2 z pátých průchodů 25c do prvních průchodů
22. Pokud je mezi prvním prstencovým tělesem 21 a prvním pouzdrem 25 vytvořena prstencová mezera, může se výfukový plyn při provozu rozdělovat ještě v této prstencové mezeře a proudit dále podél první vnitřní plochy 21a a druhé vnější plochy 25b.
První pouzdro 25 je vytvořeno z kovového materiálu, například z nerezové oceli. První pouzdro 25 je na svém konci, přivráceném k první vpusti 10, pevně a těsně spojeno s prvním hrdlem první vpusti 10. První pouzdro 25 a první hrdlo mohou být vytvořeny jako samostatné díly, které se svaří na úrovni roviny, dané vnitřní plochou první koncové stěny 5, nebo první hrdlo může zasahovat trochu do vnitřku prvního pláště 4. První vpust 10 a první pouzdro 25 však mohou být provedeny jako jeden díl. První pouzdro 25 múze být svařeno s první koncovou stěnou 5, která je svařena s prvním hrdlem.
První přidržovací díl 24 má první přidržovací prvek 26, který je tvořen plochou kruhovou destičkou, jejíž průměr je přibližné shodný s vnějším průměrem prvního prstencového tělesa 24. První přidržovací prvek 26 je svarem pevně a těsně spojen s koncem prvního pouzdra 25, odvráceným od první vpusti 10. První prstencové těleso 21 je tedy umístěno mezi vnitřní plochou první koncové stěny 5 a prvním přidržovacim prvkem 6 a doléhá například přímo na první koncovou stěnu 5 a první přidržovací prvek 26, takže první koncová stěna 5 a první přidržovací prvek 26 drží plechové prvky 92, 93, 102, 103 pohromadě.
Uvnitř první vpusti 10 je vytvořen první vnitřní prostor
31. Uvnitř prvního pouzdra 25 je vytvořen druhý vnitřní prostor
32, který je spojen s prvním vnitřním prostorem 31 a na svém druhém konci, odvráceném od první vpusti 10, je těsně uzavřen prvním přidržovacim prvkem 26, který současné slouží jako uzavírací prvek. V druhém vnitřním prostoru 32 je umístěn první vodicí prvek 33 s první vodicí plochou 33a, která se od první vpusti 10 směrem k první výpusti 11 přibližuje k druhé vnitřní ploše 25a. Přitom je minimálně 50 % podélného rozměru prvního dutého prostředku 20 pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů, zejména celý podélný rozměr prvního dutého prostředku 20 pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů, nakloněn od první podélné osy 2 směrem ven k vnitřním plochám 21a, 25a. První vodicí plocha 33a je od svého prvního konce, umístěného u první vpusti 10, směrem k první výpusti 11 ohnutá konvexně a v podstatě má aspoň přibližně tvar paraboly. Z toho vyplývá, že první vodicí prvek 33 je tvořen rotačně symetrickým, zejména paraboloidním dutým tělesem. První vodicí prvek 33 je na svém vzdálenějším konci od první vpusti 10 upevněn například svarem na první přidržovací prvek 26 a/nebo na první pouzdro 25. Vrcholový bod paraboloidu, který je
-7CZ 281512 B6 tvořen prvním vrcholovým koncem 33b, se nalézá přibližně u roviny kolmé k první podélné ose 2, u které ústí první vpust 10 do druhého vnitřního prostoru 32,. Mezi prvním vodicím prvkem 22 a prvním pouzdrem 25 je vytvořena první volná oblast 32a. Průřez první volné oblasti 32a se podél první podélné osy 2 ve směru od první vpusti 10 k první výpusti 11 zmenšuje a to minimálně přibližné nebo přesné lineárně. Odvrácený konec první vodicí plochy 33a od první vpusti 10 se dotýká druhé vnitřní plochy 25a prvního pouzdra 25,nebo je mezi ním a druhou vnitřní plochou 25a vytvořena mezera, která maximálně dosahuje 5 %, zejména 3 % průměru druhé vnitřní plochy 25a.
První vnější dutina 34 je vytvořena jednak mezi prvním pláštěm 4 a první vnější plochou 21b ve vzdálenosti od první koncové stěny 5 až k druhé koncové sténě 6,a jednak mezi druhou koncovou stěnou 6 a prvním přidržovacím prvkem 26. První vnější dutina 34 je tedy vytvořena mezi prvním prstencovým tělesem 21 a prvním pláštěm 4. První vnější dutina 34 je spojena s pátým vnitřním prostorem 35, vytvořeným uvnitř první výpusti 11.
Druhý vnitřní prostor 32 slouží při provozu jako vstupní plocha výfukových plynů do prvního dutého prostředku 20 pro odstraňováni škodlivin z výfukových plynů. První vnitřní plocha 21a prvního prstencového tělesa 21 tedy tvoří vstupní plochu pro výfukové plyny. První vnější plocha 21b prvního prstencového tělesa 21 tvoří výstupní plochu pro výfukové plyny.
Délka prvního prstencového tělesa 21 ve směru první podélné osy 2 se minimálně rovná příčnému odstupu první vnější plochy 21b od první vnitřní plochy 21a a zejména je minimálně dvakrát a například dokonce minimálně třikrát větší než uvedený odstup. Vnější průměr prvního prstencového tělesa 21 je například nejvýše nebo přibližně stejné velký jako jeho podélný rozměr. Vnější průměr prvního prstencového tělesa 21 je například maximálně nebo přibližné třikrát větší než vnitřní průměr prvního válcového úseku 10a. Maximální vnější průměr první skříně 2 je zejména pětkrát větší než vnější průměr prvního válcového úseku 10a. Vnitřní plochy 21a, 25a jsou zejména minimálně desekrát a ještě lépe patnáctkrát větší než průřezová plocha prvního vnitřního prostoru 31 prvního válcového úseku 10a.
Na obrázcích 3 a 4 je zobrazen druhý katalytický reaktor 51 pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů, který je tvořen druhou skříní 52· Druhá skříň 53 je tvořena druhým pláštěm 54, na jejímž prvním konci je upevněna třetí koncová stěna 55 a na jejím druhém konci je upevněna čtvrtá koncová stěna 56. Plocha obou koncových stěn .55, 56 je kolmá na druhou podélnou osu 52 druhé skříně 53. Třetí koncová stěna 55 má ve svém středu vytvořen třetí límec, vyčnívající směrem od druhého pláště 54, který ohraničuje třetí otvor 55a. Čtvrtá koncová stěna 56 má ve svém středu vytvořen čtvrtý límec, vyčnívající směrem od druhého pláště 54, který ohraničuje čtvrtý otvor 56a. Ke druhé skříni 53 je upevněna druhá vpust 60 a druhá výpust 61 výfukových plynů. Druhá vpust 60 a druhá výpust 61 jsou souosé s druhou podélnou osou 52 a jsou tvořeny vždy hrdlem, které zasahuje do příslušného otvoru 55a, 56a. Obě hrdla jsou těsně a pevně spojena s příslušnou koncovou stěnou 55, 56, tj. například svařena s příslušným límcem. Druhá vpust 60 je tvořena třetím přechodovým úsekem 60b. na jehož
-8CZ 281512 B6 prvním konci je vytvořeno třetí hrdlo. Na druhém konci třetího přechodového úseku 60b. který je odvrácen od druhého pláště 54, je vytvořen třetí válcový úsek 60a. Třetí přechodový úsek 60b se kuželovité rozšiřuje od třetího válcového úseku 60a směrem k třetímu hrdlu. Druhá výpust 61 je tvořena čtvrtým přechodovým úsekem 61b, na jehož prvním konci je vytvořeno čtvrté hrdlo. Na druhém konci čtvrtého přechodového úseku 61b, který je odvrácen od druhého pláště 54., je vytvořen čtvrtý válcový úsek 61a. Čtvrtý přechodový úsek 61b se kuželovité rozšiřuje od čtvrtého válcového úseku 61a směrem ke čtvrtému hrdlu. Třetí a čtvrtý přechodový úsek 60b, 61b může být v závislosti na tvaru příslušného otvoru 55a, 56a rotačně symetrický vzhledem k druhé podélné ose 52.nebo může mít oválný nebo oválu podobný tvar. Druhý plášť 54 a koncové stěny 55, 56 mají oválný nebo oválu podobný tvar. Třetí otvor 55a je rovněž oválný nebo oválu podobný. Čtvrtý otvor 56a je kruhový nebo eventuelně také oválný nebo oválu podobný. Pod pojmem oválu podobný lze zahrnout také elipsy nebo obdélníky, u kterých jsou rohy nebo dokonce celé kratší strany nahrazeny obloukem.
V druhé skříni 53 je umístěn druhý dutý prostředek 70 pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů, který je tvořen druhým prstencovým tělesem 71, které je souosé s druhou podélnou osou
52. Druhé prstencové těleso 71 má třetí vnitřní plochu 71a a třetí vnější plochu 71b. Tyto plochy 71a, 71b jsou souběžné k druhé podélné ose 52 a mají přibližně oválný příčný průřez. Druhé prstencové těleso 71 má tedy v průřezu oválný nebo oválu podobný tvar dutého válce. Druhé prstencové těleso 71 je tvořeno určitým počtem prstencových na sebe doléhajících plechových prvků 92, 93, 102, 103, na které je nanesen katalyticky ušlechtilý kov a mezi nimiž jsou vytvořeny druhé průchody 72 pro výfukové plyny. Druhé prstencové těleso 71 je opatřeno druhým přidržovacím dílem
74, který je tvořen oválným nebo oválu podobným druhým pouzdrem
75, které má čtvrtou vnitřní plochu 75a, čtvrtou vnější plochu 75b a šesté průchody 75c. Druhý přidržovací díl 74 má druhý přidržovací prvek 76., který je tvořen oválnou plochou nebo oválu podobnou destičkou.
Uvnitř druhé vpusti 60 je vytvořen třetí vnitřní prostor 81 Uvnitř druhého pouzdra 75 je vytvořen čtvrtý vnitřní prostor 82, který je spojen s třetím vnitřním prostorem 81 a na svém konci, odvráceném od druhé vpusti 60, je těsně uzavřen druhým přidržovacím prvkem 76, který současně slouží jako uzavírací prvek. Ve čtvrtém vnitřním prostoru 82 je umístěn druhý vodicí prvek 83 s druhou vodici plochou 83a, která se od druhé vpusti 60 směrem k druhé výpusti 61 přibližuje ke čtvrté vnitřní ploše 75a. Konec -druhé vodicí plochy 83a, odvrácený od druhého přidržovaciho prvku 76, je uspořádán blíže druhé vpusti 60 u konce čtvrtého vnitřního prostoru 82 a například z něj ještě o něco vyčnívá do třetího přechodového úseku 60b. Druhá vodici plocha 83a je alespoň v části čtvrtého vnitřního prostoru 82, zejména v podstatě po celé délce čtvrtého vnitřního prostoru 82 ve směru od druhé vpusti 60 nakloněna od druhé podélné osy 52 směrem ven ke čtvrté vnitřní ploše 75a Největší část druhé vodici plochy 83a je v osovém řezu, kresleném na obrázku 3, a příkladné také ve všech ostatních osových řezech přímá. Druhý vrcholový konec 83b, kreslený v osovém řezu na obrázku 3, je tvořen zakřiveným úsekem, který v osových řezech plynule navazuje na přímý úsek druhé vodi
-9CZ 281512 B6 cí plochy 83a, která je na svém konci, odvráceném od druhé vpusti 60, v průřezu oválná nebo oválu podobná, je aspoň přibližně paralelní ke čtvrté vnitřní ploše 75a a má takové rozměry, že se dotýká čtvrté vnitřní plochy 75a, nebo má od ní odstup, který činí maximálně 5 %, zejména 3 % maximálního průřezového rozměru čtvrtého vnitřního prostoru 82, měřeného podél delší hlavní osy oválu. Druhá vodicí plocha 83a je například v průřezu aspoň přibližně až k druhému vrcholovému konci 83b oválná nebo oválu podobná a v průřezu je aspoň přibližné souběžná ke čtvrté vnitřní ploše 75a.
Mezi druhým vodicím prvkem 83 a čtvrtou vnitřní plochou 75a je vytvořena prstencová druhá volná oblast 82a. Dále existuje analogicky k první vnější dutině 34 prvního katalytického reaktoru 1 druhá vnější dutina 84 druhého katalytického reaktoru 51 a v druhé výpusti 61 je vytvořen šestý vnitřní prostor 85.
Pokud nebylo výše uvedeno něco jiného, může být druhý katalytický reaktor 51 proveden shodné nebo podobně jako první katalytický reaktor 1. Díly druhého katalytického reaktoru 51 odpovídají vždy dílům prvního katalytického reakoru 1.
První prstencové těleso 21 a druhé prstencové těleso 71 může být například provedeno podle obrázku 5, který ukazuje výřez třetího prstencového tělesa 91, které obsahuje soustavu prvních plechových prvků 92 a druhých plechových prvků 93., které podél příslušné podélné osy 2, 52 následují střídavě po sobě. Jedny vnitřní okraje plechových prvků 92, 93 tvoří společně příslušnou vnitřní plochu 21a, 71a. Druhé vnější okraje plechových prvků 92, 93 tvoří společně příslušnou vnější plochu 21b, 21b. Každý první plechový prvek 92 má větší počet prvních vln 92a s prvními vrcholky 92b. Každý druhý plechový prvek 93 má větší počet druhých vln 93a s druhými vrcholky 93b. První vlny 92a a první vrcholky 92b jsou přímé a vzájemně souběžné a probíhají kolmo k rovině řezu na obrázku 5. Druhé vlny 93a a druhé vrcholky 93b jsou rovněž přímé a vzájemné souběžné, ale svírají s prvními vlnami 92a a prvními vrcholky 92b pravý úhel a probíhají souběžně k rovině řezu na obrázku 5. První vlny 92a tedy kříží druhé vlny 93a, jak je to naznačeno na obrázku 2 a 4 vzájemné se křižujícími plnými, případné čárkovanými přímkami.
Vždy dva vzájemně sousedící plechové prvky 92, 93 se přibližně bodově dotýkají v místě křížení svými proti sobě směřujícími vrcholky 92b, 93b, které jsou rozděleny ve značném množství po jejich povrchu. Ve zbývajících oblastech povrchu, nezabraných těmito místy dotyku, je mezi sousedícími plechovými prvky 92, 93 vytvořen třetí průchod 94.
Na obrázcích 1 až 4 zobrazené první prstencové těleso 21 a druhé prstencové těleso 71 může být nahrazeno čtvrtým prstencovým tělesem 101, které obsahuje soustavu střídavé po sobě následujících třetích plechových prvků 102 a čtvrtých plechových prvků 103, jejichž okraje společné tvoří příslušnou válcovou vnitřní plochu 21a, 71a a příslušnou válcovou vnější plochu 21b, 71b. Každý třetí plechový prvek 102 má třetí vlny 102a s třetími vrcholky 102b. Třetí plechové prvky 102 jsou však tvarovány tak, že každá třetí vlna 102a probíhá od válcové vnitřní plochy čtvrtého prstencového tělesa 101 k válcové vnější ploše čtvrtého
-10CZ 281512 B6 prstencového tělesa 101. čtvrté plechové prvky 103 jsou ploché a přiléhají k třetím vrcholkům 102b sousedících třetích plechových prvků 102. Třetí plechový prvek 102 ohraničuje spolu s oběmi přiléhajícími čtvrtými plechovými prvky 103 množství čtvrtých průchodů 104, které probíhají od vnitřní k vnější ploše čtvrtého prstencového tělesa 101 a jsou v celé délce vzájemně oddělené. Alespoň podstatná část průchodů 22, 25c, 72, 75c, 94, 104 je opatřena katalyticky aktivním materiálem a alespoň podstatné části průchodů 22, 25c, 72. 75c, 94, 104 prostředku 20, 70 pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů směřují od podélné osy 2, 52 směrem ven a svírají s ní úhel.
Každý plechový prvek 92, 93, 102, 103, patrný na obrázcích 5 a 6, má nerezovou ocelovou vnitřní oblast nebo oblast jádra, jejíž povrch je opatřen povlakem kysličníku hlinitého. Na tento povlak je nanesen katalyticky aktivní materiál, který obsahuje aspoň jeden vzácný kov, například platinu a/nebo rhodium. Od jedné k druhé oblasti vln 92a, 93a, 102a je měřená výška vln 92a, 93a, 102a plechových prvků 92, 93., 102, 103, patrných na obrázcích 5 a 6, dosahuje přednostně nejvýše 1 mm, zejména 0,3 až 0,7 mm. Délka vlny 92a, 93a, 102a je například dva až čtyřikrát větší než výška vlny 92a. 93a, 102a.
První vpust 10 nebo druhá vpust 60 může být prostřednictvím dílů výfuku spojena s výstupem spalin benzinového spalovacího motoru automobilu a umístěna pod jeho podlahou. Obé skříně 3, 53 mají v porovnání s vnitřním průměrem příslušného válcového úseku 10a, 60a a v porovnání s množstvím výfukových plynů, z nichž mají být odstraňovány škodliviny, relativné malé průřezové rozměry, takže se dají dobře umístit.
Při provozu motoru a příslušného katalytického reaktoru 1, 51 proudí výfukové plyny ve směrech, označených na obrázcích 1 a 3 šipkami. Výfukový plyn tedy proudí vpustí 10, 60 do vnitřního prostoru 32, 82.· Potom proudí výfukový plyn nejdříve vnitřní plochou 25a, 75a pouzdra 25, 75 a pak u vnitřní plochy 21a, 71a prstencového tělesa 21, 71 do jeho průchodů 22, 72. Výfukový plyn pak proudí prstencovým tělesem 21, 71, přičemž při kontaktu s plochami, ohraničujícími průchody 22, 72, jsou z něho katalyticky odstraňovány škodliviny. Výfukový plyn vystupuje u vnější plochy 21b, 71b z prstencového tělesa 21, 71, proudí vnější dutinou 34., 84 a opouští katalytický reaktor 1, 51 výpustí 11, 61.
Vodicí prvek 33, 83 rozděluje výfukový plyn, proudící od vnitřního prostoru 31, 81 do dalšího vnitřního prostoru 32, 82 při množství výfukových plynů, kolísajícím ve značném rozsahu za časovou jednotku, aspoň rovnoměrně po celé vstupní ploše výfukových plynů dutých prostředků 20, 70 pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů. Rychlost proudění a směr proudění výfukových plynů, nalézajících se ve volné oblasti 32a, 82a v blízkosti vnitřní plochy 25a, 75a je, při konstantním množstvím výfukových plynů, proudících za časovou jednotku katalytickým reaktorem 1, 51, u celé vnitřní plochy 25a, 75a a zejména podél jejího celého podélného rozsahu, přibližně konstantní. Tomu odpovídá i přibližné konstantní rychlost proudění a hustota proudu u celé vnitřní plochy 21a, 71a. Zvláště je výhodné, když ubývá plocha průřezu volné oblasti 32a, 82a podél podélné osy 2, 52 osy od vpusti 10, 60 lineárně. První vodicí plocha 33a se přibližuje k druhé vnitř
-11CZ 281512 B6 ní ploše 25a tak, že průřez první volné oblasti 32a podél celkového podélného rozměru druhé vnitřní plochy 25a se s odstupem od první vpusti 10 lineárně zmenšuje.
Proudění při průtoku, vyskytujícím se za provozu ve vnitřním prostoru 31, 32 , 35, 81, 82 , 85 a ve vnější dutině 34., 84 je aspoň přibližně bez turbulence, takže v těchto prostorech 31, 32, 35, 81, 82, 85 nevznikají žádné víry a zejména žádné velké víry. To pomáhá spolu s rovnoměrnou hustotou proudu výfukových plynů udržet nízký odpor při proudění a nízkou tlakovou ztrátu.
Malé rozměry výšky vln 92a, 93a, 102a a délky vln 92a, 93a, 102a zaručují intenzivní kontakt výfukových plynů, protékajících průchody 94, 104, s katalyticky aktivním materiálem. To umožňuje navrhnout průchody 94, 104 relativné krátké a objem prstencového tělesa 91, 101 v porovnání s množstvím výfukových plynů za časovou jednotku je relativně malý, což určuje nízký požadavek na prostor a potřebu materiálu a na výrobní náklady prstencového tělesa 91, 101. Výfukový plyn se dostává při proudění do katalytického reaktoru 1, 51 vpustí 10, 50 přímo a bez kontaktu s pláštěm 4, 54 as koncovými stěnami 5, 55 skříně 3, 53 do vnitřního prostoru 32, 82. Výfukový plyn tak odevzdává před vtokem do dutých prostředků 20., 70 pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů pouze málo tepla do okolí. Při studeném startu katalytického reaktoru 1, 51, tj., když vykazuje při začátku dodávek výfukových plynů ještě přibližně teplotu okolí, ohřeje proto horký výfukový plyn prstencové těleso 21, 71 rychle na teplotu, nutnou pro efektivní katalytické odstraňování škodlivin z výfukových plynů.
Vnitřní prostory 31, 32, 81, 82 katalytických reaktorů 1, 51 jsou zcela plynotěsně uzavřené proti okolí tak, že se všechen výfukový plyn, přivedený k vpusti 10, 60, dostane k dutým prostředkům 20, 70 pro zpracování výfukových plynů a že výfukový plyn má v těchto vnitřních prostorech 31, 32, 81, 82 stejné složeni jako při výstupu z motoru. Obrubové spoje 7, 8, 9 nejsou sice zcela dokonalé, ale jsou plynotěsné. Protože hraničí pouze s vnější dutinou 34., 84 , nevadí malá netěsnost, vyskytující se na obrubových spojích 7, 8, 9.
Katalytické reaktory 1, 51 vat. Zejména se mohou vzájemné kých reaktorů 1, 51. První vodicí prvek proveden místo ve tvaru paraboloidu v přičemž může být první vrcholový konec 33b řezu řezu, vedeném delší a/nebo kratší hlavni ve všech osových řezech, tvar paraboly.
se mohou různým způsobem obměňokombinovat znaky obou katalytic33 může být například podstatě kuželovité, špičatý, nebo v osovém zaoblený. Opačné může mít druhý vodicí vedeném delší a/nebo kratší hlavni osou prvek oválu v osovém a například
Dále se mohou nahradit obrubové spoje 7, 8, 9 svařováním.
Dále se mohou vypustit koncové stěny 6, 56 a místo nich rozšířit přechodový úsek 11b, 61b výpusti 11, 61 tak, že mohou být spojeny přímo s pláštěm 4, 54,. Plášť 4, 54 se pak navíc může zkrátit tak, že je spojen s přechodovým úsekem 11b, 61b výpusti 11, 61 přibližně v rovině, určené přidržovacím prvkem 26., 76. Případné mohou být dokonce plášť 4_, 54 a jedna koncová stěna 5, 6., 55, 56 a plášť 4, 54 a výpust 11, 61 tvořeny jednodílným tělesem.
-12CZ 281512 B6
Přidržovací prvek 26, 76 může být místo kompaktní destičky tvořen prstencovým kotoučem, svařeným na svém vnitřním okraji s vodicím prvkem 33, 83.. Dále se může mezi koncovou stěnou 5, 55 a prstencovým tělesem 21, 71 uspořádat prstencová, tepelně - izolační a/nebo v podélném směru trochu pružící vložka. Místo toho se může na pouzdro 25, 75 v malé vzdálenosti od koncové stěny 5, 55 upevnit, například svarem, kroužek a uspořádat prstencové těleso 21, 71 mezi tímto kroužkem a přidržovacim prvkem 26, 76 tak, že mezi koncovou stěnou 5, 55 a prstencovým tělesem 21, 71 vznikne prstencová mezera, která obsahuje při provozu pouze výfukové plyny a tvoří tepelnou izolaci.
Dále může být pouzdro 25, 75, uspořádané uvnitř prstencového tělesa 21, 71, nahrazeno jiným vnějším pouzdrem, obklopujícím prstencové těleso 21, 71.
Průmyslová využitelnost
Katalytický reaktor je především určen k tomu, aby katalytickým odstraňováním škodlivin čistil výfukové plyny spalovacích motorů, například benzinových spalovacích motoru. Spalovací motor může být například součástí automobilu nebo jiného motorového vozidla, nebo může sloužit případně pro pohon generátoru nouzového proudu v stacionárním provozu.

Claims (18)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Katalytický reaktor pro katalytické odstraňování škodlivin z výfukových plynů, zejména výfukových plynů spalovacího motoru, sestávající ze skříně (3, 53) s podélnou osou (2, 52), v níž je umístěn dutý prostředek (20, 70) pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů, který má vnější plochu (21b, 71b) a vnitřní plochu (25a, 75a) a uvnitř něhož je vytvořen vnitřní prostor (32, 82), přičemž skříň (3, 53) je tvořena pláštěm (4, 54), na nějž navazuje vpust (10, 60) a výpust (11, 61), které ústí do vnitřního prostoru (32, 82), jenž je propojen průchody (22, 25c, 72, 75c, 94, 104), probíhajícími od vnitřní plochy (25a, 75a) k vnější ploše (21b, 71b), s vnější dutinou (34, 84), vytvořenou mezi vnější plochou (21b, 71b) a pláštěm (4, 54), vyznačující se tím, že aspoň v části vnitřního prostoru (32, 82) dutého prostředku (20, 70) pro odstraňováni škodlivin z výfukových plynů je umístěn vodicí prvek (33, 83) s vodici plochou (33a, 83a), mezi níž a vnitřní plochou (25a, 75a) je vytvořena volná oblast (32a, 82a), přičemž vodicí plocha (33a, 83a) se v aspoň části vnitřního prostoru (32, 82) směrem od vpusti (10, 60) přibližuje k vnitřní ploše (25a, 75a) a průřez volné oblasti (32a, 82a) se podél podélné osy (2, 52) ve směru od vpusti (10, 60) k výpusti (11, 61) zmenšuje.
  2. 2. Katalytický reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní plocha (25a, 75a) dutého prostředku (20, 70) pro odstraňováni škodlivin z výfukových plynů je v podstatě rovnoběžná s podélnou osou (2, 52).
    -13CZ 281512 B6
  3. 3. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 a 2, vy- značující se tím, že část vodicí plochy (33a, 83a) je minimálně podél 50 % podélného rozměru vnitřní plochy (25a, 75a) dutého prostředku (20, 70) pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů ve směru od vpusti (10, 60) nakloněna od podélné osy (2, 52) k vnitřní ploše (25a, 75a).
  4. 4. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 až 3, vy- značující se tím, že vodicí prvek (33, 83) je umístěn v podstatě podél celého podélného rozměru vnitřní plochy (25a, 75a) a vodicí plocha (33a, 83a) je v podstatě podél celého podélného rozměru vnitřní plochy (25a, 75a) ve směru od vpusti (10, 60) nakloněna směrem ven od podélné osy (2, 52), přičemž průřez volné oblasti (32a, 82a) se od vpusti (10, 60) v podstatě podél celého podélného rozměru vnitřní plochy (25a, 75a) zmenšuje.
  5. 5. Katalytický reaktor podle některého z nároků 3 a 4, vyznačující se tím, že vodicí plocha (33a, 83a) vodícího prvku (33, 83) je ukončena vrcholovým koncem (33b, 83b), umístěným blíže k vpusti (10, 60), který je minimálně v jednom osovém řezu ohnutý.
  6. 6. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že v podstatě celá první vodicí plocha (33a) je minimálně v jednom osovém řezu ohnutá.
  7. 7. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že první vodicí plocha (33a) má minimálně v jednom osovém řezu v podstatě tvar paraboly .
  8. 8. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že první vodicí plocha (33a) má ve všech osových řezech v podstatě tvar paraboly.
  9. 9. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že první vodicí plocha (33a) se přibližuje k druhé vnitřní ploše (25a) tak, že průřez první volné oblasti (32a) podél celkového podélného rozměru druhé vnitřní plochy (25a) se s odstupem od první vpusti (10) lineárně zmenšuje.
  10. 10. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že vodicí plocha (33a, 83a) se na konci, odvráceném od vpusti (10, 60), dotýká vnitřní plochy (25a, 75a), nebo má od této vnitřní plochy (25a, 75a) odstup, který dosahuje maximálně 5 % největšího průřezového rozměru vnitřního prostoru (32, 82).
  11. 11. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že vnitřní plocha (25a,
    75a) a volná oblast (32a, 82a) mají prstencový příčný průřez a obklopují vodicí prvek (33, 83).
  12. 12. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 až 11, vy- značující se tím, že vnější plocha (21b, 71b) je uspořádána v odstupu od vnitřní plochy (25a, 75a) a délka
    -14CZ 281512 B6 dutých prostředků (20, 70) pro odstraňováni škodlivin z výfukových plynů je ve směru podélné osy (2, 52) dvakrát větší než odstup vnější plochy (21b, 71b) od vnitřní plochy (25a, 75a).
  13. 13. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 až 12, vy- značující se tím, že alespoň podstatná část průchodů (22, 25c, 72, 75c, 94, 104) je opatřena katalyticky aktivním materiálem a alespoň podstatné části průchodů (22, 25c, 72, 75c, 94, 104) dutého prostředku (20, 70) pro odstraňováni škodlivin z výfukových plynů směřují od podélné osy (2, 52) pod úhlem směrem ven.
  14. 14. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že dutý prostředek (20, 70) pro odstraňováni škodlivin z výfukových plynů je tvořen soustavou plechových prvků (92, 93, 102, 103), z nichž minimálně každý druhý má vlny (92a, 93a, 102a), přičemž mezi vzájemné sousedícími plechovými prvky (92, 93, 102, 103) jsou vytvořeny průchody (22, 72, 94, 104) pro výfukové plyny a tvoři s nimi hraničící plochy, opatřené katalyticky aktivním materiálem, přičemž průchody (22, 72, 94, 104), ohraničené plechovými prvky (92, 93, 102, 103), probíhají od podélné osy (2, 52) směrem ven.
  15. 15. Katalytický reaktor podle nároku 14, vyznačující se tím, že vlny (92a, 93a, 102a) mají vrcholky (92b, 93b, 102b), které leží v rovinách kolmých k podélné ose (2, 52).
  16. 16. Katalytický reaktor podle nároku 15, vyznačující se tím, že u vrcholků (92b, 93b, 103b) se vzájemně dotýkají sousedící plechové prvky (92, 93, 102, 103).
  17. 17. Katalytický reaktor podle některého z nároků 1 až 16, vyznačující se tím, že skříň (3, 53) je na prv- ním konci pláště (4, 54) opatřena koncovou stěnou (5, 55) s otvorem (5a, 55a) a vpust (10, 60) je opatřena hrdlem, které je přes otvor (5a, 55a) koncové stěny (5, 55) těsně spojeno s prostředkem (20, 70) pro odstraňování škodlivin z výfukových plynů.
  18. 18. Katalytický reaktor podle nároku 17, vyznačující se tím, že plášť (4, 54) je tvořen prvním plechovým dílcem a koncová stěna (5, 55) je tvořena druhým plechovým dílcem, přičemž první plechový dílec má boční hrany, probíhající od prvního konce k druhému konci pláště (4, 54), které jsou vzájemné spojeny prvním obrubovým spojem (7) a první konec pláště (4, 54) je spojen s druhým plechovým dílcem druhým obrubovým spojem (8).
CZ941370A 1993-06-04 1994-06-03 Katalyzátor pro katalytické zpracování výfukových plynů CZ281512B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH167893 1993-06-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ137094A3 CZ137094A3 (en) 1994-12-15
CZ281512B6 true CZ281512B6 (cs) 1996-10-16

Family

ID=4216044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ941370A CZ281512B6 (cs) 1993-06-04 1994-06-03 Katalyzátor pro katalytické zpracování výfukových plynů

Country Status (21)

Country Link
US (1) US5531968A (cs)
EP (1) EP0627549B1 (cs)
JP (1) JPH0749027A (cs)
KR (1) KR950001064A (cs)
CN (1) CN1097646A (cs)
AT (1) ATE141667T1 (cs)
AU (1) AU6454994A (cs)
BR (1) BR9402188A (cs)
CA (1) CA2125131A1 (cs)
CZ (1) CZ281512B6 (cs)
DE (1) DE59400508D1 (cs)
DK (1) DK0627549T3 (cs)
ES (1) ES2091680T4 (cs)
FI (1) FI942595A (cs)
GR (1) GR3020977T3 (cs)
HU (1) HU211198B (cs)
PL (1) PL303704A1 (cs)
RU (1) RU2134802C1 (cs)
TR (1) TR28799A (cs)
TW (1) TW267203B (cs)
ZA (1) ZA943918B (cs)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0983793A3 (de) * 1998-09-04 2001-05-09 LEISTRITZ AG & CO. Abgastechnik Abgaskatalysator aus Metallfolien
DE10056279A1 (de) * 2000-11-14 2002-05-29 Emitec Emissionstechnologie Radial durchströmbarer und segmentierter Wabenkörper
US6663839B2 (en) 2001-02-26 2003-12-16 Abb Lummus Global Inc. Radial flow gas phase reactor and method for reducing the nitrogen oxide content of a gas
US6821490B2 (en) 2001-02-26 2004-11-23 Abb Lummus Global Inc. Parallel flow gas phase reactor and method for reducing the nitrogen oxide content of a gas
US20020159923A1 (en) * 2001-02-26 2002-10-31 Platvoet Erwin M.J. Gas phase reactor and process for reducing nitrogen oxide in a gas stream
DE102005048909A1 (de) * 2005-10-10 2007-04-12 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Bauteil einer Abgasanlage
CN1986035B (zh) * 2005-12-22 2010-11-24 中国石油化工股份有限公司 一种汽车尾气的净化方法
DE102008044711A1 (de) * 2008-08-28 2010-03-04 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Kombination aus Wärmetauscher und Katalysator als Komponente eines Abgassystems
FR2945576A1 (fr) * 2009-05-14 2010-11-19 Peugeot Citroen Automobiles Sa Melangeur, dispositif de depollution et ligne d'echappement equipee de ce melangeur.
CN103670611B (zh) * 2013-12-16 2016-04-27 上海三一重机有限公司 一种尾气处理装置及包括该尾气处理装置的柴油发动机

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3535879A (en) * 1968-01-18 1970-10-27 Aerojet General Co Catalyst pack
US3594131A (en) * 1969-11-10 1971-07-20 Universal Oil Prod Co Catalytic converter
US3811845A (en) * 1970-07-30 1974-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Vehicle exhaust control equipment
US3736105A (en) * 1971-10-06 1973-05-29 J F Tourtellotte Catalytic muffler
DE2201881A1 (de) * 1972-01-15 1973-07-19 Volkswagenwerk Ag Aus einem stueck bestehender traegerkoerper fuer katalysatoren
DE2655751B1 (de) * 1976-12-09 1978-06-22 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Vorrichtung zur Aufnahme von körnigen Katalysatoren fur die Abgasentgiftung an Brennkraftmaschinen
US4196170A (en) * 1978-05-26 1980-04-01 Caterpillar Tractor Co. Multistage catalytic reactor having a pressure responsive gas flow control valve therein
DE2905241A1 (de) * 1979-02-12 1980-08-14 Bremshey Ag Traegermatrix fuer einen katalytischen reaktor zur abgasreinigung bei brennkraftmaschinen
DE2944841A1 (de) * 1979-11-07 1981-05-21 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Katalytischer abgaskonverter fuer brennkraftmaschinen
US5119551A (en) * 1989-02-06 1992-06-09 Tennessee Gas Pipeline Company Method of making a catalytic converter with one piece housing
FI921889A (fi) * 1991-05-02 1992-11-03 Scambia Ind Dev Ag Katalysator foer katalytisk behandling av avgaser

Also Published As

Publication number Publication date
AU6454994A (en) 1994-12-08
ES2091680T3 (es) 1996-11-01
DE59400508D1 (de) 1996-09-26
ATE141667T1 (de) 1996-09-15
KR950001064A (ko) 1995-01-03
EP0627549B1 (de) 1996-08-21
CN1097646A (zh) 1995-01-25
JPH0749027A (ja) 1995-02-21
PL303704A1 (en) 1994-12-12
CZ137094A3 (en) 1994-12-15
HUT67893A (en) 1995-05-29
US5531968A (en) 1996-07-02
DK0627549T3 (cs) 1997-02-24
FI942595A0 (fi) 1994-06-02
EP0627549A1 (de) 1994-12-07
HU211198B (en) 1995-11-28
FI942595A (fi) 1994-12-05
TR28799A (tr) 1997-03-25
BR9402188A (pt) 1995-06-13
ES2091680T4 (es) 1997-12-01
HU9401664D0 (en) 1994-09-28
CA2125131A1 (en) 1994-12-05
RU2134802C1 (ru) 1999-08-20
TW267203B (cs) 1996-01-01
GR3020977T3 (en) 1996-12-31
ZA943918B (en) 1995-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6689327B1 (en) Catalytic converter for reducing hydrocarbon in the exhaust gases of a motor vehicle
US6684938B2 (en) EGR cooler
US5484575A (en) Catalytic converter for the catalytic treatment of exhaust gas
EP1770253B1 (en) Exhaust purification apparatus for engine
JP4526190B2 (ja) 少なくとも1つの誘導面を有する排気ガスシステム
CZ281512B6 (cs) Katalyzátor pro katalytické zpracování výfukových plynů
US20060107656A1 (en) Exhaust gas after-treatment unit with countercurrent housing and corresponding process for exhaust gas after-treatment
KR20070121805A (ko) 배기 가스 열 교환기, 특히 자동차의 배기 가스 재순환을위한 배기 가스 냉각기
US5307628A (en) Exhaust line allowing a faster triggering of the catalyst
PL175616B1 (pl) Katalizator do katalitycznej obróbki spalin
US7210287B2 (en) Accelerating catalytic conversion
US5996339A (en) Device for catalytic purification of exhaust gases
US5899063A (en) Water-cooled catalyst system
EP1148231A1 (en) Egr cooler
CN115075919A (zh) 排气/反应剂混合布置结构
US20190257330A1 (en) Vortex flow catalytic conversion apparatus and method of vortex flow catalytic conversion
EP0831211B1 (en) Exhaust purifying apparatus for internal combustion engine
KR20010031886A (ko) 노출된 열 방출면을 갖는 촉매 베드
US11623180B2 (en) Catalytic converter
JP2007513277A (ja) エンジン排出noxの削減
US20040091402A1 (en) Insert for an exhaust gas channel
CN113137299B (zh) 用于将气体引入内燃机的排气流中的气体/气体混合器
AU2001296199B2 (en) Insert for an exhaust gas channel
AU2001296199A1 (en) Insert for an exhaust gas channel
JPS6139071Y2 (cs)

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20000603