DE1088764B - Catalytic exhaust gas cleaner for internal combustion engines - Google Patents

Description

Die Regelung der Temperatur des Katalysators ist bei der katalytischer! Abgasreinigung von Brennkraftmaschinen ein schwieriges Problem. Jeder Katalysator hat je nach dem verwendeten Werkstoff eine ganz bestimmte Temperatur bzw. einen Temperaturbereich, in dem er eine maximale Wirkung ausübt. Bei zu geringer Temperatur verringert sich die Wirkung beträchtlich. Wenn die Temperatur ausreichend ansteigt und der Katalysator voll wirksam ist, wird die erzeugte Wärme, die von den zuströmenden Abgasen und aus ,der katalytischen Reaktion herrührt, oft zu groß. Im allgemeinen wird die Wärme so groß, daß die Anlage betriebsunfähig wird, oder zum mindesten so groß, daß teure hochhitzebeständige Werkstoffe für den Katalysatorbehälter und teure und raumsperrige Isolationen erforderlich werden. Die Katalysatoren müssen, um arbeiten zu können und wirksam zu sein, auf einer Temperatur zwischen 315 und 815° C gehalten werden und sind bei Temperaturen zwischen 482 und 593° C am wirksamsten.The regulation of the temperature of the catalytic converter is more catalytic! Exhaust gas cleaning from internal combustion engines a difficult problem. Each catalytic converter has a very specific one, depending on the material used Temperature or a temperature range in which it has a maximum effect. In to the effect is considerably reduced at low temperatures. When the temperature rises enough and the catalyst is fully effective, the heat generated is that of the incoming exhaust gases and from which arises from the catalytic reaction, often too great. In general, the heat becomes so great that the system becomes inoperable, or at least at least so large that expensive, highly heat-resistant materials for the catalyst container and expensive and bulky Isolations will be required. In order to work and to be effective, the catalysts must be kept at a temperature between 315 and 815 ° C and are at temperatures between 482 and 593 ° C are most effective.

Es wurde gefunden, daß die günstigste Betriebstemperatur eingehalten und der Katalysator in einem praktisch brauchbaren Temperaturbereich gehalten wird, wenn erfindungsgemäß in der Katalysatorkammer ein mit einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllter Metallkolben angeordnet ist, der mit einer dehnbaren Dose, die die veränderliche Drosselklappe steuert, verbunden ist. Hierdurch kann die maximale Wirkung eingestellt werden.It has been found that the most favorable operating temperature is maintained and the catalyst in one practically usable temperature range is maintained when according to the invention in the catalyst chamber a filled with a gas or a liquid metal piston is arranged with an expandable Dose that controls the variable throttle valve is connected. This allows the maximum effect can be set.

An Hand der Zeichnungen wird die erfindungsgemäße Vorrichtung näher erläutert.The device according to the invention is explained in more detail with reference to the drawings.

Fig. 1 ist eine zum Teil geschnittene Seitenansicht eines katalytischen Abgasreinigers,Fig. 1 is a partially sectioned side view of a catalytic exhaust gas purifier;

Fig. 2 eine nach der Linie 2-2 der Fig. 1 geschnittene Ansicht.FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1.

Die Anlage besteht aus einer von der nicht dargestellten Maschine kommenden Abgasleitung 2, einer Katalysatorkammer 4 und einer von dieser ins Freie führenden Abgasleitung 6. Die Kammer 4 hat eine Metallblechwandung 8 mit eingeschweißten Metallblechzwischenwänden 10 und 12, die mit Löchern für den Durchtritt der Abgase versehen sind. Im inneren Kammerteil 16 befindet sich ein Oxydationskatalysator. Die Abgase müssen daher von der Abgasleitung 2 über die Zwischenwand 12 durch den Kataly- satorraum 16 strömen, um aus dem Kammerteil 18 zur Abgasleitung 6 abzuströmen. Durch die Berührung mit dem Katalysator werden die Kohlenwasserstoffe und andere organische Verbindungen restlos oxydiert, so daß die unschädlichen Abgase ins Freie treten.The system consists of an exhaust pipe 2 coming from the machine, not shown, a catalyst chamber 4 and an exhaust pipe 6 leading from this into the open. The chamber 4 has a sheet metal wall 8 with welded sheet metal partitions 10 and 12, which are provided with holes for the passage of the exhaust gases are. In the inner chamber part 16 there is an oxidation catalyst. The exhaust gases must therefore flow from the exhaust pipe 2 via the partition 12 through the catalytic converter space 16 in order to flow out of the chamber part 18 to the exhaust pipe 6. Contact with the catalytic converter completely oxidizes the hydrocarbons and other organic compounds so that the harmless exhaust gases escape into the open.

Neben der Verbindung der Abgasleitung 2 mit der Katalysatorkammer 4 ist ein Einlaßrohr 20 angeschlossen, durch das in bekannter Weise die für die katalytische Oxydation erforderliche Luft durch dieIn addition to the connection of the exhaust pipe 2 with the catalyst chamber 4, an inlet pipe 20 is connected, by which in a known manner the air required for the catalytic oxidation through the

Katalytischer Abgasreiniger
für BrennkraftmaschinenCatalytic exhaust gas cleaner
for internal combustion engines

Anmelder:Applicant:

General Motors Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)General Motors Corporation,
Detroit, me. (V. St. A.)

. Vertreter: Dipl.-Ing. E. Vorwerk
und Dipl.-Ing. K. Walter, Patentanwälte,
Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9. Representative: Dipl.-Ing. E. Vorwerk
and Dipl.-Ing. K. Walter, patent attorneys,
Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. April 1958Claimed priority:
V. St. v. America April 18, 1958

George Joseph Nebel, Grosse Pointe, Mich.George Joseph Nebel, Grosse Pointe, Mich.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden(V. St. A.),
has been named as the inventor

Wirkung einer Venturidüse 22 aus dem Freien angesaugt wird. Die Einlaßleitung 20 enthält eine veränderliche Drosselstelle 23 (Fig. 2), die aus einer in das Rohr eingeschweißten Metallblende 24 besteht, deren öffnung durch eine Verschlußplatte 26 regelbar ist. Die um eine Schraube 30 vor die Öffnung der Blende 24 schwenkbare Verschlußplatte 26 ragt durch einen Schlitz 28 nach außen. Die geregelte Drosselstelle 23 bestimmt somit zusammen mit dem von den Abgasen durchströmten Venturirohr 22 die Luftmenge, die den Abgasen zugeführt wird. Die Abschlußplatte 26 ist über einen Lenker 32, einen Winkelhebel 34 und einen Lenker 36 mit einer dichten, dehnbaren Dose 40, die an der Außen wandung 8 befestigt ist, verbunden, in die ein mit einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllter, in dem Katalysator eingebetteter Metallkolben 38 mündet. Das Gas oder die Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, oder ein bei Wärme sich ausdehnendes Wachs dehnt sich bei Erwärmen des Kolbens 38 aus und bewegt die Dose 40 nach oben. Die Dose kann gepreßt oder sonstwie hergestellt sein und verhältnismäßig starke federnde Wände aus Gummi oder Metall haben, so daß ₍sie sich normalerweise zusammenzieht. Diese Wirkung kann auch durch eine leichte Feder innerhalb der Dose oder im Zuge des Gestänges erreicht werden. Bei zusammengezogener Dose 40 ist die betätigte Abschlußplatte 26 in Richtung auf die Schließlage bewegt.Effect of a venturi 22 is sucked in from the open air. The inlet line 20 contains a variable throttle point 23 (FIG. 2), which consists of a metal screen 24 welded into the tube, the opening of which can be regulated by a closure plate 26. The closure plate 26, which can be pivoted about a screw 30 in front of the opening of the diaphragm 24, protrudes through a slot 28 to the outside. The regulated throttle point 23, together with the Venturi tube 22 through which the exhaust gases flow, thus determines the amount of air that is supplied to the exhaust gases. The end plate 26 is connected via a handlebar 32, an angle lever 34 and a handlebar 36 to a tight, expandable can 40 which is attached to the outer wall 8, in which a gas or liquid-filled, embedded in the catalyst Metal piston 38 opens. The gas or liquid, e.g. B. mercury, or a wax that expands when heated expands when the piston 38 is heated and moves the can 40 upwards. The can can be pressed or otherwise manufactured and have relatively strong resilient walls made of rubber or metal so that ₍ it normally contracts. This effect can also be achieved by a light spring inside the can or in the course of the linkage the actuated end plate 26 is moved in the direction of the closed position.

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Die dehnbare Dose, das Gestänge und die Verschlußplatte sind so eingestellt, daß die gewünschte Temperatur in der Katalysatorkammer eingehalten wird. Die Arbeitsweise ist hierbei folgende: Ist der Katalysator kalt, so ist die Dose 40 zusammengezogen, und die Abschlußplatte 26 bewirkt eine maximale Drosselung der durch die Einlaßleitung 20 zuströmenden Luft. Es wird also verhältnismäßig wenig Kühlluft in den Abgasstrom eingeführt, so daß sich der Katalysator durch die Abgaswärme ziemlich schnell erwärmt. Erreicht der Katalysator die gewünschte Temperatur, etwa 538° C, so dehnt sich die Dose 40 und bewegt über das Gestänge die Abschlußplatte 26., so daß diese die Drosselstelle öffnet und den Abgasen mehr Kühlluft zuströmen kann. Es wird ein Gleichgewichtszustand erreicht, bei dem der Katalysator auf der gewünschten Temperatur bzw. in dem gewünschten Temperaturbereich gehalten wird.The expandable can, the linkage and the closure plate are set so that the desired temperature is maintained in the catalyst chamber will. The mode of operation is as follows: If the catalyst is cold, the can 40 is contracted, and the closing plate 26 effects a maximum throttling of the inflowing through the inlet line 20 Air. So there is relatively little cooling air introduced into the exhaust gas flow, so that the catalytic converter is heated up fairly quickly by the heat of the exhaust gas. If the catalyst reaches the desired Temperature, about 538 ° C, the can 40 expands and moves the end plate via the linkage 26., so that this opens the throttle point and more cooling air can flow to the exhaust gases. It will reached an equilibrium state in which the catalyst at the desired temperature or in the desired temperature range is maintained.

Die Einrichtung soll vorzugsweise in einem Temperaturbereich zwischen 315 und 815° C arbeiten und eine genügend große mechanische Stellkraft erzeugen, um die Verschlußplatte 26 ohne Verstärkung verstellen zu können. Die Drosselung der eintretenden Luft ist wegen ihres einfachen Aufbaues vorteilhaft und hat nur geringe Reibungswiderstände, so daß eine nur geringe Kraft zur Betätigung benötigt wird.The device should preferably operate in a temperature range between 315 and 815 ° C and generate a sufficiently large mechanical actuating force to adjust the closure plate 26 without reinforcement to be able to. The throttling of the incoming air is advantageous because of its simple structure and has only low frictional resistance, so that only a small amount of force is required for actuation.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH:PATENT CLAIM: Katalytischer Abgasreiniger für Kraftfahrzeuge mit einer einen Oxydationskatalysator enthaltenden Kammer, der die Abgase über eine Leitung, die eine Venturidüse und eine durch eine veränderliche Drosselklappe regelbare Lufteinlaßleitung enthält, zugeführt und von der sie nach der Reinigung über eine Leitung abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Katalysatorkammer (4) ein mit einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllter Metallkolben (38) angeordnet ist, der mit einer dehnbaren Dose (40), die die veränderliche Drosselklappe (23) steuert, verbunden ist.Catalytic exhaust gas purifier for automobiles with a chamber containing an oxidation catalyst, the exhaust gases via a line, one Venturi nozzle and one air inlet line which can be regulated by a variable throttle valve contains, supplied and from which they are removed via a line after cleaning, thereby characterized in that in the catalyst chamber (4) a filled with a gas or a liquid Metal piston (38) is arranged with an expandable can (40), which the changeable Throttle valve (23) controls, is connected. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 470 389, 563 757,
284.Considered publications:
German patent specifications No. 470 389, 563 757,
284 Hierzu 1* Blatt Zeichnungen1 * sheet of drawings ©009 590/205 8.60© 009 590/205 8.60