DE19949568A1 - Hydrodynamisch optimierter katalytischer Formkörper - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen katalytischen Formkörper (1) mit einer anstromseitigen (3) und einer abstromseitigen Fläche (4) sowie einer Umfangsfläche (5), wobei die anstromseitige Fläche (3) als Mantelfläche (8) eines kegel- oder kegelstumpfartigen Vorsprungs (7) ausgebildet ist, wobei die Mantelfläche (8) zumindest abschnittsweise eine konkave Krümmung aufweist. Auf diese Weise kann eine gleichmäßigere Durchströmung des katalytischen Formkörpers und durch die gleichmäßige thermische Belastung eine längere Haltbarkeit des katalytischen Formkörpers erreicht werden.
Description
Die Erfindung betrifft einen katalytischen Formkörper mit einer anstromseitigen
und einer abstromseitigen Fläche, sowie eine Umfangsfläche.
Um gesetzlichen Vorschriften zu genügen, die eine weitgehende Befreiung der
Abgasströme von Kraftfahrzeugen von umweltschädlichen Substanzen, wie
Stickoxiden oder aromatischen Kohlenwasserstoffen fordern, wird eine Reinigung
des Abgases mit Hilfe eines Katalysators vorgenommen. Dabei wird der
Abgasstrom durch einen im Abgasstrang des Kraftfahrzeugs angeordneten
katalytischen Formkörper geleitet. Ein solcher Formkörper weist üblicherweise
eine Vielzahl von kanalartigen Strukturen auf, die parallel zur Achse des
katalytischen Formkörpers angeordnet sind. Die gebräuchlichen katalytischen
Formkörper sind entweder aus keramischen Werkstoffen oder aus Metall
aufgebaut. Das Material kann dabei entweder selbst katalytisch aktiv sein oder die
Wandungen der Kanäle können mit einem katalytisch aktiven Material, meist
Metallen, wie Platin, Vanadium, Kobalt, Nickel, Chrom etc. beschichtet sein. Der
katalytische Formkörper ist im eingebauten Zustand in einem Gehäuse im
Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Während des Betriebs wird der
katalytische Formkörper an einer Stirnfläche vom Abgas angeströmt. Dabei teilt
sich der Gesamtgasstrom in eine Vielzahl einzelner Gasströme auf, die durch die
kanalartigen Strukturen geleitet werden und sich an der abstromseitigen Fläche
des katalytischen Formkörpers wieder vereinigen. Der Austausch zwischen den
einzelnen Gasströmen ist durch die mindestens teilweise, in Extremfällen
vollständig gasdichten Wände der Kanäle eingeschränkt.
Die Querschnittsfläche des katalytischen Formkörpers ist im Allgemeinen größer
als die des Rohres, durch das der Abgasstrom vom Motor kommend dem
Katalysator zugeführt wird. Durch das Gehäuse, in dem der katalytische
Formkörper eingebaut ist, wird der Querschnitt des Abgasstromes am Eingang
drastisch aufgeweitet und am Ausgang wieder reduziert. Hierdurch kommt es zu
einem lateralen Druckgradienten an der anstromseitigen Stirnfläche des
Formkörpers, der in der Größenordnung des Druckverlustes über dem Formkörper
liegt und dadurch zu einer radialen Verteilung der Gasgeschwindigkeiten in den
kanalartigen Strukturen. Es stellen sich also in den unabhängig durchströmten
kanalartigen Strukturen unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit und damit
unterschiedliche hydrodynamische Verweilzeiten ein. In der Mitte einer
keramischen Wabe in einem Abgaskatalysator für ein Automobil herrschen
normalerweise hohe Strömungsgeschwindigkeiten, am Rand strömt das Gas
dagegen nur langsam durch die Wabe. Diese ungleichmäßige Verteilung bewirkt
Einbußen der Wirksamkeit des Formkörpers bei der katalytischen Reinigung des
Abgasstromes. Um eine bessere Reinigungswirkung zu erhalten, ist daher eine
gleichmäßigere Anströmung des Formkörpers erwünscht. Um diese Schwierigkeit
zu überwinden, sind verschiedene Lösungsvorschläge beschrieben worden. In T.
Hauber, P. Zacke, J. Braun, D. Ueberschär, Soc. Automot. Eng. Paper # 98 04 24
wird beschrieben, daß sich die Anströmung eines Formkörpers durch die
Verlängerung des Zulauftrichters und des Ablauftrichters verbessern läßt. Für die
technische Nutzung des Wabenkörpers ist dies jedoch nachteilhaft, da sich
dadurch die geometrische Länge des Katalysatorgehäuses verlängert und tolerable
Grenzen rasch überschritten werden.
Als Alternative wurde zur Optimierung der Anströmung des Formkörpers
vorgeschlagen, zusätzliche technische Vorrichtungen in dem Zulauftrichter
einzubauen, die durch Zwangskräfte den Gasstrom umlenken und dadurch die
Anströmung des Wabenkörpers vergleichmäßigen.
So wird in der DE 36 27 637 A1 ein Katalysatorauspufftopf beschrieben, mit
einem Auspufftopfgehäuse und einem darin angeordneten Katalysator. Vor der
Anströmseite des Katalysators ist eine Mehrzahl von Abgasverteilerplatten
angeordnet, die das durch einen Einlaß in das Auspufftopfgehäuse eingeströmte
Abgas gleichmäßig in die Abgasdurchgänge des Katalysators verteilt.
In der US 3,964,875 wird ein Katalysatorsystem zur Reinigung von Autoabgasen
mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten katalytischen Formkörper
beschrieben. Auf der Anstromseite ist am Eingang des Gehäuses ein Deflektor in
Form eines Flügelrades angeordnet, durch das das einströmende Abgas einen
Drall erhält und radial nach außen verteilt wird. Dadurch soll eine gleichmäßigere
Anströmung der Stirnseite des katalytischen Formkörpers erreicht werden.
Nachteil derartiger zusätzlicher Einbauten ist jedoch die erhöhte Wärmekapazität
des Katalysatorsystems. Durch die Aufheizung der Einbauten wird dem
Abgasstrom zusätzlich Wärme entzogen, die für die Aufheizung des katalytischen
Formkörpers auf Temperaturen katalytischer Aktivitäten benötigt wird. Dies senkt
die Reinigungskapazität derartiger Katalysatorsysteme in der Aufwärmphase
drastisch.
Ein weiterer Nachteil dieser Einbauten liegt in ihrer geringen mechanischen
Stabilität. Die Einbauten sind im Abgasstrang eines Fahrzeugs durch Schallwellen
starken Deformationskräften ausgesetzt und daher anfällig gegen mechanische
Beschädigung. Derartige Beschädigungen wirken sich nachteilig auf die
Lebensdauer der Katalysatoren selbst, des Motors und seiner Bestandteile aus.
Als weitere Möglichkeit wurde vorgeschlagen, die Form des Formkörpers selbst
zu modifizieren. Dabei soll der Formkörper so gestaltet sein, daß der
Strömungswiderstand der einzelnen zu durchströmenden kanalartigen Strukturen
radial variiert. Dadurch wird der Strömungswiderstand in Richtung des lateralen
Druckverlustes verringert, so daß über den gesamten Querschnitt des Formkörpers
eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird.
In der DE 43 39 447 A1 wird vorgeschlagen, durch Veränderung der Kanaldichte
den Strömungswiderstand zu variieren. Dazu wird ein gekrümmter Wabenkörper
vorgeschlagen, der eine Anzahl an Durchgangsöffnungen aufweist, die sich durch
diesen längs einer Richtung, in der der Wabenkörper gekrümmt ist, erstrecken.
Die Abstände zwischen den inneren Trennwänden, die die Durchgangsöffnungen
definieren, sind auf einer radial außenliegenden Seite eines gekrümmten
Abschnittes größer festgelegt als auf einer radial innenliegenden Seite davon.
Dadurch ergibt sich, daß der Querschnitt der radial außenliegenden Durch
gangsöffnungen geringer ist als der Querschnitt der in radialer Richtung
innenliegenden Durchgangsöffnungen. Dadurch ist der Strömungswiderstand, der
in radialer Richtung außenliegenden Durchtrittsöffnungen mit geringerer
Querschnittsfläche größer als der der radial innenliegenden Durchgangsöffnungen
mit größerer Querschnittsfläche.
Dieselbe Wirkung kann durch eine Variation der Kanallänge erreicht werden.
Dies geschieht vorzugsweise dadurch, daß der Formkörper entlang seiner Achse
eine größere Ausdehnung aufweist als in Längsrichtung entlang seiner
Umfangsfläche.
In der DE 22 01 881 wird ein aus einem Stück bestehender Trägerkörper mit
durchgehenden Kanälen für Katalysatoren beschrieben, wobei der Trägerkörper
mindestens an einer in der Strömungsbahn des Gases liegenden Seite konusartig
oder pyramidenförmig ausgebildet ist. Dieser konusartige oder pyramidenförmige
Abschnitt des Trägerkörpers ist vorzugsweise auf der Anstromseite angeordnet.
Ein vergleichbarer Weg wird mit der Lehre der DE 24 28 964 beschritten. Dort
wird ein Katalysatorsystem beschrieben mit einem Gehäuse und einem darin
angeordneten längs durchströmbaren katalytischen Formkörper. Der katalytische
Formkörper ist zur Längsachse hin länger als in den Randbereichen, so daß im
Bereich der größeren Strömungsenergie durch entsprechende Vergrößerung der
Einsatzdurchstromlänge in der Strömungsmitte ein größerer Strömungswiderstand
und damit eine gleichmäßigere Durchströmung über den ganzen
Einsatzquerschnitt erreichbar ist.
Die EP 0 818 613 lehrt ebenfalls eine Katalysatorvorrichtung zum Reinigen von
Abgasen. Diese besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse, das sich an seinen
beiden Enden kegelstumpfförmig verjüngt. Im Gehäuse ist ein katalytischer
Formkörper vorgesehen, wobei die vom Abgas angeströmte Stirnfläche eine
konvexe Krümmung aufweist. Zusammen mit dem kegelstumpfartigen Abschnitt
des Gehäuses soll damit eine gleichmäßigere Verteilung der Strömungs
geschwindigkeit über den Querschnitthinweg erreicht werden.
In der DE 197 49 379 wird ein Katalysator-Trägerkörper beschrieben, welcher ein
verbessertes Wärmeabstrahlungsverhalten von den einzelnen Lagen der Matrix
aufweist. Dazu ist vorgesehen, daß der Katalysator-Trägerkörper auf der
Abstromseite einen Vorsprung aufweist. Der Vorsprung kann verschieden
geformt sein. Es wird vorgeschlagen, den Vorsprung kegelig oder
kegelstumpfförmig auszugestalten oder daß die vorspringende Form durch eine
im wesentlichen vom Umfang der Matrix noch immer verlaufende, zumindest
abschnittsweise konvexe Krümmung gebildet ist. Durch die vorspringende Form
wird die Fläche vergrößert, die zur Wärmeabstrahlung und damit zur Wärme
übertragung auf das abströmende Abgas zur Verfügung steht.
Obwohl mit den aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltungen der
anströmseitigen Stirnfläche des katalytischen Formkörpers ein merklich
gleichmäßigeres Strömungsprofil über den Querschnitt hinweg erreicht werden
kann, läßt sich doch keine homogene Geschwindigkeitsverteilung verwirklichen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, einen katalytischen Formkörper zur Verfügung
zu stellen, der eine bessere Homogenisierung der Anströmung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen katalytischen Formkörper mit einer
anstromseitigen und einer abstromseitigen Fläche dadurch gelöst, daß die
anstromseitige Fläche als Mantelfläche eines kegel- oder kegelstumpfartigen
Vorsprungs ausgebildet ist, wobei die Mantelfläche zumindest abschnittsweise
eine konkave Krümmung aufweist.
Indem die anströmseitige Fläche in der Weise gestaltet wird, daß die
anstromseitige Fläche als Mantelfläche eines kegel- oder kegelstumpfartigen
Vorsprungs ausgebildet ist, wobei die Mantelfläche zumindest abschnittsweise
eine konkave Krümmung aufweist, kann eine im Vergleich zu den aus dem Stand
der Technik bekannten Gestaltungen der anströmseitigen Fläche wesentlich
homogenere Strömungsverteilung erreicht werden. Durch seine gleichmäßige
Durchströmung zeigt der erfindungsgemäße katalytische Formkörper eine bessere
Wirksamkeit sowie eine längere Haltbarkeit, da keine bzw. zumindest eine
deutlich geringere vorzeitige Deaktivierung des Katalysators in besonders stark
belasteten Bereichen auftritt.
Die Krümmung der anstromseitigen Fläche verläuft vom Umfang des
katalytischen Formkörpers zur in Durchströmrichtung liegenden Achse hin. Der
Vorsprung läuft ideal in eine Spitze aus. Da in diesem Bereich jedoch hohe
mechanische Belastungen auftreten, kann die Spitze auch gekappt sein. Der
Vorsprung erhält dann eine kegelstumpfartige Form. Der Kegelstumpf kann
anströmseitig abgerundet sein. Dies wird erreicht, wenn die Mantelfläche
abschnittsweise eine konvexe Krümmung aufweist.
Aus produktionstechnischen Gründen kann die gekrümmte Stirnfläche so gestaltet
werden, das es sich bei Betrachtung eines Längsschnittes durch den katalytischen
Formkörper aus linearen Abschnitten zusammensetzt, wobei zwei benachbarte
lineare Abschnitte jeweils einen Winkel miteinander einschließen. Ebenso kann
die anstromseitige Fläche bei gewickelten katalytischen Formkörpern gestuft sein.
Besonders gute Ergebnisse bei der Homogenitätsverteilung der Strömung werden
jedoch erhalten, wenn die Krümmung der anströmseitigen Fläche glatt ist.
Im allgemeinen reicht es aus, die anströmsseitige Stirnfläche mit der
erfindungsgemäßen Krümmung auszugestalten. In diesem Fall kann die
abströmseitige Fläche des katalytischen Formkörpers planar ausgebildet sein.
Dadurch können Kosteneinsparungen bei der Herstellung des katalytischen
Formkörpers erreicht werden.
Es ist jedoch auch möglich, die abströmsseitige Fläche des katalytischen
Formkörpers gekrümmt auszubilden. Dadurch kann eine noch feinere
Abstimmung des Homogenitätsprofils über den Querschnitt des katalytischen
Formkörpers erreicht werden.
Im allgemeinen wird der katalytische Formkörper in der Weise gestaltet, daß der
katalytische Formkörper als Monolith ausgebildet ist.
Es ist jedoch auch möglich, den katalytischen Formkörper in der Weise
auszugestalten, daß der katalytische Formkörper aus einer Vielzahl übereinander
angeordneten Lagen eines strukturierten flächigen Materials aufgebaut ist.
Der katalytische Formkörper kann aus einem katalytisch aktiven Material
aufgebaut sein. Dies ist beispielsweise durch Ausgestaltung als Metallkatalysator
möglich.
Bei einer anderen Ausführungsform wird der katalytische Formkörper von
parallel zur Längsachse des katalytischen Formkörpers verlaufenden Kanälen
durchzogen, deren Wandungen mit einem katalytisch aktiven Material beschichtet
sind.
Eine weitere Verbesserung des Strömungsprofils über den Querschnitt des
katalytischen Formkörpers läßt sich erreichen, wenn ein Gehäuse zur Aufnahme
des katalytischen Formkörpers vorgesehen ist, mit einem rohrförmigen Abschnitt,
an dessen Enden konusförmige Abschnitte angeformt sind. Die
kegelstumpfartigen Abschnitte stellen den Übergang zwischen dem vom Motor
kommenden Abgasrohr, welches einen geringen Durchmesser aufweist, zum
rohrförmigen Abschnitt des Katalysatorgehäuses her. Durch die Steigung des
Kegelstumpfes läßt sich das Strömungsprofil über den Querschnitt des
katalytischen Formkörpers beeinflussen. Dabei können die konusförmigen
Abschnitte am anströmseitigen bzw. am abströmseitigen Ende des Katalysator
gehäuses unterschiedliche Steigungen aufweisen.
Der erfindungsgemäße katalytische Formkörper eignet sich besonders zur
Reinigung von Stoffströmen, insbesondere Abgasströmen von
Verbrennungsmotoren.
Der erfindungsgemäße katalytische Formkörper wird im weiteren unter
Bezugnahme auf eine Zeichnung genauer erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den
Figuren bezeichnen dabei gleiche Gegenstände. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen katalytischen
Formkörper, der in ein Katalysatorgehäuse eingebaut ist;
Fig. 2a-d einen Längsschnitt durch verschiedene katalytische Formkörper,
die jeweils in ein Katalysatorgehäuse eingebaut sind;
Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Gasgeschwindigkeit im Katalysator
gegen den radialen Abstand von der Achse des katalytischen
Formkörper für die in den Fig. 2a-d gezeigten Formen
aufgetragen ist;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch verschiedene gebräuchliche Formen für
das Katalysatorgehäuse.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen katalytischen
Formkörper 1. Der katalytische Formkörper 1 wird von Abgas in Richtung des
Pfeiles 2 durchströmt. Er weist eine anströmseitige Fläche 3, eine abströmseitige
Fläche 4 sowie eine Umfangsfläche 5 auf. Der katalytische Formkörper kann von
(nicht eingezeichneten) Kanälen durchzogen sein, die in Richtung der Längsachse
6 des Formkörpers 1 verlaufen. Die anstromseitige Fläche 3 des katalytischen
Formkörpers 1 ist gekrümmt ausgestaltet, wobei die Linie, welche im
Längsschnitt zwischen der Achse 6 des Formkörpers und der Umfangsfläche 5
verläuft, eine konkave Krümmung aufweist. Der katalytische Formkörper 1 bildet
daher zur Anströmseite hin einen Kegel 7 aus, dessen Mantelfläche 8 eine
konkave Krümmung aufweist. In der gezeigten Ausführungsform läuft der Kegel
7 in eine Spitze 9 aus. Diese ist beim Betrieb des Katalysators hohen
mechanischen Belastungen ausgesetzt. Es ist daher auch möglich, den Kegel 7 als
Kegelstumpf auszubilden oder die Spitze 9 abzurunden, um eine erhöhte
mechanische Stabilität zu erreichen. Die abströmseitige Fläche 4 des katalytischen
Formkörpers 1 ist bei der dargestellten Ausführungsform planar ausgestaltet. Der
katalytische Formkörper kann aus einem keramischen Material hergestellt sein,
oder auch als Metallkatalysator ausgeführt sein.
Der katalytische Formkörper 1 ist in ein Gehäuse 10, das beispielsweise aus
Edelstahl besteht, eingebaut. Das Gehäuse 10 umfaßt einen rohrförmigen
Abschnitt 11, dessen Innendurchmesser dem maximalen Außendurchmesser des
katalytischen Formkörpers 1 entspricht, so daß das anströmende Abgas
zwangsweise den katalytischen Formkörper 1 durchströmen muß. An den beiden
Enden des rohrförmigen Abschnitts 11 schließen sich jeweils konusförmige
Abschnitte 12a, 12b an. Durch diese konusförmigen Abschnitte 12a, 12b erfolgt
die Aufweitung bzw. Reduzierung des Durchmesser der zu- bzw. abführenden
Abgasrohre 13a, 13b auf den Durchmesser des katalytischen Formkörpers 1. Die
Steigung des konusförmigen Abschnittes ist in ihrem Betrag auf der Anstromseite
größer gewählt als auf der Abstromseite. Der Einbau des katalytischen
Formkörpers 1 in das Gehäuse 10 erfolgt in der Weise, das der Kegel 7 des
katalytischen Formkörpers 1 in den konusförmigen Abschnitt 12a des Gehäuses
10 hineinragt.
In Fig. 2 sind Längsschnitte durch verschiedene katalytische Formkörper 1
dargestellt, die jeweils in ein Gehäuse 10 eingebaut sind. Der Einfachheit halber
sind jeweils nur die oberen Hälften der Katalysatorvorrichtung dargestellt. Die
Darstellung ist schematisch und entspricht im Maßstab nicht einer realen
Ausführung.
Die vier dargestellten katalytischen Formkörper weisen jeweils einen
kreisförmigen Querschnitt auf. Sie unterscheiden sich durch die Ausgestaltung der
anströmseitigen bzw. abströmseitigen Stirnfläche. Dabei entsprechen die
katalytischen Formkörper der Darstellungen 2a bis c Ausführungsformen aus dem
Stand der Technik. Fig. 2d zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
katalytischen Formkörper.
Fig. 2a zeigt einen katalytischen Formkörper, dessen Stirnflächen sowohl auf
der Anstromseite wie auf der Abstromseite planar ausgeführt sind. Fig. 2b zeigt
einen katalytischen Formkörper, dessen anstromseitige Fläche kegelförmig
ausgebildet ist, wobei die Mantelfläche des Kegels keine Krümmung aufweist.
Die abstromseitige Stirnfläche ist planar ausgeführt. Fig. 2c zeigt einen
katalytischen Formkörper, bei dem sowohl die anstromseitige, wie auch die
abstromseitige Fläche als Mantel eines Kegels ausgeführt ist. Auch hier weist die
Mantelfläche keine Krümmung auf. Fig. 2d entspricht einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen katalytischen Formkörpers. Auf der Anstromseite ist die
Stirnfläche als Mantelfläche eines Kegels ausgeführt, wobei die Mantelfläche eine
konkave Krümmung in Richtung auf die Längsachse des katalytischen
Formkörpers aufweist.
Zur Untersuchung des Strömungsprofils wurde jeweils in einem Gehäuse ein
monolithischer Formkörper in Wabenform aus Kupfer-Spinell-Aktivmasse
eingebaut. Die hergestellten Formkörper entsprachen in ihrem Längsschnitt den
Darstellungen in den Fig. 2a bis d. Der maximale Durchmesser der
Monolithen betrug jeweils 13,2 cm die Längsausdehnung betrug bei der
Ausführungsform gemäß Fig. 2a 15,2 cm. Bei den Ausführungsformen b bis d
entsprach die Längsausdehnung im Abschnitt mit konstantem Durchmesser der
Ausführungsform nach Fig. 2a. Alle vier Monolithen a bis d wurden jeweils von
der gleichen Anzahl von quadratischen Längskanälen gleicher
Lateralabmessungen durchzogen (400 cpsi; 7,2 mil). Die Monolithen wurden
jeweils in gleiche Gehäuse eingebaut und in einer Testapparatur vermessen. Dazu
wurde der zu testende Monolith jeweils mit einem Gasstrom derart beaufschlagt,
das sich eine Gasbelastung von 90 000 h-1 ergab. Als Prüfgas wurde
Atmosphärenluft verwendet. Die Temperatur des Gasstromes betrug 450°C, was
einem für Abgastemperaturen charakteristischen Wert entspricht. Die
Strömungsgeschwindigkeiten wurden jeweils auf der Abstromseite gemessen.
Die Meßergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt. Dabei ist die normierte
Lehrrohrgeschwindigkeit gegen den Radius aufgezeichnet. Die Normierung der
Lehrrohrgeschwindigkeit wurde dabei in der folgenden Weise vorgenommen:
u(r)/u = normierte Leerrohrgeschwindigkeit
wobei
wobei
R = Monolithradius
Die Kurven zeigen deutlich die im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik
bekannten Formen (a bis c) wesentlich homogenere Verteilung der
Strömungsgeschwindigkeit in radialer Richtung im Fall des erfindungsgemäßen
katalytischen Formkörpers (d).
Fig. 4 zeigt schematisch Querschnitte durch verschiedene Gehäuseformen für
katalytische Formkörper. In den Fällen a, b, d fällt dabei die Längsachse 14 des
zuführenden Abgasrohres mit der Längsachse 6 des katalytischen Formkörpers
zusammen. In diesen Fällen wird erfindungsgemäß die anstromseitige Fläche als
Mantelfläche eines symmetrischen Kegel bzw. Kegelstumpfes ausgeführt. Im Fall c
fällt die Längsachse 14 des zuführenden Abgasrohres nicht mit der Längsachse 6
des katalytischen Formkörpers zusammen. In diesem Fall ist die anstromseitige
Fläche als Mantelfläche eines unsymmetrischen Kegels bzw. Kegelstumpfes gemäß
der erfindungsgemäßen Lehre auszuführen.
Claims (12)
1. Katalytischer Formkörper mit einer anstromseitigen (3) und einer
abstromseitigen Fläche (4) sowie einer Umfangsfläche (5), dadurch
gekennzeichnet, daß die anstromseitige Fläche (3) als Mantelfläche (8)
eines kegel- oder kegelstumpfartigen Vorsprungs (7) ausgebildet ist, wobei
die Mantelfläche (8) zumindest abschnittsweise eine konkave Krümmung
aufweist.
2. Katalytischer Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mantelfläche (8) abschnittsweise eine konvexe Krümmung aufweist.
3. Katalytischer Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Krümmung der anstromseitigen Fläche (3) glatt
ist.
4. Katalytischer Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die abstromseitige Fläche (4) des katalytischen
Formkörpers (1) planar ausgebildet ist.
5. Katalytischer Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die abstromseitige Fläche (4) des katalytischen
Formkörpers (1) gekrümmt ausgebildet ist.
6. Katalytischer Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der katalytische Formkörper (1) als Monolith
ausgebildet ist.
7. Katalytischer Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der katalytische Formkörper (1) aus einer Vielzahl
übereinander angeordneter Lagen eines strukturierten flächigen Materials
aufgebaut ist.
8. Katalytischer Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der katalytische Formkörper (1) aus einem katalytisch
aktiven Material aufgebaut ist.
9. Katalytischer Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der katalytische Formkörper (1) von parallel zur
Längsachse (6) des katalytischen Formkörpers verlaufenden Kanälen
durchzogen ist, deren Wandungen mit einem katalytisch aktivem Material
beschichtet sind.
10. Katalytischer Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (10) zur Aufnahme des katalytischen
Formkörpers vorgesehen ist, mit einem rohrförmigen Abschnitt (11), an
dessen Enden konusförmige Abschnitte (12a, b) angeformt sind.
11. Katalytischer Formkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mantelfläche (8) des kegel- oder kegelstumpfartigen Vorsprungs (7)
zumindest teilweise innerhalb eines der konusförmigen Abschnitte (12a, b)
des Gehäuses (10) angeordnet ist.
12. Verwendung eines katalytischen Formkörpers gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 11 zur Reinigung von Stoffströmen, insbesondere
Abgasströmen von Verbrennungsmotoren.
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