DE2539964A1

DE2539964A1 - Einrichtung zum reinigen von auspuffgasen

Info

Publication number: DE2539964A1
Application number: DE19752539964
Authority: DE
Inventors: Minoru Fukada; Kazuo Iwaoka; Tagao Toh
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1974-09-03
Filing date: 1975-09-02
Publication date: 1976-03-18
Also published as: IT1054305B; FR2284027B1; FR2284027A1; US4175107A; GB1519343A; CA1055845A

Description

DR. BERG DIPL -ING.
DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. 3ANDMAiR 2539964

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte:"26 365 2. SEP. 1975

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Osaka-fu/ Japan

Einrichtung zum Reinigen von Auspuffgasen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Reinigen von Auspuffgasen mit Hilfe von Katalysatoren, um deren giftige Bestandteile, wie Kohlenmonoxyd (CO) und Kohlenwasserstoffe sehr wirköam in nicht giftige oder unschädliche und ungefährliche Gase umzuwandeln.

Die von Verbrennungsmotoren abgegebenen Auspuffgase bzw. Verbrennungsabgase (nachfolgend immer kurz Auspuffgase genannt) enthalten giftige Gase oder Schmutzstoffe, wie Kohlenmonoxyd (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickstoffoxyde (NOx), und um derartige Schmutzstoffe zu entfernen, sind verschiedene Einrichtungen geschaffen und vorgeführt worden. Unter diesen sind die Einrichtungen, welche Katalysa-

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t (089) 98 82 72 8 München 80, MauerkirEhefttraTieSs BanTen: Bayerische Vereinsbank München 453100

987043 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank München 3892623

98 3310 TELEX: 05 24 560 BERG d Postscheck München 653 43 - 808

toren verwenden, die nachstehend als katalytische Wandler bezeichnet sind, besonders vorteilhaft, da sie im Aufbau einfach sind, in die Auspuffsysteme der Verbrennungsmotore eingebaut werden können, ohne daß Veränderungen an den Motoren erforderlich sind, und die Leistung der Motore nicht nachteilig beeinflussen.

Bei den herkömmlichen katalytischen Wandlern sind verschiedene Katalysatoren, beispielsweise in Form von Tabletten, Perlen oder Kügelchen, in Bienenwabenform u.a. verwendet. Die tabletten-, perlen- oder kugelförmigen Katalysatoren weisen jedoch größere Abriebverluate auf, so daß wenn die Tabletten oder Kügelchen in die Umgebungsluft gebracht werden sollen, sie eine sekundäre Luftverschmutzung zur Folge haben. Wenn die Temperatur der wabenförmig ausgebildeten Katalysatoren sehr stark ansteigt, wird der Katalysator sogar weggeschmolzen. Darüber hinaus hat der wabenförmige Katalysator den Nachteil, daß er sehr empfindlich gegenüber Beschädigungen infolge von Erschütterungen, Stoßen oder Schlagen ist.

Die katalytische Oxydation von Kohlenmonoxyden und Kohlenwasserstoffen, um sie in Wasser und Kohlendioxyde umzuwandeln, ist eine exotherme Reaktion. Wenn ein katalytischer Wandler bei einem Verbrennungsmotor mit einem Gesamthubraum von 1

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bis 2 000cm verwendet wird, dann erreicht die Temperatur des in Lagen ausgeführten bzw. des mehrlagigen Katalysators 500 bis 600 C. Bei Kraftfahrzeugen wird eine verhälntismäßig große

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Menge Kohlenmonoxyde und Kohlenwasserstoffe ausgestoßen, wenn der Motor unter großer Belastung läuft, wenn eine Motorbremsung durchgeführt wird, oder wenn Fehlzündungen erfolgen. Bei Zweitaktmotoren wird aufgrund des Arbeitsprinzips dieser Maschinen und infolge des verwendeten Kraftstoffs eine große Menge unverbrannter Kohlenwasserstoffe ausgestoßen, so daß die Temperatur des Katalysators auf bis 1 000 C ansteigt. Infolgedessen wird das Betriebsverhalten,, des Katalysators nachteilig beeinflußt.

Die Erfindung soll daher einen verbesserten katalytischen Wandler zum Entfernen der Schmutzstoffe schaffen, welche in den von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Auspuffgasen enthalten sind. Ferner soll gemäß der Erfindung ein katalytischer Wandler der vorbeschriebenen Art geschaffen werden, bei welchem der Katalysator oder die katalytisch wirkenden Lagen auf verhältnismäßig niedrigen Temperaturen gehalten werden können und welcher die Schmutzstoffe in den Auspuffgasen bei einem hohen Reinigungsverhältnis oder -quotienten reinigen kann. Darüber hinaus soll mit der Erfindung ein verbesserter katalytischer Wandler der vorbeschriebenen Art geschaffen werden, bei welchem der übermäßige Temperaturanstieg in dem Katalysator oder den katalytisch wirkenden Lagen, welcher eine Verschlechterung und Vergiftung des Katalysators zur Folge hat, vermieden werden kann.

Obendrein soll die Erfindung einen katalytischen Wandler

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schaffen, welcher nicht nur in dem Auspuffsystem eines Vieroder Zweitakt-Verbrennungsmotors für ein Kraftfahrzeug, für ein Motorrad, ein Schneefahrzeug, ein Motorboot, ein Leichtflugzeug oder einen am Boden angebrachten Generator, um die in den Auspuffgasen enthaltenen Schmutzstoffe zu entfernen, sondern auch in einem Gasreinigungssystem oder etwas ahnIi chem in einem chmisehen Werk, mit großen Mengen von organischen Lösungsmitteln verwendet werden können.

Gemäß der Erfindung ist ein katalytischer Wandler geschaffen, bei welchem eine Anzahl Katalysatoranordnungen in Reihe und in einem entsprechenden Abstand voneinander angeordnet sind, und bei welchem eine Umgehungseinrichtung in der Weise vorgesehen ist, daß abgesehen von dem letzten mehrlagigen Katalysator ein Teil der Auspuffgase den bzw. die mehrlagigen Katalysatoren umgehen kann, ohne mit ihnen in Berührung zu kommen, und unmittelbar in den nächsten mehrlagigen Katalysator strömen kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Pig.l eine schematische Darstellung des Auspuffsysteme eines Verbrennungsmotors;

Fig.2 eine der Fig.l entsprechende, schematische Darstellung

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mit einem eingebauten katalytischen Wandler;

Fig.3 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines katalytischen Wandlers gemäß der Erfindung;

Fig.4 eine Kurve zur Erläuterung dessen Arbeitsweise und Betriebsverhalten;

Fig.5 eine schematische Schnittansicht durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung;

Fig.6 eine Kurve zur Erläuterung von deren Betriebsverhalten und Leistungsvermögen, d.h. der Beziehung zwischen der zurückgelegten Strecke und der Kohlenwasserstoffreinigungs- oder -abscheidungsquotienten;

Fig.7 bis 15 schematische Ansichten weiterer Ausführungsformen der Erfindung; und

Fig.l6 bis 19 eine schematische Darstellung einer Steuereinrichtung für die Öffnungsfläche der Umgehungseinrichtung, welche in Verbindung mit der zwölften, in den Fig.14 und 15 dargestellten Ausführungsform verwendet wird.

Wie in Fig.l dargestellt, werden die Auspuffgase G eines Ver-

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brennungsmotors 1 über ein Auspuffrohr 2, einen Auspufftopf oder Schalldämpfer 3 und ein weiteres Auspuffrohr 4 an die Umgebungsluft ausgestoßen. Bei einem Auspuffsystem mit einem eingebauten katalytischen Wandler strömen die Auspuffgase des Motors 1 in den katalytischen Wandler 5, wo in der zugeführten Luft enthaltener Sauerstoff, wie durch einen Pfeil 6 angezeigt ist, mit Kohlenmonoxyd und unverbranntem Kohlenwasserstoffe in den Auspuffgasen reagiert, um sie in Kohlendioxyd (COp) und Wasser (HpO) umzuwandeln, und wo dann die gereinigten Auspuffgase über das Auspuffrohfcr2, den Auspufftopf oder Schalldämpfer 3 und das abschließende Auspuffrohr 4 an die Umgebungsluft ausgestoßen werden. Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit Auspuffsystemen für Zweitaktmotore für Motorräder beschrieben, welche im allgemeinen Auspuffgase mit einem hohen Gehalt an unverbrannten Kohlenwasserstoffen ausstoßen.

Um einen in mehreren Lagen ausgeführten bzw. einen mehrlagigen Katalysator zu schaffen, wie er nachstehend beschrieben wird, ist in dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Katalysatorelement verwendet, welches dadurch hergestellt wird, daß eine dünne Lage bzw. eine Bahn aus Silikat- oder Siliziumdioxyd- bzw. Kieselsäuregewebe in einer kolloidalen Lösung aus Aluminiumoxyd und Siliziumdioxyd imprägniert wird, danach das Siliziumdioxydgewebe bei etwa 100⁰C getrocknet wird, es dann bei etwa 55O⁰C gesintert wird, wobei etwa 15 bis 17 Gewichtsprozent der Aluminiumoxyd - Siliziumdioxyd - Zusammensetzung an dem Siliziumdi- 609812/0773

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oxydgewebe haften, und dann 0_tk Gewichtsprozent Platin auf das gesinterte Siliziumdioxydgewebe oder den Katalysatorträger aufgebracht werden.

In einer Umhüllung bzw. einem Mantel 7 eines katalytischen Wandlers werden zwei katalytische Lagenanordnungen bzw. zwei mehrlagige Katalysatoren (im folgenden wird vorzugsweise von mehrlagigen Katalysatoren gesprochen) angeordnet; d.h., ein erster mehrlagiger Katalysator 12 mit einer Länge von 100mm und ein zweiter mehrlagiger Katalysator 17 mit einer Länge von 150mm, welcher in einem Abstand von 20mm in Strömungsrichtung nach dem ersten mehrlagigen Katalysator 12 angeordnet ist. Der erste mehrlagige Katalysator 12 weist ein inneres Rohr 10 mit einem Außendurchmesser von 40mm und einer Länge von 100mm, eine Endplatte oder -scheibe 8, welche an dem strömungsaufwärts liegenden oder vorderen Ende des inneren Rohrs 10 und der hierzu koaxialen Innenwandung des Wandlermantels 7 mit einem Innendurchmesser von 90mm angebracht ist und deren Mittenöffnung denselben Durchmesser wie das innere Rohr 10 aufweist, und eine Abschluß- oder Abdeckscheibe Ik mit einem Außendurchmesser von 73mm auf, welche an dem strömungsabwärts liegenden oder rückwärtigen Ende des inneren Rohrs 10 koaxial zu diesem angebracht ist und eine Öffnung aufweist, deren Fläche etwa k0% der Querschnitt sflä ehe des inneren Rohrs 10, des Außenumfangs der Abschlußscheibe Ik und der Innenwandung des Wandlermantels 10 ist und einen Durchlaß für die Auspuffgase festlegt« der erste Katalysator weist ferner ein innen liegendes Gewebe oder einen ,

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Schirm mit Maschen von 2,38mm (8 mesh) aus wärmebeständigem, rostfreiem Stahldraht mit einem Durchmesser von 0,5OUn₁ das bzw. der einlagig um die äußere Seitenwand des inneren Rohrs 10 gewickelt ist, das eigentliche katalytische Element der vorbeschriebenen Art, das in 15 Lagen um den inneren Schirm oder das Gewebe aus rostfreiem Stahl gewickelt ist, und einen dem inneren Schirm 11 entsprechenden, äußeren Schirm 13 aus rostfreiem Stahldraht auf, welcher einlagig um das katalytische Element gewickelt ist.

Der zweite mehrlagige Katalysator 17« welcher in Strömungsrichtung in einem Abstand von 20mm nach bzw. hinter dem ersten mehrlagigen Katalysator 12 angeordnet ist, entspricht im Aufbau im wesentlichen der ersten mehrlagigen Katalysatoranordnung 12. Das heißt, er weist als Umhüllung ein inneres Rohr 15 mit einem Außendurchmesser von ^Omm und einer Länge von 150mm, eine Endoder Führungsplatte 9i welche an dem strömungsaufwärts liegenden Ende des inneren Rohrs 15 und der Innenwandung des Mantels 7 angebracht ist, und eine Abdeck- oder Schutzscheibe 19 mit einem Außendurchmesser von 73mm auf, welche an dem strömungaabwärts liegenden oder hinteren Ende des inneren Rohrs 15 angebracht ist. Ferner weist der Katalysator 17 einen innen liegenden rostfreien Schirm 16, der um die äußere Seitenwandung des inneren Rohrs 15 gewickelt ist, das katalytische Element, das 15-mal oder in 15 Lagen um den inneren Schirm 16 gewickelt ist, und einen äußeren Schirm 18 aus rostfreiem Stahl auf, welcher um das katalytische Element gewickelt ist.

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Die Seitenwandungen der beiden inneren Rohre 10 und 15 sind durchlöchert, und ein Stahlrohr mit durchlöcherter Seitenwandung wird der Kürze halber in der folgenden Beschreibung als "durchlöchertes Stahlrohr" bezeichnet. Die Strömung 20 der Auspuffgase von dem Motor wird in zwei Hauptströme aufgeteilt;d.h. in einen ersten Hauptstrom 21, welcher durch den ersten mehrlagigen Katalysator 12 strömt, so daß Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoff oxydiert werden, und in einen zweiten Hauptstrom 22, welcher den ersten mehrlagigen Katalysator 12 umgeht und über die Umgehungsöffnung in der Schutzscheibe Ik des ersten mehrlagigen Katalysators 12 unmittelbar in den zweiten mehrlagigen Katalysator 17 strömt. Die Auspuffgase, welche den ersten mehrlagigen Katalysator 12 verlassen, gelangen über den Durchlaß zwischen dem Mantel 7 und der Abschlußscheibe lk in das Innenrohr 151 wo sie sich mit den Auspuffgasen vereinigen, die unmittelbar durch das innere Rohr 10 geströmt sind. Danach gelangen alle Auspuffgase durch den zweiten Katalysator 17, so daß die restlichen Kohlenmonoxyde und Kohlenwasserstoffe oxydiert werden.

Da nur ein Teil der von dem Motor abgegebenen Auspuffgase durch den ersten Katalysator 12 strömt, kann dessen Temperaturanstieg infolge der Reaktionswärme begrenzt werden. Ferner kann die Wärme der durch den ersten Katalysator 12 hindurchströmenden Auspuffgase über den Wandlermantel 7 abgegeben werden, bevor die Auspuffgase in das innere Rohr 15 des zweiten Katalysators strömen. Da das Kohlenmonoxyd und der Kohlenwasserstoff, die in

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den durch den ersten Katalysator 12 hindurchströmenden Auspuffgas ervfen thai ten sind, bereits oxydiert oder gereinigt worden sind, ist der Gehalt an Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoff, welche in den Auspuffgasen in dem inneren Rohr 15 des zweiten Katalysators enthalten sind, beträchtlich niedriger als der der Auspuffgase 20, welche unmittelbar von dem Motor ausgestoßen werden. Folglich kann der Temperaturanstieg des zweiten Katalysators infolge der katalytisehen Reaktion beträchtlich beschränkt werden.

Die Erfinder haben die CVC-Messungen nach der LA-'i-Methode bei

einem Zweitakt-Zweizylinder-Motor mit 350cm durchgeführt, wobei der katalytische Wandler der ersten Ausführungsform in dessen Auspuffsystem eingebaut war. Die maximalen Temperaturen der ersten und zweiten Katalysatoren 12 und 17 sind durch die Kurven A und B in Fig.k wiedergegeben, wobei S die Querschnittsfläche des inneren Rohrs und S¹ die Öffnungsfläche der Abdeckplatte lk ist. Wenn der katalytische Wandler gemäß der ersten Ausführungsform nicht in dem Auspuffsystem eingebaut war, welches einen herkömmlichen Auspufftopf oder Schalldämpfer aufwies, betrug die abgegebene CO-Menge 9j66g/km und die abgegebene Kohlenwasser stoffmenge 8,93g/km; wenn dagegen der katalytische Wandler gemäß der ersten Ausführungsf orm angebracht war, nahm die abgegebene CO-Menge auf 4,21g/kjlm und die abgegebene Menge an Kohlenwasserstoff auf l,52g/km ab; die maximale Temperatur des katalytischen Wandlers betrug etwa 810 C.

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Zusätzlich zu dem Katalysatorträger aus Silizidioxydgewebe können auch Gewebe aus hochreinen Aluminiumoxydfasern, aus Quarzfasern, aus Siliziumkarbidfasern verwendet werden, welche mit Aluminiumoxyd, mit Siliziumdioxyd, Magnesiumoxyd, Zirkondioxyd, Titandioxyd u.a. umgeben bzw. überzogen sein können. Als Katalysator können Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium, Iridium, Rhenium, Osmium, Neodym, Wismut, Kupfer, Ko-bait, Eisen, Nickel, Mangan, Chrom, Vanadium u.a. oder deren Oxyde verwendet werden. In der ersten Ausführungsform sind der erste und der zweite mehrlagige Katalysator in einem Abstand von 20mm voneinander angeordnet; selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diesen Abstand beschränkt.

Die zweite in Fig.5 dargestellte Ausführungsform entspricht in ihrem Aufbau im wesentlichen der ersten Ausführungsform, außer· daß eine erste zusätzliche katalytische Lagenanordnung bzw. ein mehrlagiger Katalysator 25 mit einer Länge von 100mm an der Innenwandung des Wandlermantels 7 unmittelbar vor dem strömungsaufwärts liegenden Ende des ersten mehrlagigen Katalysators angebracht ist, eine zweite zusätzliche katalytische Lagenanordnung bzw. ein mehrlagiger Katalysator 26 an der Innenwand des Wandlermantels 7 im Bereich des ersten mehrlagigen Katalysators angebracht ist, und die zweite katalytische Lagenanordnung bzw. der zweite Katalysator ist mit einem Ausgleichsbehälter oder einer entsprechenden Kammer 3** versehen.

Der erste zusätzliche Katalysator 25 weist einen inneren rost-

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freien Schirm, wie er bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist, welcher an der Innenwandung des Wandlermantels 7 mit einem Innendurchmesser von 90mm angebracht ist, das katalytische Element, das in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, und in drei Lagen um den inneren Schirm gewickelt ist, sowie ein äußeren Schirm auf, der um das katalytische Element herum gewickelt ist. Der zweite, zusätzliche Katalysator 26 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau, außer daß er eine Länge von 120mm hat.

Der erste mehrlagige Katalysator entspricht in seinem Aufbau im wesentlichen dem Katalysator der ersten Ausführung sform. Ein inneres, durchlöchertes Stahlrohr 28 weist einen Innendurchmesser von 40mm und eine Länge von 100mm auf, und eine Endscheibe 27« welche an dem strömungsaufwärts liegenden Ende des ersten mehrlagigen Katalysators angebracht ist, weist zusätzlich zu der Mittenöffnung 2k kleine Löcher mit einem Durchmesser von 5mm auf, welche über dem ringförmigen Teil ausgebildet sind und in einem Winkelabstand von 15 (=360 /2k) angeordnet sind. Eine Abschluß- oder Abdeckscheibe 30, welche an dem strömungsabwärts liegenden oder hinteren Ende des inneren Rohrs 28 angebracht ist, weist einen Außendurchmesser von 66mm und eine Umgehungsöffnung mit einem Durchmesser von 10mm auf. Nachdem ein innerer Schirm kl um das innere Rohr 28 gewickelt ist, wird das katalytische Element in 10 Lagen um den inneren Schirm 4l herumgewickelt, und dann wird ein äußerer Schirm k2 in einer Lage um das erste katalytische Element oder den Katalysator 29 herumgewickelt.

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Das strömung« aufwärts liegende oder vordere Ende des zweiten mehrlagigen Katalysators ist in einem Abstand von 20mm von dem rückwärtigen Ende des ersten .Katalysators angeordnet und weist im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste in Fig.3 dargestellte Ausführungsform auf. Das heißt, ein inneres durchlöchertes Stahlrohr 32 weist einen Außendurchmesser von 40mm und eine Länae von 150mm sowie eine Endplatte oder -scheibe 31 auf, welche an dessen vorderen Ende angebracht ist. Ein am rückwärtigen Ende des inneren Rohrs 32 angebrachter Ausgleichsbehälter oder eine entsprechende Kammer 34 weist eine Länge von 40mm und einen Außendurchmesser von 731Mn auf. Ein innerer Schirm 43 aus rostfreiem Draht ist um das innere Rohr 32 gewickelt, das katalytische Element ist in 15 Lagen um den inneren Schirm 43 herum gewickelt, und ein äußerer Schirm 44 aus rostfreiem Stahldraht ist einlagig um das zweite katalytische Element oder den Katalysator 33 herum gewickelt.

Eine erste Ablenkscheibe oder eine Platte 45 ist in dem inneren Rohr 28 und in einem Abstand von 30mm von dessen vorderen Ende angeordnet und weist eine Mittenöffnung mit einem Durchmesser von 26mm auf. In ähnlicher Veise ist eine zweite Ablenkscheibe oder -platte 46 in dem inneren Rohr 32 und in einem Abstand von 75mm van deren vorderen Ende angeordnet und weist eine Mittenöffnung mit einem Durchmesser von 24mm auf. Diese Ablenkplatten 45 und 46 haben die Aufgabe, die Auspuffgase gleichmäßig zu verteilen und sie durch die ersten und zweiten mehrlagigen Katalysatoren 29 und 43 strömen zu lassen, und ar-

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beiten mit dem Ausgleichsbehälter oder der Kammer 3^ zusammen, um dadurch die Schwingungen bzw. das Pulsieren des Auspuffgase aufzunehmen.

An der Eingangsseite des katalytischen Wandlers wird der Strom 35 der von dem Motor abgegebenen Auspuffgase in mehrere Ströme aufgeteilt, nämlich in einen ersten Hauptstrom 36, welcher durch die erste zusätzliche Katalysatoranordnung 25 strömt und mit dieser in Berührung kommt, in einen zweiten Hauptstrom 38, welcher durch die 24 Umgehungsöffnungen in der Endplatte 27 strömt, in einen dritten Hauptstrom 37» welcher durch den ersten mehrlagigen Katalysator 29 strömt, und in einen vierten Strom 39 j welcher durch das innere Rohr 28 und die Umgehungsöffnung der Abschlußplatte 30 unmittelbar in die zweite mehrlagige Katalysatoranordnung strömt. Die Auspuffgase, welche durch die erste Katalysatoranordnung · 29 geströmt und mit der zweiten zusätzlichen Katalysatoranordnung 26 in Kontakt gekommen sind, strömen in die zweite mehrlagige Katalysatoranordnung und werden mit den direkt eingeströmten Auspuffgasen gemischt. In der zweiten mehrlagigen Katalysatoranordnung strömen alle Auspuffgase durch den zweiten mehrlagigen Katalysator 331 wobei das Kohlenmonoxyd und der Kohlenwasserstoff oxydiert werden.

Die Erfinder haben wiederum CVS-Messungen nach der LA-4-Metho-

3 de mit einem Zweitakt-Zweizylindermotor mit 350cm durchgeführt, wobei der katalytische Wandler der zweiten Ausführungsform vorgesehen war. Die maximale Temperatur betrug 75O°C, und die ab-

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gegebene CO-Menge betrug 3»84g/km, während die abgebene Kohlenwasserstoff- (HC) -Menge l,58g/km betrug. Wenn der katalytische Wandler in dem Auspuffsystem nicht eingebaut war, das einen herkömmlichen Auspuff oder Schalldämpfer aufwies, betrug die abgegebene CO-Menge 10,06g/km, während die abgegebene Kohlenwasserstoff-(HC) -Menge 8.35g/km betrug. In Fig.6 sind die Ergebnisse der Dauerversuche mit dem katalytischen Wandler der zweiten Aueführungsform dargestellt; d.h. die Beziehung zwischen der zurückgelegten Strecke und dem Quotienten an gereinigtem Kohlenwasserstoff. Wenn ein anderer Katalysatorträger verwendet wurde und die Versuche unter denselben Bedingungen durchgeführt wurden, nahm die abgegebene Kohlenwasserstoff-(HC)-Menge bis auf l,179g/km ab.

Der Aufbau der dritten, in Fig.7 dargestellten Ausführunfsform entspricht im wesentlichen dem der ersten, in Fig.3 dargestellten Ausführungsform, außer daß die zweite mehrlagige Katalysatoranordnung 48 um l80° umgekehrt ist. Das heißt, die Endplatte ist an dem rückwärtigen Ende angebracht, während die Abdeckplatte an dem vorderen Ende angebracht ist. Der Strom 49 der Auspuffgase von dem Motor wird dann in einen ersten durch den ersten Katalysator 47 strömenden Hauptstrom und einen zweiten Hauptstrom unterteilt, welcher durch das innere Rohr des ersten Katalysators und dann unmittelbar in die zweite mehrlagige Katalysatoranordnung strömt, wo er sich, wie an der Stelle 52 angegeben ist, mit den Auspuffgasen vermischt, welche durch den ersten Katalysator 47 hindurchgeströmt und gereinigt worden

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sind. Alle auf diese Weise gemischten Auspuffgase strömen dann durch die zweite Katalysatoranordnung 48 hindurch.

Die vierte, in Fig.8 dargestellte Ausführungsform weist ein inneres, durchlöchertes Stahlrohr 45 mit einer Länge von 300mm und einem Außendurchmesser von 40mm auf. Vier äußere ringförmige Abdeck- oder Schutzscheiben 53» welche über dem inneren Rohr 55 zwischen diesem (55) und der inneren Seitenwandung des Wandlermantels 7 eingesetzt sind, sind in einem Abstand von 100mm voneinander angeordnet, und drei innere Abdeck- oder Schutzscheiben 54, deren Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser des inneren Rohrs 55 ist, sind in diesem (55) jeweils in der Mitte zwischen den benachbarten äußeren Abdeckscheiben 53 und in einem Abstand von 100mm voneinander angeordnet. Das heißt, die erste, zweite und dritte innere Abdeckscheibe 54 sind von dem vorderen Ende des inneren Rohrs 55 in einem Abstand von 50mm, 150mm bzw. 250mm angeordnet. Um das innere Rohr 55 herum und zwischen den benachbarten äußeren Abdeckscheiben 53 ist ein Schirm aus nichtrostendem Stahldraht in einer Lage gewickelt, und das katalytische Element, das dem in der ersten Ausführungsform entspricht, ist in zehn Lagen um den inneren Schirm herumgewickelt. Danach ist der äußere Schirm aus nichtrostendem Stahl um das katalytische Element in einer Lage gewickelt. Auf diese Weise sind drei mehrlagige Katalysatoranordnungen 60 geschaffen.

Die Auspuffgase 58 von dem Motor strömen zuerst in das innere

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Rohr 55 und werden dann durch die erste innere Abdeckscheibe 5k in der durch den Pfeil 59 angegebenen Richtung abgelenkt damit sie durch die mehrlagige Katalysatoranordnung 60 strömen. Die von der Katalysatoranordnung 60 ausströmenden Auspuffgase werden dann durch die äußere Abdeckscheibe 53 abgelenkt, und strömen durch die Katalysatoranordnung 60 wieder in das innere Rohr 55· In ähnlicher Weise strömen dann die Auspuffgase durch die mehrlagigen Katalysatoranordnungen 60 auf Zick-zack-Bahnen, wie durch die mit Pfeilen versehene Wellenlinie angezeigt ist, und werden dann aus dem Wandler ausgestoßen.

Die vierte Ausführungsform weist das besondere Merkmal auf, daß die Gesamttemperatur der mehrlagigen Katalysatoranordnungen 60 auf einem verhältnismäßig niedrigem Wert gehalten werden kann, da die Reaktionswärme von den Auspuffgasströmen weitergeleitet wird und über den Mantel 7 an die Umgebungsluft abgegeben wird. Die vierte Ausführungsform weist ferner das weitere erwähnenswerte Merkmal auf, daß die Oxydation des Kohlenmonoxyds und des Kohlenwasserstoffs sehr stark gefördert und unterstützt werden kann, da die Auspuffgase durch drei mehrlagige Katalysatoranordnungen hindurchströmen. Infolgedessen ist der katalytische Wandler der vierten Ausführuntpform am besten für einen Motor geeignet, welcher Auspuffgase mit einem höheren Gehalt an Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoff ausstößt.

Die fünfte, in Fig.9 dargestellte Ausführungsform weist eine erste mehrlagige Katalysatoranordnung Gk auf, deren Aufbau im

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wesentlichen dem der ersten mehrlagigen Katalysatoranordnung 12 der ersten in Fig.3 dargestellten Ausführungsform entspricht und sie weist ferner eine zweite Katalysatoranordnung 68 in Wabenform auf. Das heißt, die erste mehrlagige Katalysatoranordnung weist ein inneres, durchlöchertes Stahlrohr 62 mit einem Außendurchmesser von 40mm, und einer Länge von 100mm, eine Endplatte 6l, welch« am vorderen Ende des inneren Rohrs 52 und an der Innenwandung des Wandlermantels 7 mit einem Innendurchmesser von 90mm angebracht ist, und eine Abdeck- oder Schutzscheibe 66 mit einem Außendurchmesser von 73mm und mit einer mittigen Umgehungsöffnung auf, deren Fläche etwa kO% der Querschnittsfläche des inneren Rohrs 62 beträgt. Um das innere Rohr 62 herum ist in einer Lage ein innerer Schirm aus rostfreiem Draht gewickelt, während das katalytische Element, das dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Element entspricht, in 15 Lagen um den inneren Schirm herum gewickelt ist. Ein äußerer Schirm 65 aus rostfreiem Draht ist in einer Lage um das katalytische Element herumgewickelt. Die wabenförmige, zweite Katalysatoranordnung 68 ist in einem Abstand von 20mm von der ersten Katalysatoranordnung 6k und zwischen vorderen und hinteren Scheiben 67 mit einem Außendurchmesser von 90mm und einem Innendurchmesser von 80mm angeordnet. Die zweite Katalysatoranordnung 68 weist eine Länge von 100mm und einen Außen durchmess er von 90mm auf und führt 0,2 Gewichstprozent Platin.

/in Der Strom 69 der Auspuffgase von dem Motor wird einen ersten

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Hauptstrom 70, welcher durch die erste Katalysatoranordnung hindurchgeht und dann durch die zweite Katalysatoranordnung strömt, und in einen zweiten Hauptstrom 71 aufgeteilt, welcher durch das innere Rohr 62 der ersten Katalysatoranordnung und die Umgehungsöffnung der Abdeckplatte 66 in die zweite Katalysatoranordnung 68 strömt.

Der Aufbau der sechsten, in Fig.10 dargestellten Ausführungsform entspricht abgesehen von der zweiten Katalysatoranordnung 8l der in Fig.9 dargestellten, fünften Ausführungsform. Das heißt, die zweite Katalysatoranordnung 81, welche in einem Abstand von 20mm von einer ersten Katalysatoranordnung 75 angeordnet ist,(deren Aufbau im wesentlichen dem der ersten Katalysatoranordnung 64 der fünften Ausführungsform entspricht) weist vordere und hintere kreissegmentförmige Tragteile auf, welche an der Innenwandung des Wandlermantels mit einem Durchmesser von 90mm angebracht sind und sich unter rechtem Winkel zu der Achse des Wandlermantels 7 in einander entgegengesetzten Richtungen in der Weise erstrecken, daß ihre Sehnen oder geraden Seiten in derselben Richtung verlaufen. Die zweite Katalysatoranordnung 8l weist ferner obere und untere durchlöcherte Endplatten 80 auf, welche jeweils an der geraden Seite der Tragteile 78 oder 79t der Innenwandung des Mantels 7 und der inneren oder äußeren Seitenwand der Tragteile 79 oder 78 angebracht sind und in vertikaler Richtung in einem Abstand von 40tmn voneinander angeordnet sind. Der durch die vorderen und rückwärtigen Tragteile 78 und 79 sowie die oberen und unteren

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Endplatten 8O festgelegte Raum ist vollständig mit als Katalysator wirkenden Perlen oder Kügelchen u.a. mit einem Durchmesser von 5mm aus Aluminium gefüllt, welche mit 0,2 Gewichtsprozent Platin versehen sind.

Bei der fünften Ausführungsform ist der Strom der Auspuffgase 82 von dem Motor in einen ersten Hauptstrom 83» welcher durch die erste Katalysatoranordnung 75 strömt, und einen zweiten Hauptstrom 84k aufgeteilt, welcher durch das innere Rohr der ersten Katalysatoranordnung unmittelbar in die zweite Katalysatoranordnung 8l strömt. Die Auspuffgase, welche durch die erste Katalysatoranordnung 75 hindurchgeströmt sind, strömen auch durch die zweite Katalysatoranordnung 8l.

Bis jetzt ist die Verwendung von kugel-, perlen- und wabenförmigen Katalysatorträgern nur in Verbindung mit den zweiten Katalysatoranordnungen der fünften und sechsten Ausführungsform beschrieben worden; selbstverständlich können sie jedoch auch statt der beschriebenen, mehrlagigen Katalysatorunordnungen in Verbindung mit den ersten bis vierten Ausführungsformen sowie mit den ersten mehrlagigen Katalysatoranordnungen der fünften und sechsten Ausführunjef orm verwendet werden. Jedoch sind die zusätzlichen Katalysatoranordnungen, welche unmittelbar an den Innenwandungen des Wandlermantels 7 angebracht sind, vorzugsweise in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform, d.h. bei den Fasern, dem Traggewebe oder dem Schirm, verwendet worden.

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Bei der siebten,nicht näherdargestellten Ausführungsform, welche eine Abwandlung der ersten Ausführungsform ist, kann statt der inneren Schirme 11 und l6 aus nichtrostendem Draht ein Schutzschirm aus Siliziumdioxydgewebe verwendet werden, auf dessen Oberfläche 12 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht des Schirms aus Siliziumdioxydgewebe) einer anorganischen Verbindung aus Siliziumdioxyd, Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd und Zirkondioxyd aufgebracht werden. Der Schutzschirm aus Siliziumdioxydgewebe ist in fünf Lagen um das innere Rohr gewickelt und dient dem Schutz des Katalysators bei Fehlzündungen.

Bei der achten Ausführunjpform, welche eine weitere Abwandlung der ersten Ausführungsform darstellt, ist eine zusätzliche Katalysatoranordnung ,welche in ihrem Aufbau im wesentlichen der siebten Ausführungsform (der ersten Abwandlung) entspricht, unmittelbar vor dem ersten mehrlagigen Katalysator 12 angeordnet, so daß drei mehrlagige Katalysatoranordnungen in Reihe in dem Wandler angeordnet sind.

In der neunten Ausführung form, welche eine dritte Abwandlung der ersten Ausführungsform darstellt, ist ein Behälter mit einem Volumen von 60cm auf der strömungsabwärts liegenden Seite des inneren Rohrs 15 des zweiten mehrlagigen Katalysators angeordnet und steht hydraulisch nur mit dem rückwärtigen Ende des inneren Rohrs 15 in Verbindung. Diese Anordnung verhindert nicht nur ein Abnehmen der Ausgangsleistung des Motors, sondern dient auch dazu, die Auspuffgase so zu verteilen, daß sie

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gleichmäßig durch die mehrlagigen Katalysatoren strömen. Selbstverständlich können die vorbeschriebenen siebten bis neunten Ausführungsformen auch bei anderen Ausführungen der Erfindung verwendet werden.

Die erste mehrlagige Katalysatoranordnung 91 der zehnten in Fig.11 dargestellten Ausführungsform entspricht abgesehen von dem Aufbau des mehrlagigen Katalysators im wesentlichen dem Aufbau der ersten in Fig.3 dargestellten Ausführuigsform. Das heißt, das innere Rohr 87, die Endplatte 86 und die Abdeckplatte 90 weisen dieselben Abmessung wie die entsprechenden Teile der ersten Ausführungsforra auf. Die Katalysatoranordnung ist so aufgebaut, daß zuerst in einer Lage ein innerer Schirm 88 aus nichtrostendem Draht, welcher dem der ersten Ausführungsform entspricht, herumgewickelt wird, daß danach in fünf Lagen ein Schutzgewebe oder ein* -schirm IO3 der in der siebten Ausführungsform beschriebenen Art darübergewickelt wird, als nächstes dann das Katalysatorelement, das dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Element entspricht, in 15 Lagen daraufgewickelt wird, und daß dann ein äußerer Schirm 89 aus nichtrostendem Draht einlagig über das Katalysatorelement gewickelt wird.

Eine zweite mehrlagige Katalysatoranordnung 98 ist wie bei der ersten Ausführungsform in einem Abstand von 20mm von der ersten Katalysatoranardnung 91 angeordnet und weist ein durchlöchertes inner_e§ Stahlrohr 93 «nit einer Länge von l60mm und einem Außen-

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durchmesser von kOtaxa auf. Eine Endplatte ist am vorderen Ende des inneren Rohrs 93 und an der inneren Seitenwandung des Wandlerrohrs 7 mit einem Durchmesser von 90mm angebracht, und eine dazwischen angeordnete Abdeckscheibe 95 mit einem Außendurchmesser von 73mm und einem Innendurchmesser, welcher dem Außendurchmesser des inneren Rohrs 93 entspricht, ist über dem inneren Rohr 93 angebracht und in einem Abstand von 80mm von dessen vorderen Ende angeordnet. Eine hintere Abdeckscheibe mit einem Außendurchmesser von 73mm ist am rückwärtigen Ende des inneren Rohrs 93 angebracht. Die zweite mehrlagige Katalysatoranordnung 981 welche um das innere Rohr 93 zwischen der Endplatte 92 und der dazwischen angeordneten Scheibe 95 sowie zwischen der Scheibe 95 und der hinteren Abdeckscheibe 97 angeordnet ist, entspricht im Aufbau im wesentlichen der ersten mehrlagigen Katalysatoranordnung 9I· Das heißt, jede der beiden mehrlagigen Katalysatoranordnungen 98 weist einen inneren Schirm 9^» eine Schutzschicht 10^, den Katalysator und den äußeren Schirm auf.

Der Strom 99 d©^r Auspuffgase von dem Motor wird dannin einen ersten Hauptstrom 100, welcher durch die erste Katalysatoranordnung strömt^ und in einen zweiten Hauptstrom 101 aufgeteilt, welcher durch das innere Rohr der ersten Katalysatoranordnung hindurchgeht und unmittelbar in das innere Rohr 93 der zweiten Katalysatoranordnung strömt. Die Auspuffgase ,welche die erste Katalysatoranordnung 91 durchströmt haben, verbinden sich in dem inneren Rohr 93 mit den Auspuffgasen, welche die erste Katalysatoranordnung 91 umgangen haben, und strömen dann durch

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die zweiten mehrlagigen Katalysatoranordnungen 98.

In der in den Fig.12 und 13 dargestellten, elften Ausführungsform ist die Innenwanduag eines Auspuffrohres 109, welches einen Motor 105 mit einem katalytischen Wandler 108 verbindet, welcher aus den vorbeschriebenen ersten bis zehnten Ausführungsformen ausgewählt werden kann, mit einer in Lagen ausgebildeten Katalysatoranordnung 106 ausgekleidet, welche einen inneren Schirm 110 aus nichtrostendem Draht mit Maschen von 0,81|mm (20 mesh), welcher einlagig über der Innenwandung des Auspuffrohrs 109 aufgebracht ist, das Katalysatorelement 111, das dem in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Element entspricht und in zwei Lagen über dem inneren Schirm 110 aufgebrabht ist, und einen äußeren Schirm 125 aus nichtrostendem Draht aufweist, welcher einlagig Über dem Katalysatorelement 111 aufgebracht ist.

Die von dem Motor 105 ausgestoßenen Auspuffgase strömen äurch das Auspuffrohr 109, wie durch die Pfeile 107 angedeutet ist, und kommen mit der mehrlagigen Katalysatoranordnung 106 in Berührung, das heißt mit dem katalytischen Element 111, so daß ein gewisser Teil an Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoffen,welche in den Auspuffgasen enthalten sind, gereinigt (bzw. entfernt) oder oxydiert werden können, bevor die Auspuffgase in den katalytischen Wandler 108 gelangen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß beim Anlassen des Motors der Reinigungsquotient des Auspuffgases verbessert werden kann, und daß der nicht erwünschte Tem-

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peraturanstieg in dem katalytisch«! Wandler verhindert werden kann.

In den vorbeschriebenen Ausführung aformen hat die Umgehungsöffnung immer eine vorbestimmte Öffnung gehabt; in der zwölften Ausfuhrungsform kann die Fläche der Umgehungsöffnung jedoch in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors und der Beschaffenheit der Katalysatoren oder der mehrlagigen Katalysatoranordnungen geändert werden, so daß die katalytische Reaktion gefördert werden kann, wenn der Motor gestartet wird und während er warmläuft, und daß die Auspuffgase gleichmäßig durch die mehrlagigen Katalysatoranordnungen strömen können.

Die zwölfte.in Fig.lA dargestellte Ausführungsform entspricht in ihrem Aufbau der ersten in Fig.3 dargestellten Ausführungs-

/daß

form, außer die Fläche der Umgehungsöffnung 107 in der Abdeckplatte 108 veränderlich ist, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird. Das heißt, der in Fig.l4 dargestellte, katalytische Wandler weist eine erste mehrlagige Katalysatoranordnung 105 und eine zweite mehrlagige Katalysatoranordnung 106 auf, und wie bei der ersten Ausführungsform werden die Auspuffgase von dem Motor in den Strom 108, welcher durch die erste Katalysatoranordnung 105 strömt, und den Gasstrom 109 aufgeteilt, welcher über die Umgehungsöffnung 107 unmittelbar in die zweite mehrlagige Katalysatoranordnung 106 strömt. Wenn der Motor gestartet wird, wird die Fläche der Umgehungsöffnung 107 beispielsweise auf 10% (erforderlichenfalls 0%) der Querschnitts-

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fläche des inneren Rohrs der ersten Katalysatoranordnung 105 verringert, so daß die erste Katalysatoranordnung 105 sobald wie möglich auf eine katalytische Reaktionstemperatur erhöht werden kann. Nachdem die erste Katalysatoranordnung 105 durch die Auspuffgase auf eine Temperatur zwischen 300 und 500 C erwärmt worden ist, wird die Umgehungsöffnung 107 auf etwa ^ίθ% der Querschnittsfläche des inneren Rohrs geöffnet. In dem in Fig.15 dargestellten, katalytischen Wandler ist eine Anordnung vorgesehen, die einen wirksameren Kontakt der Katalysatoranordnung mit den Auspuffgasen sicherstellt, welche durch die Umgehungsöffnung 107 gelangt sind und sich mit den Auspuffgasen V^-ee bunden haben, welche die erste Katalysatoranordnung 105 umgangen haben.

Um die Fläche der Umgehungsöffnung 107 zu ändern, werden in Fig.l6 bis 19 Einrichtungen zum Steuern der Fläche der Umgehungsöffnung verwendet. Die in Fig.l6 dargestellte Einrichtung zum Steuern der Fläche der Umgehungseinrichtung ist aus einer Lagenanordnung aus zwei verschiedenen Metallen hergestellt und in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet. Die nahe bei dem vorderen Ende liegenden Seitenflächen sind mit einer Anzahl Schlitze versehen, um Bimetallstreifen zu bilden, so daß die Bimetallstreifen sich biegen oder krümmen können, wenn sich die Temperatur ändert. Das heißt, wenn der Motor nicht in Betrieb gesetzt wird, so daß die Temperatur der Einrichtung zum Steuern der Fläche der Umgebungsöffnung im wesentlichen gleich der Umgebungstemperatur ist, dann berühren die Bimetallstreifen ein-

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ander, vie in Fig.l6(a) dargestellt ist, um dadurch die minimale Fläche der Umgehungsöffnung festzulegen; wenn aber die Temperatur ansteigt,werden die Bimetallstreifen nach außen voneinander weg gebogen oder gekrümmt, wodurch dann die Fläche der Umgehungsöffnung größer wird.

Bei der in Fig.17 dargestellten Einrichtung zum Steuern der Fläche der Umgehungsöffnung sind zwei Bimetallstreifen 114 vertikal oder horizontal in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet, so daß, wenn der Motor kalt ist, die Bimetallstreifen llA gerade sind und die minimale Öffnungsfläche zwischen sich fastlegen, wie in Fig.17 dargestellt ist. Wenn jedoch die Temperatur ansteigt, werden die Bimetallstreifen nach außen gebogen oder gekrümmt, so daß die Öffnungsfläche größer wird, wie in Fig.l7(b) dargestellt ist.

Bei der in Fig.l8 dargestellten Einrichtung zum Steuern der Fläche der Umgehungsöffnung werden sowohl die Biegung oder Krümmung eines Bimetallstreifens 115 als auch der Strom II3 der Auspuffgase benutzt. Das heißt, wenn der Motor kalt ist, oder mit geringer Drehzahl läuft, ist der Bimetallstreifen 115 gerade, wie in Fig.l8(a) dargestellt ist, um die minimale Fläche der Umgehungsöffnung festzulegen. Wenn jedoch die Temperatur ansteigt und die Strömungsgeschwindigkeit der Auspuffgase zunimmt, wenn der Motor mit eher höheren Drehzahl läuft, drücken die Auspuffgase gegen den Bimetallstreifen 11?, wobei letzterer sich infolge des Temperaturanstiegs nach außen biegt oder krümmt, so

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daß die Fläche der Umgehungsöffnung größer werden kann. Als Abwandlung hierzu, kann statt des Biraetallstreif ens 115 eine Klappe aus Metall in der Weise verwendet werden, daß sie nur unter dem Druck der Auspuffgase schwingen kann.

Die in Fig.19 dargestellte Einrichtung zum Steuern der Fläche der Umgehungsöffnung weist ein Drosselventil 116 auf, welches auf der strömungsaufwärts liegenden Seite der Umgehuncpöffnung angeordnet ist. Die Winkellage des Drosselventils 116 kann durch irgendeine herkömmliche Steuereinrichtung entsprechend der Temperatur der ersten Katalysatoranordnung gesteuert werden, wobei der Öffnungsgrad des Drosselventils 116 und damit die Fläche der Umgehungsöffnung geändert werden kann.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. '' Einrichtung zum Reinigen von Auspuffgasen eines Verbrennungsmotors mit Hilfe eines Katalysators, gekennzeichnet durch mindestens zwei hintereinander angeordnete, mehrlagige Katalysatoranordnungen (12, 17), und durch eine Umgehungseinrichtung (14) ,welche so angeordnet ist, daß abgesehen von der letzten Katalysatoranordnung (17) ein Teil (22) der Auspuffgase (20) eine der übrigen Katalysatoranordnungen (12) umgehen kann, ohne mit ihr in Berührung zu kommen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Katalysatoranordnungen (17) um die durchlöcherte Seitenwand eines inneren Metallrohrs (15) angeordnet ist, von welchem ein Ende (19) verschlossen ist, und welches in einem Metallmantel (7) der Einrichtung angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Katalysatoranordnungen bzw. die verbleibende Katalysatoranordnung oder eine der verbleibenden Katalysatoranordnungen (12 bzw. 17) um die durchlöcherte Seitenwand eines inneren Metallrohrs oder Zylinders (10 bzw. 15) angebracht ist, welches bzw. welcher in dem Metallmantel (7) angeordnet ist, und daß eine Öffnung (8 bzw. 9) an der strömung3-

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aufwärts liegenden Seite des inneren Rohrs (10 bzw. 15) eine Öffnungsfläche aufweist, welche größer als die Fläche der anderen Öffnung (l4 bzw. 19) an der strömungsabwärts liegenden Seite des inneren Rohrs (10 bzw. 15) ist.

k. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet, daß. eine der Katalysatoranordnungen bzw. die verbleibende Katalysatoranordnung oder eine der verbleibenden Katalysatoranordnungen (12; 17) um die durchlöcherte Seitenwand eines inneren Rohrs (10 bzw. 15) angeordnet ist, welches in einem Metallmantel (7) der Einrichtung mittels Tragteilen (8; 9) in einer bestimmten Lage gehalten ist.

5· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Katalysatoranordnungen bzw. die verbleibende Katalysatoranordnung oder eine der verbleibenden Katalysatoranordnungen um die durchlöcherte Seitenwand eines inneren Rohrs angebracht ist, welches in einem Metallmantel (7) der Einrichtung angeordnet ist, und daß in dem inneren Rohr Baubzw. Formteile vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet, daß eine der Katalysatoranordnungen bzw. die verbleibende Katalysatoranordnung oder eine der verbleibenden Katalysatoranordnungen (6o) um die durchlöcherte Seitenwand eines in einem Metallmantel (7) der Einrichtung angeordneten, inneren Rohrs (55) angebracht ist, daß eine Abdeck- oder

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Trennwand (54) in dem inneren Rohr (55) angeordnet ist, und
daß eine weitere Abdeck- oder Trennwand (5^), welche eine Öffnung aufweist, in dem inneren Rohr (55) und in einem vorbestimmten Abstand von der ersten Abdeck- oder Trennwand (5^) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet, daß eine der Katalysatoranordnungen,
bzw. die verbleibende Katalysatoranordnung oder eine der verbleibenden Katalysatoranordnungen um die durchlöcherte Seitenwand eines inneren Rohrs herum angebracht ist, welches in einer vorgegebenen Lage in einem Metallrohr der Einrichtung durch
Tragteile gehalten ist, welche an den vorderen und hinteren
Enden des inneren Rohrs angebracht sind, daß eine Umgehungsöffnung für die Auspuffgase vorgesehen ist, die entweder in dem
vorderen oder dem hinteren Tragteil ausgebildet ist, und daß
eine Einrichtung (Fig.l6 bis 19) zum Steuern der Fläche der Umgehungsöffnung an dieser Umgehungsöffnung angebracht ist, um so ihre Fläche entsprechend der Temperatur einer Katalysatoranordnung zu verändern.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g ekennz eichn et, daß eine der Katalysatoranordnungen
bzw. die verbleibende Katalysatoranordnung oder eine der verbleibenden Katalysatoranordnungen (29) um die durchlöcherte Seitenwand eines Innenrohrs (28) herum angebracht ist, die in
einem Metallmantel (7) der Einrichtung angeordnet ist, und daß

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ein Behälter (yk) in dem Mantel (7) und an dem rückwärtigen Ende des inneren Rohrs (28) angeordnet ist, um so mit diesem hydraulisch in Verbindung zu stehen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet, daß ein Teil der Innenwandung des Metallrohrs (7) der Einrichtung mit einer zusätzlichen Katalysatoranordnung (25i 26) ausgekleidet ist, welche einen Katalysatorträger aus einem wärmebeständigen Draht oder aus einem Fasergewebe oder aus einem Schirm und einen Katalysator aufweist, welcher auf der Oberfläche des Gewebes oder Schirms aufgebracht ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e· kennzeichnet, daß die Innenwandung des Auspuffrohrs (106), welches einen Motor (105) mit der Einrichtung verbindet, mit einer Katalysatoranordnung (I09) ausgekleidet ist, welche einen Katalysatorträger aus einem wärmebeständigen Draht, aus Fasergewebe oder aus einem Schirm und einen Katalysator (111) aufweist, welcher auf der Oberfläche des Gewebes oder des Schirms aufgebracht ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet, daß jede der Katalysatoranordnungen einen Katalysatorträger aus einem wärmebeständigen Draht, aus Fasergewebe oder aus einem Schirm und einen Katalysator aufweist, welcher auf der Oberfläche des Gewebes oder des Schirms

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aufgebracht ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Katalysatoranordnungen einen wabenförmigen Aufbau aufweist.

13· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Katalysatoranordnungen Kügelchen bzw. Tabletten aufweist, auf welchen ein Katalysator aufgebracht ist.

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