DE69205771T2

DE69205771T2 - Schalldämpfer kombiniert mit katalytischem Konverter für Brennkraftmaschinen und Modulmembranelemente für diesen Schalldämpfer.

Info

Publication number: DE69205771T2
Application number: DE69205771T
Authority: DE
Inventors: Albino Gavoni
Original assignee: GAVONI BGM SILENZIATORI Sas
Current assignee: GAVONI BGM SILENZIATORI Sas
Priority date: 1991-09-04
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2012-07-29
Also published as: DE69205771D1; RU2069771C1; EP0530493A3; ES2079110T3; ITMI912347A0; JP3231852B2; CN1034360C; KR930006298A; EP0530493B1; GR3018309T3; US5378435A; ITMI912347A1; JPH0749026A; IT1251547B; TW208063B; ATE129778T1; EP0530493A2; DK0530493T3; CN1070985A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer kombiniert mit einem katalytischen Konverter, der in der Lage ist, die von Verbrennungsmaschinen jeden Typs herrührenden Abgase in weniger schädliche Gase umzuwandeln.
Die schädlichen Auswirkungen von Abgasen, die von Verbrennungsmaschinen in die Atmosphäre abgegeben werden, sind seit vielen Jahren nachgewiesen und der rasche Anstieg der Zahl von im Umlauf befindlichen Motorfahrzeugen hat die industrialisierteren Länder gezwungen, restriktive Maßnahmen mit dem Ziel zu ergreifen, die Emission von Kohlenmonoxid, unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden zu minimieren. Als Konsequenz wurden Katalysatoren entwickelt, die bei einer Verteilung über eine große Kontaktfläche mit dem Abgasstrom geeignet sind, diese sehr verschmutzenden Stoffe in im wesentlichen harmlose Gase, wie z.B. Kohlendioxid, Wasserdampf und Stickstoff umzuwandeln. Auf der Basis dieser Kenntnis wurden verschiedene Arten von katalytischen Konvertern entwickelt und auf den Markt gebracht, die strömungsaufvärts des konventionellen Schalldämpfers anzubringen sind.
Diese Konverter führen jedoch zu verschiedenen Problemen, wie z.B. die Zeitdauer ihrer chemischen Wirksamkeit verglichen zur mechanischen Lebensdauer ihrer Struktur und bezüglich der Komplexität der Struktur selbst, die zu sehr hohen Kosten genauso wie zu Installationsschwierigkeiten führt.
Während Fahrzeuge in Zukunft in der Regel mit werkseitig montierten Abgasreinigern versehen sein müssen, hemmen deren Kosten sowohl die Montage bei neuen Fahrzeugen als auch die Nachrüstung der außergewöhnlich hohen Anzahl von bereits existierenden Fahrzeugen.
Katalytische Konverter-Auspufftöpfe sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt.
Das Schweizer Patent 334071 Mastropaolo et al. offenbart eine Reihe von glockenförmigen Metalldiaphragmen (4), die in Aufeinanderfolge mit einem kurzen röhrenförmigen Abschnitt (3) angeordnet sind. Jedes Diaphragma ist mit nur einer zentralen Öffnung (5) mit dem Ziel versehen, das Geräusch des Abgases zu minimieren. Dieses Patent betrifft lediglich einen Schalldämpfer und sieht keinerlei Lehre hinsichtlich einer Reinigung der Abgase mittels poröser keramischer Diaphragmen vor, wie dies in der vorliegenden Anmeldung offenbart ist.
US 3.649.213 von De Palma beschreibt einen katalytischen Wandler-Auspufftopf mit einer V-förmigen Bettkonfiguration, die optimale Gasströmungscharakteristiken und eine Minimierung von Problemen bezüglich unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten unter Hochtemperaturbedingungen mit sich bringt. Eine bevorzugte Einheit weist eine ovale Außenkammer, einen Katalysator-Reservoir-Abschnitt und gekrümmte Seitenwände für die innenliegenden Katalysator-Rückhalteschirme auf, um so ein Ausbeulen auszuschließen, das bei flachen Plattenteilen auftritt.
Eine Kombination aus einem Auspufftopf und einem katalytischen Konverter mit einem geringen Rückdruck ist in US 4.094.645 von Bayley offenbart. Die Vorrichtung integriert ein Venturirohr in den Abgaseinlaßweg, um Sekundärluft zuzuführen. Die Wirksamkeit des Venturirohres ist recht hoch, da die strömungsabwärts des Venturirohres herrschenden Rückdrücke niedrig gehalten werden, indem ein extrem langer Auslaßkonus für das Venturirohr vorgesehen ist, der die Strömungsrichtung umkehrt, während Wandabrisse und Turbulenzen verhindert werden. Eine Geräuschdämpfung wird strömungsaufwärts des Venturirohres geschaffen, wo die erzeugten Rückdrücke eine minimale Auswirkung unter Reduktion der Venturirohr-Wirksamkeit haben.
Ein Gehäuse für ein katalytisches Medium, das von einer Metallfolie getragen wird, und ein katalytischer Konverter, der ein derart gelagertes katalytisches Medium enthält, sind in EP-A-0 263 893 von Grace beschrieben. Die katalytischen Konverter werden als besonders nützlich für sowohl funkengezündete als auch kompressionsgezündete Verbrennungsmaschinen und insbesondere Kraftfahrzeuge bezeichnet.
Eine Vorrichtung nur für katalytische Zwecke oder eine andere Reinigung von Abgasen von Verbrennungsmaschinen mit zwei Abgas-Behandlungskörpern und einem Schutzring zwischen diesen ist in EP-A-0 387 422 von Eberspächer offenbart.
Keine dieser Vorrichtungen nach dem Stand der Technik nimmt die spezielle Konstruktion eines katalytischen Schalldämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung vorweg.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schalldämpfer umfassend einen mit niedrigen Kosten herstellbaren und langlebigen katalytischen Wandler zum Reinigen der Abgase zu schaffen, wobei der katalytische Schalldämpfer mit den existierenden Schalldämpfern ohne jegliche Installationsprobleme ausgetauscht werden kann, wobei dieser beide Funktionen, nämlich Schalldämpfung und Abgasreinigung in einem erfüllt.
Entsprechend der Erfindung besteht die Kombination aus Schalldämpfer und katalytischem Konverter aus einem äußeren Gehäuse, das in bekannter Weise am Abgaseinlaßende mit einem Verbindungsstück mit dem Motor-Abgassammelrohr verbunden ist, wobei das Gehäuse den katalytischen Wandler enthält, der innerhalb eines innenliegenden röhrenförmigen Elementes befestigt ist. Letzteres ist stromaulwärts bezüglich des Abgas-Stromes mit einem offenen Ende versehen, in das sich das Verbindungsstück unter Bildung einer Venturidüse hineinerstreckt, während das gegenüberliegende Ende des röhrenförmigen Elementes durch eine Endwand verschlossen ist, mit der der der Schalldämpferauslaß verbunden ist. In den Teil des röhrenförmigen Elementes, der zwischen dem Ende der Venturidüse und der Endwand liegt, ist eine Vielzahl von Diaphragmen eingesetzt, die aus einem porösen keramischen Material hergestellt sind, das mit einem katalytischen Material zur Befreiung des Abgases von den Verunreinigungen behandelt ist. Jede Querwand der Diaphragmen ist mit geeigneten Durchgangsöffnungen für den Durchlaß der Abgase versehen. Nachfolgende Expansionskammern für die Gase sind zwischen einem Diaphragma und dem nächsten gebildet, so daß die Gase vom Enddiffusor nicht nur von den Schadstoffen befreit, sondern auch mit einer Temperatur und einem Druck nahe Umgebungsbedingungen ausgegeben werden können, so daß die Baugruppe auch als wirksamer Schalldämpfer fungiert, wobei dieser als einzelne Einheit in ähnlicher Weise wie konventionelle Schalldämpfer für jeglichen Typ von Fahrzeug mit minimalen Installationskosten einfach austauschbar ist.
Die Form der porösen keramischen Diaphragmen ist so zu verstehen, daß die Diaphragmen aufeinanderfolgend mit passenden Verbindungsstücken eingesetzt werden, die im Labor vorbestimmte und für jedes der vielzähligen, im Umlauf befindlichen Fahrzeugmodelle optimierte Intervalle und Abstände aufrechterhalten, wobei in Betracht zu ziehen ist, daß die Erfindung zwar nicht ausschließlich, jedoch hauptsächlich auf den Austausch bei den vielzähligen, im Umlauf befindlichen Fahrzeugtypen abzielt.
Mit anderen Worten kann der katalytische Schalldämpfer in einer kurzen Zeit ohne Bindung von Kapital und Verbrauch übermäßigen Raumes in einem Sortiment von heterogenen Schalldämpfern hergestellt werden, die einfach für eine große Bandbreite von bestehenden Fahrzeugen verfügbar gemacht werden können. Ein offensichtlicher Vorteil, der durch den katalytischen Schalldämpfer entsprechend der Erfindung geboten wird, ist die Möglichkeit der Lagerhaltung einer begrenzten Menge von inneren und äußeren Komponenten von vorbestimmter Größe, die entsprechend Spezifikationen zusammengebaut werden können, die auf Labortests beruhen, wobei der geeignetste Typ von Schalldämpfer-Katalysekonverter in Abhängigkeit des Hubraumes, der Leistung und des Typs des Fahrzeuges angeboten werden kann.
Wie aus der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen deutlich wird, ist die vorliegende Erfindung weder auf die spezifische chemische Natur oder physikalische Eigenschaften der für die Herstellung der Filterelemente der vorliegenden Erfindung geeigneten Keramikmaterialien, noch auf die Auswahl spezieller katalytischer Materialien oder Klassen von Materialien gerichtet. Tatsächlich sind sowohl Keramikmaterialien als auch katalytische Medien zur Umwandlung von CO, HC und NOx aus dem Stand der Technik bestens bekannt
Nur als Beispiel werden typische nützliche Keramikmaterialien durch anorganische feuerfeste Oxide, wie z.B. Aluminiumoxid, Gamma-Aluminiumoxid, Tonerde-Zirkondioxid, Zirkondioxid, Siliziumdioxid, Cordierit, Mullit, Karbide, wie z.B. Siliziumkarbid, Nitrite und dgl. repräsentiert. Beispiele für geeignete katalytische Materialien sind Platin, Palladium, Silber, Oxide, wie z.B. Eisenoxid, Vanadiumoxid, Chromoxid. Des weiteren können im allgemeinen geeignete katalystische Medien auch andere Metalle der Gruppen I, V, VI und VIII der Periodentafel umfassen, wie dies dem Fachmann auf dem einschlägigen technischen Gebiet bestens bekannt ist. Bekannt ist ebenfalls die Tatsache, daß diese katalytischen Materialien einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen eingesetzt werden können. Auch die Behandlungsweise der porösen keramischen Materialien mit den katalytischen Medien ist aus dem Stand der Technik bestens bekannt und liegt außerhalb des Wesens der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die die erfindungsgemäße Idee darstellen, die jedoch nicht einschränkend zu betrachten sind.
Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Darstellung im Axialschnitt des Gehäuses der Kombination aus Schalldämpfer und katalytischem Konverter entsprechend der Erfindung, die mit einer Motor-Abgas-Einlaßdüse, einem rückwärtigen Abgasdiffusor und dem röhrenförmigen Element versehen ist, in das die keramischen Diaphragmen einzusetzen sind,
- Fig. 2 eine schematische Detailansicht der Anordnung der keramischen Diaphragmen innerhalb des röhrenförmigen Elementes des Schalldämpfers,
- Fig. 3 einen Querschnitt eines ersten Typs des porösen keramischen Diaphragmas,
- Fig. 4 bis 6 rückwärtige Seitenansichten der gemäß der Erfindung perforierten Querwände der Diaphragmen,
- Fig. 7 insbesondere einen Querschnitt einer der sich erweiternden Öffnungen in der Querwand eines Diaphragmas,
- Fig. 8 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen porösen keramischen Diaphragmas,
- Fig. 9 eine detaillierte, schematische Ansicht der Anordnung der porösen keramischen Diaphragmen, wie sie in Fig. 8 gezeigt sind,
- Fig. 10 einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen porösen keramischen Diaphragmas, und
- Fig. 11 eine Vorderansicht der Querwand des Diaphragmas gemäß Fig. 10 aus Richtung XI.
Fig. 1 zeigt den Hauptkörper des katalytischen Schalldämpfers, der in seiner Gesamtheit durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist und aus einem äußeren Gehäuse 12 besteht, das an einem Ende mit einem im wesentlichen halbkugelförmigen Kopf 14 abschließt, der mit einem konischen Verbindungsstück 15 versehen ist, das teilweise von einer Hülse 16 umgeben ist, welches Verbindungsstück mit dem Abgassammelrohr des Motors in Eingriff steht. Innerhalb des Gehäuses 12 ist ein röhrenförmiges Element 30 angeordnet, das - wie im folgenden noch näher erkennbar ist -die geeignet angeordneten porösen keramischen Diaphragmen enthält. Das röhrenförmige Element weist ein Ende 32 auf, das zu der vom halbkugelförmigen Kopf 14 gebildeten Kammer 34 hin offen ist, während es am gegenüberliegenden Ende durch eine Endwand 36 verschlossen ist, mit der eine sich verengende Abgasröhre 38 verbunden ist, die in einem Gewölbekörper 40 untergebracht ist, der als Diffusor für den Ausstoß des Gases in die Atmosphäre wirkt und der im wesentlichen fluchtend mit dem äußeren Gehäuse 12 endet.
Das Verbindungsstück 15 mit einer Länge M hat vorzugsweise eine Konizität von 13 % ausgehend von seinem Einlaßabschnitt 17 mit dem Durchmesser A bis zum Abschnitt 18, der mit dem Eingang der halbkugelförmigen Kammer 34 zusammenfällt, und bei dem der Durchmesser B den folgenden Wert aufweist:
B = 2(A/2 - M x 0,13) (1)
Innerhalb der Kammer 34 verjüngt sich das Verbindungsstück 15 allmählich, um eine sich verengende Leitung oder Venturidüse 20 zu bilden, deren Enddurchmesser C den folgenden Wert aufweist:
C = B / 3,5 (2)
Das Verbindungsstück erstreckt sich innerhalb der Kammer auf einer Linge N, die gleich ist:
N = (B - C) / (2 tg 10º) (3)
Die Venturidüse 20 ist mit zumindest vier querverlaufenden Öffnungen 19 versehen, die in der Nähe ihres Verbindungsbereiches mit dem halbkugelförmigen Kopf 14 herausgeschnitten sind und aus denen ein Teil des Gases in den katalytischen Konverter ausgebracht wird, während der verbleibende Teil von der Endöffnung abgegeben wird, was zu einer internen Dekompression führt.
Der Durchmesser K der Öffnung 19 weist den folgenden Wert auf:
K = [(B² - C²)/4] (4)
Die durchschnittliche Länge P für die Frontkammer einschließlich der teilweise halbkugelförmigen Kammer 34 bis zur Wand des ersten Diaphragmas beträgt:
P = (HP x 400 x K) / (B² x π/4), (5)
wobei HP die Leistung des Motors in PS darstellt.
K = 2,6 für 4-Zylinder-Motoren
= 6,8 für 4-Zylinder-Motoren
= 12,5 für 12-Zylinder-Motoren.
Für Dieselmotoren müssen die angegebenen K-Werte weiterhin mit einem Faktor 4,25 multipliziert werden.
Der Enddiffusor 38 weist in Richtung zur Innenseite der Röhre 30 den folgenden Durchmesser auf:
wobei SF die Gesamtfläche der Öffnungen in dem abschließenden Diaphragma darstellt, das der letzten in der Röhre 30 gebildeten Kammer zugewandt ist, wie dies im folgenden noch beschrieben wird.
Ausgehend vom Ende der Venturidüse 20 wird ein Satz der porösen keramischen modularen Diaphragmen 50 in der Röhre 30 positioniert, wie dies schematisch in Fig. 2 gezeigt ist.
Der durchschnittliche Abstand d der Diaphragma ist sehr nahe gleich:
d = (0,6 bis 2) A (6)
was Motoren mit Meinem Hubraum bis großvolumige Motoren umfaßt. Der Abstand d ist jedoch Variationen unterworfen, die nur experimentell im Labor durch Überprüfung des Druckes in den unterschiedlichen Kammern bei laufendem Motor überprüft werden können.
Entsprechend Fig. 3 weisen die becherförmigen Diaphragmen 50 eine äußere zylindrische Form mit einem Durchmesser, der exakt gleich groß ist wie der Innendurchmesser des metallischen röhrenförmigen Elementes 30, eine im wesentlichen ebene Außenfläche 51 und eine konkave Innenfläche 52 mit einem vorzugsweise parabolischen Profil auf, so daß das aus der Venturidüse strömende Gas immer in Kontakt mit den Kammern kommt, die abgerundete Oberflächen ohne scharfe Kanten haben, um so die Bildung von Wirbeln und unerwünschten Rückdruck-Phänomenen zu verhindern und einen guten Motorlauf zu gewährleisten.
Jede Querwand 53 weist in ihrer Tiefe eine Reihe von Durchgangsöffnungen verschiedener Typen, Formen und Dimensionen auf, wie dies im Wege von Beispielen in den Fig. 4, 5, 6 gezeigt ist, wobei sie mit einem kreisförmigen Abschnitt 54 oder knopflochförmig 56 bzw. polygonzugförmig 58 oder in jeder gemischten Gestaltung ausgebildet sind. In Langsrichtung weisen die Öffnungen eine etwa kegelstumpfförmige Ausbildung auf, wobei die kleinere Basis in Richtung zum Gaseiniaß orientiert ist, so daß in der Gasströmungsrichtung eine Vielzahl von divergierenden Leitungen gebildet wird, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, die in der Lage sind, daraufhin die Expansion des von einer Kammer zur nächsten strömenden Abgases zu verbessern. Der Divergenzwinkel alpha liegt zwischen 8º und 15º.
Das Verhältnis zwischen den Durchgangsöffnungen in jeder Querwand der Diaphragmen zur Gesamtfläche kann variieren und ist wohl definiert; Querwände mit einem größeren Verhältniswert, d.h. mit mehr Öffnungsräumen, sind progressiv in Richtung zum Auslaß 38 des katalytischen Schalldämpfers anzuordnen, wo die Abgase sich in einem expandierteren Zustand befinden.
Die Lange H in jedem Diaphragma kann ebenfalls variieren, um eine empirische Definition des Volumens jeder aufeinanderfolgenden Kammer entsprechend dem Volumen an Abgasen zu erlauben, die von dem Motor in Abhängigkeit des Hubraumes und der Leistung des Motors produziert werden.
Fig. 2 zeigt im Wege eines Beispiels verschiedene Anordnungsmöglichkeiten für Diaphragmen 50. Von links nach rechts ist ein Diaphragma 50a mit seinem konkaven Abschnitt der Venturidüse 20 zugewandt angeordnet, um die Kammer V&sub0; zu bilden; dann folgt ein Paar von Diaphragmen 50b und 50c des gleichen Typs, die einander gegenüberstehen und eine Lange H aufweisen, die nicht notwendigerweise gleich der des Diaphragmas 50a ist, um eine Kammer V&sub1; zu bilden. In diesem Fall ist das Paar von Diaphragmen 50b und 50c vom Diaphragma 50a durch einen Keramikring 59 mit einer konkaven Innenfläche beabstandet. Weitere Diaphragmen 50d, 50e, 50f, die alle in die gleiche Richtung weisen, bilden eine Folge von Kammern V&sub2;, V&sub3;, V&sub4; ... bis zur Kammer Vn, die gerade vor dem Auslaß der katalytischen Schalldämmvorrichtung liegt.
Die Diaphragmen 50, die mit verschiedenen perforierten Oberflächen in ihrer Querwand versehen und von verschiedenen Langen H sind, werden einer Imprägnierung mit bekannten katalytischen Materialien ausgesetzt, um beide Oberflächen ihrer porösen Strukturen und die Oberflächen der Durchgangsöffnungen 54, 56 und 58 zu bedecken.
Die in Kontakt mit den behandelten Oberflächen und dem porösen Körper der Diaphragmen strömenden Abgase werden gereinigt, um dem vorgesehenen Zweck zu entsprechen und sie strömen mit einer niedrigen Temperatur und schallgedämpft heraus, wobei sie von den unerwünschten schädlichen Verunreinigungen befreit sind.
Die Umfangswände der Diaphragmen bilden eine isolierende Barriere an der Innenseite der sie umgebenden Metallröhre 30, welche Röhre jedoch durch einen Zwischenraum 60 vom äußeren Gehäuse 12 beabstandet ist, welcher Zwischenraum ebenfalls in bekannter Weise mit Fiberglas oder Steinwolle gefüllt sein kann.
Fig. 8 zeigt eine zweite alternative Ausführungsform der keramischen porösen Diaphragmen, die dazu gedacht ist, die Anzahl der in das röhrenförmige Element 30 einzuführenden katalytischen Elemente zu reduzieren, um eine schnellere Installation des Schalldämpfers zu erlauben. Das Diaphragma 70 kann aus einem gewölbeförmigen Körper 72 bestehen, der mit einer Scheibe oder Platte 74 kombiniert ist, die mit Öffnungen des beispielsweise in den Fig. 4, 5 und 6 für das Diaphragma 50 (d.h. 54, 56 oder 58) gezeigten Typs versehen ist. Die beiden Elemente 72 und 74 werden separat ausgeformt und mit katalytischen Materialien behandelt. Um sie sicher miteinander zu verbinden, sind der Körper 72 und die Platte 74 mit einer geeigneten Verbindung versehen, wie sie beispielsweise in der Fig. 8 gezeigt ist. Darüber hinaus sind sie mit Hilfe anderer geeigneter Mittel sicher miteinander verbunden Der gewölbeförmige Körper 72 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen 76, 76', 76" ... von jeglicher Form versehen, die es den Gasen, die aus der Kammer V&sub0; (siehe Fig. 9) kommen und durch die Platte 74 in die Kammer V&sub1; (gebildet durch das Gewölbe 72) strömen, erlaubt, in Kontakt mit der Innenwand 73 des Gewölbes zu gelangen, wobei sie einer ersten Reinigung von den schädlichen Chemikalien unterzogen werden. Beim Ausströmen aus der Kammer V&sub1; gelangen die Gase in die Kammer V&sub2;, anschließend in eine weitere Kammer V&sub3; innerhalb des Gewölbes 72' usw. in die Kammern V&sub4;, V&sub5;, V&sub6; , wie dies der Fig. 9 entnehmbar ist.
Eine dritte vorteilhafte Ausführungsform des Diaphragmas, das in Kombination mit einer Vielzahl von Einheiten eingesetzt werden kann, ist in Fig. 10 gezeigt. Innerhalb der vorliegenden Erfindung besteht das poröse keramische Diaphragma aus einem Körper, der mit 80 gekennzeichnet ist, dessen Außenfläche 81 vorzugsweise zylindrisch ist, und der innen mit einer Querwand 82 versehen ist, an die zwei Flansche 84 und 86 einstückig unter Bildung zweier Hohlräume 90, 100 angeformt sind, die einander abgewandte Öffnungen 92, 102 aufweisen.
Die benachbarten Böden der Hohlräume 90 und 100, die die Querwand 82 begrenzen, sind vorzugsweise konkav und mit ihren jeweiligen Flanschen verbunden, wie dies durch die strichlierten Länien in Fig. 10 gezeigt ist, um so die Bildung einer scharfen Umfangskante zu verhindern, die die Leistungsfähigkeit um ein Vielfaches reduzieren könnte. Die Hohlräume 90 und 100 stehen miteinander über eine Vielzahl von zylindrischen und/oder konischen Öffnungen 85 in Verbindung, die durch die Querwand 82 verlaufen und die in jeder Form, Anzahl und Dimensionen entsprechend den spezifischen Anforderungen und Anwendungsfällen ausgebildet sein können und die entlang der Langsachse x-x des Diaphragmas 80 angeordnet sind.
Die Flansche 84 und 86 des Diaphragmas 80 können unterschiedliche Höhen s und t aufweisen und sie können einen breiten Bereich von Anwendungsmöglichkeiten bieten, die es erlauben, mit einigen wenigen Elementen einen überaus breiten Bereich von Volumen V&sub0;, V&sub1;, V&sub2; der aufeinanderfolgenden Kammern auf bequeme Weise zu erreichen. Durch die Verwendung von Diaphragmen des in Fig. 10 mit 80 gekennzeichneten Typs weisen darüber hinaus die Kammern, die durch ein gegenseitiges Gegenüberstellen der Elemente erhalten werden, immer Böden auf, die jedoch ohne scharfe Kanten in irgendeinem Bereich miteinander verbunden sind.

Claims

1. Schalldämpfer mit einem Gehäuse (12), das an seinem Abgas-Einlaßende mit einem im wesentlichen halbkugelförmigen Kopf (14) versehen ist, strömungsaufwärts von dem ein konisches Verbindungsstück (15) zur Verbindung mit dem Auspuffsammelrohr eines Verbrennungsmotors befestigt ist, wobei der Schalldämpfer weiterhin ein röhrenförmiges Element (30) umfaßt, das innerhalb des Gehäuses (12) angeordnet ist, welches röhrenförmige Element an dem in strömungsaufwärtiger Richtung bezüglich des Abgas- Stromes liegenden Ende offen ist und in welches offene Ende sich das Verbindungsstück (15) erstreckt, das eine von dem halbkugelförmigen Kopf (14) gebildete Kammer (34) durchquert, wobei das Verbindungsstück eine Venturi-Düse (20) bildet, die innerhalb des offenen Endes des röhrenförmigen Elementes (30) endet, während das gegenüberliegende Ende des röhrenförmigen Elements (30) durch eine Endwand (36) verschlossen ist, mit der ein Auspuffrohr (38) verbunden ist, das sich in Richtung zum Auslaß des Schalldämpfers verengt, dadurch gekennzeichnet. daß in den Abschnitt des inneren röhrenförmigen Elementes (30) zwischen dem Ende der Venturi- Düse (20) und der Endwand (36) des röhrenförmigen Elementes eine Vielzahl modularer Membranen (50, 70, 80) aus porösem keramischen Material eingesetzt ist, das mit katalytischen Materialien zur Reinigung des Abgases von seinen Schadstoffen behandelt ist.

2. Katalytischer Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die porösen keramischen modularen Membranen (50) becherförmig, vorzugsweise außen zylindrisch und mit einer Querwand (53) versehen sind, deren Außenfläche (51) im wesentlichen plan ist, während die Innenfläche (52) konkav, vorzugsweise mit einem parabolischen Profil ist, wobei die Querwand (53) der Membranen mit Durchgangsöffnungen (54, 56 oder 58) beliebiger Form, Anzahl und Fläche versehen sind, die geeignet sind, unerwünschte, schädliche Gegendruckphänomene zu verhindern.

3. Katalytischer Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die porösen keramischen modularen Membranen (70) durch einen gewölbeförmigen Körper (72) gebildet sind, dessen Wand mit einer Vielzahl von Öffnungen (76, 76', 76" ...) versehen ist, die in verschiedenen Arten, in jeder Form,

Anzahl und Fläche in Abhängigkeit vom Typ des Motors angeordnet sind, um schädliche Gegendruckphänomene zu verhindern, wobei der gewölbeförmige Körper an einer Platte (72) befestigt ist, die mit Durchgangsöffnungen (54, 56 oder 58) versehen sind, die sich in Richtung zum Innenraum des gewölbeförmigen Körpers erweitern.

4. Katalytischer Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die porösen keramischen modularen Membranen (80) durch eine Querwand (82) gebildet sind, die peripher mit zwei seitlichen Flanschen (84, 86) versehen ist, die zwei gegenüberliegende Hohlräume (90, 100) bilden, welche Hohlräume miteinander über eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (85) in axialer Richtung durch die Querwand (82) miteinander in Verbindung stehen.

5. Katalytischer Schalldämpfer nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet. daß die Form und Anzahl der Durchgangsöffnungen (54, 56, 58, 76, 85) in den Querwänden (53, 82) oder in der Platte (54) sowohl von einer keramischen Membran zur anderen und innerhalb ein und derselben Membran variieren können, um so eine Gesamtfläche der Durchgangsöffnungen zu bilden, die minimal vom 1,5fachen bis zum 4fachen der Fläche der Öffnungen der Venturi-Düse (20), vorzugsweise dem 3fachen dieser Fläche variiert.

6. Katalytischer Schalldämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet. daß die Lange der porösen keramischen Membranen und/oder ihrer Flansche variieren kann, um auf modulare Weise die Bildung aufeinanderfolgender Kammern (V&sub0;, V&sub1;, V&sub2; ) im allgemeinen mit steigendem Volumen in Richtung des Auspuffrohres (38) des katalytischen Schalldämpfers zu erlauben.

7. Katalytischer Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. daß die in dem röhrenförmigen Element (30) aufgenommenen becherförmigen, porösen, keramischen, modularen Membranen (50) zueinander in Kontakt stehen oder zwischen sich angeordnete keramische Ringe (59) aufweisen.