(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の触媒モジュール（１１）を備えており、
前記触媒モジュール（１１）それぞれが、排ガスによって貫流されるセラミック触媒体と、前記セラミック触媒体のための金属製ハウジング（１２）と、を備えており、
前記セラミック触媒体それぞれが、前記金属製ハウジング（１２）それぞれの内で収容されており、かつ前記金属製ハウジング（１２）それぞれによって部分的に取り囲まれている、排ガス触媒のための触媒ユニット（１０）、とりわけ内燃機関のＳＣＲ排ガス触媒のためのＳＣＲ触媒ユニットにおいて、
前記触媒モジュール（１１）が、第１の貫流端部により、支持格子（１３）上で位置決めされており、
前記触媒モジュール（１１）の反対側の第２の貫流端部には、対向保持具（１４）が位置決めされており、前記触媒モジュール（１１）が、前記支持格子（１３）と前記対向保持具（１４）との間でクランプ締めされており、
前記対向保持具（１４）が、複数の互いに平行に走っている対向保持バー（２１）を備えており、前記対向保持バー（２１）が、第１の端部（２２）において排ガス触媒のハウジング構造（２７ａ）に当接しており、かつ反対側の第２の端部（２３）では前記対向保持バー（２１）に対して垂直に延びている押え保持バー（２４）と協働しており、前記対向保持バー（２１）が、それらの第２の端部（２３）では、前記対向保持バー（２１）の軸方向に延びている連結手段（２５）によって前記押え保持バー（２４）と連結されており、前記連結の結果として前記対向保持バー（２１）がそれらの第１の端部（２２）によって前記ハウジング構造（２７ａ）の構造要素（２９）を押すように連結されていることを特徴とする触媒ユニット。
【請求項２】
前記対向保持バー（２１）がそれらの第１の端部（２２）により、前記ハウジング構造（２７ａ）の前記構造要素（２９）の傾斜した輪郭（３１）を押す、詳しくは、この場合に、前記対向保持バー（２１）がそれらの第１の端部（２２）の領域内で前記触媒モジュール（１１）にクランプ力を掛けるように押すことを特徴とする請求項１に記載の触媒ユニット。
【請求項３】
前記支持格子（１３）と前記対向保持具（１４）との間で前記触媒モジュール（１１）をクランプ締めするために、前記押え保持バー（２４）により、すべての対向保持バー（２１）上にそれらの第２の端部（２３）の領域内で力を施すことができることを特徴とする請求項１または２に記載の触媒ユニット。
【請求項４】
押下具（２６）によって前記押え保持バー（２４）上にクランプ力を施すことができ、前記押下具（２６）が、一方では前記押え保持バー（２４）に、他方では前記排ガス触媒の前記ハウジング構造（２７）に、当接していることを特徴とする請求項３に記載の触媒ユニット。
【請求項５】
バネ要素（３２）が、前記押え保持バー（２４）を前記排ガス触媒のハウジング構造（２７）に弾性的に突っ張り支持していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の触媒ユニット。
【請求項６】
バネ要素が、前記対向保持バー（２１）を前記触媒モジュール（１１）および／または前記押え保持バー（２４）および／または前記構造要素（２９）に弾性的に突っ張り支持していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の触媒ユニット。
【請求項７】
前記構造要素（２９）が、前記ハウジング構造（２７）に対して弾性的に据えられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の触媒ユニット。
【請求項８】
前記対向保持具（１４）が、弾性的に、好ましくはバネ鋼から実施されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の触媒ユニット。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の複数の触媒ユニット（１０）を備えた排ガス触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに基づく触媒ユニットに関する。さらに本発明は排ガス触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガス触媒のための触媒ユニットは、複数の触媒モジュールを備えている。各々の触媒モジュールは、排ガスによって貫流されるセラミック触媒体と、セラミック触媒体のための金属製で断面が長方形のハウジングと、を備えており、このハウジングは、キャンニングとも呼ばれる。それぞれの触媒モジュールのハウジングは、それぞれの触媒体を収容しており、かつ触媒体を部分的に取り囲んでおり、詳しくは、触媒体のうち貫流端部を開放して取り囲んでおり、この場合、一方の貫流端部は、それぞれの触媒体の流入端部に、もう一方の貫流端部は、流出端部になっている。
【０００３】
実地から知られている触媒ユニットでは、触媒モジュールは、複数の列および段の形態でアレイ状に配置されており、この場合、直接隣接している触媒モジュールは、その金属製で断面が長方形のハウジングの領域内で、とりわけ溶接により固定的に連結されている。１つの触媒ユニット内で１つの触媒モジュールを交換しなければならない場合には、この溶接連結を例えば研削によって外さなければならず、これにより、隣接する触媒モジュールが損傷する可能性がある。したがって、隣接している触媒モジュールを溶接によって連結するのは不利である。
【０００４】
それゆえ触媒モジュールをより簡単に交換できる、触媒のための触媒ユニットが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これを出発点として本発明の基礎となる課題は、排ガス触媒のための新規の触媒ユニットおよびそのような触媒ユニットを備えた排ガス触媒を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載の触媒ユニットによって解決される。本発明によれば、触媒モジュールは、第１の貫流端部により、支持格子上で位置決めされており、触媒モジュールの反対側の第２の貫流端部には、対向保持具が位置決めされている。触媒モジュールは、支持格子と対向保持具との間でクランプ締めされている。対向保持具は、複数の互いに平行に走っている対向保持バーを備えており、対向保持バーは、第１の端部において排ガス触媒のハウジング構造に当接しており、かつ反対側の第２の端部では、対向保持バーに対して垂直に延びている押え保持バーと協働している。対向保持バーは、それらの第２の端部では対向保持バーの軸方向に延びている連結手段によって押え保持バーと連結されており、それも連結の結果として対向保持バーがそれらの第１の端部によってハウジング構造の構造要素を押すように連結されている。本発明は、隣接する触媒モジュールに対して損傷の危険のない、触媒ユニットの触媒モジュールの簡単で問題ない交換を可能にし、かつ支持格子と対向保持具との間での触媒モジュールの確実なクランプ締めを可能にする。
【０００７】
有利な一変形形態によれば、対向保持バーはそれらの第１の端部により、ハウジング構造の構造要素の傾斜した輪郭を押し、詳しくは、この場合に対向保持バーがそれらの第１の端部の領域内で触媒モジュールにクランプ力を掛けるように押す。これにより、触媒モジュールを支持格子と対向保持具との間で特に有利にクランプ締めすることができる。
【０００８】
さらなる有利な一変形形態によれば、支持格子と対向保持具との間で触媒モジュールをクランプ締めするために、押え保持バーにより、すべての対向保持バー上にそれらの第２の端部の領域内で力を施すことができる。これにより、触媒モジュールを支持格子と対向保持具との間で特に有利にクランプ締めすることができる。
【０００９】
好ましいのは、押下具によって押え保持バー上にクランプ力を施し得ることであり、押下具は、一方では押え保持バーに、もう一方では排ガス触媒のハウジング構造に当接している。これにより、触媒モジュールを支持格子と対向保持具との間で特に有利にクランプ締めすることができる。
【００１０】
さらなる有利な一変形形態によれば、バネ要素が、押え保持バーを排ガス触媒のハウジング構造に、ならびに／または対向保持バーを触媒モジュールおよび／もしくは押え保持バーに、弾性的に突っ張り支持している。この弾性的な突っ張り支持は、温度に起因する膨張を補正するのに有利である。
【００１１】
本発明による排ガス触媒は、請求項９で定義されている。
【００１２】
本発明の好ましい変形形態は、従属請求項および以下の説明から明らかである。本発明の例示的実施形態を図面に基づいてより詳しく説明するが、これに制限されるわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】排ガス触媒のための本発明による触媒ユニットの透視図である。
【図２】図１の触媒ユニットの断面図である。
【図３】図１の触媒ユニットを対向保持具なしで示す図である。
【図４】図１の触媒ユニットの対向保持具を示す図である。
【図５】図１の細部Ｖを示す図である。
【図６】図１の細部ＶＩを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、船舶つまり海運に適用するための内燃機関の排ガス触媒のための触媒ユニットおよび排ガス触媒に関する。とりわけ、本発明による触媒ユニットは船舶用ディーゼル内燃機関のＳＣＲ排ガス触媒のためのＳＣＲ触媒ユニットとして形成されている。図１〜図６は、触媒ユニットの好ましい１つの例示的実施形態の様々な図および細部を示している。
【００１５】
本発明による触媒ユニット１０は、複数の触媒モジュール１１を備えており、これらの触媒モジュール１１は、段および列の形態でアレイ状に直接的に相並んで位置決めされている。各々の触媒モジュール１１は、図示しないセラミック触媒体を収容する金属製ハウジング１２を備えている。金属製ハウジング１２は、示した例示的実施形態では断面が長方形であり、これらのハウジング１２は、長方形の触媒体の外側を部分的に取り囲んでいる。キャンニングとも呼ばれるハウジング１２は、その向かい合っている端部において、それぞれの触媒モジュール１１の流入端部および流出端部が形成されるように触媒体を開放している。
【００１６】
触媒ユニット１０は、支持格子１３を備えている。触媒モジュール１１は、第１の貫流端部の領域内で支持格子１３上に立っている。触媒モジュール１１の反対側の第２の貫流端部には、対向保持具１４が位置決めされており、触媒モジュール１１は、支持格子１３と対向保持具１４との間でクランプ締めされている。
【００１７】
図１から最も良く読み取れるように、支持格子１３は、複数の互いに平行に走っている第１の支持バー１５ａと、複数の同様に互いに平行に、また第１の支持バー１５ａに対して垂直に走っている第２の支持バー１５ｂと、を備えており、これらの支持バー上には、触媒モジュール１１が位置決めされている。
【００１８】
直接隣接している触媒モジュール１１がそれらの上で位置決めされている支持格子１３の直接的に互いに平行に走っている支持バー１５ａまたは１５ｂの間には、それぞれ１つのシーリング要素１６（図６を参照）が配置されており、このシーリング要素は、直接隣接している触媒モジュール１１のハウジング１２の間を通る排ガス流を阻止している。つまり図６では、２つの直接隣接している触媒モジュール１１のハウジング１２の間にある隙間１７が示されており、これに関しシーリング要素１６は、この隙間１７を通る排ガス流を阻止し、したがってすべての排ガス流が触媒モジュール１１の触媒体を貫流することを保証している。図６で見えているシーリング要素１６は、Ｕ字形に輪郭づけられたセクションビーム(Profiltraeger)１８上で位置決めされており、このセクションビームは、図６では支持格子１３の直接的に互いに平行に走っている支持バー１５ｂの間で位置決めされている。
【００１９】
図６から読み取れるように、触媒モジュール１１のハウジング１２はそれらの第１の貫流端部において、湾曲した、つまり縁を折り曲げられた支持脚部１９を備えており、これらの支持脚部は、シーリング要素１６に突っ張り支持しており、つまりこのシーリング要素上に立っている。キャンニングの壁厚が端部において十分に大きい場合には、縁を折り曲げなくてよい。そのためには、壁厚は、２ｍｍ〜２０ｍｍの間でなければならない。図６では、支持バー１５ａ、１５ｂと触媒モジュール１１の第１の貫流端部との間に隙間２０が形成されているが、この隙間は、支持格子１３と対向保持具１４との間で触媒モジュール１１をクランプ締めするとなくなるのが好ましい。
【００２０】
図６から読み取れるように、各々の触媒モジュール１１と支持格子１３の個々の支持バー１５ａ、１５ｂとは、協働している。直接隣接している支持バー１５ａまたは１５ｂの間で規定されており、それらの中でシーリング要素１６が位置決めされている自由空間内では、触媒モジュール１１がそれらの支持脚部１９によって噛み合っている。こうすることで、互いに平行に走っている支持バー１５ａ、１５ｂが、触媒モジュール１１の寸法公差に対する個々の公差補正をもたらし、したがって隣接している触媒モジュール１１の個々の公差が累積されない。これにより、本発明による触媒ユニット１０を、排ガス触媒のハウジング構造内に特に有利に組み込むことができる。
【００２１】
既に詳述したように、触媒モジュール１１は、支持格子１３と対向保持具１４との間でクランプ締めされる。対向保持具１４は、複数の互いに平行に走っている対向保持バー２１を備えている。対向保持バー２１の各々は、第１の端部２２により、排ガス触媒のハウジング構造２７ａに当接しており、反対側の第２の端部２３では、対向保持バー２１とこれらの対向保持バーに対して垂直に延びている押え保持バー２４とが協働している。
【００２２】
支持格子１３と対向保持具１４との間で触媒モジュール１１をクランプ締めするために、押え保持バー２４により、対向保持バー２１上にクランプ力を施すことができる。このクランプ力により、対向保持バー２１が触媒モジュール１１のハウジング１２に対して押され、したがって最終的には触媒モジュール１１が支持格子１３に対して押され、これにより、支持格子１３と対向保持具１４との間での触媒モジュール１１のクランプ締めが行われる。
【００２３】
触媒モジュール１１の直接的に相並んで位置決めされている２つの列または段に沿って延びている対向保持バー２１は、これらの直接隣接している列または段の触媒モジュール１１上に押し当てられている。外側の対向保持バー２１だけは、１つの列または段だけの触媒モジュール１１上にのみ押し当てられている。
【００２４】
押え保持バー２４によって対向保持具１４の対向保持バー２１上に施されるべきクランプ力は、図示した例示的実施形態では２つの押下具２６によってもたらされており、これらの押下具は、押え保持バー２４の向かい合っている端部に取り付けられている。それぞれの押下具２６は、第１の端部によって押え保持バー２４に、および第２の端部によって触媒ハウジングのハウジング構造２７ｂに、当接しており、これに関しては、押下具２６と協働するナット２８により、ハウジング構造２７ｂと押え保持バー２４間の間隔、したがってクランプ力を調整することができる。
【００２５】
対向保持バー２１は、それらの第２の端部２３では対向保持バー２１の軸方向に延びている連結手段２５によって押え保持バー２４と連結されており、それも連結の結果として、対向保持バー２１は、それらの第１の端部２２によってハウジング構造２７ａの構造要素２９を押すように連結されている。図５から最も良く読み取れるように、連結手段２５は、それぞれの対向保持バー２１の第２の端部２３にあるフランジ部分３０も、対向保持バー２１に共通の押え保持バー２４も通って延びており、詳しくは、対向保持バー２１の軸方向つまり長手方向に延びている。好ましくは連結ネジによって実現されるこの連結により、対向保持バー２１の軸方向つまり長手方向に作用する力が対向保持バー２１に掛かり、これにより、対向保持バー２１はそれらの第１の端部２２によって、ハウジング構造２７ａの構造要素２９の傾斜した輪郭３１を押す。これに関しては、この場合に対向保持バー２１がそれらの第１の端部２２の領域内で触媒モジュール１１にさらなるクランプ力を掛ける。
【００２６】
したがって支持格子１３と対向保持具１４との間で触媒モジュール１１をクランプ締めするために必要なクランプ力は、一方では、押え保持バー２４および対向保持バー２１の第２の端部２３により、他方では、連結手段２５およびハウジング構造２７ａの構造要素２９と対向保持バー２１との連携作用を介して対向保持バー２１の第１の端部２２により、触媒モジュール１１のハウジング１２上に施される。
【００２７】
本発明の有利な一変形形態によれば、対向保持具１４は、ハウジング構造２７ｂに弾性的に突っ張り支持しており、詳しくは、押え保持バー２４とハウジング構造２７ｂの間の押下具２６の領域内で突っ張り支持しているバネ要素３２を介して突っ張り支持している。
【００２８】
同様に触媒ユニット１０を、支持格子１３と排ガス触媒の触媒ハウジングのハウジング構造２７ｃとの間に取り付けられた図示しないバネ要素により、弾性的に突っ張り支持することができる。
【００２９】
さらに、対向保持バー２１を、触媒モジュール１１のハウジング１２および／または押え保持バー２４および／またはハウジング構造２９に対して弾性的に突っ張り支持する図示しないバネ要素を設けることができる。
【００３０】
このようなバネ要素により、温度サイクルに起因する触媒ユニット１０の幾何形状の変化を相殺することができる。これに加え、対向保持具をとりわけバネ鋼を使用することで弾性的に実施することができる。
【００３１】
したがって本発明による触媒ユニット１０は、直接的に相並んで位置決めされた段および列においてアレイ状に配置されている複数の触媒モジュール１１を有している。触媒モジュール１１は、断面が長方形のそれらのハウジング１２により第１の端部によって、静止している支持格子１３に突っ張り支持している。触媒モジュール１１の反対側においては、複数の可動の対向保持バー２１および１つの押え保持バー２４を含む対向保持具１４が配置されている。触媒モジュール１１は、静止している支持格子１３と可動の対向保持具１４との間でクランプ締めされている。
【００３２】
触媒モジュール１１を最終的に支持格子１３と対向保持具１４との間でクランプ締めするために、各々の対向保持バー２１は第１の端部２２により、排ガス触媒のハウジングのハウジング構造２７ａに当接しており、対向保持バー２１の反対側の第２の端部２３では共通の押え保持バー２４が取り付けられている。この場合、押下具２６により押え保持バー２４上に、および押え保持バー２４により対向保持バー２１の第２の端部２３上に、第１のクランプ力を施すことができる。第２のクランプ力は、連結手段２５と、ハウジング構造２７ａの構造要素２９の傾斜した輪郭３１との連携作用を介して、対向保持バー２１の第１の端部２２において施される。
【００３３】
ハウジング構造２７ａの構造要素２９の輪郭３１は、連結手段２５を締めつけることで対向保持バー２１の第１の端部２２がそれらの軸方向つまり長手方向に、ハウジング構造２７ａつまりハウジング構造２７ａの構造要素２９に対し、詳しくは、構造要素２９の輪郭３１に対して強く押されれば押されるほど、対向保持バー２１の第１の端部２２が触媒モジュール１１のハウジング１２をいっそう強く押すように傾斜している。
【００３４】
触媒ユニット１０の熱膨張は、支持格子１３および／または押え保持バー２４および／または対向保持バー２１に取り付けられているバネ要素によって相殺されるのが好ましい。熱膨張を相殺するための一代替策は、対向保持具１４の対向保持バー２１および好ましくは押え保持バー２４が、弾性材料から、とりわけバネ鋼から製造されることである。これにより、場合によっては生じる熱膨張を対向保持具１４によって直接的に受け止めて相殺することができる。
【００３５】
１つの排ガス触媒の１つのハウジング内で複数のこのような触媒ユニット１０を使用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  触媒ユニット
１１  触媒モジュール
１２  ハウジング
１３  支持格子
１４  対向保持具
１５ａ  支持バー
１５ｂ  支持バー
１６  シーリング要素
１７  隙間
１８  セクションビーム
１９  支持脚部
２０  隙間
２１  対向保持バー
２２  端部
２３  端部
２４  押え保持バー
２５  連結手段
２６  押下具
２７ａ  ハウジング構造
２７ｂ  ハウジング構造
２７ｃ  ハウジング構造
２８  ナット
２９  構造要素
３０  フランジ部分
３１  輪郭
３２  バネ要素
【図１】
0006513592.tif 000002
【図２】
0006513592.tif 000003
【図３】
0006513592.tif 000004
【図４】
0006513592.tif 000005
【図５】
0006513592.tif 000006
【図６】
0006513592.tif 000007