CATALYTIC EXHAUST GAS DETOXICATION DEVICE

Abstract: 1. Catalytic exhaust detoxification device with a honeycomb-structured monolithic ceramic body (3), which has a catalytically active surface coating, located in a metallic external housing (1) with a conical exhaust intake and discharge adaptor (2) on the front face, a thermally insulating spring cushion consisting of a so-called expanded mat (4) being interposed between the external housing (1) and the ceramic body (3), characterized in that a thermally insulating mat (5) which extends almost up to the expanded mat (4) and is covered by a shield sheet (6) which is resistant to high temperatures is positioned on the inner surfaces of the exhaust intake and discharge adaptor (2), the shield sheet being permanently connected on the outside to the adaptor (2) and having on the inside end (8) a sliding seat seal which thermally insulates the region between the expanded mats (4, 5) from the external housing (1).

Description: Katalytische Abgasentgiftungseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine katalytische Abgas entgiftunOeinrichtung mit einem in einem zylindrischen metallischen Aussengehäuse mit stirnseitigen, insbesondere konischen Abgaszu- und abführstutzen angeordneten porösen, insbesondere wabenartig strukturierten monolitischen Keramikkörper mit einer katalytisch wirksamen Oberflächenbeschichtung, wobei dem Aussengehäuse und dem kramikkörper ein thermisch isdierendes, vorzugsweise aus einer sogenannten Blähmatte bestehendes, Federkissen zwischengeordnet ist. Die Anordnung eines derartigen thermisch isolierenden Federkissens zwischen dem Keramikkörper und dem Aussengehäuse dient der Lagerung des Keramikkörpers im Aussengehäuse unter Ausgleich erstens der Fertigungstoleranzen und insbesondere der thermischen Ausdehnung des Keramikkörpers und des Gehäuses, unter Berücksichtigung der erheblichen,mehrere hundert Grad betragen, Unterschiede der Betriebstemperatur. Wegen der Aggressivität der noch dazu feuchten und unter anderem schwefeloxid-und stick oxidhaltigen Abgase ist es dabei erforderlich, das Aussen gehäuse einsdiiesslich der Abgaszu- und abführstutzen aus hochwertigen Edelstählen herzustellen. Dies verkompliziert und verteuert den Aufbau derartiger Abgasentgiftungseinrichtungen erheblich. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine katalytische Abgsentgiftungsvorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass für das Aussengehäuse einschliesslich seiner Zu- und Abführstutzen einfache und billigere Werkstoffe verwendet werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass auf die Innenflächen der Abgaszu- und abführstutzen eine, bis zur Blähmatte reichende thermisch isolierende Matte aufgebracht ist, die von einem hochtemperaturfesten Abschirmblech überdeckt ist. Das Vorsehen einer derartigen thermischen Abschirmung der Zu- und Abführstutzen - das eigentliche zylindrische, ovale od.dgl.Aussn- gehäuse ist bereits durch die Blähmatte weitestgehend sowohl thermisch, als auch gegenüber den aggressiven Abgasen abgeschirmt - ist im gesamten Innenbereich des Gehäuses sichergestellt, dass weder die aggressiven Bestandteile des Abgases in Kontakt mit dem Aussengehäuse mit seinen Zu- und Abführstutzen gelangen können. Darüber hinaus wird auch die Temperatur, die das Aussengehäuse im Betrieb erreicht, erheblich gegenüber den üblichen, nicht isolierten Ausführungsformen reduziert, was wiederum die Lebensdauer des Gehäuses erheblich vergrössert, oder anders ausgedrückt, es ermöglicht anstelle teuerer Spezialstähle billigeres einfaches Chromstahlblech zu verwenden. Dabei kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung weiter vorgesehen sein, dass das aussenseitig, mit dem Stutzen fest verbundene, insbesondere verschweisste Abschirmblech am inneren Ende mit Schiebesitz von einem anliegenden Ring flansch eines metallischen Dichtrings umfasst ist. Durch diese Ausbildung werden die erheblichen thermischen Längs dehnungen des Abschirmbleches problemlos aufgefangen und führen zu keinerlei Belastungen der Verbindungsstellen mit dem im Betrieb sich wesentlich weniger erwärmenden Aussen gehäuse bzw. dessen Zu- und Abführstutzen. Besonders einfach gestaltet sich der Aufbau dadurch, wenn man einen querschnittlich, im wesentlichen Z-förmigen Dicht ring vorsieht, der mit seinem erweiterten, den Stirnrand des Keramikkörpers untergreifenden Aussenringflansch dicht mit dem Aussengehäuse verbunden ist, was sowohl durch einen Klemmsitz, als auch durch Verschweissen mit dem Aussengehäuse erzielt werden kann. Der innere im Durchmesser kleinere Ringflansch des Z-förmigen Dichtringes weist jeweils parallel zur Innenfläche des Abgaszu- oder abführstutzens nach aussen und übergreift mit Klemmsitz den Innenrand des Abschirmbleches. Um ein Durchtreten des Abgases zwischen Keramikkörper und Aussengehäuse zu vermeiden, wodurch dieses ja wiederum zu stark thermisch belastet würde und zum anderen die Möglich keit des Angreifens aggressiver Bestandteile bestünde dieses Problem stellt sich besonders bei sogenannten Bläh matten, die sich bei höheren Temperaturen um ein mehrfaches gegenüber ihrem ursprünglichen Durchmesser erweitern können, sofern sie nicht aufgrund ihres Klemmsitzes an einer solchen starken Ausdehnung gehindert sind - ist in weiterer Ausge staltung der Erfindung vorgesehen, dass die Stirnkanten der Blähmatte mit einem umgelegten Dichtstreifen eingefasst sind, der beispielsweise aus einer Metallfolie, aus einem Keramikfaserband oder einer verwebten Keramik- oder Glasfasermatte bestehen kann. Ein solcher, ggf. mit der Blähmatte zusätzlich verklebter Dichtstreifen, dessen umgelegte Ränder zwischen Keramikkörper und Aussengehäuse verklemmt sind, verhindert wirksam ein Durchtreten von Abgasen zwischen Keramikkörper und Aussengehäuse, wobei ein solches Durchtreten über die vorstehend beschriebenen Nachteile auch die Schwierigkeit mit sich brächte, dass mit einem solchen Abgasstrom ein sehr rasches Ausfasern der Blähmatte zu befürchten wäre, die nämlich bei höheren Temperaturen gegenüber der ursprünglich festen Struktur eine erhebliche Einbusse an Reissfestigkeit erleidet. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, der eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Endabschnittes einer erfindungsgemässen katalytischen Abgasentgiftungsvorrichtung zeigt. In dem im wesentlichen zylindrischen Aussengehäuse l,an welches konisch sich verjüngende Abgaszu- und abführstutzen 2 sich anschliessen, von denen in der Teilzeichnung nur einer zu ekennen ist, sind monolitische, wabenartig strukturierte Keramikkörpr 3 gehaltert, deren Oberfläche mit einer katalytisch wirksamen Oberflächenbeschichtung version ist. Zur Halterung dieser Keramikkörper sind sogenannte Blähmatten 4 vorgesehen, d.h. mit steigernder Temperatur expandierende feuerfeste Fasermatten, die für eine zentrierte Halterung im Aussengehäuse auch unter Berücksichtigung der stark unter schiedlichen Ausdehnung im Betrieb der Abgasentgifungs- vorrichtung sorgen. Um für das Aussengehäuse l und die anschliessend Abgaszuund abführstutzen 2, billigere, einfache Stahlbleche verwenden zu können, ist zunächst vorgesehen, dass die Innenflächen der Abgaszu- und abführstutzen 2 mit thermisch isolierenden Matten 5 überdeckt sind, die ihrerseits von einem hochtemperaturfesten Abschirmblech 6 überdeckt wrden. Dieses Abschirmblech ist an der Aussenseite mit seinem am Stutzen 2 anliegenden Aussenflansch 7 unmittelbar mit dem Stutzen 2 verschweisst, während der innere Rand 8 mit einem Schiebesitz klemmend unter den nach aussen weisenden Ringflansch 9 eines im wesentlichen Z-förmigen gebogenen Dichtrings 10 greift, dessen Aussenflansch 11 dichtend am Aussengehäuse 1 anliegt, ggf. mit diesem verschweisst ist. Durch diesen Schiebesitz, der durch den Doppelpfeil angedeutet ist, kann sich das Abschirmblech 6 in axialer Richtung bei seinen erheblichen thermischen Längenänderungen bewegen. Die Temperaturen am Abschirmblech 6 liegen ja wesentlich höher als am Metallstutzen 2, der durch die Isoliermatte 5, die beispielsweise auf einer Aluminium-Silikat-Basis aufgebaut sein kann, thermisch isoliert ist. Zur weiteren, sowohl thermisch als auch korrosionshindernden Isolierung des Gehäuses 1 ist zusätzlich vorgesehen, dass die über die Stirnkanten nach innen gebogenen Ränder 12 der Blähmatten 4 jeweils von enem umgelegten Dichtstreifen 13 aus Metallfolie, Keramikfaserband oder verwebter Keramikmatte oder Glasfasermatte eingefasst sind, dessen umgebogene Ränder zwischen dem Keramikkörper 3 und dem Aussen gehäuse l verklemmt sind. Durch diese Dichtstreifen wird je liches Durchtreten von Abgas zwischen dem Keramikkörper 3 und dem Aussengehäuse verhindert, womit,ausser der genannten Isolierung.auch ein Ausblasen des bei hohen Temperaturen seine Reissfestigkeit weitestge-herd verlierenden Materials der Blähmatte verhindert wird.

Claims: Patentansprüche 1. Katalytische Abgasentgiftungsvorrichtung mit einem in einem metallischen Aussengehäuse mit stirn seitigen, insbesondere konischen Abgaszu- und -abführ stutzen angeordneten porösen, insbesondere wabenartig strukturierten monolitischen Keramikkörper mit einer katalytisch wirksamen Oberflächenbeschichtung, wobei dem Aussengehäuse und dem Keramikkörper ein thermisch isolie rendes, vorzugsweise aus einer sogenannten Blähmatte be stehendes Federkissen zwischengeordnet ist, dadurch ge kennzeichnet, dass auf die Innenflächen der Abgaszu- und -abführstutzen (2) eine thermisch isolierende Matte (5) aufgebracht ist, die von einem hochtemperaturfesten Ab schirmblech (6) überdeckt ist. 2. Abgasentgiftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das aussenseitig mit dem Stutzen (2) fest verbundene, insbesondere verschweisste Abschirmblech (6) am inneren Ende (8) mit Schiebesitz von einem an liegenden Ringflansch (9) eines metallischen Dichtrings (10) umfasst ist. 3. Abgasentgiftungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der querschnittlich i wesentlichen Z förmige Dichtring (10) mit seinem erweiterten, den Stirn rand des Keramikkörpers (3) untergreifenden Aussenring flansch (11) dicht mit dem Aussengehäuse (1) verbunden ist. 4. Abgasentgiftungsvorrichtung insbesondere von einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirn kanten (12) der Blähmatte (4) mit einem umgelegten Dicht streifen (13) eingefasst sind. 5. Abgasentgiftungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die umgelegten Ränder des ggf. mit der Blähmatte verklebten Dichtstreifens (13) zwischen Keramik körper (3) und Aussengehäuse (1) verklemmt sind.

Inventors: BRICH, JURGEN, Brich, Jürgen
Applicants: LEISTRITZ AG
Application year: 1985
Main classification: F01N3
IPC codes: F01N3