(19)
(11) EP 1 255 079 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
06.11.2002  Patentblatt  2002/45

(21) Anmeldenummer: 02405327.4

(22) Anmeldetag:  22.04.2002
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7F23R 3/40, F23C 11/00
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL LT LV MK RO SI

(30) Priorität: 30.04.2001 US 286993 P
14.12.2001 CH 23002001

(71) Anmelder: ALSTOM (Switzerland) Ltd
5401 Baden (CH)

(72) Erfinder:
  • Carroni, Richard, Dr.
    5443 Niederrohrdorf (CH)
  • Griffin, Timothy, Dr.
    5408 Ennetbaden (CH)
  • Schmidt, Verena, Dr.
    5400 Baden (CH)

   


(54) Katalysator


(57) Die Erfindung betrifft einen Katalysator (1) zum Verbrennen zumindest eines Teils eines den Katalysator (1) durchströmenden Brennstoff-Oxidator-Gemischs, insbesondere für einen Brenner einer Kraftwerksanlage. Der Katalysator (1) weist mehrere katalytisch aktive Kanäle (5a) und mehrere katalytisch inaktive Kanäle (5i) auf. Ein Längsabschnitt (11) des Katalysators (1) ist in der Hauptdurchströmungsrichtung (7) von einer Anströmseite (8) beabstandet. In diesem Längsabschnitt (11) sind zumindest in mehreren katalytisch aktiven Kanälen (5a) Turbulatoren angeordnet. Zusätzlich oder alternativ sind in diesem Längsabschnitt (11) zwischen mehreren benachbarten Kanälen (5a,5i) Verbindungen (12) ausgebildet, die ein Überströmen zwischen den Kanälen (5a,5i) ermöglichen.




Beschreibung

Technisches Gebiet



[0001] Die Erfindung betrifft einen Katalysator zum Verbrennen zumindest eines Teils eines den Katalysator durchströmenden Brennstoff-Oxidator-Gemischs, insbesondere für einen Brenner einer Kraftwerksanlage, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Stand der Technik



[0002] Aus der US 5,346,389, der US 5,202,303, der US 5,437,099 und der US 5,328,359 sind Katalysatoren der eingangs genannten Art bekannt, die jeweils mehrere katalytisch aktive Kanäle und mehrere katalytisch inaktive Kanäle aufweisen. Die bekannten Katalysatoren werden mit Hilfe von zick-zack-förmig gewellten oder gefalteten Blechen hergestellt, die durch spiralförmiges Aufwickeln oder durch Hin- und Herfalten geschichtet werden. Die Wellen bzw. Falten bilden dann die Kanäle des Katalysators. Eine Seite des jeweiligen Blechs ist mit Hilfe einer Katalysatorbeschichtung katalytisch aktiv ausgebildet. Durch die Schichtung bzw. Stapelung werden somit die katalytisch aktiven Kanäle und die katalytisch inaktiven Kanäle erzeugt. In den beschichteten bzw. katalytisch aktiven Kanälen erfolgt die Umsetzung bzw. Verbrennung des Brennstoff-Oxidator-Gemischs. In den unbeschichteten bzw. katalytisch inaktiven Kanälen erfolgt im wesentlichen keine Umsetzung bzw. Verbrennung des Gemischs, so daß dieser Teil der Gemischströmung zum Abtransport von Wärme, also zur Kühlung des Katalysators genutzt werden kann.

[0003] Durch die einseitige Beschichtung mit Katalysatormaterial und durch eine entsprechende Stapelung oder Schichtung der zur Ausbildung des Katalysators verwendeten Bleche läßt sich ein Katalysatoraufbau erzielen, bei dem etwa die Hälfte aller Kanäle vollständig katalytisch beschichtet ist, während die andere Hälfte der Kanäle unbeschichtet ist. Bei dieser Ausführung kann der Temperaturanstieg im Katalysator effektiv reduziert werden, da die Verbrennung des Gemischs im Katalysator auf die katalytisch aktiven Kanäle und daher auf etwa 50 % begrenzt wird. Durch diese Bauweise kann eine Überhitzung des Katalysators, die zu dessen Zerstörung führen könnte, vermieden werden.

[0004] Aus der US 4,154,568 ist ein Katalysator einer grundsätzlich anderen Bauart bekannt, der mit mehreren, in der Hauptdurchströmungsrichtung hintereinander angeordneten Monolithblöcken ausgestattet ist. Die Monolithblöcke enthalten Kanäle, die alle katalytisch aktiv sind und parallel zur Hauptdurchströmungsrichtung verlaufen. Die Kanäle eines stromab angeordneten Monolithblocks besitzen einen kleineren Durchströmungsquerschnitt als die des stromauf angeordneten Monolithblocks. Hierdurch soll eine vollständige Verbrennung des Brennstoff-Oxidator-Gemischs innerhalb des Katalysators erreicht werden, während bei den gattungsgemäßen Katalysatoren lediglich ein Teil des Gasgemischs verbrannt werden soll.

[0005] Bei den Katalysatoren der eingangs genannten Art führen die katalytisch aktiven Kanäle und die katalytisch inaktiven Kanäle zu einer Reduzierung des Brennstoffumsatzes und somit zu einer Reduzierung der Betriebstemperatur des Katalysators, wodurch sich für diesen hinreichend große Standzeiten erzielen lassen. Bei einem Aufbau mit 50 % katalytisch aktiven Kanälen und 50 % katalytisch inaktiven Kanälen reduziert sich der maximal erzielbare Konvertierungsgrad des Brennstoffs auf 50 %. Des weiteren führt dies dazu, daß die Brennstoffkonzentration am Katalysatoraustritt über dem Querschnitt starken Schwankungen ausgesetzt ist. Denn während aus den katalytisch aktiven Kanälen nahezu kein Brennstoff austritt, strömt aus dem katalytisch inaktiven Kanälen das nahezu unveränderte Brennstoff-Oxidator-Gemisch. Sofern es zu einer Zündung des Gemischs kommt, bevor es sich stromab des Katalysators vermischt hat, kann die nachfolgende Verbrennungsreaktion zu Temperaturspitzen am Katalysator führen, was mit einer Schadstoffproduktion, insbesondere NOX, einhergeht.

[0006] Ein weiteres Problem ist darin zu sehen, daß die Konversion des Brennstoffs innerhalb der katalytisch aktiven Kanäle nur bei einer hinreichend großen Kanallänge den erwünschten Konvertierungsgrad erreicht. Dies wird darauf zurückgeführt, daß in der Durchströmungsrichtung einerseits der Brennstoffanteil abnimmt und andererseits die Grenzschichtdicke zunimmt. Um einen hohen Konvertierungsgrad zu erzielen, muß daher ein konventioneller Katalysator in der Hauptdurchströmungsrichtung relativ lang bauen, was mit relativ hohen Druckverlusten einhergeht.

Darstellung der Erfindung



[0007] Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Katalysator der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere kompakt baut.

[0008] Dieses Problem wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0009] Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Kanäle in einem von einer Anströmseite des Katalysators entfernten Längsabschnitt so auszugestalten, daß zumindest innerhalb der katalytisch aktiven Kanälen die Turbulenz erhöht wird und/oder daß zwischen benachbarten katalytisch aktiven und katalytisch inaktiven Kanälen ein Stoff- bzw. Gasaustausch möglich ist. Durch die Erhöhung der Turbulenz wird die Konvertierung des Brennstoffs verbessert, wodurch der Katalysator in der Hauptdurchströmungsrichtung kürzer bauen kann. Durch die Möglichkeit der Durchmischung kann der Konvertierungsgrad erhöht werden bzw. kann der gewünschte Konvertierungsgrad bereits bei einer kürzeren Katalysatorlänge erzielt werden.

[0010] Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, daß in den katalytisch aktiven Kanälen bereits nach einem relativ kurzen Strömungsweg ein relativ hoher Konvertierungsgrad erreicht ist, der dann nur noch relativ langsam über die restliche Länge des jeweiligen katalytischen Kanals zunimmt. Beispielsweise zeigen Messungen, daß nach etwa 13 % der Gesamtlänge eines herkömmlichen Katalysators bereits etwa 50 % des Brennstoffs im jeweiligen katalytisch aktiven Kanal umgesetzt sind. Die Erfindung nutzt diese Erkenntnis, indem nach diesem hinsichtlich der Konversion sehr effektiven vorderen Längsabschnitt durch Turbulatoren in den Kanälen und/oder durch Querverbindungen zwischen benachbarten Kanälen die Konvertierung in diesem nachfolgenden Längsabschnitt intensiviert wird. Hierdurch kann der erfindungsgemäße Katalysator insgesamt kürzer gebaut werden.

[0011] Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der die Verbindungen, die zwischen benachbarten Kanälen ein Überströmen zwischen den katalytisch aktiven und inaktiven Kanälen ermöglichen, durch Löcher gebildet sind, welche die Kanalwände benachbarter Kanäle quer zur Hauptdurchströmungsrichtung des Katalysators durchdringen, wobei diese Löcher in die Kanalwände gestanzt sind, derart, daß ein dem jeweiligen Loch zugeordneter Wandabschnitt mit der Kanalwand verbunden bleibt und in einen der Kanäle hineinragt. Bei dieser Ausführungsform bilden die verbleibenden Wandabschnitte Turbulatoren zur gezielten Strömungsleitung. Diese Ausführungsform kann besonders einfach hergestellt werden.

[0012] Weitere wichtige Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Katalysators ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung



[0013] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

[0014] Die einzige Figur zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katalysators.

Wege zur Ausführung der Erfindung



[0015] Entsprechend der Figur kann ein erfindungsgemäßer Katalysator 1 z.B. einen zylindrischen Aufbau besitzen. Ein derartiger Katalysator 1 wird beispielsweise dadurch hergestellt, daß auf ein erstes Bahnmaterial 2, das in einer vorbestimmten Weise gewellt oder gefaltet ist, ein zweites Bahnmaterial 3 aufgelegt wird, das ebenfalls mit einem bestimmten Muster gewellt oder gefaltet sein kann. Die beiden Muster für die Faltung oder Wellung der Bahnmaterialien 2 und 3 sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß bei aufeinanderliegenden Bahnmaterialien 2 und 3 die einzelnen Falten oder Wellen nicht ineinander eingreifen können, sondern sich über ihre Hochpunkte aneinander abstützen. Das zweite Bahnmaterial 3 kann auch glatt oder flach ausgebildet sein.

[0016] Die Bahnmaterialien 2 und 3 bestehen zweckmäßig aus einem Metallblech, wobei wenigstens eines der Bahnmaterialien 2 und 3 einseitig mit einer katalytisch aktiven Beschichtung versehen sein kann. Wenn beide Bahnmaterialien 2 und 3 einseitig mit einer Katalysatorschicht versehen sind, werden die beiden Bahnmaterialien 2 und 3 so aufeinander gelegt, daß die beschichteten Seiten einander zugewandt sind oder voneinander abgewandt sind. Die beiden Bahnmaterialien 2 und 3 werden dann spiralförmig auf eine zentrale Spindel 4 aufgewickelt, wodurch sich eine radiale Schichtung oder Stapelung der Bahnmaterialien 2 und 3 ergibt. Die Wellen oder Falten der Bahnmaterialien 2,3 verlaufen im wesentlichen parallel zur Spindel 4 und bilden im aufgerollten Zustand Kanäle 5, von denen die einen katalytisch aktiv sind (katalytisch aktive Kanäle 5a), während die anderen katalytisch inaktiv sind (katalytisch inaktive Kanäle 5i). Durch die einseitige Beschichtung der Bahnmaterialien 2,3 ist etwa die Hälfte der Kanäle 5 katalytisch aktiv, während die andere Hälfte katalytisch inaktiv ist. Die Wicklung der Bahnmaterialien 2 und 3 ist mit Hilfe von Spanndrähten 6 in ihrer Form fixiert.

[0017] Der Katalysator 1 kann entsprechend einer bevorzugten Verwendungsform in einen Brenner eingesetzt werden, wobei der Katalysator 1 dann entsprechend einer mittels eines Pfeils symbolisierten Hauptdurchströmungsrichtung 7 von einem Brennstoff-Oxidator-Gemisch durchströmbar ist. Die Hauptdurchströmungsrichtung 7 verläuft parallel zur Längsachse der Spindel 4 und somit parallel zur Längsachse des zylindrischen Katalysators 1. Ein auf diese Weise gebildeter katalytischer Brenner kann beispielsweise einer Brennkammer vorgeschaltet sein, die zur Erzeugung von Heißgasen für eine Turbine, insbesondere eine Gasturbine, einer Kraftwerksanlage dient.

[0018] Bezüglich der Hauptdurchströmungsrichtung 7 besitzt der Katalysator 1 eine Anströmseite 8 und eine Abströmseite 9. Ein sich in der Hauptdurchströmungsrichtung 7 erstreckender und die Anströmseite 8 enthaltender Längsabschnitt 10 ist durch eine geschweifte Klammer gekennzeichnet und wird im folgenden als Einlaßabschnitt 10 bezeichnet. Der Katalysator 1 besitzt außerdem einen sich parallel zur Hauptdurchströmungsrichtung 7 erstreckenden, von der Anströmseite 8 entfernten Längsabschnitt 11, der ebenfalls durch eine geschweifte Klammer gekennzeichnet ist. Da dieser von der Anströmseite 8 entfernte Längsabschnitt 11 bei der hier gezeigten Ausführungsform die Abströmseite 9 enthält, wird dieser Längsabschnitt 11 im folgenden auch als Auslaßabschnitt 11 bezeichnet. Bei der hier gezeigten Ausführungsform beginnt der Auslaßabschnitt 11 bezüglich der Gesamtlänge des Katalysators 1 erst in der zweiten Hälfte des Katalysators 1. Dabei kann der Auslaßabschnitt 9 in der Hauptdurchströmungsrichtung 7 kürzer ausgebildet sein als der Einlaßabschnitt 10. Ebenso ist es möglich, daß der Auslaßabschnitt 11 eine größere axiale Erstreckung aufweist als der Einlaßabschnitt 10.

[0019] Erfindungsgemäß sind im Auslaßabschnitt 11 Verbindungen 12 ausgebildet, über die benachbarte Kanäle 5 miteinander kommunizieren. Durch diese Verbindungen 12 kann daher ein Überströmen und somit ein Gas- oder Stoffaustausch zwischen katalytisch aktiven Kanälen 5a und katalytisch inaktiven Kanälen 5i erfolgen. Diese Verbindungen 12 sind hier durch Löcher gebildet, die in die Kanalwände, also in die Wellen oder Falten der Bahnmaterialien 2,3 eingearbeitet sind. Diese Löcher 12 durchdringen dabei die Kanalwände quer zur Hauptdurchströmungsrichtung 7. Die Löcher 12 können dabei so angeordnet sein, daß ein Überströmen zwischen Kanälen 5 erfolgt, die in Umfangsrichtung des zylindrischen Katalysators 1 und/oder in radialer Richtung zueinander benachbart angeordnet sind.

[0020] Beim Bahnmaterial 2 bzw. 3 bildet ein Abstand 13, der quer zur Hauptdurchströmungsrichtung 7 bzw. in Umfangsrichtung des Katalysators 1 gemessen ist und zwischen zwei Hochpunkten 14 oder in entsprechender Weise zwischen zwei Tiefpunkten benachbarter Wellen oder Falten herrscht, eine Wellenlänge oder Faltenlänge des Bahnmaterials 2 bzw. 3. Diese Wellen- oder Faltenlänge 13 bildet für die Dimensionierung und Positionierung der Löcher 12 ein Basismaß. Zweckmässig besitzen die Löcher 12 quer zur Kanallängsrichtung, also in Umfangsrichtung oder in radialer Richtung des Zylinders 1, eine Querabmessung, die kleiner ist als die Wellen- oder Faltenlänge 13. Vorzugsweise ist die Querabmessung der Löcher 12 kleiner als die halbe Wellen- oder Faltenlänge 13. Ein Abstand zwischen benachbarten Löchern 12 ist in einer bestimmten Richtung, z.B. in Kanallängsrichtung und/oder quer dazu, größer als der Lochdurchmesser in dieser Richtung und/oder größer als die Wellen- oder Faltenlänge 13. Vorzugsweise besitzen die Löcher 12 eine kreisförmige oder elliptische Grundform. Grundsätzlich ist jedoch jede beliebige Formgebung für die Löcher möglich.

[0021] Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können die Löcher 12 in die Kanalwände, also in die Bahnmaterialien 2,3 gestanzt sein. Dieser Stanzvorgang wird dabei so durchgeführt, daß ein dem jeweiligen Loch 12 zugeordneter Wandabschnitt mit der Kanalwand, also mit dem jeweiligen Bahnmaterial 2,3 verbunden bleibt und soweit umgebogen wird, daß er in einen der Kanäle 5 hineinragt. Dieser in der Figur nicht sichtbare Wandabschnitt bildet dabei in dem jeweiligen Kanal 5 ein strömungsleitendes Element und kann insbesondere als Turbulator dienen. Zusätzlich oder alternativ zu diesen Wandabschnitten können zumindest in einigen der katalytisch aktiven Kanäle 5a Turbulatoren angeordnet sein, die Querströmungen innerhalb der jeweiligen Kanäle 5 erzeugen. Derartige Turbulatoren können durch Vorsprünge gebildet sein, die in den jeweiligen Kanal 5 hineinragen. Beispielsweise können derartige Vorsprünge dadurch ausgebildet sein, daß die Bahnmaterialien 2 innerhalb ihrer Wellen- oder Faltenlänge 13 eine oder mehrere zusätzliche Wellen bzw. Falten besitzen, die in den jeweiligen Kanal 5 hineinragen. Des weiteren ist es möglich, Turbulatoren in Form einer Perforation der Kanalwände bzw. der Bahnmaterialien 2,3 auszubilden, z.B. indem mit einem spitzen Gegenstand relativ kleine Öffnungen eingebracht werden, wobei es zu Materialausstülpungen am Öffnungsrand kommt. Diese Öffnungen können dabei so klein sein, daß darüber kein nennenswerter Gasaustausch zwischen benachbarten Kanälen 5 erfolgt. Zweckmäßig wird diese Art der Perforation jedoch so ausgeführt, daß sich in diesem Abschnitt die Ausbildung der Löcher 12 erübrigt. Eine weitere Maßnahme zur Erzielung der gewünschten Turbulatorfunktion kann darin gesehen werden, die Kanalwände bzw. die Bahnmaterialien 2,3 im entsprechenden Abschnitt mit einer hierfür geeigneten Oberflächenrauhigkeit auszustatten. Beispielsweise kann das Katalysatormaterial in einer entsprechenden Weise aufgetragen werden, so daß sich die erforderliche Oberflächenrauhigkeit durch die Beschichtung mit dem Katalysatormaterial ausbildet.

[0022] Bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist der Katalysator 1 mit seinem Einlaßabschnitt 10 und mit seinem Auslaßabschnitt 11 einstückig ausgebildet, wodurch sich eine leicht und preiswert herstellbare Einheit bildet. Ebenso ist es möglich, den Einlaßabschnitt 10 und den Auslaßabschnitt 11 separat voneinander herzustellen, wobei dann aus diesen Einzelteilen (Einlaßabschnitt 10 und Auslaßabschnitt 11) der Katalysator 1 zusammengebaut wird, um wieder eine einfach handhabbare Einheit zu erhalten.

[0023] Der erfindungsgemäße Katalysator 1 funktioniert wie folgt:

[0024] Der Katalysator 1 wird im Anwendungsfall an seiner Anströmseite 8 mit einem Brennstoff-Oxidator-Gemisch beaufschlagt, das in die Kanäle 5 des Katalysators 1 eindringt. In den katalytisch aktiven Kanälen 5a beginnt die Umsetzung des Brennstoffs. Die dabei frei werdende Wärme wird über die in den katalytisch inaktiven Kanälen 5i vorliegende Strömung zumindest teilweise abgeführt. Nach einem relativ kurzen Strömungsweg ist die Konvertierung des Brennstoffs bereits relativ weit fortgeschritten. Zweckmäßig ist der Auslaßabschnitt 11 so positioniert, daß er etwa dort beginnt, wo etwa 50 % bis 80 % des in den katalytisch aktiven Kanälen 5a transportierten Brennstoffs bereits konvertiert sind. Im Auslaßabschnitt 11 erfolgt nun eine intensive Durchmischung zwischen den Strömungen der katalytisch aktiven Kanäle 5a und der katalytisch inaktiven Kanäle 5i. Gleichzeitig wird durch die Querströmungen das Konvertierungsverhalten verbessert, wodurch innerhalb des Auslaßabschnitts 11 der Konvertierungsgrad des gesamten zugeführten Brennstoff-Oxidator-Gemischs auf einem relativ kurzen Strömungsweg zusätzlich gesteigert werden kann. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau ist es somit möglich, bei einem in der Hauptdurchströmungsrichtung 7 relativ kurz bauenden Katalysator 1 recht hohe Konvertierungsgrade, von insbesondere mehr als 50 % des Gesamtgemischs, zu erzielen. Durch die kurze Baulänge des Katalysators 1 reduziert sich gleichzeitig der Druckverlust bei der Durchströmung des Katalysators 1, was insbesondere für die stromab des Katalysators 1 erfolgenden Verbrennungsvorgänge von Vorteil ist.

Bezugszeichenliste



[0025] 
1
Katalysator
2
Bahnmaterial
3
Bahnmaterial
4
Spindel
5
Kanal
5i
katalytisch inaktiver Kanal
5a
katalytisch aktiver Kanal
6
Spanndraht
7
Hauptdurchströmungsrichtung
8
Anströmseite von 1
9
Abströmseite von 1
10
Längsabschnitt/Einlaßabschnitt
11
Längsabschnitt/Auslaßabschnitt
12
Verbindung/Loch
13
Abstand/Wellenlänge
14
Hochpunkt



Ansprüche

1. Katalysator zum Verbrennen zumindest eines Teils eines den Katalysator (1) durchströmenden Brennstoff-Oxidator-Gemischs, insbesondere für einen Brenner einer Kraftwerksanlage, mit mehreren katalytisch aktiven Kanälen (5a) und mehreren katalytisch inaktiven Kanälen (5i), dadurch gekennzeichnet, daß in einem von einer Anströmseite (8) des Katalysators (1) in der Hauptdurchströmungsrichtung (7) des Katalysators (1) beabstandeten Längsabschnitt (11) des Katalysators (1)

- zumindest in mehreren katalytisch aktiven Kanälen (5a) Turbulatoren angeordnet sind und/oder

- zumindest zwischen mehreren katalytisch aktiven Kanälen (5a) und katalytisch inaktiven Kanälen (5i) Verbindungen (12) ausgebildet sind, die ein Überströmen zwischen katalytisch aktiven Kanälen (5a) und katalytisch inaktiven Kanälen (5i) ermöglichen.


 
2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulatoren durch in den jeweiligen Kanal (5a,5i) hineinragende Vorsprünge und/oder durch eine Perforation und/oder durch Ausstülpungen und/oder durch eine entsprechende Oberflächenrauhigkeit gebildet sind.
 
3. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen durch Löcher (12) gebildet sind, welche die Kanalwände benachbarter Kanäle (5a,5i) quer zur Hauptdurchströmungsrichtung (7) des Katalysators (1) durchdringen.
 
4. Katalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (12) in die Kanalwände gestanzt sind, wobei ein dem jeweiligen Loch (12) zugeordneter Wandabschnitt mit der Kanalwand verbunden bleibt und in einen der Kanäle (5a,5i) hineinragt.
 
5. Katalysator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Katalysator (1) durch Stapelung oder Schichtung von zick-zack-förmig gewelltem oder gefaltetem Bahnmaterial (2,3) ausgebildet ist,

- wobei die Wellen oder Falten des Bahnmaterials (2,3) die Kanäle (5a,5i) ausbilden,

- wobei ein quer zur Längsrichtung der Kanäle (5a,5i) gemessener Abstand zwischen den Hochpunkten (14) oder Tiefpunkten benachbarter Wellen oder Falten eine Wellenlänge (13) oder Faltenlänge bildet,

- wobei die Löcher (12) quer zur Kanallängsrichtung eine Querabmessung aufweisen, die kleiner ist als die ganze oder halbe Wellen- oder Faltenlänge (13).


 
6. Katalysator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand benachbarter Löcher (12) quer zur Kanallängsrichtung und/oder in Kanallängsrichtung größer ist als der Lochdurchmesser in dieser Richtung und/oder als die Wellen- oder Faltenlänge (13).
 
7. Katalysator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gewellte oder gefaltete Bahnmaterial (2,3) bezüglich einer parallel zur Hauptdurchströmungsrichtung (7) des Katalysators (1) ausgerichteten, zentralen Spindel (4) radial geschichtet oder gestapelt ist sowie spiralförmig oder in konzentrischen Kreisen angeordnet ist.
 
8. Katalysator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in radialer Richtung zwischen zwei Schichten des gewellten oder gefalteten Bahnmaterials (2) eine Schicht aus flachem oder glattem Bahnmaterial (3) angeordnet ist.
 
9. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Verbindungen (12) und/oder Turbulatoren ausgestattete Längsabschnitt (11) bei einem Längsabstand von der Anströmseite (8) beginnt, bei dem in den katalytisch aktiven Kanälen (5a) im Normalbetrieb des Katalysators (1) der Brennstoff zu wenigstens 50 % oder 75 % oder 80 % konvertiert ist.
 
10. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (1) mit seinem die Verbindungen (12) und/oder die Turbulatoren aufweisenden Längsabschnitt (11) und mit einem die Anströmseite (8) aufweisenden Längsabschnitt (10) einstückig ausgebildet ist.
 
11. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Verbindungen (12) und/oder die Turbulatoren aufweisende Längsabschnitt (11) und ein die Anströmseite (8) enthaltender Längsabschnitt (10) als separate Körper ausgebildet sind, aus denen der Katalysator (1) zusammengebaut ist.
 




Zeichnung







Recherchenbericht