(19) |
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(11) |
EP 0 363 878 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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30.12.1992 Patentblatt 1992/53 |
(22) |
Anmeldetag: 09.10.1989 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)5: F01N 3/28 |
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(54) |
Vorrichutung zur katalytischen Reinigung von Abgasen aus Brennkraftmaschinen
Catalytic exhaust gas purification device for internal-combustion engines
Dispositif de purification catalytique de gaz d'échappement de moteurs à combustion
interne
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE ES FR GB IT SE |
(30) |
Priorität: |
10.10.1988 DE 3834403
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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18.04.1990 Patentblatt 1990/16 |
(73) |
Patentinhaber: ZEUNA-STÄRKER GMBH & CO KG |
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D-86016 Augsburg (DE) |
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Erfinder: |
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- Santiago, Enrique
D-8901 Diedorf (DE)
- Rupp, Anton
D-8000 München (DE)
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(74) |
Vertreter: Grättinger, Günter |
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Grättinger & Partner (GbR)
Postfach 16 55 82306 Starnberg 82306 Starnberg (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A- 2 301 646 DE-A- 2 913 733 US-A- 3 978 567
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DE-A- 2 401 287 DE-A- 3 432 283
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur katalytischen Reinigung von Abgasen aus
Brennkraftmaschinen mit einer metallischen Trägerschale mit stirnseitig angeordneten
Abgaszuführ- und Abgasabführstutzen, wobei in der Trägerschale ein oder mehrere katalytisch
aktive monolithische Keramikkörper nachgiebig gelagert sind, und mit einer Isolationsschale,
welche die Trägerschale über ihre gesamte Länge umgibt, welche nur benachbart dem
Abgaszuführstutzen und dem Abgasabführstutzen feste Verbindungen mit der Trägerschale
besitzt, welche zwischen sich und der Trägerschale im übrigen einen ringförmigen Hohlraum
bildet und mit Ventilationsöffnungen versehen ist.
[0002] Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 29 13 733 bekannt. Bei der bekannten
Vorrichtung werden die Ventilationsöffnungen dadurch gebildet, daß die beiden Halbschalen
der Isolationsschale an ihren Längsrändern nicht aneinander anliegen, sondern vielmehr
zwei in Längsrichtung verlaufende Spalten definieren, durch die Luft zur Kühlung des
Keramikkörpers und dessen Lagerung in den ringförmigen Hohlraum eintreten kann.
[0003] Die bekannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß das durch den Abgaszuführstutzen
in die Vorrichtung eintretende Abgas an der Trägerschale, die durch den in den ringförmigen
Hohlraum eintretenden Luftstrom gekühlt wird, eine Abkühlung erfährt. Eine derartige
Abkühlung des Abgases ist jedoch unerwünscht, weil dadurch die Anspringzeit der Vorrichtung
verlängert wird; die zur Reinigung des Abgases erforderlichen Reaktionen setzen nämlich
eine Mindesttemperatur des Abgases voraus, weshalb eine Abkühlung des Abgases vor
dem Eintreten in den Keramikkörper möglichst zu vermeiden ist.
[0004] Andererseits kann jedoch insbesondere bei der Verwendung einer Blähmatte zur Lagerung
des Keramikkörpers in der Trägerschale auf deren Kühlung nicht verzichtet werden.
Zwar besitzen Blähmatten, die bei der Herstellung von Abgaskatalysatoren zur Lagerung
der monolithischen Keramikkörper zunehmend Verwendung finden, insbesondere den Vorteil,
daß sie sich bei ihrer erstmaligen Erwärmung um ein größeres Maß ausdehnen als ihrer
Schrumpfung beim anschließenden Abkühlen entspricht, d.h. die Blähmatten besitzen
nach ihrer erstmaligen Erwärmung und Wiederabkühlung eine größere Ausdehnung als vorher;
somit kann die Herstellung von Abgaskatalysatoren bequem dadurch erfolgen, daß der
mit einer Blähmatte umgewickelte Keramikkörper in das geöffnete Gehäuse eingelegt
wird, woraufhin es geschlossen und erwärmt wird; durch die Erwärmung dehnt sich die
Blähmatte aus und verspannt den Keramikkörper fest in dem ihn umgebenden Gehäuse.
Blähmatten erfordern für ihr sicheres Funktionieren jedoch bei allen Betriebsbedingungen
ein stetiges Temperaturgefälle von innen (Keramikkörper) nach außen (Gehäuse) bzw.
einen entsprechenden Wärmefluß von innen nach außen. Aus diesem Grund ist eine Kühlung
des Gehäuses im Bereich der Blähmatte erforderlich.
[0005] Eine Vorrichtung zur katalytischen Reinigung von Abgasen aus Brennkraftmaschinen,
bei welcher die Monolithe mittels Blähmatten in der Trägerschale gelagert sind, ist
aus der DE-OS 34 32 283 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung wird die Trägerschale
in den der Lagerung der Monolithe dienenden Bereichen gekühlt, wodurch sich der erforderliche
Wärmefluß von innen nach außen einstellt; um unerwünschte Wärmeverluste in den übrigen
Bereichen zu vermeiden, sind auf den Innenflächen des Gehäuses in den zu isolierenden
Bereichen thermisch isolierende Matten aufgebracht, die von hochtemperaturfesten Abschirmblechen
überdeckt sind. Um bei dieser bekannten Vorrichtung die Gefahr des Ausblasens der
isolierenden Matten durch den pulsierenden Abgasstrom zu minimieren, ist eine aufwendige
Verbindung des hochtemperaturfesten Abschirmbleches zum Gehäuse nötig, welche einerseits
möglichst gasdicht sein soll, welche andererseits jedoch eine Kompensation der unterschiedlichen
Wärmeausdehnung der aus verschiedenen Materialien hergestellten Bauteile zulassen
muß. Die erforderliche hohe Fertigungsgenauigkeit bei den zahlreichen zu verwendenden
Bauteilen führt insgesamt zu einer aufwendigen und somit kostenintensiven Herstellung
des bekannten Katalysators.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Katalysator zu schaffen,
der sich durch eine hohe Ansprechgeschwindigkeit auszeichnet. Gleichzeitig soll bei
zuverlässiger Lagerung der Monolithe der Aufbau des Katalysators einfach und sollen
Fertigungsaufwand und Herstellungskosten dementsprechend gering sein.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Keramikkörper mittels
einer ihn umgebenden Blähmatte innerhalb der Trägerschale gelagert ist, daß die Ventilationsöffnungen
der Isolationsschale in deren der Lagerung der Keramikkörper in der Trägerschale zugeordneten
Abschnitten angeordnet sind und daß der ringförmige Hohlraum außerhalb der ventilierten
Abschnitte als von diesen Abschnitten abgetrennte, nicht durchströmte Kammern ausgebildet
ist.
[0008] Über die Ventilationsöffnungen im Bereich der Lagerung der Keramikkörper wird die
Trägerschale in einem von der Gestaltung der Ventilationsöffnungen abhängigen Maß
gekühlt, d.h. durch entsprechende Gestaltung der Ventilationsöffnungen läßt sich die
für die optimale Funktion der verwendeten Blähmatte erforderliche Temperatur der Trägerschale
einstellen. Gleichzeitig dient der ringförmige Hohlraum in den Bereichen außerhalb
der Lagerung der Keramikkörper durch seine Ausgestaltung als nicht durchströmte Kammern
zur Isolation gegen Wärmeverluste, wodurch die Anspringtemperatur des Katalysators
rasch erreicht wird. Die Abtrennung der nicht durchströmten Kammern von den ventilierten
Bereichen des ringförmigen Hohlraumes kann auf verschiedene Weise erfolgen; beispielsweise
können Dichtungsringe zwischen die Trägerschale und die Isolationsschale eingelegt
werden; ferner ist es möglich, zur Abtrennung der verschiedenen Funktionsbereiche
- Kühlung einerseits und Isolierung andererseits - voneinander in der Isolationsschale
und/oder in der Trägerschale in den ringförmigen Hohlraum vorspringende Sicken vorzusehen.
[0009] Die Herstellung des erfindungsgemäßen Abgaskatalysators ist äußerst einfach und kann
rasch und kostengünstig erfolgen, weil die Zahl der Bauteile äußerst niedrig ist und
zudem hohe Fertigungstoleranzen zugelassen werden können. Im Falle von einer jeweils
aus zwei Halbschalen aufgebauten Trägerschale bzw. Isolationsschale besteht das gesamte
Gehäuse somit aus lediglich vier Bauteilen, welche miteinander zu verbinden sind.
Dies führt zu einer beträchtlichen Herabsetzung des Fertigungsaufwandes gegenüber
bekannten Ausführungsformen von Abgaskatalysatoren, welche über eine teilweise Wärmeisolierung
verfügen. Zusätzlich kann die Isolationsschale zumindest teilweise die Funktion der
Hitzeschutzschilde, welche bei bekannten Katalysatoren i.a. zwischen dem Katalysator
und dem Fahrzeugboden sowie unterhalb des Katalysators angeordnet werden müssen, übernehmen.
Auch dadurch ergeben sich weitere bauliche Vereinfachungen der Gesamtanordnung.
[0010] Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgaskatalysators besitzt
die Isolationsschale beidseits der mit den Ventilationsöffnungen versehenen Bereiche
nach innen gerichtete Sicken einer Höhe, die im wesentlichen der Dicke des ringförmigen
Hohlraums entspricht. Die Sicken unterteilen so den ringförmigen Hohlraum in mehrere
Kammern, von denen die einen der Wärmeisolierung dienen und die anderen von durch
die Ventilationsöffnungen ein- und austretender Kühlluft durchströmt sind. Die Sicken
unterteilen somit den ringförmigen Hohlraum in unterschiedliche Funktionsbereiche.
Überdies können die Sicken eine unterschiedliche Wärmeausdehnung der Trägerschale
und der Isolationsschale kompensieren, weil sie eine gewisse axiale Bewegung der beidseits
der Sicken liegenden Bereiche der Isolationsschale relativ zueinander zulassen. Diese
Funktion ist besonders dort hervorzuheben, wo für die Herstellung der Trägerschale
und der Isolationsschale unterschiedliches Material verwendet wird. Als bevorzugte
Materialpaarung kann Edelstahl für die Trägerschale und aluminiertes Blech für die
Isolationsschale verwendet werden.
[0011] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katalysators
sind Dichtschnüre zwischen den Sicken und der Trägerschale eingeklemmt, wodurch die
unterschiedlichen Funktionsbereiche des ringförmigen Hohlraums optimal gegeneinander
abgegrenzt werden. Zu diesem Zweck besitzen die Sicken einen geeignet geformten Querschnitt,
der die Dichtschnur aufnimmt. Dadurch wird insbesondere auch die Reibung der beiden
metallischen Schalen aneinander, beispielsweise bei Erschütterungen oder unterschiedlicher
Wärmedehnung, verhindert.
[0012] Zur Erhöhung ihrer wärmeisolierenden Funktion können die entsprechenden durch Dichtungen
oder Sicken bzw. eine Dichtung oder eine Sicke einerseits und die Verbindung zwischen
der Trägerschale und der Isolationsschale andererseits abgetrennten nicht durchströmte
Kammern des ringförmigen Hohlraumes mit einem wärmeisolierenden Material gefüllt sein.
[0013] Je nach den Anforderungen an die Temperaturführung in dem Abgas vor, zwischen und
nach den Keramikkörpern können einzelne oder sämtliche Kammern mit einem wärmeisolierenden
Material gefüllt sein, welche außerhalb der die Keramikkörper tragenden Bereiche liegen.
Auch kann in den unterschiedlichen Kammern, je nach Anforderung und Randbedingungen
(Temperatur, zulässiger Wärmefluß), unterschiedliches wärmeisolierendes Material zum
Einsatz kommen.
[0014] Ein bedeutender Vorteil der Anordnung des wärmeisolierenden Materials außerhalb der
Trägerschale besteht darin, daß es gegenüber Ausblasen durch den pulsierenden Abgasstrom
vollkommen geschützt ist. Dieser Erfolg läßt sich bei innerhalb der Trägerschale angeordneten
wärmeisolierenden Schichten nie erreichen, und eine Annäherung an diesen vorteilhaften
Zustand ist nur mit hohem technischen Aufwand möglich.
[0015] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgaskatalysators sind
die Ventilationsöffnungen kiemenförmig ausgebildet, d.h. sie sind so geformt, daß
sie bei den dem Kühllufteintritt dienenden Ventilationsöffnungen den vorbeistreichenden
Fahrtwindstrom "einfangen" und/oder die - durch den vorbeistreichenden Fahrtwindstrom
hervorgerufene - Absaugung der in dem ringförmigen Hohlraum enthaltenen Kühlluft durch
die dem Kühlluftaustritt dienenden Ventilationsöffnungen bewirken. Auf diese Weise
läßt sich die Zuführung der Kühlluft an die Trägerschale im Bereich der Lagerung des
Keramikkörpers begünstigen. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der kiemenförmigen
Ventilationsöffnungen läßt sich auch die Kühlung über den gesamten Umfang der Trägerschale
vergleichmäßigen, wodurch durch Temperaturgradienten hervorgerufene Spannungen vermindert
werden. Die kiemenförmigen Ventilationsöffnungen können zusätzlich so gestaltet sein,
daß sie der in den ringförmigen Hohlraum eintretenden Kühlluft einen Drall versetzen;
die dadurch bewerkstelligte tangentiale Bewegung der Kühlluft in dem ringförmigen
Hohlraum vergleichmäßig ebenfalls die Temperatur der Trägerschale längs ihres Umfanges.
Zusätzlich läßt sich durch entsprechende Verwirbelung der gesamten Kühlluft der Wärmeübergang
von der Trägerschale zur Kühlluft verbessern.
[0016] Um die Blähmatte vor einem möglichen Ausblasen durch den pulsierenden Abgasstrom
zu schützen, besitzt eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgaskatalysators
Abweisringe, welche in dem Trägergehäuse - in Strömungsrichtung gesehen - vor den
Keramikkörpern angeordnet sind. Auf diese Weise läßt sich die Lebensdauer der Blähmatte
und somit des Abgaskatalysators erhöhen.
[0017] Im folgenden wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgaskatalysators anhand
der Zeichnung näher erläutert, welche einen Axialschnitt durch einen Abgaskatalysator
mit zwei Keramikkörpern zeigt.
[0018] Die axialdurchströmten Keramikkörper (1) sind über Blähmatten (2) in der Trägerschale
(3) gelagert. Die Trägerschale ist längsgeteilt ausgebildet und besitzt eine obere
Halbschale (3a) und eine untere Halbschale (3b). Der Abgaskatalysator wird in Richtung
des Pfeiles (4) vom Abgaszuführstutzen (5) zum Abgasabführstutzen (6) durchströmt.
[0019] Benachbart dem Abgaszuführstutzen (5) und dem Abgasabführstutzen (6) besitzt die
Trägerschale (3) Übergangskonen (7). Abweisringe (8) sind - in Strömungsrichtung (4)
- vor den Keramikkörpern (1) in der Trägerschale (3) angeordnet.
[0020] Die Trägerschale (3) ist von einer Isolationsschale (9) umgeben, welche mit jener
nur im Bereich des Abgaszuführstutzen (5) und des Abgasabführstutzen (6) eine feste
Verbindung (10) besitzt. Im übrigen sind die Isolationsschale (9) und die Trägerschale
(3) mit einem - im wesentlichen gleichmäßigen - Abstand zueinander angeordnet, so
daß ein ringförmiger Hohlraum (11) zwischen ihnen entsteht. In den Bereichen, in denen
die Keramikkörper (1) in der Trägerschale (3) gelagert sind, ist die Isolationsschale
mit Ventilationsöffnungen (12) versehen. Die Ventilationsöffnungen im Bereich des
- in Durchflußrichtung (4) - ersten Keramikkörpers (1a) sind kiemenartig ausgebildet,
so daß der Fahrtwindstrom (13) zwangsweise auf die Trägerschale (3) gerichtet wird
und diese kühlt.
[0021] In der Ebene der Vorderkanten (14) und der Hinterkanten (15) der Blähmatten (2) besitzt
die Isolationsschale (9) nach innen gerichtete, angenähert halbkreisförmige Sicken
(16) mit einer Höhe, die im wesentlichen dem Abstand der Isolationsschale zur Trägerschale
entspricht. Auf diese Weise wird der ringförmige Hohlraum (11) in insgesamt fünf Kammern
unterteilt. Die der Wärmeisolierung dienenden Kammern im Bereich der Übergangskonen
(7) und des Mittelteils (17) der Trägerschale (3) sind mit einem wärmeisolierenden
Material (18) gefüllt. Auf diese Weise werden die Wärmeverluste vor und zwischen den
Keramikkörpern (1) verringert, so daß die Anspringtemperatur des Katalysators rasch
erreicht wird.
[0022] Die - in Richtung der Durchströmung des Katalysators - erste Sicke besitzt in ihrer
Mitte eine ringförmige, radial nach außen gerichtete Ausnehmung (19), in welche eine
Dichtschnur (20) eingelegt ist. Die Dichtschnur wird zwischen der Sicke (16) und der
Trägerschale (3) eingeklemmt und trennt so die unterschiedlichen Funktionsbereiche
des ringförmigen Hohlraums (11) wirksam gegeneinander ab.
1. Vorrichtung zur katalytischen Reinigung von Abgasen aus Brennkraftmaschinen mit einer
metallischen Trägerschale (3) mit stirnseitig angeordneten Abgaszuführstutzen (5)
und Abgasabführstutzen (6), wobei in der Trägerschale (3) ein oder mehrere katalytisch
aktive monolithische Keramikkörper (1) nachgiebig gelagert sind und mit einer Isolationsschale
(9), welche die Trägerschale (3) über ihre gesamte Länge umgibt, welche nur benachbart
dem Abgaszuführstutzen (5) und dem Abgasabführstutzen (6) feste Verbindungen (10)
mit der Trägerschale (3) besitzt, welche zwischen sich und der Trägerschale im übrigen
einen ringförmigen Hohlraum (11) bildet und mit Ventilationsöffnungen (12) versehen
ist, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Keramikkörper (1) mittels einer ihn umgebenden Blähmatte (2) innerhalb der
Trägerschale (3) gelagert ist,
daß die Ventilationsöffnungen der Isolationsschale (9) in deren der Lagerung der Keramikkörper
in der Trägerschale (3) zugeordneten Abschnitten angeordnet sind,
und daß der ringförmige Hohlraum (11) außerhalb der ventilierten Abschnitte als von
diesen Abschnitten abgetrennte, nicht durchströmte Kammern ausgebildet ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolationsschale (9) zur Abtrennung der unterschiedlichen Bereiche des ringförmigen
Hohlraumes (11) voneinander beidseits der mit den Ventilationsöffnungen (12) versehenen
Bereiche nach innen gerichtete Sicken (16) mit einer Höhe besitzt, die im wesentlichen
der Dicke des ringförmigen Hohlraums (11) entspricht.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der ringförmige Hohlraum (11) zumindest in der dem Abgaszuführstutzen (5) benachbarten
ersten nicht durchströmten Kammer mit einem wärmeisolierenden Material (18) gefüllt
ist.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 und Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sämtliche durch Sicken (16) bzw. durch Sicken und Verbindungen (10) begrenzte
Kammern des ringförmigen Hohlraumes (11), welcher außerhalb der die Keramikkörper
(1) tragenden Bereiche der Trägerschale (3) liegen, mit einem wärmeisolierenden Material
(18) gefüllt sind.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventilationsöffnungen (12) kiemenförmig ausgebildet sind.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die kiemenförmigen Ventilationsöffnungen (12) so geformt sind, daß sie dem in
den ringförmigen Hohlraum (11) eintretenden Kühlluftstrom einen Drall bezüglich der
Katalysatorachse versetzen.
7. Vorrichtung gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerschale (3) und die Isolationsschale (9) aus Halbschalenpaaren aufgebaut
sind.
8. Vorrichtung gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Trägergehäuse (3) - in Strömungsrichtung (4) gesehen - vor den Keramikkörpern
(1) Abweisringe (8) angeordnet sind.
9. Vorrichtung gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwischen eine Sicke (16) und die Trägerschale (3) eine Dichtschnur
(20) eingeklemmt ist.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sicken (16) ringförmige, radial nach außen gerichtete Ausnehmungen (19) besitzen,
in welche die Dichtschnüre (20) eingelegt sind.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtrennung der ventilierten Abschnitte von den nicht durchströmten Kammern
des ringförmigen Hohlraumes (11) durch Dichtringe erfolgt.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolationsschale umlaufende, nach außen gerichtete Sicken aufweist, in welche
die Dichtringe eingelegt sind.
1. Apparatus for the catalytic purification of exhaust gases from internal combustion
engines with a metal support shell (3) with an exhaust gas supply connection (5) and
exhaust gas discharge connection (6) located on the end faces, one or more catalytically
active, monolithic ceramic members (1) being mounted resiliently in the support shell
(3) and with an insulation shell (9), which surrounds the support shell (3) over its
entire length, which solely adjacent to the exhaust gas supply connection (5) and
the exhaust gas discharge connection (6) has secure connections (10) to the support
shell (3), which between itself and the support shell moreover forms an annular cavity
(11) and is provided with ventilation openings (12), characterized in that each ceramic
member (1) is mounted within the support shell (3) by means of an inflatable mat (2)
surrounding it, in that the ventilation openings of the insulation shell (9) are located
in its sections associated with the mounting of the ceramic members in the support
shell (3), and in that the annular cavity (11) is constructed outside the ventilated
sections as chambers separated from these sections and through which there is no flow.
2. Apparatus according to Claim 1, characterized in that for separating the different
regions of the annular cavity (11) from each other on both sides of the regions provided
with the ventilation openings (12), the insulation shell (9) has inwardly directed
beads (16) with a height which corresponds essentially to the thickness of the annular
cavity (11).
3. Apparatus according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the annular cavity
(11) is filled with a thermally insulating material (18) at least in the first chamber
through which there is no flow and which is adjacent to the exhaust gas supply connection
(5).
4. Apparatus according to Claim 2 and Claim 3, characterized in that all the chambers
of the annular cavity (11) defined by beads (16) or by beads and connections (10),
which lie outside the regions of the support shell (3) supporting the ceramic members
(1), are filled with a thermally insulating material (18).
5. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the ventilation
openings (12) are constructed to be gill-shaped.
6. Apparatus according to Claim 5, characterized in that the gill-shaped ventilation
openings (12) are shaped so that they impart a spin with respect to the catalyzer
axis to the cooling air stream entering the annular cavity (11).
7. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the support
shell (3) and the insulation shell (9) are constructed from pairs of half shells.
8. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that in the support
housing (3) - seen in the direction of flow (4) - deflection rings (8) are located
in front of the ceramic members (1).
9. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that a sealing
cord (20) is clamped at least between one bead (16) and the support shell (3).
10. Apparatus according to Claim 9, characterized in that the beads (16) have annular
recesses (19) directed radially outwards, in which recesses the sealing cords (20)
are inserted.
11. Apparatus according to Claim 1, characterized in that the separation of the ventilated
sections from the chambers of the annular cavity (11) through which there is no flow
is achieved by sealing rings.
12. Apparatus according to Claim 11, characterized in that the insulation shell comprises
peripheral, outwardly directed beads, in which the sealing rings are inserted.
1. Appareil pour l'épuration catalytique de gaz d'échappement de moteurs à combustion
interne, comprenant une coquille porteuse métallique (3) avec une tubulure d'amenée
de gaz d'échappement (5) et une tubulure d'évacuation de gaz d'échappement (6) placées
aux extrémités, un ou plusieurs corps céramiques monolithiques (1), catalytiquement
actifs, étant supportés élastiquement dans la coquille porteuse (3), et une coquille
isolante (9) qui entoure la coquille porteuse (3) sur toute sa longueur et possède
seulement des liaisons fixes (10) à la coquille porteuse (3) à proximité des tubulures
d'amenée de gaz d'échappement (5) et d'évacuation de gaz d'échappement (6), la coquille
isolante (9) délimitant par ailleurs une cavité annulaire (11) entre elle-même et
la coquille porteuse et étant pourvue d'ouvertures de ventilation (12),
caractérisé en ce
que chaque corps céramique (1) est supporté dans la coquille porteuse (3) au moyen
d'un mat ou nappe gonflant (2) qui l'entoure,
que les ouvertures de ventilation de la coquille isolante (9) sont disposées dans
les segments de cette coquille coordonnés au montage des corps céramiques dans la
coquille porteuse (3)
et que, en dehors des segments ventilés, la cavité annulaire (11) est réalisée sous
la forme de chambres séparées de ces segments et qui ne sont pas parcourues par les
gaz.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coquille isolante (9)
possède, pour séparer les différentes zones de la cavité annulaire (11) l'une de l'autre,
des moulures (16) dirigées vers l'intérieur, situées des deux côtés des zones pourvues
des ouvertures de ventilation (12) et dont la hauteur correspond essentiellement à
l'épaisseur de la cavité annulaire (11).
3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cavité annulaire
(11) est remplie d'un matériau thermiquement isolant (18), tout au moins dans la première
chambre, non parcourue par les gaz, qui est voisine de la tubulure d'amenée de gaz
d'échappement (5).
4. Appareil selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que toutes les chambres
de la cavité annulaire (11) délimitées par des moulures (16) ou par des moulures et
des liaisons (10) et situées en dehors des zones portant les corps céramiques (1)
de la coquille porteuse (3), sont remplies d'un matériau thermiquement isolant (18).
5. Appareil selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ouvertures
de ventilation (12) sont réalisées sous forme d'ouïes.
6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ouvertures de ventilation
(12) en ouïes sont conformées de manière à conférer une rotation par rapport à l'axe
du catalyseur au courant d'air de refroidissement pénétrant dans la cavité annulaire
(11).
7. Appareil selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coquille
porteuse (3) et la coquille isolante (9) sont composées de paires de demi-coquilles.
8. Appareil selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des anneaux
déflecteurs (8) sont placés dans la coquille porteuse (3) devant les corps céramiques
(1) dans la direction d'écoulement (4).
9. Appareil selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une corde
de garniture d'étanchéité (20) est serrée entre au moins une moulure (16) et la coquille
porteuse (3).
10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moulures (16) possèdent
des évidements annulaires (19) dirigés radialement vers l'extérieur et dans lesquels
sont placées les cordes de garniture d'étanchéité (20).
11. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la séparation entre les segments
ventilés et les chambres non parcourues par les gaz de la cavité annulaire (11) est
assurée par des bagues d'étanchéité.
12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que la coquille isolante présente
des moulures périphériques dirigées vers l'extérieur, dans lesquelles sont placées
les bagues d'étanchéité.
