本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的催化器裝置。此外本發(fā)明涉及一種廢氣催化器。

背景技術(shù)：

用于大型發(fā)動(dòng)機(jī)例如用于在發(fā)電站中的內(nèi)燃機(jī)或也用于船用柴油內(nèi)燃機(jī)的廢氣催化器典型地具有多個(gè)催化器裝置，其中每個(gè)催化器裝置具有非金屬的、尤其陶瓷的或由纖維墊(Fasermatte)構(gòu)建的、由廢氣穿流的催化器主體以及金屬的罩殼，該金屬的罩殼局部區(qū)段地包圍催化器主體。相應(yīng)的催化器裝置的金屬的罩殼用于將相應(yīng)的催化器裝置限定地連結(jié)到內(nèi)燃機(jī)的廢氣系統(tǒng)的其他的組件處，那么例如連結(jié)到引導(dǎo)廢氣的線路處。催化器裝置的陶瓷的催化器主體(該催化器主體在用于大型發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣催化器中具有帶有基本上矩形的入流側(cè)和基本上矩形的出流側(cè)的基本上方形的輪廓)也稱為蜂窩或蜂巢并且催化器裝置的罩殼也稱為罐裝殼(Canning)。用于催化器裝置的陶瓷的催化器主體通過至少一個(gè)支承墊固定在催化器裝置的金屬的罩殼中，該至少一個(gè)支承墊定位在在相應(yīng)的催化器裝置的催化器主體和罩殼之間的間隙中。對(duì)于固定式的發(fā)電站應(yīng)用催化器主體能夠在沒有另外的特別的措施的情況下通過一個(gè)或多個(gè)支承墊充分地固定在催化器裝置的罩殼中。然而尤其對(duì)于非固定式的應(yīng)用(例如對(duì)于船用應(yīng)用或海事應(yīng)用)存在這樣的問題，即催化器裝置經(jīng)受振蕩或振動(dòng)，該振蕩或振動(dòng)能夠?qū)е略谙鄳?yīng)的催化器裝置中催化器主體的滑動(dòng)或甚至能夠?qū)е略摯呋髦黧w從催化器裝置的罩殼松開。

因此存在對(duì)于尤其用于船用應(yīng)用或海事應(yīng)用的這樣的催化器裝置的需求，即在該催化器裝置中盡管通過振動(dòng)或振蕩引起負(fù)載催化器裝置的催化器主體仍然能夠可靠地保持在催化器裝置的罩殼中，而不存在催化器主體的滑動(dòng)或催化器主體的松開的危險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

以此為出發(fā)點(diǎn)本發(fā)明的任務(wù)在于，創(chuàng)造一種新穎的用于廢氣催化器的催化器裝置以及一種帶有這樣的催化器裝置的廢氣催化器。

本發(fā)明通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化器裝置解決。根據(jù)本發(fā)明催化器主體的限制入流側(cè)和出流側(cè)的邊界或邊緣分別具有在210mm和280mm之間的尺寸；其中在催化器主體的邊界和金屬的罩殼之間的間隙垂直于催化器主體的穿流方向觀察具有這樣的尺寸，即該尺寸根據(jù)下面的關(guān)系確定：s≤ρ*5，其中s是以mm為單位的間隙的尺寸，并且其中ρ是所述或每個(gè)支承墊的以kg/m²表達(dá)的密度的無量綱的數(shù)值。本發(fā)明的認(rèn)識(shí)是，通過催化器主體的入流側(cè)和出流側(cè)的限定的尺寸并且通過在催化器主體和罩殼之間的間隙的限定的尺寸確定(該尺寸確定取決于所述或每個(gè)支承墊的密度)，催化器主體能夠在形成催化器裝置的情況下特別地有利地容納在罩殼中，而不存在這樣的危險(xiǎn)，即由于在運(yùn)行中出現(xiàn)的振動(dòng)負(fù)載和振蕩負(fù)載而使催化器主體在罩殼中滑動(dòng)或從相應(yīng)的催化器裝置的罩殼松開。在此在相應(yīng)的催化器裝置的罩殼中布置有唯一的催化器主體。

根據(jù)一種有利的改進(jìn)方案在催化器主體的邊界和金屬的罩殼之間的間隙的尺寸根據(jù)下面的規(guī)定確定：s≤ρ*4，其中所述或每個(gè)支承墊的密度為在0.9kg/m²和2.2kg/m²之間。就此能夠進(jìn)一步改善催化器裝置的催化器主體在催化器裝置的罩殼中的固定。

根據(jù)另一有利的改進(jìn)方案罩殼在垂直于催化器主體的穿流方向延伸的橫截面中具有基本上矩形的剖切面，其中罩殼的限制剖切面的平行于催化器主體的限制入流側(cè)和出流側(cè)的邊界或邊緣伸延的邊界或邊緣具有在220mm和290mm之間的尺寸，其中罩殼的側(cè)壁垂直于催化器主體的穿流方向具有在0.9mm和2.2mm之間的壁厚度，并且其中垂直于催化器主體的穿流方向的間隙的尺寸為最大8mm，優(yōu)選地6mm。就此能夠進(jìn)一步改善催化器裝置的催化器主體在催化器裝置的罩殼中的固定。

根據(jù)另一有利的改進(jìn)方案罩殼在催化器主體的入流側(cè)的區(qū)域中并且在催化器主體的出流側(cè)的區(qū)域中具有突出部，該突出部至少部分地封閉在催化器主體和罩殼之間的間隙并且該突出部在投影中鄰近催化器主體的限制入流側(cè)和出流側(cè)的邊界或邊緣覆蓋入流側(cè)和出流側(cè)。通過該突出部能夠進(jìn)一步改善催化器裝置的催化器主體在催化器裝置的罩殼中的固定。此外該突出部承擔(dān)密封功能并且因此改善利用廢氣穿流催化器裝置的催化器主體。該突出部最大具有20mm的寬度，優(yōu)選地具有7mm到17mm的寬度。

根據(jù)本發(fā)明的廢氣催化器在權(quán)利要求11中限定。

附圖說明

本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案從從屬權(quán)利要求以及隨后的描述中得出。本發(fā)明的實(shí)施例根據(jù)圖紙更詳細(xì)地被解釋，而不應(yīng)受限于這些實(shí)施例。在此：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于廢氣催化器的催化器裝置的透視圖；

圖2示出了催化器裝置的入流側(cè)的俯視圖；

圖3示出了圖1和2的根據(jù)本發(fā)明的催化器裝置的催化器主體的透視圖；并且

圖4示出了催化器主體的入流側(cè)的俯視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種用于為船用應(yīng)用或海事應(yīng)用所用的內(nèi)燃機(jī)的廢氣催化器的催化器裝置以及一種廢氣催化器。

根據(jù)本發(fā)明的催化器裝置尤其構(gòu)造為用于船用柴油內(nèi)燃機(jī)的SCR廢氣催化器的SCR催化器裝置。

圖1和2示出了根據(jù)本發(fā)明的催化器裝置10的不同的視圖，其中催化器裝置10具有由廢氣穿流的陶瓷的催化器主體11，該催化器主體11布置在金屬的罩殼12中。在催化器裝置10的金屬的罩殼12中布置有唯一的陶瓷的催化器主體11。

催化器主體11(該催化器主體11在圖3和4中以單獨(dú)示圖的形式示出)具有帶有基本上矩形的入流側(cè)13和同樣基本上矩形的出流側(cè)14的基本上方形的輪廓。由廢氣穿流的通道在入流側(cè)13和出流側(cè)14之間延伸，其中催化器主體11的穿流方向在圖3中通過箭頭15顯示。催化器主體11的封閉的側(cè)壁16在催化器主體11的入流側(cè)13和出流側(cè)14之間延伸。

帶有基本上方形的輪廓的催化器主體11因此具有四個(gè)封閉的側(cè)壁16，該四個(gè)封閉的側(cè)壁16在催化器主體11的入流側(cè)13和出流側(cè)14之間延伸，其中不僅入流側(cè)13和出流側(cè)14而且縱向側(cè)16設(shè)計(jì)成基本上矩形的輪廓。入流側(cè)13和出流側(cè)14使利用廢氣穿過催化器主體11的在入流側(cè)13和出流側(cè)14之間延伸的通道而穿流催化器主體11成為可能，其中催化器主體11在在入流側(cè)13和出流側(cè)14之間延伸的縱向側(cè)16的區(qū)域中封閉。

催化器裝置10的金屬的罩殼12局部區(qū)段地包圍催化器主體11，即如此包圍使得罩殼12不妨礙利用廢氣穿流催化器主體11。

那么能夠尤其從圖1中得出，催化器裝置11的罩殼12具有側(cè)壁17，該側(cè)壁17平行于催化器主體11的封閉的側(cè)壁16延伸。在催化器主體11的入流側(cè)13和出流側(cè)14的區(qū)域中罩殼12釋放催化器主體11。

在催化器裝置10的催化器主體11和罩殼12之間構(gòu)造有間隙18，該間隙18垂直于催化器主體11的穿流方向觀察環(huán)繞地圍繞催化器主體11延伸，從而間隙18構(gòu)造在催化器主體11的所有四個(gè)側(cè)壁16和催化器裝置10的罩殼12的鄰接的側(cè)壁17之間。

在該間隙18中定位有至少一個(gè)在圖中未示出的支承墊，以為了在催化器裝置10的罩殼12中固定催化器主體11。

在根據(jù)本發(fā)明的催化器裝置10中催化器主體11的限制入流側(cè)13和出流側(cè)14的邊界或邊緣19分別具有在210mm和280mm之間的尺寸。當(dāng)所有四個(gè)邊界或邊緣19具有一致的尺寸時(shí)，則入流側(cè)13和出流側(cè)14設(shè)計(jì)成基本上正方形的輪廓。

在催化器主體11和金屬的罩殼12(即催化器主體11的側(cè)壁16和罩殼12的側(cè)壁17)之間的間隙18垂直于催化器主體11的穿流方向15觀察具有這樣的尺寸，即該尺寸根據(jù)下面的關(guān)系確定：s≤ρ*5，其中s是以mm(毫米)為單位的間隙的尺寸，并且其中ρ是所述或每個(gè)支承墊的以kg/m²(千克每平方米)表達(dá)的密度的無量綱的數(shù)值。優(yōu)選地在催化器主體11和金屬的罩殼12之間的間隙18垂直于催化器主體11的穿流方向15觀察根據(jù)下面的關(guān)系確定尺寸：s≤ρ*4。被插入以用于在罩殼12中固定催化器主體11的所述或每個(gè)支承墊的密度優(yōu)選地為在0.9kg/m²和2.2kg/m²之間。

被插入以用于固定的支承墊優(yōu)選地具有在50%和70%之間的總纖維份額以及在30%和50%之間的蛭石份額。在總纖維份額處的SiO₂份額為至少55%。

由廢氣穿流的催化器主體11具有這樣的長(zhǎng)度，即該長(zhǎng)度通過在入流側(cè)13和出流側(cè)14之間的間距確定，其中該長(zhǎng)度尤其為在500mm和690mm之間，優(yōu)選地550mm到660mm，極度優(yōu)選地590mm到630mm。催化器主體11的垂直于在入流側(cè)13和出流側(cè)14處的邊界19延伸的邊界或邊緣20的長(zhǎng)度因此處于該范圍中。

優(yōu)選地間隙18的垂直于穿流方向15限定的尺寸在催化器主體11的整個(gè)長(zhǎng)度上是一致的。然而由于催化器主體11的公差在穿流方向上觀察垂直于穿流方向的間隙18的尺寸也能夠變化。

特別地優(yōu)選這樣的催化器裝置，即該催化器裝置的限制入流側(cè)13和出流側(cè)14的邊界或邊緣19分別具有在210mm和280mm之間、優(yōu)選地在230和260mm之間的尺寸，并且該催化器裝置的限定催化器主體11的長(zhǎng)度的邊界或邊緣20具有在500mm和690mm之間、優(yōu)選地550mm到660mm、極度優(yōu)選地590mm到630mm的長(zhǎng)度。那么罩殼12具有這樣的邊界或邊緣21，即該邊界或邊緣21基本上平行于催化器主體11的入流側(cè)13和出流側(cè)14的邊界或邊緣19延伸并且具有在220mm和290mm之間、優(yōu)選地240mm到260mm的長(zhǎng)度。罩殼12的垂直于罩殼12的邊界或邊緣21并且基本上平行于催化器主體11的邊界或邊緣20伸延并且確定罩殼12的長(zhǎng)度的邊界或邊緣22具有在510mm和710mm之間、優(yōu)選地在590mm和630mm之間的尺寸。

罩殼12的側(cè)壁17垂直于催化器裝置10的穿流方向觀察具有在0.9mm和2.2mm之間的厚度。

由催化器主體11的側(cè)壁16和罩殼12的側(cè)壁17限定的或限制的間隙18垂直于穿流方向15觀察具有最大8mm、優(yōu)選地最大6mm的尺寸。

催化器裝置10的罩殼12(該罩殼12至少在催化器主體11的側(cè)壁16的區(qū)域中局部區(qū)段地包圍催化器裝置10的催化器主體11)優(yōu)選地在朝向催化器主體11的方向上縮進(jìn)(einziehen)，以為了改善催化器主體11在罩殼12中的固定。由此能夠在中間布置有至少一個(gè)支承墊的情況下調(diào)整在罩殼12和罩殼11之間限定的擠壓。

在催化器主體11的長(zhǎng)度上觀察優(yōu)選地至少兩個(gè)墊子定位在間隙18中。

如果在催化器主體11的穿流方向15上觀察在間隙18的區(qū)段中應(yīng)當(dāng)沒有支承墊定位在催化器主體11和罩殼12之間時(shí)，那么對(duì)于重量降低有利的是，在這樣的區(qū)段中給罩殼12設(shè)有凹口，即沒有支承墊定位在該區(qū)段中。

在示出的優(yōu)選的實(shí)施例中罩殼12在催化器主體11的入流側(cè)13和出流側(cè)14的區(qū)域中具有突出部23。

突出部23在入流側(cè)13和出流側(cè)14的區(qū)域中至少局部區(qū)段地封閉在催化器主體11和罩殼12之間的間隙18并且在投影中局部區(qū)段地然而僅僅稍微直接鄰近催化器主體11的入流側(cè)13和出流側(cè)14的邊界或邊緣19覆蓋催化器主體11的入流側(cè)13和出流側(cè)14。由此在入流側(cè)13和出流側(cè)14的區(qū)域中間隙18能夠被密封并且此外能夠改善催化器主體11在催化器裝置10的罩殼12中的固定。突出部23能夠構(gòu)造為側(cè)壁17的折邊。此外可能的是，例如通過焊接將提供突出部23的金屬橋接部與側(cè)壁17連接。突出部最大具有20mm的寬度，優(yōu)選地具有7mm到17mm的寬度。

催化器主體10優(yōu)選地具有至少0.8mm、優(yōu)選地至少0.9mm、特別優(yōu)選地至少1.0mm的外壁厚度，以為了確保足夠的機(jī)械的穩(wěn)定性。

催化器主體11的邊界或邊緣優(yōu)選地倒圓角，尤其帶有小于6mm的半徑，優(yōu)選地帶有小于5mm的半徑，特別地優(yōu)選地帶有小于4mm的半徑。

催化器主體11的內(nèi)壁厚度(通過該內(nèi)壁厚度構(gòu)造流動(dòng)通道)優(yōu)選地根據(jù)下面的關(guān)系確定：

1.75*Y^(-0.3)≤d_IW≤1.75*Y^(-0.4)，

其中d_IW是以mm(毫米)為單位的內(nèi)壁厚度的尺寸，并且其中Y是催化器主體11的以cpsi(每平方英寸的單元數(shù)(cells per square inch，有時(shí)稱為每平方英寸的巢室數(shù)))表達(dá)的單元密度(Zelldichte，有時(shí)稱為巢室密度)的無量綱的數(shù)值。

催化器主體11的密度為尤其小于550kg/m³，優(yōu)選地小于500kg/m³，特別優(yōu)選地小于450kg/m³。

催化器主體11的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選地處于5.1*10^-61/K和7.0*10^-61/K之間。

催化器主體11的等靜壓強(qiáng)度(isostatische Druckfestigkeit)為尤其至少6巴，優(yōu)選地至少7巴，特別優(yōu)選地至少8巴。

催化器主體11的自由的穿流橫截面(該自由的穿流橫截面通過由催化器主體11的可由廢氣穿流的通道限定的流動(dòng)橫截面和在入流側(cè)13和出流側(cè)14的區(qū)域中的催化器主體11的總橫截面的比例限定)為至少68%，優(yōu)選地至少70%，特別地優(yōu)選地至少73%。

由催化器主體11、罩殼12和至少一個(gè)支承墊組成的催化器裝置10的總重量為小于40kg，優(yōu)選地小于30kg，特別地優(yōu)選地小于26kg。

根據(jù)本發(fā)明的催化器裝置10特別優(yōu)選地適用于應(yīng)用為用于船用應(yīng)用或海事應(yīng)用的柴油內(nèi)燃機(jī)的SCR廢氣催化器的SCR催化器裝置，但是不限于此，也就是說，根據(jù)本發(fā)明的催化器裝置10也應(yīng)用于氧化催化器和微粒過濾器。

即使當(dāng)催化器裝置10經(jīng)受振動(dòng)負(fù)載時(shí)，催化器主體11也可靠地保持在催化器裝置10的罩殼12中。不存在這樣的危險(xiǎn)，即催化器主體11在罩殼12中滑動(dòng)或甚至松開。

如已經(jīng)提到的那樣，根據(jù)本發(fā)明的催化器裝置10包括罩殼12，在該罩殼12中定位有唯一的陶瓷的催化器主體11。因此在根據(jù)本發(fā)明的催化器裝置10中在罩殼中未容納多個(gè)催化器主體，相反地對(duì)于每個(gè)催化器主體11提供了單獨(dú)的罩殼12。

根據(jù)本發(fā)明的廢氣催化器包括多個(gè)如此的催化器裝置10。

參考符號(hào)列表

10 催化器裝置

11 催化器主體

12 罩殼

13 入流側(cè)

14 出流側(cè)

15 穿流方向

16 側(cè)壁

17 側(cè)壁

18 間隙

19 邊界/邊緣

20 邊界/邊緣

21 邊界/邊緣

22 邊界/邊緣

23 突出部。