Металлический корпус-носитель катализатора для нейтрализации отработавших газов, в частности двигателя внутреннего сгорания малой мощности

 

Изобретение относится к области носителей катализатора для нейтрализации отработавших газов. Описан металлический корпус-носитель (1) катализатора для нейтрализации отработавших газов (ОГ) (2), прежде всего ОГ двигателей внутреннего сгорания малой мощности. Этот корпус-носитель (1) имеет продольную ось (10) и множество путей (6, 7) движения потока текучей среды внутри него и ограниченную входной поверхностью (5) для впуска текучей среды внутреннюю зону (3). Согласно изобретению, эти пути (6, 7) движения потока текучей среды выполнены таким образом, чтобы поток ОГ (2) в корпусе-носителе (1) катализатора в целом изменял на входе свое направление, приобретая по меньшей мере одну ориентированную перпендикулярно продольной оси (10) корпуса-носителя составляющую, и по меньшей мере одна часть (6) потока ОГ (2) после повторного изменения направления выходила через выходную поверхность (4) для выпуска текучей среды, имея по меньшей мере одну составляющую, ориентированную в направлении продольной оси (10) корпуса-носителя. Технический результат: получен допускающий возможность его простой подгонки и различным условиям монтажа носитель катализатора для нейтрализации ОГ двигателей внутреннего сгорания малой мощности. 18 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к металлическому корпусу-носителю катализатора для нейтрализации отработавших газов (ОГ) согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Подобные металлические корпуса-носители катализаторов известны. В принципе металлические корпуса-носители катализаторов, используемые в качестве нейтрализаторов отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (ДВС), можно разделить на аксиальные и радиальные каталитические нейтрализаторы, т.е. на нейтрализаторы, поток ОГ сквозь которые проходит в осевом, соответственно в радиальном направлении корпуса-носителя.

Аксиальные каталитические нейтрализаторы известной конструкции, описанные, например, в US 4842954, состоят из попеременно чередующихся слоев гладких и гофрированных листов фольги, свернутых в рулон с образованием имеющей форму пакета сотовой структуры. Указанные аксиальные каталитические нейтрализаторы вставлены, как правило, во внешний кожух, а поток ОГ проходит сквозь них в осевом направлении, при этом такие нейтрализаторы обычно имеют цилиндрическую форму, и поток ОГ входит в них со стороны входного торца и снова выходит со стороны выходного торца. Отдельные проточные каналы, находящиеся между гофрами гофрированных листов фольги, при этом отделены друг от друга, вследствие чего поток ОГ проходит сквозь корпус-носитель катализатора только в осевом направлении.

Для повышения эффективности работы подобных каталитических нейтрализаторов предпринимались попытки увеличить турбулентность потока в проточных каналах, для чего участки образованного гофрами фольги проточного канала располагали с боковым смещением относительно его продольной протяженности таким образом, как это описано, например, в ЕР 0152560 В1.

Однако несмотря на возмущения, которые в потоке ОГ в продольном направлении создает пакетная структура слоев, в этом потоке тем не менее практически отсутствует радиальная составляющая. У оснащаемой ДВС малой мощности техники, такой, например, как бензомоторные пилы, газонокосилки и т.д., не всегда имеется достаточно места под размещение аксиальных нейтрализаторов. По этой причине использование аксиальных нейтрализаторов привело бы к нежелательному удлинению выпускного трубопровода.

Радиальный каталитический нейтрализатор известен, например, из WO 96/09893. Такой известный сотовый элемент, образующий корпус-носитель катализатора, выполнен из прилегающих друг к другу дисков с выполненными в них проточными каналами, по которым поток ОГ проходит в радиальном направлении. Торцы подобного сотового элемента дисковой конструкции закрыты. Хотя такой радиальный каталитический нейтрализатор и позволяет уменьшить его монтажную длину, тем не менее длина путей прохождения потока ОГ по образуемым сотовой структурой проточным каналам у него ограничена, поскольку при радиальном отводе потока ОГ из каталитического нейтрализатора корпус системы выпуска ОГ, в который устанавливается собственно корпус-носитель катализатора, уже сам по себе имеет относительно большие габариты. Поэтому для повышения эффективности работы таких каталитических нейтрализаторов необходимо также увеличивать длину пути прохождения сквозь них потока ОГ.

Однако удлинение радиальных путей прохождения потока неизбежно ведет к увеличению габаритов такой конструкции, что не согласуются с требованием компактности, предъявляемым прежде всего к технике, оснащаемой двигателями малой мощности. При этом следует учитывать, что использование каталитических нейтрализаторов в маломощной технике, оснащаемой двигателями внутреннего сгорания, приобретает с точки зрения здравоохранения и экологии все большее значение.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать такой корпус-носитель катализатора, который был бы пригоден прежде всего для нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания малой мощности, а также при малых габаритах, высокой компактности, высокой производительности и эффективности нейтрализации ОГ был бы простым и недорогим в изготовлении и допускал бы возможность его легкой подгонки к различным пространственным условиям, определяемым конфигурацией корпуса, в который его необходимо встроить.

Указанная задача решается с помощью металлического корпуса-носителя катализатора в соответствии с отличительными признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения представлены в зависимых пунктах.

Металлический корпус-носитель катализатора для нейтрализации отработавших газов (ОГ), прежде всего ОГ двигателей внутреннего сгорания малой мощности, имеет согласно изобретению продольную ось и множество путей движения потока текучей среды внутри него. Эти пути движения потока текучей среды выполнены при этом таким образом, чтобы поток ОГ в корпусе-носителе катализатора в целом изменял на входе свое направление, приобретая по меньшей мере одну ориентированную перпендикулярно продольной оси корпуса-носителя составляющую. Это означает, что поток ОГ на входе в корпус-носитель в целом изменяет направление, и в нем поэтому в целом появляется составляющая, направленная перпендикулярно продольной оси корпуса-носителя. Затем по меньшей мере одна часть потока ОГ благодаря соответствующему выполнению путей движения текучей среды повторно изменяет свое направление, а именно, таким образом, что по меньшей мере эта часть потока выходит из корпуса-носителя катализатора через выходную поверхность для выпуска текучей среды, имея по меньшей мере одну составляющую, ориентированную в направлении продольной оси корпуса-носителя.

Благодаря тому что поток ОГ на входе в корпус-носитель катализатора приобретает перпендикулярную составляющую, т.е. корпус-носитель по меньшей мере на этом участке выполнен в виде радиального каталитического нейтрализатора, а также благодаря тому что по меньшей мере часть потока ОГ затем за счет соответствующего выполнения путей движения потока еще раз изменяет свое направление таким образом, что эта часть потока ОГ имеет по меньшей мере одну составляющую, ориентированную в направлении продольной оси корпуса-носителя, т. е. корпус-носитель катализатора на этом участке функционирует как аксиальный каталитический нейтрализатор, удается объединить преимущества радиального каталитического нейтрализатора с преимуществами аксиального каталитического нейтрализатора. Таким образом, в изобретении предлагается такой металлический корпус-носитель катализатора, который обладает высокой компактностью при незначительных габаритах и высокой производительностью, а также обеспечивает высокую эффективность нейтрализации ОГ и который, кроме того, является недорогим в изготовлении. Это дает возможность оснащать маломощную технику, в которой соответственно используются двигатели малой мощности, каталитическими нейтрализаторами, которые, обладая высокой эффективностью прежде всего при непродолжительной работе и отвечая возросшим требованиям в отношении охраны окружающей среды и условий охраны здоровья, практически не удорожают подобные орудия труда и не увеличивают их габариты. По своим размерам предлагаемый в изобретении корпус-носитель катализатора можно также легко подогнать к имеющимся для его установки условиям.

Согласно одному из предпочтительных вариантов металлический корпус-носитель имеет внутреннюю полую зону, охватывающую его продольную ось и ограниченную имеющейся у корпуса-носителя входной поверхностью для впуска текучей среды. По этой охватывающей продольную ось полой зоне поток ОГ поступает вовнутрь корпуса-носителя катализатора и через входную поверхность для впуска текучей среды попадает в пути движения потока текучей среды внутри корпуса-носителя катализатора. В частности, входную поверхность для впуска текучей среды можно также выполнить примерно воронкообразной формы, т.е. конически сужающейся в направлении потока, что у радиальных катализаторов способствует равномерному распределению потока.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом поток ОГ после входа через входную поверхность для впуска текучей среды выходит радиально наружу, а по меньшей мере часть этого потока выходит затем в осевом направлении через выходную поверхность для выпуска текучей среды с торцевой стороны. Это означает, что выходную поверхность для выпуска текучей среды образуют как торцы корпуса-носителя катализатора, так и остальная часть его наружной поверхности. Выполнение путей движения потока внутри корпуса-носителя катализатора таким образом, чтобы поток ОГ сначала проходил по этим путям в радиальном направлении, а затем за счет соответствующей конфигурации изменяющих направление этого потока путей в корпусе-носителе протекал в осевом направлении, выходя в результате через выходную поверхность для выпуска текучей среды с торцевой стороны, позволяет не только уменьшить в перпендикулярной продольной оси корпуса-носителя плоскости, т.е. в радиальном направлении, размеры каталитического нейтрализатора, которые в противном случае при использовании каталитического нейтрализатора с исключительно радиальным прохождением сквозь него текучей среды были бы сравнительно большими, но и удлинить благодаря этому пути движения потока внутри предлагаемого корпуса-носителя. Кроме того, множество разветвленных путей движения потока повышают эффективность работы катализатора, не приводя одновременно к значительной потере давления. В зависимости от конкретного конструктивного исполнения можно дополнительно достичь высокой эффективности глушения шума.

В следующем предпочтительном варианте пути движения потока предлагается выполнять таким образом, чтобы поток ОГ в виде соответствующей его части выходил через выходную поверхность для выпуска текучей среды с обоих торцов. В этом варианте пути движения потока внутри корпуса-носителя катализатора проходят из центральной зоны и после соответствующей смены перпендикулярного к продольной оси направления на направление вдоль продольной оси расходятся в противоположные стороны к торцевым сторонам выходной поверхности для выпуска текучей среды. Предпочтительно, чтобы поток ОГ выходил с обеих торцевых сторон разделенным на одинаковые по величине части.

В соответствии со следующим предпочтительным вариантом пути движения потока предлагается выполнять таким образом, чтобы остаточная часть потока ОГ, составляющая разность между всем поступающим в корпус-носитель потоком ОГ и выходящей в осевом направлении частью потока, выходила в радиальном направлении из выходной поверхности для выпуска текучей среды. Таким образом, в этом варианте внутри корпуса-носителя катализатора имеются такие пути движения потока, в которых поток ОГ разделяется на определенную часть, направляемую к обеим, соответственно к одной торцевой стороне выходной поверхности для выпуска текучей среды, и на остаточную часть, направляемую в радиальном направлении к остальной части внешней выходной поверхности для выпуска текучей среды.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом корпус-носитель имеет листы фольги со множеством отверстий, края которых отформованы в виде краевых выступов, соответственно воронкообразными. Такие краевые выступы, соответственно воронки получают при изготовлении в листах фольги большого количества отверстий за счет того, что такие отверстия выполняют не обычным сверлением, а методами, которые по типу глубокой вытяжки обеспечивают вытягивание или отбортовку удаляемого непосредственно из зоны отверстия материала фольги с образованием выступающего края. Предпочтительно, чтобы такие края отверстий у расположенных в виде пакета один над другим листов фольги образовывали распорки, при этом каждый из этих выполненных по типу краевого выступа и выступающих от листа фольги краев должен иметь такую форму, чтобы у расположенных один над другим листов фольги расстояние между ними определялось лишь наиболее удаленным от поверхности соответствующего листа фольги участком этого края, а между остальной частью этого края и расположенным над ним листом фольги образовывались зазоры для прохождения потока ОГ. Через такие зазоры поступающий в корпус-носитель в радиальном направлении из его внутренней части поток ОГ, т.е. по меньшей мере часть этого потока, проходит в осевом направлении.

Таким образом, поток ОГ движется в результате через корпус-носитель катализатора по более длинным путям, что обеспечивает более интенсивное каталитическое взаимодействие ОГ с соответствующим образом нанесенным на поверхность фольги катализатором.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом корпус-носитель предлагается изготавливать из выполненных в виде полос листов фольги, в которых предусмотрены отверстия. Такие листы фольги жестко соединены друг с другом в отстоящих друг от друга местах соединений. Соединение при этом можно осуществлять по известным методам, таким как сварка, склеивание, пайка. При растяжении сотового элемента, выполненного в виде набранных из подобных полос фольги пакета, получают сотовую структуру, в которой имеются не только проходящие исключительно в радиальном направлении проточные каналы, но и благодаря наличию отверстий образуются проточные каналы, протекающий сквозь которые поток имеет по меньшей мере осевую составляющую. У образующих пакет и расположенных друг за другом полос фольги места их соединений предпочтительно располагать с попеременно чередующимся смещением друг относительно друга. Предпочтительно такие места соединений выполнять прямолинейными, преимущественно по всей ширине полос фольги. Выполнение мест соединений прямолинейными придает соединенным листам фольги высокую способность к растягиванию по типу гармони, что имеет особое значение прежде всего в тех случаях, когда из подобной структуры в виде набранного из слоев фольги пакета формируют практически цилиндрический пустотелый элемент.

Однако места соединений можно располагать по всей ширине полосы фольги и наклонно. В результате при растягивании такой структуры, состоящей из набранных в пакет листов фольги, образуются расположенные наклонно проточные каналы. При прохождении потока по таким наклонно расположенным проточным каналам он имеет как радиальную, так и осевую составляющие.

Согласно следующему предпочтительному варианту предлагается выполнять места соединений полос фольги в виде плоских площадок. При выполнении мест соединений в виде плоских площадок набранный из листов фольги пакет при растягивании способен воспринимать большие усилия, чем при выполнении мест соединений лишь прямолинейными. Места соединений предпочтительно выполнять практически треугольной или трапециевидной формы. Достигаемое при этом преимущество состоит в том, что при свертывании в рулон набранного из листов фольги пакета с образованием практически цилиндрического пустотелого элемента исключается возникающее в противном случае искривление наружной боковой поверхности этого пустотелого элемента.

Кроме того, листы фольги предпочтительно соединять в соответствующих местах склеиванием, пайкой или сваркой, предпочтительно ультразвуковой сваркой.

В соответствии со следующим предпочтительным вариантом металлический корпус-носитель выполнен с использованием по меньшей мере одного снабженного гофрами листа фольги, имеющего множество выступающих из этих гофров структурных элементов. Эти структурные элементы располагаются практически в направлении продольной оси корпуса-носителя и образуют перпендикулярно ей проходные сечения для потока. Благодаря этому поток может протекать как в направлении, поперечном продольной оси корпуса-носителя, так и в направлении его продольной оси. Подобные корпуса-носители катализатора, выполненные из гофрированных листов фольги с соответственно выступающими из гофров структурными элементами, называют также корпусами-носителями с продольными проточными элементами. Эти структурные элементы предпочтительно располагать упорядоченно со смещением относительно гофров, проходящих в продольном направлении корпуса-носителя. Следует отметить, что такие структурные элементы аналогичны используемым для теплоносителей завихрителям.

Согласно еще одному предпочтительному варианту металлический корпус-носитель катализатора предлагается выполнять с использованием просечно-вытяжной стали, несколько листов которой слоями уложены друг на друга с образованием пакетированной структуры. Наслоение друг на друга нескольких различных просечно-вытяжных листов, что можно реализовать пакетированием или свертыванием в рулон, позволяет получить пакетированную структуру с проточными каналами, проходящими в направлении, перпендикулярном продольной оси, а также в направлении, соосном этой продольной оси. Такой результат обеспечивается прежде всего за счет того, что перфорированный лист непосредственно после процесса растяжения, как известно, не является более абсолютно ровным или плоским. В результате при наслоении друг на друга нескольких просечно-вытяжных листов между ними образуются полости, определяющие пути движения потока и обеспечивающие наличие в потоке ОГ по меньшей мере одной осевой составляющей.

В еще одном из предпочтительных вариантов предлагается выполнять металлический корпус-носитель катализатора с использованием проволоки, намотанной в несколько слоев с попеременным изменением направления намотки с образованием пакетированной структуры. При этом проволока намотана предпочтительно в несколько практически регулярно повторяющихся слоев, в результате чего образуется корпус-носитель катализатора, выполненный по типу катушки, соответственно мотка в виде пакетированной структуры с упорядочение расположенными проточными каналами. Внутри корпуса-носителя катализатора в результате частого, с попеременным изменением направления, наложения одного на другой слоев проволоки с образованием сформированного по типу пакета мотка образуются пути движения потока, направленные радиально или по меньшей мере обеспечивающие наличие в потоке ОГ радиальной составляющей, а также пути движения потока, направленные аксиально или по меньшей мере обеспечивающие наличие в потоке ОГ осевой составляющей.

Корпуса-носители катализатора, представленные в приведенных выше вариантах выполнения, с одной стороны, объединяют в себе преимущества как радиальных, так и аксиальных каталитических нейтрализаторов, и при тех же габаритах позволяют удлинить пути движения потока ОГ внутри корпуса-носителя, а с другой стороны, обладают тем преимуществом, что отпадает необходимость в использовании требующегося для аксиальных каталитических нейтрализаторов кожуха и требующихся для радиальных каталитических нейтрализаторов торцевых крышек. В результате этого сокращаются также производственные расходы на изготовление предлагаемого в изобретении корпуса-носителя катализатора, который помимо всего прочего наиболее пригоден для использования в системах выпуска ОГ двигателей внутреннего сгорания малой мощности.

Следует отметить, что предлагаемые в изобретении сотовые элементы позволяют наиболее просто наносить на них покрытие из γ-Аl₂О₃ и/или каталитически активное покрытие, поскольку это покрытие благодаря наличию множества различных путей движения потока можно наносить в различных направлениях путем погружения или орошения. При этом избыток материала покрытия можно удалять, например, в очень точных количествах и равномерно за счет последующего вращения корпуса-носителя вокруг его продольной оси.

Другие преимущества и возможности применения изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере некоторых вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано: на фиг.1 - принципиальная схема расположения предлагаемого в изобретении каталитического нейтрализатора внутри корпуса трубопровода системы выпуска ОГ со схематичным указанием путей движения потока, на фиг. 2а) - принципиальная схема конструкции согласно одному из вариантов выполнения изобретения в местном разрезе, на фиг.2б) - вид сбоку конструкции по фиг.2а) также в местном разрезе, на фиг. 3 - еще один вариант выполнения изобретения в виде сотовой структуры, на фиг.4а) - прямолинейные места соединений расположенных друг за другом полос фольги, на фиг. 4б) - расположенные наклонно прямолинейные места соединений расположенных друг за другом полос фольги, на фиг. 4в) - имеющие форму плоских площадок места соединений расположенных друг за другом полос фольги, на фиг. 4г) - треугольные места соединений расположенных друг за другом полос фольги, на фиг.4д) - трапециевидные места соединений расположенных друг за другом полос фольги,
на фиг.5 - еще один вариант выполнения изобретения и
на фиг.6 - другой вариант выполнения изобретения.

На фиг.1 показана принципиальная схема расположения каталитического нейтрализатора согласно изобретению и изображены пути движения потока отработавших газов (ОГ). Корпус-носитель 1 установлен в корпусе 8 трубопровода системы выпуска ОГ таким образом, что поток ОГ 2 по выпускному трубопроводу 11 поступает во внутреннюю полую зону 3 корпуса-носителя 1. Дальний по ходу потока ОГ 2 конец 9 внутренней полой зоны 3 закрыт, вследствие чего поток ОГ 2 при его попадании из внутренней полой зоны 3 непосредственно в корпус-носитель 1 катализатора через входную поверхность 5 для впуска текучей среды отклоняется в радиальном направлении. Пути движения потока внутри корпуса-носителя 1 расположены таким образом, чтобы поток ОГ 2 вначале продолжал протекать в радиальном направлении, а затем часть 6 этого потока снова изменяла направление с тем, чтобы выходить практически в осевом направлении через торцы 4.1 корпуса-носителя 1. Торцы 4.1 образуют вместе с наружной боковой поверхностью 4.2 выходную поверхность 4 для выпуска текучей среды. Часть потока ОГ 2, не выходящая через торцы 4.1 выходной поверхности для выпуска текучей среды, выходит в виде остаточной части 7 потока ОГ в радиальном направлении через выходную поверхность 4.2 для выпуска текучей среды. Корпус-носитель 1 катализатора имеет продольную ось 10. Поток ОГ 2 по выпускному трубопроводу 11 проходит в направлении продольной оси 10 во внутреннюю зону 3 корпуса-носителя 1. В принципе, если этого требуют условия монтажа, можно было бы выбрать и противоположное направление протекания потока, при этом, однако, наибольшая потеря давления в таком случае будет иметь место не на входе, а на выходе.

На фиг. 2 показан первый вариант выполнения предлагаемого корпуса-носителя 1 катализатора, соответственно каталитического нейтрализатора. Принцип, положенный в основу конструкции предлагаемого в изобретении корпуса-носителя, заключается в том, чтобы поток ОГ после соответствующего изменения направления из внутренней зоны 3 проходил по путям 6 движения потока перпендикулярно продольной оси 10, при этом предусмотрены проходные сечения, обеспечивающие движение потока по путям 7, которые ориентированы соосно продольной оси 10 корпуса-носителя 1.

На фиг. 2а) показан местный разрез, на котором изображены два смежных, расположенных на определенном расстоянии друг от друга листа 12, 13 фольги. Эти листы 12, 13 фольги имеют соответствующие отверстия 14, которые пространственно смещены друг относительно друга. Отверстия 14 в листах 12, 13 фольги выполнены известными методами, при которых материал листов 12, 13 фольги не удаляется из зоны отверстия 14, а из него формируется выступающий из плоскости листов 12, 13 фольги краевой выступ 15. Этот краевой выступ 15 образует по краю отверстия 14 практически цилиндрический участок, при этом обращенная к смежному листу фольги 13 кромка такого отбортованного края отверстия имеет в зависимости от метода изготовления более или менее произвольную форму. Эта кромка может иметь зубчатую или волнистую форму, при этом наиболее удаленной от поверхности фольги точкой этой кромки определяется расстояние между листами 12, 13 фольги. Благодаря наличию таких зубчатых или волнистых кромок между смежным листом 13 фольги и соответствующей кромкой образуются зазоры 16 для прохождения потока.

Таким образом, проходящие по этому цилиндрическому краевому выступу части потока ОГ могут отклоняться на выходе из него, изменяя направление своего движения с перпендикулярного продольной оси на направление, соосное ей, или наоборот. Благодаря этому по меньшей мере часть 6 потока ОГ, целиком изменившего направление на входе в корпус-носитель 1, после повторного, соответственно многократного изменения ею своего направления выходит через выходную поверхность 4.1 в направлении продольной оси 10. На фиг.2б) показан вид сбоку представленного на фиг.2а) варианта выполнения, также в местном разрезе.

На фиг. 3 представлен еще один вариант выполнения предлагаемого в изобретении металлического корпуса-носителя 1 катализатора. Основной элемент такого корпуса-носителя 1 выполнен из множества расположенных рядом друг с другом полосовых листов 12, 13 фольги, которые жестко соединены друг с другом в соответствующих местах 17, 19, 20, 21 таким образом, чтобы при растяжении этого первоначально практически блочного элемента образовывался плоский элемент с сотовой структурой. С одной стороны, отдельные ячейки этого элемента с сотовой структурой представляют собой проточные каналы, а с другой стороны, отверстия, предусмотренные в полосовых листах 12, 13 фольги и имеющие в смежных полосах фольги одинаковое повторяющееся расположение, образуют проточные каналы, проходящие перпендикулярно каналам, образуемым ячейками элемента с сотовой структурой.

При изготовлении корпуса-носителя 1 катализатора этот первоначально плоский элемент с сотовой структурой сворачивают вокруг оправки, ось которой образует продольную ось 10 корпуса-носителя 1. В результате этой операции образуются проходящие от продольной оси 10 корпуса-носителя 1 радиально наружу расширяющиеся проточные каналы, по которым остаточная часть 7 потока ОГ отводится из внутренней зоны 3 корпуса-носителя 1 наружу через выходную поверхность 4.2. Сотовую структуру можно сворачивать и вокруг конической оправки, причем при необходимости форму полос фольги и/или соединительных поверхностей между полосами фольги можно соответственно подгонять под конкретные монтажные условия.

Отверстия 18 изменяют направление потока ОГ 2, в результате чего часть 6 потока ОГ 2 отклоняется в направлении, соосном продольной оси 10 корпуса-носителя 1. Отверстия 18, соединяющие между собой в поперечном направлении отдельные ячейки 25 элемента с сотовой структурой, имеют удлиненную, практически прямоугольную форму. Однако этим отверстиям 18 можно также придавать форму, отличающуюся от прямоугольной. Равным образом края отверстия 18 можно выполнять с отбортованной кромкой, как это описано в варианте по фиг.2, при этом такие отбортованные края более эффективно обеспечивают направленное движение потока в направлении, соосном продольной оси 10 корпуса-носителя 1.

На фиг. 4а) показан вид спереди листа 12 фольги, имеющего форму полосы. Этот полосовой лист 12 фольги имеет прямолинейные места 17 соединений, в которых он соединен со смежным полосовым листом 13 фольги с помощью таких известных методов, как склеивание, пайка, сварка, предпочтительно ультразвуковая сварка. В примере по фиг.4б) эти прямолинейные места соединений имеют наклонное расположение. Образующиеся в этом случае при растяжении набранного из полос фольги пакета проточные каналы 25 обеспечивают наличие как осевой, так и радиальной составляющих потока.

В примере по фиг.4в) места 19 соединений выполнены в виде плоских прямоугольных соединительных площадок.

Поскольку при свертывании в рулон плоского элемента с сотовой структурой, имеющего выполненные в соответствии с фиг.4а) места 17 соединений, возникают бочкообразные отклонения от идеальной цилиндрической формы наружной боковой поверхности формируемого таким путем практически вращательно-симметричного корпуса-носителя 1, места 20 соединений в примере по фиг. 4г) выполнены в виде плоских треугольных соединительных площадок. Тем самым в процессе свертывания в рулон, соответственно укладки плоского элемента с сотовой структурой по фиг.3 вокруг оправки, соответственно в процессе придания ему практически вращательно-симметричной формы достигается получение наружной поверхности практически идеально цилиндрической вращательно-симметричной формы. Как показано на фиг.4д), места 21 соединений могут быть выполнены и в форме плоских трапециевидных соединительных площадок.

На фиг.5 показан еще один вариант выполнения изобретения.

Изображенный на этом чертеже элемент представляет собой фрагмент структуры, поясняющий принцип расположения двух смежных слоев полосовых листов 12, 13 фольги. Эти полосовые листы фольги выполнены в поперечном сечении гофрированными, при этом в продольном направлении гофров 22 отдельные их участки 23 как структурный элемент смещены вбок по отношению к продольной протяженности гофра 22, образуя таким образом боковые проточные отверстия для прохождения потока. У свернутого в рулон пакета, набранного из таких слоев фольги, при радиальном набегании поток ОГ 2, поступающий из внутренней зоны 3 корпуса-носителя 1, входит в радиальном направлении в каталитический нейтрализатор, где часть 6 этого потока в свою очередь отклоняется в осевом направлении и может, таким образом, выходить из торцевой выходной поверхности 4.1 корпуса-носителя 1 катализатора. В отличие от этого остаточная часть 7 потока ОГ может выходить в радиальном направлении, т.е. перпендикулярно продольной оси 10 корпуса-носителя 1 катализатора через выходную поверхность 4.2.

На фиг.6 показана принципиальная конструкция цилиндрического пустотелого корпуса-носителя 1 катализатора, получаемого путем намотки проволоки в несколько слоев с изменением при намотке направления намотки. В результате получают имеющий форму катушки корпус-носитель 1 с торцевыми выходными поверхностями 4.1 для выпуска текучей среды и внутренней полой зоной 3. Благодаря изменению направления намотки проволоки 24 внутри такого корпуса-носителя создаются пути движения потока, ориентированные перпендикулярно продольной оси 10 этого корпуса-носителя 1 и соосно ей, в результате чего часть 6 поступающего в корпус-носитель 1 потока ОГ 2 отклоняется на входе в радиальном направлении, а по меньшей мере часть потока ОГ, еще раз изменив направление, выходит через торцевую выходную поверхность 4.1 в направлении, соосном продольной оси 10.

Используемую для изготовления корпуса-носителя катализатора фольгу, соответственно просечно-вытяжную сталь (представляющую собой решетку с ромбическими ячейками, полученную растяжением перфорированного листа), соответственно проволоку 24 предпочтительно еще до его изготовления покрывать каталитически активным материалом.

Таким образом, настоящее изобретение позволяет получить недорогой и допускающий возможность его простой подгонки к различным условиям монтажа катализатор для нейтрализации ОГ двигателей внутреннего сгорания малой мощности, который способен значительно уменьшить содержание в ОГ токсичных компонентов.

Формула изобретения

1. Металлический корпус-носитель (1) катализатора для нейтрализации отработавших газов (ОГ) (2), прежде всего ОГ двигателей внутреннего сгорания малой мощности, имеющий продольную ось (10), множество путей (6, 7) движения потока текучей среды внутри него и ограниченную входной поверхностью (5) для впуска текучей среды внутреннюю зону (3), причем эти пути (6, 7) движения потока текучей среды выполнены таким образом, чтобы поток ОГ (2) в корпусе-носителе (1) катализатора в целом изменял на входе свое направление, приобретая по меньшей мере одну ориентированную перпендикулярно продольной оси (10) корпуса-носителя составляющую, и по меньшей мере одна часть (6) потока ОГ (2) после повторного изменения направления выходила через выходную поверхность (4) для выпуска текучей среды, имея по меньшей мере одну составляющую, ориентированную в направлении продольной оси (10) корпуса-носителя, отличающийся тем, что пути (6, 7) движения потока выполнены таким образом, чтобы поток ОГ в виде соответствующей его части (6) выходил через выходную поверхность (4) для выпуска текучей среды с обоих торцев (4.1).

2. Металлический корпус-носитель (1) по п.1, отличающийся тем, что указанная внутренняя зона (3) выполнена полой и охватывает продольную ось (10).

3. Металлический корпус-носитель (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что пути (6, 7) движения потока выполнены таким образом, чтобы поток ОГ после входа через входную поверхность для впуска текучей среды выходил радиально наружу, и по меньшей мере часть (6) этого потока выходила затем в осевом направлении через выходную поверхность (4) для выпуска текучей среды с торцевой стороны.

4. Металлический корпус-носитель (1) по п.3, отличающийся тем, что пути (6, 7) движения потока выполнены таким образом, чтобы остаточная часть (7) потока ОГ, составляющая разность между всем потоком ОГ (2) и выходящей в осевом направлении частью (6) потока, выходила в радиальном направлении из выходной поверхности (4) для выпуска текучей среды.

5. Металлический корпус-носитель (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что предусмотрены листы (12, 13) фольги со множеством отверстий (14), края (15) которых отформованы в виде краевых выступов.

6. Металлический корпус-носитель (1) по п.5, отличающийся тем, что края (15) отверстий у расположенных один над другим листов (12, 13) фольги образуют распорки, выступающий от листа (12) фольги край (15) которых выполнен таким образом, что у расположенных один над другим листов (12, 13) фольги между этим краем (15) и расположенным над ним листом (13) фольги образованы зазоры (16) для прохождения потока.

7. Металлический корпус-носитель (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что предусмотрены отверстия (18) и выполненные в виде полос листы (12, 13) фольги, которые жестко соединены между собой в отстоящих друг от друга местах (17, 19, 20, 21) соединений таким образом, чтобы при растяжении образовывалась сотовая структура, имеющая проточные каналы (18, 25) с радиальной и осевой составляющими потока, при этом места соединений расположенных один за другим листов (12, 13) фольги располагаются с попеременно чередующимся смещением относительно друг друга.

8. Металлический корпус-носитель (1) по п.7, отличающийся тем, что места (17) соединений выполнены прямолинейными по ширине листа (12) фольги.

9. Металлический корпус-носитель (1) по п.8, отличающийся тем, что места (17) соединений проходят наклонно по ширине листа (12) фольги.

10. Металлический корпус-носитель (1) по п.7, отличающийся тем, что места (19, 20, 21) соединений выполнены в виде плоских площадок.

11. Металлический корпус-носитель (1) по п.10, отличающийся тем, что места соединений выполнены практически треугольной (20) или трапециевидной (21) формы.

12. Металлический корпус-носитель (1) по любому из пп.7-11, отличающийся тем, что листы (12, 13) фольги соединены в соответствующих местах (17, 19, 20, 21) склеиванием, пайкой или сваркой, предпочтительно ультразвуковой сваркой.

13. Металлический корпус-носитель (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он выполнен с использованием по меньшей мере одного снабженного гофрами (22) листа (12) фольги, имеющего множество выступающих из этих гофров (22) структурных элементов (23), которые располагаются практически в направлении продольной оси (10) корпуса-носителя и образуют перпендикулярно ей проходные сечения для потока.

14. Металлический корпус-носитель (1) по п.13, отличающийся тем, что структурные элементы (23) расположены упорядоченно и смещены относительно гофров.

15. Металлический корпус-носитель (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он выполнен с использованием просечно-вытяжной стали, несколько листов которой слоями уложены друг на друга с образованием пакетированной структуры.

16. Металлический корпус-носитель (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он выполнен с использованием проволоки (24), намотанной в несколько слоев с попеременным изменением направления намотки с образованием, имеющим вид пакета структуры.

17. Металлический корпус-носитель (1) по п.16, отличающийся тем, что проволока (24) намотана в несколько практически регулярно повторяющихся слоев.

18. Металлический корпус-носитель (1) по п.16 или 17, отличающийся тем, что имеющая вид пакета структура выполнена в виде мотка.

19. Металлический корпус-носитель (1) по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что он выполнен в виде цилиндрического пустотелого элемента, входной поверхностью (5) для впуска текучей среды которого является его внутренняя поверхность, а выходная поверхность (4) для выпуска текучей среды образована по меньшей мере торцами (4.1) этого пустотелого элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6