催化转换器 本发明涉及一种催化转换器。尤其是，本发明涉及一种具有废气或排放气体径向流经催化床的催化转换器。
在现有技术中已知各种连接到汽车废气管或尾气管上的催化转换器。一种这样的转换器包括一个室或外壳，其中设置有一些陶瓷小球。这些陶瓷小球用各种贵金属如铂、钯和/或铑浸渍。各种废气在该催化床内具有一个轴流。与这种已知构造有关的一个缺点是该转换器不紧凑，并且各种空间要求很大。还有另一个缺点是陶瓷小球经常损坏或破裂。再一个缺点是这些小球变得无用。尽管这些小球可以更换，但一次更换使转换器的操作成本增加。
为了消除上述缺点，已知提供一种具有蜂巢状结构、浸渍有贵金属的催化转换器，该贵金属是从铂、钯和/或铑中选出的。这种转换器的一个优点是尺寸紧凑。然而，与这种已知构造有关的一个缺点是具有相当高的成本。还有另一个缺点是它不能再次使用。还有再一个缺点是具有反压力。
美国专利US3,879,949叙述了一种催化转换器，该催化转换器包括两个在一个容器内同轴式设置的催化剂床。一部分各种废气流过其中每个催化剂床。通过用热的废气包围催化剂床达到该床的快速加热，并进一步使从催化剂床排出的热废气能沿着容器的外表面流动。
PCT专利申请WO 96/12097公开了一种减少二冲程汽油发动机中碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)排放物的方法。将一种铂族金属化合物加到发动机的汽缸中，该铂族金属化合物利用燃料的燃烧起一种活性氧化催化剂作用。铂族金属化合物可以加到润滑油或燃料中。
本发明的一个目的是提出一种改进的催化转换器构造，供汽车的尾气管或废气管使用。
本发明的另一个目的是提出一种催化转换器供汽车的尾气管或废气管使用，该催化转换器是紧凑的，并可有利地应用于各种车辆和摩托车和机动自行车中。
本发明还有另一个目的是提出一种催化转换器供汽车的尾气管或废气管使用，并且其中废气或排放气体通过催化床的流动为径向流动。
本发明再有另一个目地是提供一种催化转换器供汽车的尾气管或废气管使用，该催化转换器提供一种增加的各气体与催化剂接触的表面积。
按照本发明，提供一种催化转换器供发动机的尾气管或排放管使用，该催化转换器包括：
i)一个室，它具有一个入口和一个出口，该入口用于导入各种废气，废气中夹带有污染物，该出口用于排放净化过的废气，上述入口设置在室的一端处，而上述出口设置在该室的对面一端处，该入口与出口间隔开，以在它们之间限定第一和第二区域；
ii)第一和第二锥体，它们在所述室内成相互间隔开并平行的关系设置，以便限定上述第一和第二区域；
iii)一个催化床，它设置在所述第一和第二锥体之间限定的空间中，并且使通过所述入口进入该室的废气沿径向流过该催化床；
iv)上述第二区域具有一个扩散器部分，该出口被设置在上述扩散器部分中；
v)一个锥形件，它从所述第一锥体延伸到所述扩散器部分中，所述锥形件使进入所述室的排放气体的射流影响减小。
本发明涉及一种用于火花点火内燃发动机的径流锥形催化转换器。该催化转换器应用一些小球/小珠作为催化剂，用于通过采用氧化作用、还原作用或结合这两种作用的反应方法降低有害的废气如一氧化碳、各种未燃烧的碳氢化合物和各种含氮的氧化物，而将它们转换成无害的产物如二氧化碳、水蒸汽和氧化氮。该锥形设计使催化剂有大的接触面积，而紧凑的尺寸能容易装配在各种小型车辆的消音器中。
该催化转换器的诸明显优点的其中一个是它具有一种构造，该构造能使它变紧凑并可用于各种车辆如摩托车和小型摩托车中，至今这些摩托车由于空间不足而不能具有催化转换器。
当结合附图参看时，本发明的另一些目的和优点从随后的说明将更明显，其中：
图1示出本发明的催化转换器的示意平面图。
参看图1，催化转换器9包括一个室8，该室8具有一个第一区域A，该第一区域A通过锥体10和12与一个第二区域B分开。
具体地说，本发明的催化转换器9包括一个第一或内锥体10，该锥体10设置在所述室8的第一区域A中。该转换器包括一个第二锥体12，该第二锥体12与第一锥体10间隔开，从而限定它们之间的空间用于一个催化剂床23。然而，催化剂床23的活性部分不沿着限定在锥体10和12之间的空间的整个长度延伸。事实上一个封闭物15闭合催化剂床23的一端，从而限定作为无活性的闭合区39。标号11表示无活性区39的长度。
催化转换器9的入口或前端具有一个入口壁18，该入口壁18有许多个间隔开的孔19。排放物气体或废气通过这些孔19进入室8。
如图1所示，内锥体或第一锥体10延伸到第二区域B中，从而限定一个区域13。在区域13中锥体10的壁表面是一个闭合的表面，这样就防止了任何废气流入区域13中。区域13减少了各气体的射流影响。一些明显的优点首先与区域13的存在有关，其次与区域B内具有区域13的位置有关。一个这样的优点是区域13不扰动废气通过催化剂床23的流动图形。当各气体进入区域A时，这些气体具有约250℃的温度，但它们一接触催化剂床，就增加到约1000℃的温度。由于温度增加的这种严酷条件及有效地除去了夹带在各废气中的污染物，所以通过催化剂床的气流最好是均匀的，并且由于区域13和闭合区域39而变得很方便。由区域13所提供的还有另一个优点是各气体的流动图形只有极小的变化。流动图形的任何显著的变化都会影响催化剂床的稳定性和性能，尤其是如果有各种气体的非均匀分布时更是如此。另外，当区域13的各壁倾斜并会聚时，与直壁相比，由作用于其上的气流作用在各壁上的力减小。还有另一个考虑因素是反压力。当区域13远离前板18设置时，反压力不作用在发动机上。
第一锥体10和第二锥体12各分别具有许多个间隔开的孔6和7。然而，孔6和7被设置成相互交错的关系。另外，各孔6的间距与孔7的间距不同。因此，废气如箭头37所示进入催化剂床23，并以如箭头38所示的方式通过孔7排放。这样设置孔6和7的方式增加了各气体在催化剂床23内的接触时间。锥体10和12同时使所述各气体沿径向流动。
前板18具有一个孔33，该孔33连接到进气口管34上，用于将催化剂引入催化剂床23。
催化转换器9的侧壁22被用焊接头21焊到前壁18上。同样，通过焊接头54将条形物17焊到第二锥体12上。该条形物17在前端处固定在一个前支承件24和一个后支承件31上。该条形物17限定了催化剂床23内的间隔41到44。后支承件31限定了一个用于催化剂的进给区域40。
内锥体10和外锥体12在焊接头45处焊到一个条形物14上。
区域13被限定在一个扩散器29中，该扩散器29具有几个斜壁46，它们会聚在一个出口47上。扩散器29是一个转换器的整体构件，并且在入口端处具有一个相当于室8直径的直径。扩散器29通过焊接头30焊到壁22上。
各气体的第一次膨胀在室48中发生，并且随着气体膨胀，气体的将温度降低。在扩散器29和出口47中排出时，发生第二次膨胀。