Устройство обработки выхлопных газов с незначительным выпуском - RU2363522C1

Чертежи

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройствам для устранения загрязнения окружающей среды выхлопными газами, в частности к устройствам для обработки выхлопных газов с их незначительным выпуском.

Предшествующий уровень техники

Известно множество способов предотвращения загрязнения выхлопными газами, например, обработка отработанных газов в двигателях транспортных средств и т.п. Некоторые технологии базируются на сочетании работы с использованием как топлива, так и аккумуляторных батарей, с целью уменьшения выпуска выхлопных газов, однако технология утилизации использованных батарей не достаточно отработана, что может привести к вторичному загрязнению окружающей среды. Некоторые технологии основаны на электронном впрыске в сочетании с трехэлементными каталитическими очистителями, при этом правительство Китая усиленно способствует расширению применения такой технологии для устранения загрязнения окружающей среды выхлопными газами транспортных средств. Трехэлементный каталитический очиститель представляет собой внешнее устройство очистки, содержащее три металлических элемента, в частности из платины, родия и палладия, с ячеистой структурой абсорбции. Кода при высокоскоростном режиме работы двигателя транспортного средства его температура достигает 700~800°С, то происходит химическая реакция с участием этих трех элементов, и они высокоэффективно абсорбируют и очищают выхлопные газы автомобиля, понижая содержание СО, НС и NO_x, делая их содержание в соответствии с национальными стандартами, касающимися выхлопных газов. Поскольку трехэлементный каталитический очиститель является только внешним устройством очистки, то его нормальная эксплуатация зависит от соотношения воздушно-топливной смеси и условий впрыска топлива в двигателе. В случае, если элементы системы электронного впрыска типа датчика кислорода, контрольного переключателя и/или воздушного клапана выходят из строя, трехэлементный каталитический очиститель вскоре перестает работать и выполнять свои функции. Далее, ячеистая структура каталитического очистителя легко перенасыщается и закупоривается, в результате чего она теряет очищающую способность. При этом необходимо заменять старый очиститель на новый, что увеличивает расходы пользователя (нормальный срок службы очистителя составляет до 90 дней). Трехэлементный каталитический очиститель играет свою роль в снижении загрязнений, но он не способен полностью устранять загрязнение выхлопными газами.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является обеспечение такого вида устройства обработки выхлопных газов с незначительным выпуском, которое позволяет значительно снизить выхлоп вредных выхлопных газов.

Для достижения вышеуказанной цели в соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство обработки выхлопных газов с незначительным выпуском, которое является камерой с отверстием, служащим только в качестве входа. Участок обмена содержит не менее двух ступеней, размещенных внутри камеры за входом, каждая из этих ступеней включает по крайней мере одно сопловое отверстие и соответствующий ему диффузор, т.е. отверстие торможения, а также газообменную камеру, выполненную между сопловым отверстием и диффузором и соединяющую их друг с другом, сквозное отверстие, сообщающееся с атмосферой, которое выполнено в камере обмена первой ступени участка обмена, камеру смешения газа, выполненную между соединяемыми частями двух последовательных ступеней участка обмена. Имеется выхлопная труба, соединенная с камерой смешения газа последней ступени участка обмена.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения устройство обработки выхлопных газов с незначительным выпуском включает трубу разряжения, соединяющую между собой газообменные камеры участка обмена от третьей ступени до последней ступени при их наличии или соединяющую между собой их газообменную камеру и соответствующую камеру смешения газа.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения новым является то, что сопловые отверстия участка обмена могут быть выполнены в виде сопел с ламинарным потоком.

В такой конструкции в устройство через его вход под определенным давлением подаются выхлопные газы, которые поступают в участок обмена и подаются к сопловым отверстиям. Высокоскоростные струи газов вызывают усиленный эффект уноса и создают разряжение в газообменной камере, за счет чего воздух, содержащий кислород, всасывается в эту камеру из атмосферы через сквозное отверстие. Горючие газы в этой смеси газов высокого давления дожигаются в следующей газообменной камере и горючие и токсичные вещества распадаются за счет сжигания. Оставшиеся выхлопные газы поступают в следующую ступень участка обмена. На входе в следующую ступень участка обмена, поток этих выхлопных газов закручивается с высокой скоростью, благодаря разряжению в газообменной камере, созданному за счет обратной связи трубой разряжения, при этом отрицательная энергия от пониженного давления и положительная энергия потока выхлопных газов балансируются, приводя к мощной циркуляции потока. Это вызывает мощные столкновения потоков и передачу импульса, т.е. возникновение газовой «черной дыры». Разряжение возрастает, за счет чего обрабатывается большее количество выхлопных газов, а незначительное количество оставшихся несгоревших газов выпускается через выхлопную трубу. За счет этого способа выхлопные газы будут обработаны так, что будет выпускаться только их небольшое количество, даже выпуск практически будет отсутствовать.

Краткое описание фигур чертежей

Фиг.1 - чертеж конструкции по одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - чертеж конструкции соплового отверстия по настоящему изобретению.

Фиг.3 - чертеж конструкции соплового отверстия в виде сопла с ламинарным потоком по настоящему изобретению.

Фиг.4 - поперечный разрез А-А устройства, приведенного на фиг.1.

Фиг.5 - поперечный разрез Б-Б устройства, приведенного на фиг.1.

Пример осуществления изобретения

Как показано на фиг.1-5, устройство обработки выхлопных газов с незначительным выпуском представляет собой камеру с отверстием только в виде впускного отверстия. Участок обмена 2, состоящий по крайней мере из тринадцати последовательных ступеней, выполнен внутри камеры за входным отверстием 1. Каждая ступень участка обмена 2 снабжена по крайней мере одним сопловым отверстием 21 и соответствующим диффузором 22, а газообменная камера 23 выполнена между сопловым отверстием 21 и диффузором 22, соединяя их каналы между собой. Сквозное отверстии 24, соединяющееся с атмосферой, выполнено в газообменной камере 23 первой ступени участка обмена 2. Камера смешения газа 3 выполнена между двумя последовательными ступенями участка обмена 2, соединяя эти ступени. Выхлопная труба 6 соединена с камерой смешения газа 3 последней ступени участка обмена 2. Труба разрежения 5 выполнена между газообменной камерой 23 третей ступени и камерой смешения газа 3 одиннадцатой ступени участка обмена 2, соединяя их. Также труба разрежения 5 выполнена между газообменной камерой 23 восьмой ступени и камерой смешения газа 3 девятой ступени участка обмена 2, соединяя их. Имеется еще одна труба разряжения 5 для каждой из ступеней от третьей до одиннадцатой ступени участка обмена 2, которая предназначена для соединения газообменной камеры 23 и соответствующей ей камеры смешения газов 3. Сопловые отверстия 21 второй ступени участка обмена 2 могут быть заменены на сопла с ламинарным потоком.

В рамках правовой охраны формулы изобретения возможно выполнение варианта параллельного соединения нескольких ступеней первой ступени участка обмена 2, а также N-ступенчатый участок обмена, где могут объединяться камеры смешения газа 3 и/или возможно использовать обводной канал камер смешения газа 3. Существует множество вариантов, с помощью которых можно достичь цель обработки выхлопных газов с незначительным выпуском.

Уже был изготовлен опытный образец по настоящему изобретению, при этом в ходе испытаний этот образец продемонстрировал незначительный выпуск токсичных выхлопных газов.

Реферат

Изобретение может быть использовано для устранений загрязнения окружающей среды выхлопными газами транспортных средств. Устройство содержит газообменную камеру 23 с входным отверстием 1 и участком обмена 2, содержащим не менее двух ступеней, каждая из которых содержит по крайней мере одно сопловое отверстие 21 и диффузор 22, камеру смешения газа 3 и выхлопную трубу 6. Газообменная камера 23 первой ступени имеет сквозное отверстие 24 для сообщения с атмосферой. Технический результат: обеспечение переработки выхлопных газов с незначительным выпуском. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула