[发明专利]一种压燃式柴油发动机排气消声净化装置

说明书

本发明是一种压燃式柴油发动机排气消声净化装置，属于柴油发动机排气后处理的的技术领域。

国内外目前已有的发动机排气控制装置一般为两种：A、普通的催化转化器；它使用陶瓷结构的蜂窝嵌板，带有稀有金属，如：钯、铂、铑的催化材料薄膜，工作时要求温度较高(350℃)，排放气体与催化材料直接接触，产生氧化，生成H₂O和CO₂，减小CO(一氧化碳)和HC(碳氢化合物)的含量，该类装置安装复杂、昂贵，对发动机表现出高的反压(尤其是当蜂窝嵌板开始堵塞时)，燃料消耗增加约3％，且由于蜂窝嵌板饱和微粒，需定期维护及更换饱和的催化材料。B、微粒筛选法控制器，它基本上是一个微粒过滤系统，通过一个密集的纤维过滤器孔进行过滤，可部分减少黑烟。该类装置仅对微粒起作用，燃料消耗增加约8％，同时由于过滤器饱和微粒，会对发动机产生高的反压，且需定期维护和周期性更换过滤器。以上两种排气控制装置，主要应用于汽油发动机，而针对柴油发动机的排气净化装置，目前国内尚在研究实验阶段。

本发明的目的是提供一种处理汽车尾气污染以及柴油机排出的黑烟的压燃式柴油发动机排气消声净化装置，以解决现有技术的不足，这种产品的结构简单、制造成本低廉、使用、维护方便，不会对发动机产生反压，不出现微粒堵塞现象，净化效果比较理想。

为解决上述任务，本发明采用的解决方案是利用排放气体对红外线能量的吸收，分解并氧化气体成分，使燃烧充分，从而将其转变成无害气体的方法。该装置的原理是：以反应器方式的催化剂技术为基础，工作时利用催化材料产生远红外光谱波(气体的热能)，气体吸收远红外光谱波，引起化学微粒的反应。远红外光谱波通过气流传送，气流又调节反应的氧，引发各种成分的氧化，对微粒产生有效作用的同时，也减少了CO(一氧化碳)，HC(碳氢化合物)和NO_X(氮氧化合物)。

具体的讲，本发明是这样的：它由进气管(1)、排气管(4)、消声装置(3)及外壳(11)构成，外壳(11)的两端分别连接进气管(1)、排气管(4)，进气管(1)连接净化管(6)，净化管(6)内安装、固定消声装置(3)，净化管(6)安装固定在消声装置(3)及外壳(11)之间，净化管(6)外套装一净化环(7)，消声装置(3)的出气口(12)对着排气管(4)，外壳(11)的两端有通孔(10)，净化管(6)的一端连接进气管(1)、另一端连接消声装置(3)的出气口(12)形成一个环形空间(5)；本发明中净化管(6)外套装一呈波纹状的金属净化环(7)，外壳(11)两端的通气孔(10)可以是槽。

附图1是本发明的结构示意图，附图2是本发明安装状态图。

在附图2中，A为内燃发动机；B为发动机排气总管；C为发动机排气管；D为排气净化装置。

与现有技术相比，本发明是一种与消声器结合的催化器，由于在其设计原理上利用催化材料产生远红外光谱波，分解并氧化气体成分，使燃烧充分。因此，它对所有排放气体和一些气体形成的微粒作用减少CO(一氧化碳)、CO₂(二氧化碳)、NO_X(氮氧化合物)、HC(碳氢化合物)及不透明度。同时由于催化材料与气体不直接接触，该装置不需要维护，也不会引起反应，不产生饱和。较带有稀有金属陶瓷嵌板的常规催化器更经济、耐用、有效。可有效的将各种污染物减少50％以上，并可保证使用300,000公里或3年。同时在高温、低温条件下效率都很高，安装也方便、快捷，有利于该装置的实际应用及推广；本发明对现有的发动机排气净化装置进行了重大改进。主要避免了催化材料与气体直接接触，从而不会产生催化材料饱和及微粒堵塞现象，也不会引起反压，不需要周期性维护及更换催化材料。使用寿命长，费用低，效果良好；该发明的应用，将大大降低发动机排气净化装置的费用，提高净化效果，可广泛应用在各类汽车排气系统中，在目前国家提倡发展绿色环保产品，政策上强制汽车排放达标的情况下，该装置的应用更具有发展空间，可能产生的经济效益不可估量。同时也有利于降低汽车排放污染，改善人类的生活环境。

本发明的实施例：它由进气管(1)、排气管(4)、消声装置(3)及外壳(11)构成，外壳(11)的两端分别连接进气管(1)、排气管(4)，进气管(1)连接净化管(6)，净化管(6)内安装、固定消声装置(3)，净化管(6)安装固定在消声装置(3)及外壳(11)之间，净化管(6)外套装一净化环(7)，消声装置(3)的出气口(12)对着排气管(4)，外壳(11)的两端有通孔(10)，净化管(6)的一端连接进气管(1)、另一端连接消声装置(3)的出气口(12)形成一个环形空间(5)；它是这样工作的：发动机(A)所排出的气体沿排气总管(B)，经过排气管(C)，再通过净化装置(D)的进气管(1)进入净化装置的扩大腔(2)。在此气体的压强变小，并开始进入前半段为布满小孔的消声器(3)中，由于气体的压强变化及消声器(3)上小孔的作用，产生良好的消声效果。同时，在消声器(3)中气体由于受到压缩，其压力、温度、速度均上升，所以当气体从消声器(3)进入锥形排气管(4)时具有喷射作用，从而在环形空间(5)内产生降压作用，使该空间内的压强小于外界大气压强，因此外界大气就通过本装置与外界的通孔(10)，经过金属净化环(7)，进入净化器内部，到达环形空间(5)，从而形成大气空气循环，此外，由于高温连续不断的气流经过扩大腔(2)，使其的金属净化管(6)以及覆盖在其外表的纯金属净化环(7)温度上升，从而产生红外能放射(此放射线包含所有的红外光谱，即从600cm-1到4000cm-1)。该电磁红外线通过辐射穿过金属净化环(7)，在使金属净化环升温的同时，也由于金属净化环的作用而使电磁红外线的频率产生改变，而成为有机化合物能够优先吸收的红外光谱。因此当外界大气通过净化器连通口，经过金属净化环，到达环形空间(5)时，不仅使外界大气温度上升，也将电磁红外线导入了环形空间。所以当从扩大腔(2)出来的废气与外界大气最终在燃烧室(8)中混合时，由于外界大气不仅带来了丰富的氧，同时也导入了有机化合物能够优先吸收的红外光谱。所以在燃烧室中能够使发动机排出的各种气体成分得到充分的氧化和分解。将其转变为无害气体后再排放到大气中，从而大大降低污染。