CN201884097U - 柴油机尾气多效净化器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种柴油机尾气多效净化器，其包括设有供尾气进入的进气口和排气口的壳体，所述壳体内从进气口开始依次设有顺次连通的前热反应室、设有与外界连接的进气通道的二次空气净化室、后热反应室、催化转化室，所述排气口设在催化转化室上。本实用新型通过依次设置前热反应室、二次空气净化室、后热反应室和催化转化室，使柴油机尾气在通过本实用新型的净化处理排放到大气前，已经经过全面的有效的净化。本实用新型结构简单可靠，能全面净化柴油机排放的尾气中的固体微粒、HC、CO、NOx，净化效果良好，可广泛作为各种柴油机的尾气处理净化装置。

Description

柴油机尾气多效净化器
技术领域
本实用新型涉及一种尾气净化器，特别是一种柴油机尾气净化器。
背景技术
柴油发动机排放出来的尾气如何处理，一直是车辆工程以及环境工程所关注的问题。柴油机尾气除了排放废热之外，还包含有大量固体微粒、HC(碳氢化合物)、CO、NOx(各类氮氧化合物)，对大气污染严重。
为了避免柴油机的尾气污染大气，现在的车辆配件中普遍都包含了尾气净化器。现有柴油机尾气净化器基本上都采用催化剂净化的模式，其重点在于在净化器中装有含催化剂的陶瓷催化转化器或金属催化转化器，通孔一般采用蜂窝式，利用氧化性催化剂将尾气中的HC和CO成分进行催化氧化，生成H2O和CO2；接着催化转化装置(SCR)向废气流中输入氨或尿素等还原剂对其进行还原，使其生成N2和O2等无害气体。或者，在尾气通入催化转化器前，让其先经过热反应器，使其在成分、温度的均匀性方面得到改善，然后再氧化排气当中的HC和CO，并保持整个过程的高温以利于后续的催化转化处理。通常热反应器分为直流式、侧流式和回流式三种。然而多数柴油机尾气净化器，只能进行单一净化，不能对尾气进行多效的全面净化处理。
实用新型内容
本实用新型的目的，是为了提供一种柴油机尾气净化器，其具有全面净化柴油机排放的尾气中的固体微粒、HC、CO、NOx的特点。
本实用新型解决其技术问题的解决方案是：
柴油机尾气多效净化器，其包括设有供尾气进入的进气口和排气口的壳体，所述壳体内从进气口开始依次设有顺次连通的前热反应室、设有与外界连通的进气通道的二次空气净化室、后热反应室、催化转化室，所述排气口设在催化转化室上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述前热反应室为侧流式热反应器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述后热反应室为直流式热反应器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述后热反应室内设有将尾气流速均匀化和将尾气中的微粒沉积均匀的微粒捕集器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述微粒捕集器为由电机驱动的、上面开有小孔的长条形的导流板组。
作为上述技术方案的进一步改进，所述进气通道有若干个，均与前热反应室的外壁紧贴。
作为上述技术方案的进一步改进，所述二次空气净化室的形状为文丘里管式过渡，将前热反应室与后热反应室联通。
作为上述技术方案的进一步改进，所述催化转化室内设有催化转化器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述催化转化器为金属蜂窝载体催化转化器，并且其尺寸按照柴油机的排量增大而相应增大。
作为上述技术方案的进一步改进，所述进气口设有联接法兰，排气口的出口呈收窄形状。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过依次设置前热反应室、二次空气净化室、后热反应室和催化转化室，使柴油机尾气在通过前热反应室时其固体微粒大部分被滤掉燃烧和热降解除去，之后设在后热反应室内的的微粒捕集器会进一步的净化尾气当中的固体微粒；尾气当中的HC、CO会在前、后热反应室、二次空气净化室和催化转化室的多次净化作用下发生氧化反应生成H2O和CO2被除去；当尾气最后经过催化转化室时，可对有害成分NOx进行有效的还原净化，之后排入大气当中的柴油机尾气，已经经过全面、有效的净化处理。
本实用新型还将二次空气净化室设计成文丘里管式的过渡形状，使得部分进入的尾气由于背压增大而留在发动机气缸里参加下一循环的燃烧，使缸内EGR(排气再循环)率可根据柴油机负荷自行调节达到其最佳性能。
本实用新型结构简单可靠，能全面净化柴油机尾气中的固体微粒、HC、CO、NOx，净化效果良好，可广泛作为各种柴油机的尾气处理净化装置。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的结构布置示意图，其中箭头表示气流的方向；
图2是本实用新型的剖视图，其中箭头表示气流的方向。
具体实施方式
参照图1，柴油机尾气多效净化器，其包括设有供尾气进入的进气口11和排气口41的壳体5，所述壳体5内从进气口11开始依次设有顺次连通的前热反应室1、设有与外界连通的进气通道21的二次空气净化室2、后热反应室3、催化转化室4，所述排气口41设在催化转化室4上。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述前热反应室1为侧流式热反应器。具体地，所述侧流式反应器的外壁由绝热材料制成，内部设有锥形的、具有多个直径约3mm的小孔的壳状伸出作为微粒过滤使用。
进一步作为优选的实施方式，所述后热反应室3为直流式热反应器。
进一步作为优选的实施方式，所述后热反应室3内设有将尾气流速均匀化和将尾气中的微粒沉积均匀的微粒捕集器。
进一步作为优选的实施方式，所述微粒捕集器为由电机32驱动的、上面开有小孔的长条形的导流板组31。通过导流板组31的疏导，气流可以变得均匀分布；长条形的导流板组使用具有吸附碳烟颗粒的耐热材料制成，合理设计开孔面积和孔的分布可以使过滤中微粒沉淀均匀，有利于再生；另外，该微粒捕集器还可以通过发热自净，具体地，利用电机32与导流板组31联接的驱动杆作为自净发热器的正极，自净发热器在柴油机启动前瞬间达到高温，将附在其上的碳烟颗粒清除；在电机32的控制下，长条形的导流板组31还可以通过自身的共振震落吸附在其表面的碳烟颗粒，使其在柴油机起动后恢复吸附的能力。
进一步作为优选的实施方式，所述进气通道21有若干个，均与前热反应室1的外壁紧贴。这样的结构，可以使前热反应室1保温，还可以让流经此处的二次空气预热。二次空气在进入后热反应室2前得到预热，将能增加O2的氧化活性，提高后热反应室2对CO和HC的净化效能。
进一步作为优选的实施方式，所述二次空气净化室2的形状为文丘里管式过渡，将前热反应室1与后热反应室3联通。排气在经过二次空气净化室2的收窄喉管时，由于流通截面变小而使排气的被压增大，导致部分尾气将留在发动机气缸里参加下一循环的燃烧，从而实现内部排气再循环的效果。二次空气净化室2的喉管前后压力差是随着发动机负荷和转速工况而变化的，当发动机负荷增加时，因为气流量大，滞留在气缸内的废气也随之增加，EGR率上升，这正好满足发动机的负荷增加则EGR率增加的要求，所以，本实用新型可根据发动机负荷自行调节EGR率，实现对NOx排放的有效净化。
进一步作为优选的实施方式，所述催化转化室4内设有催化转化器。
进一步作为优选的实施方式，所述催化转化器为金属蜂窝载体催化转化器，并且其尺寸按照柴油机的排量增大而相应增大。采用金属蜂窝载体催化转化器，是因为柴油机一般工作时震动大，普通陶瓷材料容易因承受不住振动冲击而碎裂。增大尺寸后的金属蜂窝载体催化转化器，可以增大气体通过面积，减少背压，还可以增加尾气污染物和催化剂的有效催化接触面积，满足大排量的柴油机尾气净化需求。
进一步作为优选的实施方式，所述进气口11设有联接法兰12，排气口41的出口呈收窄形状。联接法兰12与柴油机的排气管直接相连，并且尽量靠近发动机的排气门，使尾气在进入进气口11时的温降不大，热反应器能发挥更大效能；收窄的排气口41则有利于加装***。
工作时，柴油机排放的热的尾气从进气口11进入前热反应室1，尾气中的固体微粒被微粒收集器吸附，并且滤掉燃烧和热降解；接着沿着两侧的收窄通道进入二次空气净化室2内，部分尾气由于背压而被迫返回发动机气缸内参与二次燃烧，即进行EGR，提高气体的利用率，另外一部分的尾气进入到二次空气净化室2内后，与从进气通道21进入的空气混合稀释，降低了O2的浓度，抑制了NOX在燃烧过程中生成，同时提供的二次空气，利于在催化转化过程中提高HC和CO的转化率。气体进入后热反应室3中后，被导流板组31吸附掉碳烟颗粒，并且被导流均匀，最后通入催化转化器内进行催化转化反应，综合净化其中的CO、HC、NOX和再过滤碳烟颗粒后，再从排气口41排出。
以上是对本实用新型的佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.柴油机尾气多效净化器，其特征在于：其包括设有供尾气进入的进气口(11)和排气口(41)的壳体(5)，所述壳体(5)内从进气口(11)开始依次设有顺次连通的前热反应室(1)、设有与外界连通的进气通道(21)的二次空气净化室(2)、后热反应室(3)、催化转化室(4)，所述排气口(41)设在催化转化室(4)上。
2.根据权利要求1所述的柴油机尾气多效净化器，其特征在于：所述前热反应室(1)为侧流式热反应器。
3.根据权利要求1所述的柴油机尾气多效净化器，其特征在于：所述后热反应室(3)为直流式热反应器。
4.根据权利要求3所述的柴油机尾气多效净化器，其特征在于：所述后热反应室(3)内设有将尾气流速均匀化和将尾气中的微粒沉积均匀的微粒捕集器。
5.根据权利要求4所述的柴油机尾气多效净化器，其特征在于：所述微粒捕集器为由电机(32)驱动的、上面开有小孔的长条形的导流板组(31)。
6.根据权利要求1所述的柴油机尾气多效净化器，其特征在于：所述进气通道(21)有若干个，均与前热反应室(1)的外壁紧贴。
7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的柴油机尾气多效净化器，其特征在于：所述二次空气净化室(2)的形状为文丘里管式过渡，将前热反应室(1)与后热反应室(3)联通。
8.根据权利要求1所述的柴油机尾气多效净化器，其特征在于：所述催化转化室(4)内设有催化转化器。
9.根据权利要求8所述的柴油机尾气多效净化器，其特征在于：所述催化转化器为金属蜂窝载体催化转化器，并且其尺寸按照柴油机的排量增大而相应增大。
10.根据权利要求1所述的尾气多效净化器，其特征在于：所述进气口(11)设有联接法兰(12)，排气口(41)的出口呈收窄形状。
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