專利名稱：柴油機(jī)尾氣多效凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種尾氣凈化器，特別是一種柴油機(jī)尾氣凈化器。
背景技術(shù)：
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放出來(lái)的尾氣如何處理，一直是車輛工程以及環(huán)境工程所關(guān)注的問(wèn) 題。柴油機(jī)尾氣除了排放廢熱之外，還包含有大量固體微粒、HC(碳?xì)浠衔?、C0、N0x(各 類氮氧化合物)，對(duì)大氣污染嚴(yán)重。為了避免柴油機(jī)的尾氣污染大氣，現(xiàn)在的車輛配件中普遍都包含了尾氣凈化器。 現(xiàn)有柴油機(jī)尾氣凈化器基本上都采用催化劑凈化的模式，其重點(diǎn)在于在凈化器中裝有含催 化劑的陶瓷催化轉(zhuǎn)化器或金屬催化轉(zhuǎn)化器，通孔一般采用蜂窩式，利用氧化性催化劑將尾 氣中的HC和CO成分進(jìn)行催化氧化，生成H2O和CO2;接著催化轉(zhuǎn)化裝置(SCR)向廢氣流中 輸入氨或尿素等還原劑對(duì)其進(jìn)行還原，使其生成N2和O2等無(wú)害氣體?；蛘?，在尾氣通入催 化轉(zhuǎn)化器前，讓其先經(jīng)過(guò)熱反應(yīng)器，使其在成分、溫度的均勻性方面得到改善，然后再氧化 排氣當(dāng)中的HC和C0，并保持整個(gè)過(guò)程的高溫以利于后續(xù)的催化轉(zhuǎn)化處理。通常熱反應(yīng)器分 為直流式、側(cè)流式和回流式三種。然而多數(shù)柴油機(jī)尾氣凈化器，只能進(jìn)行單一凈化，不能對(duì) 尾氣進(jìn)行多效的全面凈化處理。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，是為了提供一種柴油機(jī)尾氣凈化器，其具有全面凈化柴油機(jī) 排放的尾氣中的固體微粒、HC、CO、NOx的特點(diǎn)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題的解決方案是柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其包括設(shè)有供尾氣進(jìn)入的進(jìn)氣口和排氣口的殼體，所述 殼體內(nèi)從進(jìn)氣口開(kāi)始依次設(shè)有順次連通的前熱反應(yīng)室、設(shè)有與外界連通的進(jìn)氣通道的二次 空氣凈化室、后熱反應(yīng)室、催化轉(zhuǎn)化室，所述排氣口設(shè)在催化轉(zhuǎn)化室上。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述前熱反應(yīng)室為側(cè)流式熱反應(yīng)器。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述后熱反應(yīng)室為直流式熱反應(yīng)器。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述后熱反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有將尾氣流速均勻化和將 尾氣中的微粒沉積均勻的微粒捕集器。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述微粒捕集器為由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的、上面開(kāi)有小 孔的長(zhǎng)條形的導(dǎo)流板組。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)氣通道有若干個(gè)，均與前熱反應(yīng)室的外 壁緊貼。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述二次空氣凈化室的形狀為文丘里管式過(guò) 渡，將前熱反應(yīng)室與后熱反應(yīng)室聯(lián)通。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述催化轉(zhuǎn)化室內(nèi)設(shè)有催化轉(zhuǎn)化器。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述催化轉(zhuǎn)化器為金屬蜂窩載體催化轉(zhuǎn)化器，并且其尺寸按照柴油機(jī)的排量增大而相應(yīng)增大。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)氣口設(shè)有聯(lián)接法蘭，排氣口的出口呈收 窄形狀。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型通過(guò)依次設(shè)置前熱反應(yīng)室、二次空氣凈化 室、后熱反應(yīng)室和催化轉(zhuǎn)化室，使柴油機(jī)尾氣在通過(guò)前熱反應(yīng)室時(shí)其固體微粒大部分被濾 掉燃燒和熱降解除去，之后設(shè)在后熱反應(yīng)室內(nèi)的的微粒捕集器會(huì)進(jìn)一步的凈化尾氣當(dāng)中的 固體微粒；尾氣當(dāng)中的HC、CO會(huì)在前、后熱反應(yīng)室、二次空氣凈化室和催化轉(zhuǎn)化室的多次凈 化作用下發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2O和CO2被除去；當(dāng)尾氣最后經(jīng)過(guò)催化轉(zhuǎn)化室時(shí)，可對(duì)有害成 分NOx進(jìn)行有效的還原凈化，之后排入大氣當(dāng)中的柴油機(jī)尾氣，已經(jīng)經(jīng)過(guò)全面、有效的凈化 處理。本實(shí)用新型還將二次空氣凈化室設(shè)計(jì)成文丘里管式的過(guò)渡形狀，使得部分進(jìn)入的 尾氣由于背壓增大而留在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸里參加下一循環(huán)的燃燒，使缸內(nèi)EGR(排氣再循環(huán))率 可根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷自行調(diào)節(jié)達(dá)到其最佳性能。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，能全面凈化柴油機(jī)尾氣中的固體微粒、HC、CO、NOx，凈 化效果良好，可廣泛作為各種柴油機(jī)的尾氣處理凈化裝置。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)布置示意圖，其中箭頭表示氣流的方向；圖2是本實(shí)用新型的剖視圖，其中箭頭表示氣流的方向。
具體實(shí)施方式
參照
圖1，柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其包括設(shè)有供尾氣進(jìn)入的進(jìn)氣口 11和排氣口 41的殼體5，所述殼體5內(nèi)從進(jìn)氣口 11開(kāi)始依次設(shè)有順次連通的前熱反應(yīng)室1、設(shè)有與外界 連通的進(jìn)氣通道21的二次空氣凈化室2、后熱反應(yīng)室3、催化轉(zhuǎn)化室4，所述排氣口 41設(shè)在 催化轉(zhuǎn)化室4上。參照?qǐng)D2，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述前熱反應(yīng)室1為側(cè)流式熱反應(yīng)器。具 體地，所述側(cè)流式反應(yīng)器的外壁由絕熱材料制成，內(nèi)部設(shè)有錐形的、具有多個(gè)直徑約3mm的 小孔的殼狀伸出作為微粒過(guò)濾使用。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述后熱反應(yīng)室3為直流式熱反應(yīng)器。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述后熱反應(yīng)室3內(nèi)設(shè)有將尾氣流速均勻化和將尾 氣中的微粒沉積均勻的微粒捕集器。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述微粒捕集器為由電機(jī)32驅(qū)動(dòng)的、上面開(kāi)有小孔 的長(zhǎng)條形的導(dǎo)流板組31。通過(guò)導(dǎo)流板組31的疏導(dǎo)，氣流可以變得均勻分布；長(zhǎng)條形的導(dǎo) 流板組使用具有吸附碳煙顆粒的耐熱材料制成，合理設(shè)計(jì)開(kāi)孔面積和孔的分布可以使過(guò)濾 中微粒沉淀均勻，有利于再生；另外，該微粒捕集器還可以通過(guò)發(fā)熱自凈，具體地，利用電機(jī) 32與導(dǎo)流板組31聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)桿作為自凈發(fā)熱器的正極，自凈發(fā)熱器在柴油機(jī)啟動(dòng)前瞬間 達(dá)到高溫，將附在其上的碳煙顆粒清除；在電機(jī)32的控制下，長(zhǎng)條形的導(dǎo)流板組31還可以 通過(guò)自身的共振震落吸附在其表面的碳煙顆粒，使其在柴油機(jī)起動(dòng)后恢復(fù)吸附的能力。[0027]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述進(jìn)氣通道21有若干個(gè)，均與前熱反應(yīng)室1的外 壁緊貼。這樣的結(jié)構(gòu)，可以使前熱反應(yīng)室1保溫，還可以讓流經(jīng)此處的二次空氣預(yù)熱。二次 空氣在進(jìn)入后熱反應(yīng)室2前得到預(yù)熱，將能增加O2的氧化活性，提高后熱反應(yīng)室2對(duì)CO和 HC的凈化效能。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述二次空氣凈化室2的形狀為文丘里管式過(guò)渡， 將前熱反應(yīng)室1與后熱反應(yīng)室3聯(lián)通。排氣在經(jīng)過(guò)二次空氣凈化室2的收窄喉管時(shí)，由于 流通截面變小而使排氣的被壓增大，導(dǎo)致部分尾氣將留在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸里參加下一循環(huán)的燃 燒，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部排氣再循環(huán)的效果。二次空氣凈化室2的喉管前后壓力差是隨著發(fā)動(dòng)機(jī) 負(fù)荷和轉(zhuǎn)速工況而變化的，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加時(shí)，因?yàn)闅饬髁看?，滯留在氣缸?nèi)的廢氣也隨 之增加，EGR率上升，這正好滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增加則EGR率增加的要求，所以，本實(shí)用新型 可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷自行調(diào)節(jié)EGR率，實(shí)現(xiàn)對(duì)NOx排放的有效凈化。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述催化轉(zhuǎn)化室4內(nèi)設(shè)有催化轉(zhuǎn)化器。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述催化轉(zhuǎn)化器為金屬蜂窩載體催化轉(zhuǎn)化器，并且 其尺寸按照柴油機(jī)的排量增大而相應(yīng)增大。采用金屬蜂窩載體催化轉(zhuǎn)化器，是因?yàn)椴裼蜋C(jī) 一般工作時(shí)震動(dòng)大，普通陶瓷材料容易因承受不住振動(dòng)沖擊而碎裂。增大尺寸后的金屬蜂 窩載體催化轉(zhuǎn)化器，可以增大氣體通過(guò)面積，減少背壓，還可以增加尾氣污染物和催化劑的 有效催化接觸面積，滿足大排量的柴油機(jī)尾氣凈化需求。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述進(jìn)氣口 11設(shè)有聯(lián)接法蘭12，排氣口 41的出口呈 收窄形狀。聯(lián)接法蘭12與柴油機(jī)的排氣管直接相連，并且盡量靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門，使尾 氣在進(jìn)入進(jìn)氣口 11時(shí)的溫降不大，熱反應(yīng)器能發(fā)揮更大效能；收窄的排氣口 41則有利于加 裝消聲器。工作時(shí)，柴油機(jī)排放的熱的尾氣從進(jìn)氣口 11進(jìn)入前熱反應(yīng)室1，尾氣中的固體微 粒被微粒收集器吸附，并且濾掉燃燒和熱降解；接著沿著兩側(cè)的收窄通道進(jìn)入二次空氣凈 化室2內(nèi)，部分尾氣由于背壓而被迫返回發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)參與二次燃燒，即進(jìn)行EGR，提高氣 體的利用率，另外一部分的尾氣進(jìn)入到二次空氣凈化室2內(nèi)后，與從進(jìn)氣通道21進(jìn)入的空 氣混合稀釋，降低了 O2的濃度，抑制了 NOx在燃燒過(guò)程中生成，同時(shí)提供的二次空氣，利于在 催化轉(zhuǎn)化過(guò)程中提高HC和CO的轉(zhuǎn)化率。氣體進(jìn)入后熱反應(yīng)室3中后，被導(dǎo)流板組31吸附 掉碳煙顆粒，并且被導(dǎo)流均勻，最后通入催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，綜合凈化其中的 CO、HC、NOx和再過(guò)濾碳煙顆粒后，再?gòu)呐艢饪?41排出。以上是對(duì)本實(shí)用新型的佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施 例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可作出種種的等同變形或 替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其特征在于其包括設(shè)有供尾氣進(jìn)入的進(jìn)氣口(11)和排氣 口 的殼體(5)，所述殼體(5)內(nèi)從進(jìn)氣口(11)開(kāi)始依次設(shè)有順次連通的前熱反應(yīng)室 (1)、設(shè)有與外界連通的進(jìn)氣通道的二次空氣凈化室O)、后熱反應(yīng)室(3)、催化轉(zhuǎn)化室 (4)，所述排氣口 (41)設(shè)在催化轉(zhuǎn)化室(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其特征在于所述前熱反應(yīng)室(1) 為側(cè)流式熱反應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其特征在于所述后熱反應(yīng)室(3) 為直流式熱反應(yīng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其特征在于所述后熱反應(yīng)室(3) 內(nèi)設(shè)有將尾氣流速均勻化和將尾氣中的微粒沉積均勻的微粒捕集器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其特征在于所述微粒捕集器為由 電機(jī)(32)驅(qū)動(dòng)的、上面開(kāi)有小孔的長(zhǎng)條形的導(dǎo)流板組(31)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其特征在于所述進(jìn)氣通道有 若干個(gè)，均與前熱反應(yīng)室(1)的外壁緊貼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或6所述的柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其特征在于所述二次 空氣凈化室O)的形狀為文丘里管式過(guò)渡，將前熱反應(yīng)室(1)與后熱反應(yīng)室C3)聯(lián)通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其特征在于所述催化轉(zhuǎn)化室(4) 內(nèi)設(shè)有催化轉(zhuǎn)化器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其特征在于所述催化轉(zhuǎn)化器為金 屬蜂窩載體催化轉(zhuǎn)化器，并且其尺寸按照柴油機(jī)的排量增大而相應(yīng)增大。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾氣多效凈化器，其特征在于所述進(jìn)氣口(11)設(shè)有聯(lián)接 法蘭(12)，排氣口 的出口呈收窄形狀。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種柴油機(jī)尾氣多效凈化器，其包括設(shè)有供尾氣進(jìn)入的進(jìn)氣口和排氣口的殼體，所述殼體內(nèi)從進(jìn)氣口開(kāi)始依次設(shè)有順次連通的前熱反應(yīng)室、設(shè)有與外界連接的進(jìn)氣通道的二次空氣凈化室、后熱反應(yīng)室、催化轉(zhuǎn)化室，所述排氣口設(shè)在催化轉(zhuǎn)化室上。本實(shí)用新型通過(guò)依次設(shè)置前熱反應(yīng)室、二次空氣凈化室、后熱反應(yīng)室和催化轉(zhuǎn)化室，使柴油機(jī)尾氣在通過(guò)本實(shí)用新型的凈化處理排放到大氣前，已經(jīng)經(jīng)過(guò)全面的有效的凈化。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，能全面凈化柴油機(jī)排放的尾氣中的固體微粒、HC、CO、NOx，凈化效果良好，可廣泛作為各種柴油機(jī)的尾氣處理凈化裝置。
文檔編號(hào)F01N3/035GK201884097SQ20102059262
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者亓?xí)员? 劉存山, 周玉海, 陳選民, 黃曉杏 申請(qǐng)人:廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院