Устройство для термического обезвреживания газовых выбросов

 

Изобретение относится к машино строению и может быть использовано при создании машин с двигателями внутреннего сгорания. Цель - повышение - эффективности догорания СО и СН и экономичности на переходных режимах и режимах холостого хода, сокращения времени прогрева устройства и возможность использования обедненных смесей. Жаровые трубы устройства оснащаются неподвижной твердотельной насадкой , которую омывают ОГ, нагревая ее до наибольших температурах на режимах средних и полных нагрузок. При переходе на частичные нагрузки и в режи- , ме пуска запасенное тепло насадки используется для увеличения скорости .vfb полноты окислительных реакций кислорода воздуха, СН и СО, содержащихся в ОГ. Твердотельнгя насадка жаровых труб может быть выполнена в виде дисков или граненых блоков со сквозными отверстиями. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО ЦИАЛ И СТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s Г 23 G 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

S ASXOrC OvV cB @ETE bCTBÌ экономичности на переходных режимах и режимах холостого хода, сокращения времени прогрева устройства и возмож ность использования обедненных сме".. сей, Жаровые трубы устройства оснащаются неподвижной твердотельной насад-, кой, которую омывают ОГ, нагревая ее . до наибольших температурах на режимах средних и полных нагрузок. При переходе на частичные нагрузки и в режи ме пуска зарпасенное тепло насадки используется для увеличений скорости и полноты окислительных реакций кисло рода воздуха, CH и СО, содержащихся в ОГ. Твердотельная насадка жаровых труб может быть выполнена в виде дисков или граненых блоков со сквозными отверстиями. 2 з.п. ф-"лы,. 4 ил.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1 (21) 4775206/33 (22) 29. 11.89 (46) 23.07.92, Бюл. М 27 (72) А.И.Кулапов и А.А.Сорокин (56) Двигатели внутреннего сгорания.

Устройство и работа поршневых и ком" бинированных двигателей. Учебник для

ВУЗов. Под. ред. A.Ñ.Îðëèíà и М.Г.Круглова, М.:Машиностроение, 1980 r. с.193-195. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ (57) Изобретение относится к машино" строению и может быть использовано при создании машин с двигателями внутреннего сгорания. Цель - повышение зффективности догорания СО и СН и

Изобретение относится к машиностро1ению и может быть использовано при

:соЗдании машин с двигателями внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение эффективности догорания СО и СН и экономичности на переходных режимах и холостого хода, сокращения времени прогрева устройства и возможность использования обедненных смесей.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для термического обезвреживания газовых выбросов; на фиг.2 - устройство, содержащее в качестве насадки жаровых труб диски со"сквозными отверстиями; на фиг.3 - устройство, содержащее в качестве насадки жаровых труб пустотелые граненые блоки, рас„,5U, 1749625 А1 голоженные в шахматном порядке; на фиг.4 - блоки твердотельной насадки.

Устройство для термического обезвреживания газовых выбросов состоит и8 теплоизолированного корпуса 1 с подводящими 2 и выпускными 3 патрубками, жаровой трубы 4 с радиальными выпускными отверстиями 5, твердотелой, Ql насадки б, анооананной в фариа дисков или граненых блоков со сквозными отверстиями 7, !

Диски установлены в жаровой трубе таким образом, что образуют расширительные 8 и резонаторные 9 камеры.

Устройство для термического обезвреживания газовых выбросов работает следующим образом.

1749625

ОГ и воздух поступают по подводя-. щим патрубкам 2 в жаровую тру0у.4, где расширяясь перетекают через птверстия в í"ñàäêå, нагревая ее, Од- новременно происходит перемещение ОГ воздуха, что способствует ускорению процесса окисления. ОГ выходят из жа-" ровой трубы через радиальные выпускные отверстия 5 и выпускной патрубок

3 корпуса. При понижении температуры

ОГ происходйт теплоотдача от насадки газам, "

В случае использовайия насадки в форме пустотельных блоков, расположен-15 ных в шахматном порядке, ОГ заполняют жаровую трубу 4,омывают насадку,наг- ревая ее, и через выпускной патрубок

3 выводятся из устройства.

Для увеличения поверхности тепло- О обмена в жаровой трубе, уменьшения теплопроводности в осевом направле- нии, снижения теплоотдачи в местах примыкания дисков к жаровой трубе диски используются- двух диамЕтров : 25 равного диаметру жаровой трубы и рав- ° ного 3/4 диаметра, жаровой трубы, РДс- положенные поочередно на -расстоянИи равном ширине диска так, что обра зуют лабиринтные проходы для ОГ. Суммарная О площадь отверстий относится к площади диска как 1:4,;ширина "диска относится к диаметру а:Д 1:4; относительная длина жаровой трубы L Дж,тр. = 5," а - ширина диска; . Э5

D - диаметр диска;

L - -длина жаровой трубы;

Дж. rp -. диаметр жаровой трубы, Материалом дисков и блоков слун<ит: окись магния; окись алюминия, окись кремния, чугун, При использовании насадки в форме., пустотельных блоков знацительно увели- чивается поверхность нагрева, кото i рая в предполагаемом варианте 60 - 4

70 кв.м/куб.м, свободный объем 3240i °

Повь шение теплоемкости устройства и уменьшение "теплоотдачи в стейки достйгается степень нейтрализации

CH - 834. СО - 903 при незначительном увели цении N0„.

Использование совмещения функций дожигателя предложенной формы и выпускного патрубка позволяет реализо" вать эффекты нестационарного потока в клапане,- при помощи которого воздух. для окисления CH иСО в .количестве

254 от расхода воздуха рвигателем по« дается для смешивания с отработавшими, газами каждого цилиндра с учетом периодичности происхРйящих В них циклов

Выбор насадки жарово" трубы в форме дисков двух диаметров: равного диаметру жаровой трубы и 3/4 диаметра обусловлен тем, что:

- меньшие диски касаются жаровой трубы 1/16 своей окружности., а это снижает теплопроводность к корпусу жаровой трубы более чем в 5 раз по сравнению с дисками большого диаметра

- геометрические объемы, полученные в жаровой трубе за счет предложенного размещения дисков и соотношения

tx размеров,. позволяют наилуцшим образом преобразовать звуковую энергию отработавших газов в тепловую,оптимально сочетая расширительные и резонаторные камеры, образуемые этйми дисками, стенками и перфорацией жаровой трубы для каждого цилиндра двигателя в отдельности, т.о. йорции отработавших газов каждогб цилиндра имеют одйнаковые условия смесе. Ьразования с воздухом и окисления:

- при выпуСке формируется волна га3а, имеющего переменные параметры, которая распространяется в расширительных камерах жаровой трубы, отра жается от ее стенок и частично от дисков, при этой происходит наложение прямых и обратных волн ; на волны вы" пуска из одного цилиндра накладывают-. ся волны выпуска других цилиндров.

Подбор размеров отверстий в дисках: насадки и корпуса жаровой трубы, их взаимное расположейие йозволило исключить противодавление в выпускных каналах других цилиндров, тем самым улучшить условия их очистки от отрабо" тавших газов, Объем. расширительной камеры рассчитывается по формуле:

V =М с .S /(4Е 1.н )

gp где Ч„ — объем расширительной камеры, мз; оС эмпирический коэффициент; р = 1,8х10

S — площадь поперечного сецения тр трубопровода, м с - скорость звука, м/с;

1 - расстояние от выпускного кла" пана до расширительной камеры.

1749625

5 6

f — граничная частота ., Размеры блоков: Н = 0,14r; Ъ

fop= 100 125 Гц.,= 0,07r; r = (0,028-0,03 )r, Проведено испытание опытного образ- где r Радиус выпускного патрубка; ца устройства. По результатам испыта-, r — внутренний радиус корпуса ний представляется оптимальным запол- дожигателя; ., нение жаровой .трубы дисками в связи с — радиус жаровой трубы; чередованием работы цилиндров так,, - Радиус левого и правого чтобы за время, предшествующее выпус- . впускного трубопроводов; ку, темпеРатуРа на данном участке жа- 1О ry — Радиус центральных впускных ровой трубы не снижалась менее, чем трубопроводов; до бОС С. . . а - ширина дисков;

Р -. .диаметр диска насадки;

Сочетанием кольцввои щели перемен- Бщ - суммарная площадь отверстий ного сечения между, дисками малых ди- 15 ": дисков; аметров и корпусом жаровой трубы,. à Б „ кя — площадь диска; также отверстиями в дисках получена, Л - диаметр малого диска; крупномасштабная турбулентность. пото-, ). й,„, - диаметр жаровой трубы; . ков отработавших газов и,воздуха,что, Б,„,- суммарная площадь сечений позволило дополнителы- о гомогени,иро" >0 . отверстий жаровой трубы; вать смесь и уменьшить время окисли- ",. Б — суммарная площадь сечения тельных реакций, одновременно умень- впускных патрубков; шив объем Дожигателя. Минимально до - . h, — высота блока; пустимый объем снижает влияние инер- " Ь вЂ” ширина наружной грани; ционности и увеличивает импульс дав" 25 " - толщина стенки блока. ления выпуска.

Формула .изобретени я

Диамер выпускнйх и впускных отвер- стий, площади сечений отверстий в дисках и перфорации жаровой трубы поз1, Устройство для термического

30 обезвреживания газовых выбросов, соволяют иметь гидравлическое сопротйв:, держащее корпус с подводящимй и выление не более 5,5 кПа.

: пускными патрубкамй, жаровые трубы, Дожигатель предлагаемой конструк.-: тепловую изоляцию, о т л и ч а ю - . ции может быть изготовлен из доступ- - тепловую о Я 1 . о .щ е е с я тем, что, с целью повыше- ных дешевых материалов: для корпуса ния эффективности догорания СО и СН и дисков можно использовать жаростой" и экономичности на переходных режимах кий чугун (возможно применение серого чугуна)," для жаровой трубы - жарои холостого хода, сокращения времени прочную листовую сталь. прогрева устройства и воэможности использования обедненнйх смесей, жароОтносительные размеры дожигателя с

4О вые трубы заполнены твердотельной насадкой в форме дисков: насадкой;

r< =2r r =1,73r; rq=0, 63r; г+-=0,32r; . 2 . Устройство по и. 1, о т л и ч ад:D 1:4;УБ в .S ««=1:4;d„>=3/4 Й.тр, ю щ е е с я тем, что твердотельная

;:Б„„„, тр .ЕВ „,„„,„,тр насадка выполнена в виде дисков двух

Расстояние между дисками - (1 - д6 диаметров: равного диаметру жаровой t,3)а. . -, трубы и равного 3/4 диаметра жаровой

Второй вариант дожигателя с зайол" . трубы, при этом диски имеют сквозные нением жаровой трубы блоками предло- отверстия, суммарная площадь которых жейной Формы имеет те же эксплуатаци- относится к площади диска как 1:4. онные показатели, что и первый, но 5О 3. Устройство по и.1, о-т л иболее сложную технологию изготовления. ч а ю щ е е с я тем, что твердоОтносительные размеры впускных и тельная насадка выполнена в виде пусвыпускных патрубков, корпуса и наро". :, тотельных шестигранных блоков, расповой: трубы без изменений. вложенных в шахматном порядке.

1749625.1749625

Составитель A.Кулапов

Редактор Н. Козлова Техред Н.Иоргентал . " Корректор й. Керецман

Ф ФЮ Ф ЮЮЭ ФВЮФ Ф В K и ФЮЮ ЙЙФ в е» и

Заказ 4600 Тираж . /:.;, . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета,по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб.; д. 4/S ю «ф4ВМВФВ -г

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101