Нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

(19) RRU U(11) (51) 5 FOI ХЗ 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4950632/06 (22) 26.06.91 (46) 30.10.93 Бюл. Йа 39-40 (71) Алтайский политехнический институт имИИ.Ползунова (72) Давыденко ДВ.; Матиевский Дд; Новоселов

АЛ„Пыжанкин Г.В.; Свистула АЕ (73) Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова (54) НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГА308 ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: машиностроение, двигатели внутреннего сгорания, устройства для очистки отработавших газов. Сущность изобретения: выходная решетка каталитического реактора нейтрализатора вьеолнена в виде гофрированного пористого стакана покрытого активированным наполнителем, размещенного на цилиндрическом участке выходного патрубка и образующего вторую ступень очистки. Нижняя ло потоку газа торцевая стенка корпуса расположена наклонно относительно входной решетки реактора и связана с входным патрубком. Стакан выполнен коническим и связан с выходным патрубком резьбовым соединением, гофры стакана выполнены в виде резьбы с крупным шагом, расположенной на его внешней и внутренней поверхностях В корпусе нейтрализатора может быть размещен конический удлинитель, верхняя часть которого снабжена отверстиями и выполнена заодно с входной решеткой ло всей ее длине, а нижняя — заодно с нижней торцевой стенкой корпуса ло всей его длине. Предусмотрена возможность подачи во внутреннюю полость гофрированного стакана аммиака через зжектирующее солло. 3 злфлы. 4 ил.

2002078

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для очистки отработавших двигателей внутреннего сгорания.

Известны каталитические нейтрализаторы отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащие каталитический реактор с входными и выходными решетками, имеющими QTBBpcTl и заполненные катализатором на носителе, работающем в режиме псевдосжиженного слоя.

Недостатком таких нейтрализаторов является то, что, во-первых, слой катализатора создает повышенные противодавления и тем самым приводит к снижению мощности двигателя на 8...10%, во-вторых, затруднена возможность размещения второй ступени очистки по причине "вспучивания" катализатора на носителе в результате псевдосжижения.

Известны также нейтрализаторы отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащие последовательно установленный циклон и реактор с входной и выходной решетками, между которыми размещен псевдосжижаемый слой катализатора на носителе, подсоединительный патрубок, Такие нейтрализаторы создают значительные противодавления, что приводит к снижению мощности двигателей на

10...12% и увеличению расхода топлива, кроме того, затруднено размещение второй ступени очистки с достаточно развитыми поверхностями катализаторов, Целью изобретения является повышение эффективности очистки и снижение противодавления.

Поставленная цель достигается тем, что в нейтрализаторе, ссдержащем входной и выходной патрубки, каталитический реактор с псевдосжиженным слоем нейтрализатора на носителе с образованием ступени очистки отработавших газов, согласно изобретени,о выходная решетка выполнена в виде гофрированного пористого стакана, который установлен на цилиндрическом участке выходного патрубка с образованием второй ступени очистки, причем стенки гофрированного стакана насыщены активным наполнителем, а нижняя стенка реактора выполнена с уклоном относительно входной решетки реактора. Гофрированный пористый стакан может быть выполнен коническим, а складки гофра представляют резьбу с крупным шагом, которая выполнена как на внутренней, так и на наружной поверхности, а соединение стакана с выход5

45 ным патрубком выполнено в виде резьбы, Кроме того, впускной патрубок может быть снабжен соосным коническим удлинителем, который продлен внутрь нейтрализатора до противоположной стенки, а входная решетка выполнена заодно с верхней поверхностью соосного конического удлинителя, на верхней поверхности выполнены отверстия, обращенные в сторону реактора, при этом нижняя поверхность соосного конического удлинителя изготовлена заодно с нижней по потоку торцевой стенкой нейтрализатора.

Внутренняя поверхность каталитического нейтрализатора может быть выполнена с теплоэащитным покрытием в виде напыленного керамического материала, Кроме того, во внутреннюю полость гофрированного пористого стакана введено соосное зжектирующее сопло для подачи газа, например аммиака.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием зжектора в гофрированном пористом стакане второй ступени очистки. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

В известных решениях не обнаружено совокупности отличительных признаков, характеризующих предлагаемое техническое решение и используемых с аналогичной целью, поэтому техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг,1 изображен продольный разрез нейтрализатора; на фиг.2 — то же, вариант; на фиг.3 — разрез А — А на фиг,2; на Фиг.4 — пористый стакан с соплом.

Нейтрализатор содержит входной патрубок 1 и выходной патрубок 2, внутри корпуса 3 нейтрализатора выполнен реактор 4, внутренний обьем которого разделен сетчатой перегородкой 5, на которую помещен катализатор 6, представляющий первую ступень очистки отработавших газов. Корпус 3 нейтрализатора выполнен коробчатым, т,е, его вертикальное сечение представляет собой прямоугольник. Выходная решетка нейтрализатора (реактора) выполнена в виде гофрированного пористого стакана 7, стенки которого насыщены активным наполнителем, образующим вторую ступень очистки, Выходной патрубок 2 име55 ет цилиндрический участок 8, выступающий внутрь реактора 4. Длина цилиндрического участка 8 выбрана достаточной для установки стакана 7. Складки гофра на стенки 7 могут быть выполнены s виде резьбы 9 с крупным шагом, нанесенной как на внеш2002078

55 ней, так и на внутренней поверхности стакана. Такое выполнение обеспечивает увеличенную поверхность стакана и, следовательно, уменьшенные гидравлические потери на перетекание газа внутрь стакана. С целью дальнейшего уменьшения гидравлических потерь стакан 7 выполнен коническим, что обеспечивает постоянство скорости отработавших газов вдоль оси стакана. Резьба на внутренней поверхности стакана 7 может служить для установки его на цилиндрический участок 8, наружная поверхность которого может быть выполнена также с резьбой.

Входной патрубок 1 нейтрализатора также может быть снабжен соосным коническим удлинителем 10, продленным внутрь нейтрализатора до противоположной стенки 11, и перегородка 5 реактора 4 может быть выполнена в виде отверстий 12, обращенных вверх, т.е. в сторону реактора 4; при этом нижняя поверхность конического удлинителя 10 выполнена заодно с днищем 13 нейтрализатора.

Днище 13 (нижняя стенка) нейтрализатора выполнена с уклоном относительно сетчатой перегородки 5 таким образом, чтобы обеспечить постоянство скорости отработавших газов вдоль оси движения газов и равномерный подвод их к сетчатой перегородке 5, что позволяет уменьшить гидравлические потери. С этой же целью удлинитель

10 выполняется коническим. Кроме того, выполнение удлинителя 10 коническим позволяет обеспечить плавный (без скачков сечений) переход от цилиндрического входного патрубка 1 к внутренним полостям корпуса 3 нейтрализатора, Нейтрализатор также может быть выполнен с теплозащитным покрытием в виде напыленного на внутренний поверхности реактора 4 слоя теплозащитного керамического материала 14.

Во внутреннюю полость гофрированного пористого стакана 7 может быть введено эжектирующее сопло 15, к которому через трубопровод 16 осуществляется подача газа, например аммиака. для создания среды, Формула изобретения

1. НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ

ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с нижней и верхней по потоку газа торцевыми стенками, входным патрубком и выходным патрубком, имеющим цилиндрический участок, каталитический реактор с входной и выходной решетками и псевдосжиженным слоем катализатора на носителе, об5

30 способствующей восстановлению окислов азота.

Описываемый нейтрализатор работает следующим образом.

Отработавшие газы поступают через входной патрубок 1 к нижней поверхности сетчатой перегородки 5 и проходят через перегородку и слой катализатора 6 первой ступени очистки, псевдосжижают катализатор 6 на носителе. очищаются от вредных веществ в окислительно-восстановительной среде и выходят к наружной поверхности гофрированного стакана 7. Затем отработавшие газы проходят через поры стакана и дополнительно очищаются от вредных примесей. Удаление газов осуществляется через внутреннюю полость стакана 7 и выходной патрубок 2.

Одновременно с поступлением отработавших газов во входной патрубок 1 осуществляется подача газа, например аммиака, во внутреннюю полость стакана 7 с помощью трубопровода 16 и эжектирующего сопла 15. При этом во внутренней полости стакана 7 создается среда, способствующая восстановлению окислов азота. Кроме того, в результате истечения газа из сопла 15 в стакане 7 создается разрежение, способствующее фильтрации отработавших газов через стенки стакана, т.е. создается эффект эжекции.

Предложенный нейтрализатор обеспечивает снижение гидравлических потерь на

10...15 и повышение эффективности очистки на 5% за счет увеличения поверхности активного слоя катализатора на гофрированном стакане.

По сравнению с прототипом предлагаемый нейтрэлизатор отработавших газов обеспечивает уменьшение насосных потерь

3а такт выпуска двигателя внутреннего сгорания и повышение топливной экономичности на 1...2, а также снижение вредных выбросов двигателя на 5Я . (56) Авторское свидетельство СССР

N . 236127, кл. F 01 N 3/08, опублик. 1969. рэзующим первую ступень очистки, отличающийся тем. что, с целью повышения эффективности и снижения противодавления, выходная решетка выполнена в виде гофрированного пористого стакана, покрытого активированным наполнителем, размещенного на цилиндрическом участке выходного патрубка и образующего вторую ступень очистки, нижняя торцевая стенка расположена наклонно относитель2002078 но входной решетки реактора и связана с входным патрубком, 2. Нейтрализатор по п,1, отличающийся тем, что стакан выполнен коническим с основанием, обращенным r, выходному патрубку, и связан с последним резьбовым соединением, гофры стакана выполнены в виде резьбы с крупным шагом, расположенной на его внешней и внутреинеи поверхностях, 3. Нейтрализатор по пп.1. и 2, отличающийся тем, что он снабжен размещенным в корпусе коническим удлинителем, верхняя часть которого снабжена отверстиями и выполнена за одно с входной решеткой

Ilo всей ее длине. à нижняя - за одно с нижней торцевой стенкой корпуса по всей . ее длине.

4. Нейтрализатор по пп.1 и 3, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен

10 эжектирующим соплом для подачи аммиака, сообщенным с внутренней полостью гофрированного пористого стакана.

2002078

Составитель Д.Давыденко

Техред M. Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Цалихина

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Заказ 3162

Производственно-издательский комбинахЛЗатент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101