УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F01N3/10 

Описание патента на изобретение RU2062892C1

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к системам дожигания топлива в выхлопных устройствах двигателей, с целью уменьшения загрязнения атмосферы отработавшими газами.

Известно устройство для сжигания, уменьшающее степень загрязнения атмосферы отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания, содержащее в выхлопном тракте пустотелый кожух с фильтрующим элементом, на который нанесен металлический катализатор /1/.

Недостатком данного устройства являются необходимость периодической замены фильтрующего элемента и возможность сжигания выбросов углекислого газа не более чем в 1,25 1,5 раза.

Известно устройство для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащее установленные последовательно, по ходу движения отработавших газов, каталитический блок и испаритель с патрубками входа и выхода газов /2/.

Недостатком данного устройства является быстрое выгорание катализатора, сложная система подачи воздуха непосредственно в выходной тракт и сжигание выбросов углекислого газа, которое поступает в атмосферу, не более чем в 2 раза.

Техническим результатом данного изобретения является:
снижение выбросов углекислого газа в атмосферу в 2,0 3,0 раза. выбросов углеводородов в 5 10 раз:
экономия топлива от 25% до 40% в зависимости от конструктивного выполнения системы топливопитания двигателя.

Указанные преимущества и технический результат достигается тем, что углеводородное топливо посредством термокаталитической реакции разлагается на метан и окись углерода и направляется на дожигание в двигатель внутреннего сгорания, что позволяет использовать низкоактановые бензины в любом двигателе, т. к. обеспечивается полнота сгорания, что и приводит не только к экономичности двигателя, но и к экологической чистоте современных автомобилей.

Конструктивно технический результат достигается тем, что испаритель выполнен из двух коаксиально установленных тонкостенных обечаек, между которыми дополнительно размещена пористая структура, выполняющая роль капиллярного насоса, по которой вода и углеводородное топливо подается к внутренней обечайке, разогреваемой отработавшими газами. Испаритель снабжен патрубками подвода воды и углеводородного топлива. Каталитический блок выполнен из аналогичных, тонкостенных коаксиально установленных обечаек, между которыми расположен катализатор из пористого никель-алюминиевого сплава, пропитанного нитратами никеля и алюминия. При этом выход из испарителя сообщен с входом каталитического блока, и между ними дополнительно установлен турбулизатор, а выход каталитического блока соединен с карбюратором двигателя внутреннего сгорания.

На фиг.1 в аксонометрической проекции представлен общий вид устройства, где для простоты восприятия указаны основные элементы, а именно:
1 вход для бензина,
2 вход для воды.

3 пористый испаритель,
4 турбулизатор в виде шайбы с прорезями между фланцевыми соединениями.

5 пористый катализатор,
6 выход газов после термокаталитической реакции,
7 соединительный патрубок с приемной трубой двигателя внутреннего сгорания.

Испаритель 3 и катализатор 5 могут быть расположены и в параллельных каналах в зависимости от типа автомобиля. При этом может меняться конструктивное исполнение турболизатора 4, но это не меняет существа технического решения.

На фиг.2 представлена структурная схема соединения устройства для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с элементами топливной системы и выхлопным трактом, а именно: 8 топливный насос, соединенный непосредственно с карбюратором 9 и через трубопровод 10, с испарителем 3 и карбюратором 9. Топливный насос 8 связан с топливным баком 11 с углеводородным топливом, а помпа 12 соединена с баком с водой 13. Пористый испаритель 3 и катализатор /каталитический блок/ 5 является частью выхлопного тракта двигателя и соединены с выхлопным коллектором 14.

Устройство работает следующим образом. От топливного насоса 8 и помпы - 12 часть топлива /от 10 до 20/ и вода по трубопроводам 10 подается в пористый испаритель 3, где в результате капиллярного эффекта происходит перемещение смеси воды и углеводородного топлива к турбулизатору 4. В результате нагрева выхлопными газами эта смесь под давлением, проходя через турбулизатор 4 становится гомогенной и поступает в катализаторный блок, где под действием катализатора 5 происходит термохимическое разложение смеси на метан и окись углерода. Выбранный катализатор пористый никель алюминиевый сплав, пропитанный нитратами никеля и алюминия, при разогреве отработавшими газами до температуры 320 390oС позволяет стабильно поддерживать реакцию разложения и высокое давление паровой фракции из воды и углеводородного топлива для дальнейшей подачи метаносодержащей смеси в карбюратор 9 через выход 6.

В результате повышается общая теплотворная способность исходного топлива, обеспечивается полнота сгорания независимо от октанового числа бензина, уменьшается температура и токсичность отработавших газов.

Похожие патенты RU2062892C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ТЯГИ ГИПЕРЗВУКОВОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В КРЕЙСЕРСКОМ АТМОСФЕРНОМ РЕЖИМЕ ПОЛЕТА 1993
  • Фрайштадт В.Л.
  • Исаков В.Н.
  • Корабельников А.В.
  • Шейкин Е.Г.
  • Кучинский В.В.
RU2042577C1
ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ГИПЕРЗВУКОВОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 1993
  • Кирилкин В.С.
  • Лешуков В.С.
  • Ушаков В.М.
  • Фрайштадт В.Л.
  • Шейкин Е.Г.
RU2076829C1
СПОСОБ ПОДАЧИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА В РЕАКТИВНОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И РЕАКТИВНАЯ ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 1981
  • Фрайштадт В.Л.
  • Тимофеев Г.А.
  • Исаков В.Н.
  • Кузьмин Л.В.
  • Николаев Н.Б.
  • Потрекий А.В.
  • Мухин В.И.
RU2046203C1
СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2003
  • Кириллов В.А.
  • Кузин Н.А.
  • Бобрин А.С.
  • Ермаков Ю.П.
  • Собянин В.А.
  • Садыков В.А.
  • Золотарский И.А.
  • Кузьмин В.А.
  • Боброва Л.Н.
  • Тихов С.Ф.
  • Павлова С.Н.
  • Пармон В.Н.
  • Бризицкий О.Ф.
  • Терентьев В.Я.
  • Христолюбов А.П.
  • Сорокин А.И.
  • Емельянов В.К.
RU2240437C1
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА 1997
  • Глушков Александр Иванович
RU2120041C1
ГИПЕРЗВУКОВОЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ 1999
  • Куранов А.Л.
  • Фрайштадт В.Л.
  • Корабельников А.В.
  • Кучинский В.В.
  • Шейкин Е.Г.
RU2172278C2
Система рекуперации углекислого газа в процессе метанирования для судовой энергетической установки 2023
  • Тория Теодор Георгиевич
  • Епихин Алексей Иванович
RU2820049C1
УСТРОЙСТВО НАГРЕВА 1998
  • Дубасов Г.Н.
  • Заглада В.И.
  • Шамин К.И.
RU2137041C1
РЕАКЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ ГЕТЕРОГЕННО-КАТАЛИТИЧЕСКОГО РЕАКТОРА 2000
  • Корабельников А.В.
  • Куранов А.Л.
  • Турчак А.А.
  • Фрайштадт В.Л.
RU2192924C2
СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2010
  • Савицкий Анатолий Иванович
  • Петров Петр Петрович
  • Савенков Анатолий Митрофанович
  • Лапушкин Николай Александрович
RU2488013C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 062 892 C1

Реферат патента 1996 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Использование: для уменьшения загрязнения атмосферы отработавшими газами двигателя. Сущность изобретения: испаритель 3, каталитический блок 5 выполнены из коаксиальных обечаек, причем между обечайками первого дополнительно размещена пористая структура, а между обечайками второго - катализатор из пористого никель-алюминиевого сплава, пропитанного нитратами никеля и алюминия, при этом испаритель 3 снабжен патрубками подвода воды и углеводородного топлива, а выход из испарителя 3 сообщен с входом каталитического блока 5 и между ними дополнительно установлен турбулизатор 4. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 062 892 C1

Устройство для очистки отработавших rases двигателя внутреннего сгорания, содержащее установленные последовательно по ходу движения отработавших газов, каталитический блок и испаритель с патрубками входа и выхода газов, отличающееся тем, что испаритель и каталитический блок выполнены из коаксиально установленных обечаек, причем между обечайками первого дополнительно размещена пористая структура, а между обечайками второго - катализатор из пористого никель-алюминиевого сплава, пропитанного нитратами никеля и алюминия, при этом испаритель снабжен патрубками подвода воды и углеводородного топлива, а выход из испарителя сообщен с входом каталитического блока и между ними дополнительно установлен турбулизатор.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2062892C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Пружинная погонялка к ткацким станкам 1923
  • Щавелев Г.А.
SU186A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Механизм для сообщения поршню рабочего цилиндра возвратно-поступательного движения 1918
  • Р.К. Каблиц
SU1989A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Патент ФРГ № 3732301, кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Механизм для сообщения поршню рабочего цилиндра возвратно-поступательного движения 1918
  • Р.К. Каблиц
SU1989A1

RU 2 062 892 C1

Авторы

Исаков В.Н.

Даты

1996-06-27Публикация

1993-02-16Подача