УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТ САЖИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ И УМЕНЬШЕНИЯ ШУМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F01N3/02 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

Известно устройство для очистки от сажи отработавших газов и уменьшения шума дизелей [1], состоящее из большого количества перфорированных трубок, обмотанных керамическими волокнами. Трубки установлены параллельно друг другу в стальном корпусе глушителя системы выпуска. Эффективность очистки составляет примерно 35%.

Недостатком такой конструктивной схемы является быстрое засорение элементов фильтра и необходимость его периодической регенерации, что усложняет конструкцию и обслуживание сажевого фильтра. Кроме того, фильтры такого типа создают большое сопротивление на выпуске, что ухудшает технико-экономические показатели двигателя.

Известна конструкция сажевого фильтра [2], выбранная в качестве ближайшего аналога. Фильтр содержит осадительную камеру циклона, коронирующий электрод, впускной тангенциальный патрубок и выпускной патрубок, бункер, блок питания. Двигатель имеет глушитель с корпусом. Поступающие в электроцентробежный фильтр отработавшими газами твердые частицы в зоне коронного разряда приобретают отрицательный заряд /вследствие адсорбции на них отрицательных ионов/ и под действием электрических и центробежных сил перемещаются к внутренней поверхности корпуса. Приблизившись к ней, далее они транспортируются потоком газа в бункер, где и оседают вследствие поворота газового потока. При этом необходимо отметить, что основную роль в улавливании частиц играют электрические силы, величина которых зависит от конфигурации и расположения коронирующих электродов. Саморегенерация осадительных поверхностей идет за счет газодинамики циклонного процесса и не сопровождается дополнительным выделением продуктов неполного сгорания, как при термической регенерации.

Однако раздельное исполнение сажевого фильтра и глушителя увеличивает габариты системы выпуска, создает проблему крепления и обслуживания сажеуловителя. Установка сажевого фильтра после глушителя, когда снижаются скорости отработавших газов, приводит к снижению эффективности очистки.

Ужесточение норм на выбросы твердых частиц с отработавшими газами двигателей, а также норм на интенсивность шума требует применения все более совершенных систем, одновременно включающих в себя решение этих двух проблем.

Изобретение решает задачу повышения эффективности очистки от сажи отработавших газов двигателей внутреннего сгорания при одновременном снижении уровня шума.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для очистки сажи отработавших газов и уменьшения шума содержит электроцентробежный фильтр, расположенный в корпусе глушителя, причем электроцентробежный фильтр содержит осадительную камеру с расположенным в ней коронирующим электродом, подключенные к разным полюсам блока питания входной патрубок с расположенным в нем ионизирующими электродами, выходной патрубок и бункер.

Расположение электроцентробежного фильтра в корпусе глушителя уменьшает интенсивность шума отработавших газов путем снижения скорости отработавших газов при прохождении их через центробежный фильтр без существенного увеличения сопротивления и засорения.

Расположение во входном патрубке ионизирующих электродов повышает эффективность очистки от сажи отработавших газов путем предварительной ионизации отработавших газов электродами.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен электроцентробежный фильтр устройства для очистки от сажи отработавших газов и уменьшения шума дизеля, а на фиг. 2 - общий вид устройства.

Устройство содержит корпус 1 глушителя, размещенный в нем фильтр 2, который представляет собой осадительную камеру 3 циклона, коронирующий электрод 4, закрепленный в камере 3 циклона и изолированный от него с помощью изолирующих прокладок 5, ионизирующие электроды 6 ионизатора, входной патрубок 7 и выходной патрубок 8, бункер 9, блок 10 питания. Глушитель имеет резонансные и расширительные камеры 11.

Устройство для очистки от сажи отработавших газов и уменьшения шума двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом.

Отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания направляются во входной патрубок 7, в котором размещены ионизирующие электроды 6. К электродам 6 подается высокое напряжение и через определенный интервал времени между ними проскакивает искра. Между ионизирующими электродами 6 возникает электрическое поле, благодаря которому происходит предварительная зарядка взвешенных твердых частиц отработавших газов /сажи/. Затем отработавшие газы поступают в рабочую зону электроцентробежного фильтра. Коронирующий электрод 4 подключен к отрицательному полюсу блока 10 питания. Твердые частицы в зоне коронирующего разряда приобретают отрицательный заряд /вследствие адсорбции на них отрицательных ионов/ и под действием электрических и центробежных сил перемещаются к внутренней поверхности камеры 3. В непосредственной близости от нее они транспортируются потоком газа в бункер 9, где и оседают вследствие дополнительного воздействия на них сил, возникающих в результате поворота газового потока, направляющегося в выходной патрубок 8.

Таким образом, происходит очистка отработавших газов от сажи. Степень очистки отработавших газов от сажи существенно повышается /до 86%/ по сравнению с аналогами.

Снижение уровня шума отработавших газов дополнительно происходит за счет снижения скорости отработавших газов вследствие поворота газового потока при прохождении через устройство. Кроме того, уменьшаются габариты системы выпуска газов двигателя.

Использование: в области двигателестроения, в частности в системах выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания направляются во входной патрубок 7, в котором размещены ионизирующие электроды 6. К электродам 6 подается высокое напряжение и через определенный интервал времени между ними проскакивает искра. Между электродами 6 возникает электрическое поле, благодаря которому происходит предварительная зарядка взвешенных в отработавших газах твердых частиц. Затем отработавшие газы поступают в рабочую зону электроцентробежного фильтра 2. Коронирующий электрод 4 подключен к отрицательному полюсу блока питания 10. Твердые частицы в зоне коронирующего разряда приобретают отрицательный заряд /вследствие адсорбции на них отрицательных ионов/ и под действием электрических и центробежных сил перемещаются к внутренней поверхности камеры 3. В непосредственной близости от нее они транспортируются потоком газа в бункер 9, где и оседают вследствие дополнительного воздействия на них сил, возникающих в результате поворота газового потока, направляющегося в выходной патрубок. Электроцентробежный фильтр 2 установлен в корпусе глушителя. 2 ил.

Устройство для очистки от сажи отработавших газов и уменьшения шума двигателей внутреннего сгорания, содержащее электроцентробежный фильтр, состоящий из осадительной камеры и расположенного в ней коронирующего электрода, подключенных к разным полюсам блока питания, а также входного и выходного патрубка и бункера, отличающееся тем, что электроцентробежный фильтр установлен в корпусе глушителя, а во входном патрубке фильтра расположены ионизирующие электроды.