УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫХЛОПНОЙ СИСТЕМЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F01N3/08 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и предназначено для улавливания, очистки и дожигания несгоревших остатков жидкого и газообразного топлива ДВС и глушения шума выхлопа.

Устройство относится к термическим нейтрализаторам, использующим собственное тепло. Предложенное устройство может быть использовано также для дожигания топлива, включая твердое, в энергетических установках, например, на ТЭЦ.

Так как в термических нейтрализаторах происходит разделение на фракции несгоревших остатков топлива, их сжигание, а также дополнительно происходит глушение шума выхлопа, то нами проанализированы близкие технические решения, относящиеся к сепарации, сжиганию и глушению шума выхлопа в ДВС.

Известен глушитель выпуска ДВС, содержащий цилиндрический корпус с впускным и выпускным патрубками и нижней и верхней торцовыми стенками, лопаточный завихритель, установленный во внутреннем цилиндрическом кожухе-сетке, поперечную перегородку с центральным и периферийным отверстиями и конический обтекатель, установленный в приосевой зоне завихрителя. Кожух установлен соосно корпусу и образует с ним кольцевую полость. Сетка представляет собой отверстия-перфорации, выполненные в виде радиально отбуртованных прорезей (авт. свид. СССР N 1245730, F 01 N 3/00, 1986).

Недостатком известного устройства является возникновение вторичных вихрей в радиальных прорезях и встречных закрученных потоков в концевой зоне глушителя, что приводит к возникновению дополнительного аэродинамического шума и эффект снижения шума в значительной степени уменьшается.

Известно устройство для выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, коллектор для подачи газа, завихритель и накопитель, состоящие из секций, образованных перегородками, и расположенные в корпусе соосно один над другим. Завихритель снабжен завихривающими элементами в виде сопел и расположен в камере, которая сообщается с накопителем через сепарационные решетки, а корпус снабжен теплоизоляцией (патент РФ N 2064052, F 01 N 3/00, 1996).

Недостатком устройства является то, что аэродинамический вход имеет большое сопротивление из-за плоского торца на входе. Из-за отсутствия подачи вторичной струи газа (в устройстве нет центрального отверстия) происходит интенсивное всасывание внутрь устройства атмосферного воздуха, что снижает температуру внутри устройства и "разбавляет" газ вместо его дожигания. Кроме того, устройство имеет сложную технологию изготовления.

Задачей изобретения является создание эффективного устройства очистки выхлопных газов ДВС, обеспечивающего улучшение экологической обстановки окружающей среды, а также упрощение технологии изготовления.

Поставленная задача решается тем, что устройство для выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, коллектор для подачи газа, завихритель и накопитель, состоящие из секций, образованных перегородками, и расположенные в корпусе соосно один над другим, дополнительно снабжено коническим обтекателем, усеченная вершина которого обращена в сторону входного патрубка, и имеющем центральное отверстие диаметром не более половины диаметра выходного патрубка, секции завихрителя и накопителя расположены послойно и снабжены лопастями, расположенными тангенциально к внешнему диаметру выходного патрубка, а перегородки секций выполнены в виде боковых стенок полых многогранных усеченных пирамид, причем в секциях накопителя вышеназванные стенки многогранных усеченных пирамид направлены вершинами друг к другу, а основания этих пирамид соединены цилиндрической обечайкой.

На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого устройства в разрезе, на фиг. 2 - сечение устройства по завихрителю, на фиг. 3 - сечение устройства по накопителю.

Устройство для выхлопной системы ДВС (фиг. 1-3) содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, коллектор 4, многосекционный завихритель 5, многосекционный накопитель 6, перегородки 7, конический обтекатель 8, обечайку 9, которая является крышкой накопителя и лопасти 10. Усеченная вершина конического обтекателя 8 обращена в сторону входного патрубка 2. Лопасти 10 расположены тангенциально к внешнему диаметру выходного патрубка 3. В обтекателе 8 имеется центральное отверстие, диаметр которого не превышает половины диаметра выходного патрубка 3. Завихритель 5 и накопитель 6 (фиг. 2 и 3) состоят из секций, образованных перегородками 7. Секции завихрителя 5 и накопителя 6 расположены в корпусе соосно и послойно одна над другой. Перегородки 7 секций (как показано на фиг. 1-3) выполнены в виде боковых стенок полых многогранных усеченных пирамид. В секциях накопителя эти стенки многогранных усеченных пирамид направлены вершинами друг к другу, а основания этих пирамид соединены цилиндрической обечайкой 9. В другом варианте исполнения перегородки 7 секций могут быть выполнены в виде боковых стенок усеченного полого конуса. Лопасти 10 соединяют секции завихрителя 5 и накопителя 6 в единое целое.

Устройство работает следующим образом. При работе ДВС выхлопные газы, содержащие несгоревшее топливо в виде пара, поступают через входной патрубок 2, коллектор 4 через секции завихрителя 5 в центральную часть устройства и образует закрученный поток. Закрученный поток за счет разрежения в центре всасывает через центральное отверстие обтекателя 8 газ из коллектора 4, и, смешиваясь с ним, за счет инерционных сил отбрасывает тяжелые частицы в секции накопителя 6, остается там, и при наличии кислорода сгорает. В результате сгорания остатков топлива давление в секциях накопителя 6 повышается и происходит переток уже очищенного газа из накопителя 6 в центральную часть устройства и затем через выходной патрубок 3 - в атмосферу.

Изобретение может быть использовано в ДВС для улавливания, очистки и дожигания несгоревших остатков жидкого и газообразного топлива ДВС и глушения шума выхлопа. Устройство для выхлопной системы ДВС содержит корпус, входной и выходной патрубки, коллектор, многосекционный завихритель, многосекционный накопитель, перегородки, конический обтекатель, обечайку, которая является крышкой накопителя, и лопасти. Усеченная вершина конического обтекателя обращена в сторону входного патрубка. Лопасти распложены тангенциально к внешнему диаметру выходного патрубка. В обтекателе имеется центральное отверстие, диаметр которого не превышает половины диаметра выходного патрубка. Завихритель и накопитель состоят из секций, образованных перегородками. Секции завихрителя и накопителя расположены в корпусе соосно и послойно одна над другой. Перегородки секций выполнены в виде боковых стенок полых многогранных усеченных пирамид. В секциях накопителя эти стенки многогранных усеченных пирамид направлены вершинами друг к другу, а основания этих пирамид соединены цилиндрической обечайкой. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки выхлопных газов ДВС. 3 ил.

Устройство для выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, коллектор для подачи газа, завихритель и накопитель, состоящие из секций, образованных перегородками, и расположенные в корпусе соосно один над другим, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено коническим обтекателем, усеченная вершина которого обращена в сторону входного патрубка, и имеющем центральное отверстие диаметром не более половины диаметра выходного патрубка, секции завихрителя и накопителя расположены послойно и снабжены лопастями, расположенными тангенциально к внешнему диаметру выходного патрубка, а перегородки секций выполнены в виде боковых стенок полых многогранных усеченных пирамид, причем в секциях накопителя указанные стенки многогранных усеченных пирамид направлены вершинами друг к другу, а основания этих пирамид соединены цилиндрической обечайкой.