СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2005 года по МПК F01N3/08 

Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для снижения концентрации вредных выбросов в атмосферу.

Известен способ нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, включающий поступление горячих выхлопных газов из двигателя по теплоизолированной выхлопной трубе в теплоизолированную реакторную камеру, где создают условия нейтрализации неполного сгорания топлива, причем выхлопные газы смешиваются в реакторной камере с атмосферным воздухом, который подается в нее за счет энергии потока выхлопных газов (с использованием эффекта эжекции) (см. патент РФ №2197621, F 01 N 3/34, опубл. 2003).

Данный способ является наиболее близким к предлагаемому способу нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания и принят за прототип.

Недостатком данного технического решения является отсутствие снижения концентрации токсических продуктов неполного сгорания топлива в приземном слое атмосферы.

Задача изобретения - повышение эффективности нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания и снижение концентрации токсических продуктов неполного сгорания топлива в приземном слое атмосферы за счет насыщения выходящих из реакторной камеры газов парами воды.

Поставленная задача решается тем, что в способе нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, включающем поступление горячих выхлопных газов из двигателя по выхлопной трубе в реакторную камеру, причем выхлопные газы смешивают в реакторной камере с атмосферным воздухом, согласно изобретению при этом создают два потока выхлопных газов, один из которых пропускают через внешнюю реакторную камеру, а второй через внутреннюю реакторную камеру, причем процесс доокисления выхлопных газов во внешней и внутренней реакторных камерах проводят при различных условиях: во внешней реакторной камере подогревают выхлопные газы за счет повышенной температуры не теплоизолированных стенок внутренней реакторной камеры и перегородок, установленных на ней, и создают условия нейтрализации токсичных продуктов неполного сгорания топлива путем смешения их с атмосферным воздухом, увеличивают время пребывания выхлопных газов в зоне доокисления за счет установки перегородок, а во внутренней реакторной камере проводят процесс доокисления, увеличивая продолжительность пребывания выхлопных газов в зоне доокисления путем установки внутренних перегородок внутренней реакторной камеры, изготовленных из платины, и сохранения высокой температуры выхлопных газов в ней, которую обеспечивают потоком выхлопных газов и их доокислением во внешней реакторной камере, причем снижают концентрацию токсичных продуктов неполного сгорания топлива в приземном слое атмосферы за счет уменьшения плотности выхлопных газов, выходящих из реакторных камер, путем впрыскивания воды внутрь внешней реакторной камеры на выходе из нее.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема, позволяющая реализовать предлагаемый способ нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, где 1 - выхлопная труба от двигателя внутреннего сгорания; 2 - внешняя реакторная камера; 3 - внутренняя реакторная камера; 4 - сопло; 5 - реакторная камера; 6 - поток выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания; 7 - поток атмосферного воздуха; 8 - смесь потоков выхлопных газов с атмосферным воздухом; 9 - перегородки внешней реакторной камеры; 10 - внутренние перегородки внутренней реакторной камеры; 11 - внешние перегородки внутренней реакторной камеры; 12 - сопла для впрыскивания паров воды; 13 - смесь потоков выхлопных газов с атмосферным воздухом и парами воды.

Способ нейтрализации выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания осуществляется следующим образом. От двигателя по выхлопной трубе 1 через сопло 4 проходит поток 6 выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания, направленный во внешнюю 2 и внутреннюю 3 реакторные камеры.

Во внешнюю реакторную камеру 2 за счет эффекта эжекции поступает поток атмосферного воздуха 7, образуя смесь потоков 8 выхлопных газов двигателя с атмосферным воздухом. Эта смесь, проходя через перегородки 9 внешней реакторной камеры, установленные на внутренней стороне внешней реакторной камеры 2, и внутренние перегородки 11 внутренней реакторной камеры, установленные на внешней стороне внутренней реакторной камеры 3, и, соприкасаясь с ее внешней поверхностью, постоянно подогревается, в результате чего происходит доокисление выхлопных газов.

Поток выхлопных газов, попавший во внутреннюю реакторную камеру 3, проходит через внутренние перегородки 10 внутренней реакторной камеры, установленные внутри нее и изготовленные из каталитического нейтрализатора (например, платины), и происходит нейтрализация выхлопных газов. Температурный режим, необходимый для нейтрализации выхлопных газов, обеспечивается подводом к внутренней реакторной камере 3 тепла, полученного в ходе доокисления токсичных продуктов неполного сгорания топлива во внешней реакторной камере 2.

На выходе потока выхлопных газов из внешней реакторной камеры устанавливают сопла для впрыскивания паров воды 12, позволяющие впрыскивать в камеру пары воды для образования смеси потоков выхлопных газов с атмосферным воздухом и парами воды 13, что снижает концентрацию токсичных продуктов неполного сгорания топлива в приземном слое атмосферы за счет уменьшения плотности выхлопных газов, выходящих из реакторных камер.

По сравнению с прототипом предложенное техническое решение имеет следующие преимущества.

Отсутствует необходимость тепловой изоляции реакторной камеры, так как поддержание температурного режима, требующегося для полной нейтрализации токсических продуктов неполного сгорания во внутренней реакторной камере, происходит за счет доокисления выхлопных газов снаружи внутренней реакторной камеры.

Использование во внутренней реакторной камере и снаружи нее различных способов нейтрализации выхлопных газов позволяет в большей степени доокислять продукты неполного сгорания топлива.

Снижение концентрации токсических продуктов неполного сгорания топлива в приземном слое атмосферы за счет насыщения выходящих из реакторной камеры газов парами воды.

В способе нейтрализации поток выхлопных газов (ВГ) разделяют на два, один из которых пропускают через внешнюю реакторную камеру (РК), а другой - через внутреннюю. При этом процесс доокисления ВГ во внешней и внутренней РК проводят при различных условиях, так во внешней РК подогревают ВГ за счет повышенной температуры не теплоизолированных стенок внутренней РК и перегородок, установленных на ней. Кроме того, во внешней РК дополнительно создают условия нейтрализации токсичных продуктов сгорания топлива путем смешения их с атмосферным воздухом, а также увеличивают время пребывания ВГ в зоне доокисления за счет установки перегородок. Во внутренней РК увеличивают продолжительность пребывания ВГ в зоне доокисления с помощью перегородок из платины. Сохранение высокой температуры ВГ во внутренней РК обеспечивают потоком выхлопных газов и их доокислением во внешней РК. Кроме того, уменьшают плотность выхлопных газов, выходящих из РК, путем впрыскивания паров воды внутрь внешней РК на выходе из нее. Изобретение позволяет повысить эффективность нейтрализации. 1 ил.

Способ нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, включающий поступление горячих выхлопных газов из двигателя по выхлопной трубе в реакторную камеру, причем выхлопные газы смешивают в реакторной камере с атмосферным воздухом, отличающийся тем, что создают два потока выхлопных газов, один из которых пропускают через внешнюю реакторную камеру, а второй - через внутреннюю реакторную камеру, причем процесс доокисления выхлопных газов во внешней и внутренней реакторных камерах проводят при различных условиях: во внешней реакторной камере подогревают выхлопные газы за счет повышенной температуры нетеплоизолированных стенок внутренней реакторной камеры и перегородок, установленных в ней, и создают условия нейтрализации токсичных продуктов неполного сгорания топлива путем смешения их с атмосферным воздухом, увеличивают время пребывания выхлопных газов в зоне доокисления за счет установки перегородок, а во внутренней реакторной камере проводят процесс доокисления, увеличивая продолжительность пребывания выхлопных газов в зоне доокисления путем установки внутренних перегородок внутренней реакторной камеры, изготовленных из платины, и сохранения высокой температуры выхлопных газов в ней, которую обеспечивают потоком выхлопных газов и их доокислением во внешней реакторной камере, причем снижают концентрацию токсичных продуктов неполного сгорания топлива в приземном слое атмосферы за счет уменьшения плотности выхлопных газов, выходящих из реакторных камер, путем впрыскивания воды внутрь внешней реакторной камеры на выходе из нее.