專(zhuān)利名稱(chēng)：柴油機(jī)尾氣微粒捕集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于柴油機(jī)尾氣凈化處理領(lǐng)域，更具體地說(shuō)涉及一種柴油機(jī)尾氣微粒捕集器。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的需求也在迅速增長(zhǎng)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由于其機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、功率大、熱效率高、工作可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但同時(shí)也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染，其主要的有害排放是NOx、CO、HC和微粒，在我國(guó)以微粒的污染尤為突出，對(duì)人類(lèi)的健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此世界各國(guó)都采取措施，制定了日益嚴(yán)格的限制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)也在積極開(kāi)發(fā)柴油機(jī)尾氣凈化處理技術(shù)和裝置。
目前，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣微粒捕集器的類(lèi)型有整體式蜂窩狀堇青石過(guò)濾器、整體式蜂窩型碳化硅(SiC)過(guò)濾器、陶瓷纖維過(guò)濾器、金屬絲網(wǎng)過(guò)濾器、金屬纖維燒結(jié)氈過(guò)濾器等。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣微粒過(guò)濾器再生裝置類(lèi)型有自然催化劑再生系統(tǒng)、電加熱再生處理系統(tǒng)、柴油燃燒器加熱再生系統(tǒng)、脈沖空氣反洗裝置、燃油添加劑再生處理系統(tǒng)等。以上類(lèi)型的捕集器與再生處理方式組合后便產(chǎn)生了各種柴油機(jī)尾氣凈化處理技術(shù)和裝置。目前投入試驗(yàn)或使用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣微粒捕集器各自具有自身的特點(diǎn)，但也存在一些不足之處。比如，整體式蜂窩狀堇青石過(guò)濾器熱傳導(dǎo)率低、耐熱及抗震性差，加熱再生時(shí)易產(chǎn)生熱應(yīng)力開(kāi)裂、熔蝕等問(wèn)題；整體式蜂窩型碳化硅(SiC)過(guò)濾器熱膨脹系數(shù)高、抗震性差，加熱再生時(shí)易產(chǎn)生開(kāi)裂；陶瓷纖維過(guò)濾器單位體積的過(guò)濾面積小；金屬絲網(wǎng)過(guò)濾器重量大；金屬纖維燒結(jié)氈過(guò)濾器初期過(guò)濾效率低；催化劑再生系統(tǒng)只能應(yīng)用于低硫柴油；電加熱再生需要有較大的供電能力；柴油燃燒器加熱再生控制較為復(fù)雜，成本高；脈沖空氣反洗裝置需要輔助壓縮空氣系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)提供一種柴油機(jī)尾氣微粒捕集器，其具有良好捕集性能、抗振性好、使用壽命長(zhǎng)、體積及重量適合車(chē)輛空間、控制可靠、成本適度，可用于治理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣污染。
本實(shí)用新型的柴油機(jī)尾氣微粒捕集器結(jié)構(gòu)如圖1、2、3所示，主要包括扁袋式過(guò)濾元件的雙室過(guò)濾室和柴油燃燒器，其柴油燃燒器7通過(guò)燃燒器移動(dòng)氣缸6與過(guò)濾室的一端連接，柴油機(jī)尾氣進(jìn)氣口1設(shè)置在過(guò)濾室的另一端，所述過(guò)濾室分為5-1、5-2雙室結(jié)構(gòu)，過(guò)濾室內(nèi)設(shè)置的扁袋式過(guò)濾元件4呈平行排列狀，當(dāng)柴油燃燒器7與過(guò)濾室5-1連通時(shí)，轉(zhuǎn)換閥2則關(guān)閉過(guò)濾室5-1，開(kāi)通過(guò)濾室5-2；本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于所述燃燒器設(shè)置在裝置的低壓端，即尾氣過(guò)濾后的排放側(cè)(圖1或圖2的位置)，具體的說(shuō)，既可以是裝置的尾端(圖1)也可以是裝置的側(cè)面(圖2)；使得燃燒器產(chǎn)生的熱氣通過(guò)金屬纖維過(guò)濾介質(zhì)間接傳導(dǎo)加熱微粒層，微粒燃燒所需的氧氣來(lái)源于熱氣中的過(guò)剩氧氣，由于其中氧濃度較低，且通過(guò)金屬纖維過(guò)濾介質(zhì)間接傳輸給微粒，因此控制了微粒的燃燒速度。同時(shí)由于始終有充足的氣流流過(guò)過(guò)濾元件的表面，微粒燃燒產(chǎn)生的過(guò)多熱量被熱氣帶走，使得過(guò)濾元件的溫度能控制在合理范圍內(nèi)，保證了本裝置的安全和較長(zhǎng)的使用壽命。整套裝置設(shè)計(jì)為雙室結(jié)構(gòu)，過(guò)濾與再生分區(qū)進(jìn)行，使得過(guò)濾與再生互不干擾，無(wú)論發(fā)動(dòng)機(jī)處在何種工況下系統(tǒng)都能自動(dòng)工作。
為了提高燃燒再生效果，過(guò)濾室內(nèi)過(guò)濾元件外表面之間間隙為2～10mm。
本實(shí)用新型的工作原理為柴油機(jī)排出的尾氣從進(jìn)氣口1經(jīng)轉(zhuǎn)換閥2的開(kāi)啟側(cè)進(jìn)入過(guò)濾室5-2，扁袋式過(guò)濾元件4將尾氣中的微粒捕集于內(nèi)表面，過(guò)濾后的尾氣從扁袋式過(guò)濾元件4之間的縫隙流動(dòng)到尾氣排出口3排出。當(dāng)過(guò)濾元件捕集的微粒達(dá)到一定厚度(根據(jù)系統(tǒng)的壓力傳感器測(cè)定的背壓值確定)，控制器發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥2，關(guān)閉過(guò)濾室5-2，同時(shí)打開(kāi)過(guò)濾室5-1以維持系統(tǒng)繼續(xù)工作。之后，控制器發(fā)出指令移動(dòng)柴油燃燒器7，燒嘴與關(guān)閉的過(guò)濾室5-2連通，并開(kāi)始點(diǎn)火燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱氣從扁袋式過(guò)濾元件之間的縫隙中流過(guò)，從外表面開(kāi)始加熱過(guò)濾元件，通過(guò)熱傳導(dǎo)逐漸將過(guò)濾元件內(nèi)表面捕集的微粒加熱到燃點(diǎn)，微粒開(kāi)始燃燒，過(guò)濾元件的溫度迅速升高，反過(guò)來(lái)加熱燃燒器產(chǎn)生的熱氣。隨著高溫?zé)釟獾牧鲃?dòng)，微粒的燃燒從燒嘴近端逐漸向遠(yuǎn)端延伸，以完成整個(gè)過(guò)濾室的再生。在再生過(guò)程中，由于始終有充足氣流流過(guò)過(guò)濾元件的表面，微粒燃燒產(chǎn)生的過(guò)多熱量被熱氣帶走，使得過(guò)濾元件的溫度能維持在合理的范圍內(nèi)，使得整個(gè)再生過(guò)程平穩(wěn)進(jìn)行，保證了本實(shí)用新型的安全和較長(zhǎng)的使用壽命。


圖1是燃燒器布置在尾端的本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)及原理示意圖；圖2是燃燒器布置在側(cè)面的本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)及原理示意圖；圖3是圖2的B-B剖示圖；圖中1-發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣進(jìn)氣口 2-轉(zhuǎn)換閥 3-過(guò)濾后尾氣排出口4-扁袋式過(guò)濾元件 5-1-過(guò)濾室 5-2-過(guò)濾室 6-燃燒器移動(dòng)氣缸7-柴油燃燒器具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型用于中型公共汽車(chē)的設(shè)計(jì)方案。結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括扁袋式過(guò)濾元件的雙室過(guò)濾室和柴油燃燒器，其柴油燃燒器7通過(guò)燃燒器移動(dòng)氣缸6與過(guò)濾室的一端連接，柴油機(jī)尾氣進(jìn)氣口1設(shè)置在過(guò)濾室的另一端，所述過(guò)濾室分為5-1、5-2雙室結(jié)構(gòu)，過(guò)濾室內(nèi)設(shè)置的扁袋式過(guò)濾元件4呈平行排列狀，當(dāng)柴油燃燒器7與過(guò)濾室5-1連通時(shí)，轉(zhuǎn)換閥2則關(guān)閉過(guò)濾室5-1，開(kāi)通過(guò)濾室5-2，3是尾氣排出口，其主要技術(shù)參數(shù)如下過(guò)濾材料耐高溫金屬纖維燒結(jié)氈過(guò)濾元件類(lèi)型扁袋式扁袋式過(guò)濾元件外表面之間間隙5mm單室過(guò)濾面積1.5m2過(guò)濾室個(gè)數(shù)2柴油燃燒器功率5Kw轉(zhuǎn)換閥及燃燒器驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件氣缸供電要求DC 12V、150W壓縮空氣要求壓力≥0.5MPa、流量≥300ml/sec幾何尺寸φ270×950mm效果微粒捕集率≥80％，排放煙度值達(dá)到歐II標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種柴油機(jī)尾氣微粒捕集器，其特征在于主要包括扁袋式過(guò)濾元件的雙室過(guò)濾室和柴油燃燒器，其柴油燃燒器(7)通過(guò)燃燒器移動(dòng)氣缸(6)與過(guò)濾室的一端連接，柴油機(jī)尾氣進(jìn)氣口(1)設(shè)置在過(guò)濾室的另一端，所述過(guò)濾室分為(5-1)、(5-2)雙室結(jié)構(gòu)，過(guò)濾室內(nèi)設(shè)置的扁袋式過(guò)濾元件(4)呈平行排列狀；柴油燃燒器布置在過(guò)濾室的低壓端，所述低壓端是尾氣過(guò)濾后的排放側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)尾氣微粒捕集器其特征在于過(guò)濾室內(nèi)過(guò)濾元件外表面之間間隙為2～10mm。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種柴油機(jī)尾氣微粒捕集器，主要包括由平行排列狀的扁袋式過(guò)濾元件4組成的雙室過(guò)濾器5－1及5－2和柴油燃燒器7。當(dāng)燃燒器7與過(guò)濾室5－1連通時(shí)，轉(zhuǎn)換閥2則關(guān)閉過(guò)濾室5－1，而開(kāi)通過(guò)濾室5－2。反之亦然，使得過(guò)濾與再生分區(qū)交替進(jìn)行。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于所述燃燒器設(shè)置在裝置的低壓端，即尾氣過(guò)濾后的排放側(cè)。使得燃燒器產(chǎn)生的熱氣通過(guò)金屬纖維過(guò)濾介質(zhì)間接傳導(dǎo)加熱微粒層，微粒燃燒所需的氧氣來(lái)源于熱氣中的過(guò)剩氧氣，控制了微粒的燃燒速度；使得過(guò)濾元件的溫度能控制在合理范圍內(nèi)，保證了本裝置的安全和較長(zhǎng)的使用壽命。
文檔編號(hào)F01N3/023GK2767669SQ20042004350
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2004年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者張冶, 馬遠(yuǎn)華, 胡瑞華 申請(qǐng)人:廣州市新力金屬有限公司