專利名稱：柴油機尾氣多效凈化器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種尾氣凈化器，特別是一種柴油機尾氣凈化器。
背景技術：
柴油發(fā)動機排放出來的尾氣如何處理，一直是車輛工程以及環(huán)境工程所關注的問 題。柴油機尾氣除了排放廢熱之外，還包含有大量固體微粒、HC(碳氫化合物)、C0、N0x(各 類氮氧化合物)，對大氣污染嚴重。為了避免柴油機的尾氣污染大氣，現(xiàn)在的車輛配件中普遍都包含了尾氣凈化器。 現(xiàn)有柴油機尾氣凈化器基本上都采用催化劑凈化的模式，其重點在于在凈化器中裝有含催 化劑的陶瓷催化轉(zhuǎn)化器或金屬催化轉(zhuǎn)化器，通孔一般采用蜂窩式，利用氧化性催化劑將尾 氣中的HC和CO成分進行催化氧化，生成H2O和CO2;接著催化轉(zhuǎn)化裝置(SCR)向廢氣流中 輸入氨或尿素等還原劑對其進行還原，使其生成N2和O2等無害氣體?；蛘?，在尾氣通入催 化轉(zhuǎn)化器前，讓其先經(jīng)過熱反應器，使其在成分、溫度的均勻性方面得到改善，然后再氧化 排氣當中的HC和C0，并保持整個過程的高溫以利于后續(xù)的催化轉(zhuǎn)化處理。通常熱反應器分 為直流式、側(cè)流式和回流式三種。然而多數(shù)柴油機尾氣凈化器，只能進行單一凈化，不能對 尾氣進行多效的全面凈化處理。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的，是為了提供一種柴油機尾氣凈化器，其具有全面凈化柴油機 排放的尾氣中的固體微粒、HC、CO、NOx的特點。本實用新型解決其技術問題的解決方案是柴油機尾氣多效凈化器，其包括設有供尾氣進入的進氣口和排氣口的殼體，所述 殼體內(nèi)從進氣口開始依次設有順次連通的前熱反應室、設有與外界連通的進氣通道的二次 空氣凈化室、后熱反應室、催化轉(zhuǎn)化室，所述排氣口設在催化轉(zhuǎn)化室上。作為上述技術方案的進一步改進，所述前熱反應室為側(cè)流式熱反應器。作為上述技術方案的進一步改進，所述后熱反應室為直流式熱反應器。作為上述技術方案的進一步改進，所述后熱反應室內(nèi)設有將尾氣流速均勻化和將 尾氣中的微粒沉積均勻的微粒捕集器。作為上述技術方案的進一步改進，所述微粒捕集器為由電機驅(qū)動的、上面開有小 孔的長條形的導流板組。作為上述技術方案的進一步改進，所述進氣通道有若干個，均與前熱反應室的外 壁緊貼。作為上述技術方案的進一步改進，所述二次空氣凈化室的形狀為文丘里管式過 渡，將前熱反應室與后熱反應室聯(lián)通。作為上述技術方案的進一步改進，所述催化轉(zhuǎn)化室內(nèi)設有催化轉(zhuǎn)化器。作為上述技術方案的進一步改進，所述催化轉(zhuǎn)化器為金屬蜂窩載體催化轉(zhuǎn)化器，并且其尺寸按照柴油機的排量增大而相應增大。作為上述技術方案的進一步改進，所述進氣口設有聯(lián)接法蘭，排氣口的出口呈收 窄形狀。本實用新型的有益效果是本實用新型通過依次設置前熱反應室、二次空氣凈化 室、后熱反應室和催化轉(zhuǎn)化室，使柴油機尾氣在通過前熱反應室時其固體微粒大部分被濾 掉燃燒和熱降解除去，之后設在后熱反應室內(nèi)的的微粒捕集器會進一步的凈化尾氣當中的 固體微粒；尾氣當中的HC、CO會在前、后熱反應室、二次空氣凈化室和催化轉(zhuǎn)化室的多次凈 化作用下發(fā)生氧化反應生成H2O和CO2被除去；當尾氣最后經(jīng)過催化轉(zhuǎn)化室時，可對有害成 分NOx進行有效的還原凈化，之后排入大氣當中的柴油機尾氣，已經(jīng)經(jīng)過全面、有效的凈化 處理。本實用新型還將二次空氣凈化室設計成文丘里管式的過渡形狀，使得部分進入的 尾氣由于背壓增大而留在發(fā)動機氣缸里參加下一循環(huán)的燃燒，使缸內(nèi)EGR(排氣再循環(huán))率 可根據(jù)柴油機負荷自行調(diào)節(jié)達到其最佳性能。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單可靠，能全面凈化柴油機尾氣中的固體微粒、HC、CO、NOx，凈 化效果良好，可廣泛作為各種柴油機的尾氣處理凈化裝置。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步的說明。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)布置示意圖，其中箭頭表示氣流的方向；圖2是本實用新型的剖視圖，其中箭頭表示氣流的方向。
具體實施方式
參照
圖1，柴油機尾氣多效凈化器，其包括設有供尾氣進入的進氣口 11和排氣口 41的殼體5，所述殼體5內(nèi)從進氣口 11開始依次設有順次連通的前熱反應室1、設有與外界 連通的進氣通道21的二次空氣凈化室2、后熱反應室3、催化轉(zhuǎn)化室4，所述排氣口 41設在 催化轉(zhuǎn)化室4上。參照圖2，進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述前熱反應室1為側(cè)流式熱反應器。具 體地，所述側(cè)流式反應器的外壁由絕熱材料制成，內(nèi)部設有錐形的、具有多個直徑約3mm的 小孔的殼狀伸出作為微粒過濾使用。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述后熱反應室3為直流式熱反應器。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述后熱反應室3內(nèi)設有將尾氣流速均勻化和將尾 氣中的微粒沉積均勻的微粒捕集器。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述微粒捕集器為由電機32驅(qū)動的、上面開有小孔 的長條形的導流板組31。通過導流板組31的疏導，氣流可以變得均勻分布；長條形的導 流板組使用具有吸附碳煙顆粒的耐熱材料制成，合理設計開孔面積和孔的分布可以使過濾 中微粒沉淀均勻，有利于再生；另外，該微粒捕集器還可以通過發(fā)熱自凈，具體地，利用電機 32與導流板組31聯(lián)接的驅(qū)動桿作為自凈發(fā)熱器的正極，自凈發(fā)熱器在柴油機啟動前瞬間 達到高溫，將附在其上的碳煙顆粒清除；在電機32的控制下，長條形的導流板組31還可以 通過自身的共振震落吸附在其表面的碳煙顆粒，使其在柴油機起動后恢復吸附的能力。[0027]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述進氣通道21有若干個，均與前熱反應室1的外 壁緊貼。這樣的結(jié)構(gòu)，可以使前熱反應室1保溫，還可以讓流經(jīng)此處的二次空氣預熱。二次 空氣在進入后熱反應室2前得到預熱，將能增加O2的氧化活性，提高后熱反應室2對CO和 HC的凈化效能。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述二次空氣凈化室2的形狀為文丘里管式過渡， 將前熱反應室1與后熱反應室3聯(lián)通。排氣在經(jīng)過二次空氣凈化室2的收窄喉管時，由于 流通截面變小而使排氣的被壓增大，導致部分尾氣將留在發(fā)動機氣缸里參加下一循環(huán)的燃 燒，從而實現(xiàn)內(nèi)部排氣再循環(huán)的效果。二次空氣凈化室2的喉管前后壓力差是隨著發(fā)動機 負荷和轉(zhuǎn)速工況而變化的，當發(fā)動機負荷增加時，因為氣流量大，滯留在氣缸內(nèi)的廢氣也隨 之增加，EGR率上升，這正好滿足發(fā)動機的負荷增加則EGR率增加的要求，所以，本實用新型 可根據(jù)發(fā)動機負荷自行調(diào)節(jié)EGR率，實現(xiàn)對NOx排放的有效凈化。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述催化轉(zhuǎn)化室4內(nèi)設有催化轉(zhuǎn)化器。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述催化轉(zhuǎn)化器為金屬蜂窩載體催化轉(zhuǎn)化器，并且 其尺寸按照柴油機的排量增大而相應增大。采用金屬蜂窩載體催化轉(zhuǎn)化器，是因為柴油機 一般工作時震動大，普通陶瓷材料容易因承受不住振動沖擊而碎裂。增大尺寸后的金屬蜂 窩載體催化轉(zhuǎn)化器，可以增大氣體通過面積，減少背壓，還可以增加尾氣污染物和催化劑的 有效催化接觸面積，滿足大排量的柴油機尾氣凈化需求。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述進氣口 11設有聯(lián)接法蘭12，排氣口 41的出口呈 收窄形狀。聯(lián)接法蘭12與柴油機的排氣管直接相連，并且盡量靠近發(fā)動機的排氣門，使尾 氣在進入進氣口 11時的溫降不大，熱反應器能發(fā)揮更大效能；收窄的排氣口 41則有利于加 裝消聲器。工作時，柴油機排放的熱的尾氣從進氣口 11進入前熱反應室1，尾氣中的固體微 粒被微粒收集器吸附，并且濾掉燃燒和熱降解；接著沿著兩側(cè)的收窄通道進入二次空氣凈 化室2內(nèi)，部分尾氣由于背壓而被迫返回發(fā)動機氣缸內(nèi)參與二次燃燒，即進行EGR，提高氣 體的利用率，另外一部分的尾氣進入到二次空氣凈化室2內(nèi)后，與從進氣通道21進入的空 氣混合稀釋，降低了 O2的濃度，抑制了 NOx在燃燒過程中生成，同時提供的二次空氣，利于在 催化轉(zhuǎn)化過程中提高HC和CO的轉(zhuǎn)化率。氣體進入后熱反應室3中后，被導流板組31吸附 掉碳煙顆粒，并且被導流均勻，最后通入催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)進行催化轉(zhuǎn)化反應，綜合凈化其中的 CO、HC、NOx和再過濾碳煙顆粒后，再從排氣口 41排出。以上是對本實用新型的佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施 例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可作出種種的等同變形或 替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內(nèi)。
權利要求1.柴油機尾氣多效凈化器，其特征在于其包括設有供尾氣進入的進氣口(11)和排氣 口 的殼體(5)，所述殼體(5)內(nèi)從進氣口(11)開始依次設有順次連通的前熱反應室 (1)、設有與外界連通的進氣通道的二次空氣凈化室O)、后熱反應室(3)、催化轉(zhuǎn)化室 (4)，所述排氣口 (41)設在催化轉(zhuǎn)化室(4)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的柴油機尾氣多效凈化器，其特征在于所述前熱反應室(1) 為側(cè)流式熱反應器。
3.根據(jù)權利要求1所述的柴油機尾氣多效凈化器，其特征在于所述后熱反應室(3) 為直流式熱反應器。
4.根據(jù)權利要求3所述的柴油機尾氣多效凈化器，其特征在于所述后熱反應室(3) 內(nèi)設有將尾氣流速均勻化和將尾氣中的微粒沉積均勻的微粒捕集器。
5.根據(jù)權利要求4所述的柴油機尾氣多效凈化器，其特征在于所述微粒捕集器為由 電機(32)驅(qū)動的、上面開有小孔的長條形的導流板組(31)。
6.根據(jù)權利要求1所述的柴油機尾氣多效凈化器，其特征在于所述進氣通道有 若干個，均與前熱反應室(1)的外壁緊貼。
7.根據(jù)權利要求1、2、3、4或6所述的柴油機尾氣多效凈化器，其特征在于所述二次 空氣凈化室O)的形狀為文丘里管式過渡，將前熱反應室(1)與后熱反應室C3)聯(lián)通。
8.根據(jù)權利要求1所述的柴油機尾氣多效凈化器，其特征在于所述催化轉(zhuǎn)化室(4) 內(nèi)設有催化轉(zhuǎn)化器。
9.根據(jù)權利要求8所述的柴油機尾氣多效凈化器，其特征在于所述催化轉(zhuǎn)化器為金 屬蜂窩載體催化轉(zhuǎn)化器，并且其尺寸按照柴油機的排量增大而相應增大。
10.根據(jù)權利要求1所述的尾氣多效凈化器，其特征在于所述進氣口(11)設有聯(lián)接 法蘭(12)，排氣口 的出口呈收窄形狀。
專利摘要本實用新型公開了一種柴油機尾氣多效凈化器，其包括設有供尾氣進入的進氣口和排氣口的殼體，所述殼體內(nèi)從進氣口開始依次設有順次連通的前熱反應室、設有與外界連接的進氣通道的二次空氣凈化室、后熱反應室、催化轉(zhuǎn)化室，所述排氣口設在催化轉(zhuǎn)化室上。本實用新型通過依次設置前熱反應室、二次空氣凈化室、后熱反應室和催化轉(zhuǎn)化室，使柴油機尾氣在通過本實用新型的凈化處理排放到大氣前，已經(jīng)經(jīng)過全面的有效的凈化。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單可靠，能全面凈化柴油機排放的尾氣中的固體微粒、HC、CO、NOx，凈化效果良好，可廣泛作為各種柴油機的尾氣處理凈化裝置。
文檔編號F01N3/035GK201884097SQ20102059262
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權日2010年11月2日
發(fā)明者亓曉彬, 劉存山, 周玉海, 陳選民, 黃曉杏 申請人:廣州鐵路職業(yè)技術學院