柴油機(jī)廢氣再凈化裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，其包括：燃燒加熱單元、過濾單元、壓力傳感器、及溫度傳感器，所述燃燒加熱單元設(shè)置在引擎排氣出口端，所述燃燒加熱單元具有燃燒室、將燃料導(dǎo)入燃燒室的燃料霧化裝置以及用以點(diǎn)火燃燒由燃料霧化裝置噴出霧化燃料的點(diǎn)火裝置；所述過濾單元其內(nèi)設(shè)置至少一觸媒，所述觸媒用以過濾或分離有毒氣體還原為無(wú)毒空氣排出；所述壓力傳感器設(shè)置于觸媒二端，用以提供監(jiān)測(cè)觸媒前后排氣壓力的訊號(hào)輸出；所述溫度傳感器設(shè)置于過濾單元內(nèi)，用以偵測(cè)其溫度，并將其燃燒溫度的訊號(hào)輸出。以瞬態(tài)燃燒處理直接在行駛的過程中直接進(jìn)行廢氣的燃燒處理，而不需將車輛靜止下來(lái)。
【專利說(shuō)明】柴油機(jī)廢氣再凈化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型有關(guān)一種柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，尤其涉及一種不會(huì)因?yàn)闅埩艉跓燁w粒的累積進(jìn)而損害引擎與影響發(fā)電機(jī)功能的柴油機(jī)廢氣再凈化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]柴油引擎的原理是以壓縮點(diǎn)火方式，在氣缸內(nèi)引燃柴油或替代性燃料；由于熱效率良好，且動(dòng)力輸出巨大，因此柴油引擎得以廣泛運(yùn)用于大型車輛中。
[0003]柴油燃燒過程中常會(huì)產(chǎn)生各種氣、液、固態(tài)污染物，最主要為粒狀物(PM)、黑煙(Soot)、氮氧化物(NOx)等。另外也排放一氧化碳(CO)、硫氧化物(SOx)、二氧化碳(C02)、及碳?xì)浠衔?HC)等氣狀污染物。由各項(xiàng)研究顯示，氮氧化物是形成酸雨的元兇，亦會(huì)破壞臭氧層，與陽(yáng)光作用會(huì)產(chǎn)生有害的光化煙霧；粒狀污染物或黑煙中常含有多環(huán)芳香烴(PAHs, polycyclic aromatic hydrocarbons)及金屬化合物等，極可能造成人類肺部、氣管、呼吸道等病變。由于這些因素導(dǎo)致了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境的破壞，也危害了人體的健康，故逐漸為大眾所關(guān)切。
[0004]污染粒子的大小一般約在2μπι左右，在I μπι以下的微小粒子也很多，粒狀污染物吸進(jìn)人體后會(huì)刺激肺部系統(tǒng)，若長(zhǎng)期吸入會(huì)造成慢性呼吸系統(tǒng)疾病。這些粒狀污染物中并非只有眼睛看得到的黑煙(Soot)，也就是固形質(zhì)碳(Solid Carbon)，另外還含有許多重質(zhì)的碳?xì)浠衔镱?，這些用有機(jī)溶劑可以溶解，稱為可溶有機(jī)物質(zhì)(Soluable OrganicFract1n,簡(jiǎn)稱S0F)，這些物質(zhì)并非只有粒子狀單獨(dú)浮游，以液狀附著在碳微粒上的情形也有存在。這種可溶有機(jī)物質(zhì)為苯類(Benzo-a-Pyrene簡(jiǎn)稱Bap)的多環(huán)芳香族化合物(Poly-Aromatics Series)及硝基化合物(PAN)、硝(Nitro)等,都有致癌的慮。
[0005]由此可見，如何由防制技術(shù)或管制策略著手，進(jìn)而削減柴油車輛的排氣污染，以改善空氣質(zhì)量，一直被視為重要的環(huán)保課題的一。
[0006]改善柴油引擎排氣污染的方法著重于燃燒過程設(shè)計(jì)及引擎運(yùn)轉(zhuǎn)條件控制。然而現(xiàn)階段柴油車輛前處理污染控制技術(shù)的進(jìn)步已達(dá)到技術(shù)飽和的狀態(tài)，所以要在柴油車輛的前處理技術(shù)方面做進(jìn)一步的技術(shù)突破，儼然相當(dāng)有限；在排氣再凈化方面，可以用觸媒(Particulate trap)過濾引擎排氣中的微粒；觸媒的原理為讓引擎排氣通過孔隙微小緊密的濾蕊，截留煙粒而達(dá)到過濾的功能。觸媒使用一段時(shí)間后，煙粒會(huì)堆積于濾蕊的孔隙上，弓丨擎排氣背壓逐漸增加，引擎馬力輸出降低，甚至造成引擎過熱現(xiàn)象。如果能將觸媒內(nèi)堆積的煙粒藉氧化燃燒的方式去除，則可使觸媒回復(fù)過濾功能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于:提供一種移動(dòng)式車輛上的觸媒能完全自動(dòng)再生，特別在蜂巢式貴金屬陶瓷凈化觸媒前端加裝一組全自動(dòng)加熱處理系統(tǒng)。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0009]一種柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，其包括:燃燒加熱單元、過濾單元、壓力傳感器、及溫度傳感器，所述燃燒加熱單元設(shè)置在引擎排氣出口端，所述燃燒加熱單元具有燃燒室、將燃料導(dǎo)入燃燒室的燃料霧化裝置以及用以點(diǎn)火燃燒由燃料霧化裝置噴出霧化燃料的點(diǎn)火裝置；所述過濾單元其內(nèi)設(shè)置至少一觸媒，所述觸媒用以過濾或分離有毒氣體還原為無(wú)毒空氣排出；所述壓力傳感器設(shè)置于觸媒二端，用以提供監(jiān)測(cè)觸媒前后排氣壓力的訊號(hào)輸出；所述溫度傳感器設(shè)置于過濾單元內(nèi)，用以偵測(cè)其溫度，并將其燃燒溫度的訊號(hào)輸出。
[0010]采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型有益效果為:由于燃燒加熱單元、過濾單元、壓力傳感器、及溫度傳感器的設(shè)置，以瞬態(tài)燃燒處理直接在行駛的過程中直接進(jìn)行廢氣的燃燒處理，而不需將車輛靜止下來(lái)。
[0011]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)如下:
[0012]進(jìn)一步地，所述燃料霧化裝置設(shè)置在燃燒室側(cè)壁上，而點(diǎn)火裝置則設(shè)置在燃料霧化裝置的一側(cè)邊，使前述燃料霧化裝置所噴出的霧化燃料通過點(diǎn)火裝置后燃燒。
[0013]進(jìn)一步地，所述燃料霧化裝置外罩設(shè)有均溫濾網(wǎng)，以提供燃燒室溫度平均以及防止燃燒的燃料被廢氣吹息。
[0014]進(jìn)一步地，所述柴油機(jī)廢氣再凈化裝置還包括顯示單元。
[0015]進(jìn)一步地，所述顯示單元能顯示車輛啟動(dòng)的次數(shù)。
[0016]進(jìn)一步地,所述顯示單元能顯示車輛啟動(dòng)后的累計(jì)時(shí)數(shù)。
[0017]進(jìn)一步地，所述顯示單元能顯示壓力傳感器監(jiān)測(cè)到觸媒前后的背壓差。
[0018]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型柴油機(jī)廢氣再凈化裝置的示意圖。
[0020]圖中元件符號(hào)說(shuō)明:1.燃燒加熱單元，11.燃燒室，12.燃料霧化裝置，13.點(diǎn)火裝置，14.燃料，15.進(jìn)氣管道，16.鼓風(fēng)機(jī)，17.均溫濾網(wǎng)，2.過濾單元，21.直通式陶瓷觸媒，22.多孔式蜂巢觸媒,3.壓力傳感器,4.溫度傳感器,5.電子控制單兀,6.排氣出口端。
[0021]

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步地說(shuō)明。
[0023]如圖1所示，為符合本實(shí)用新型的柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，其包括:燃燒加熱單元1、過濾單元2、壓力傳感器3、溫度傳感器4以及電子控制單元5 (ECT)。
[0024]燃燒加熱單元I設(shè)置在引擎排氣出口端6。燃燒加熱單元I具有燃燒室11、進(jìn)氣管道15、將燃料14導(dǎo)入燃燒室11的燃料霧化裝置12以及用以點(diǎn)火燃燒由燃料霧化裝置12噴出霧化燃料的點(diǎn)火裝置13。燃燒加熱單元I或具有將燃料14導(dǎo)入以及用以燃燒霧化燃料的霧化燃燒裝置(即為燃料霧化裝置12與點(diǎn)火裝置13組合后的結(jié)合裝置)。其中燃料14為甲醇、乙醇、瓦斯以及燃油等可燃物質(zhì)。
[0025]過濾單元2內(nèi)設(shè)置至少一觸媒，該觸媒用以過濾或分離有毒氣體還原為無(wú)毒空氣排出。本實(shí)用新型的觸媒是以一直通式陶瓷觸媒21以及一多孔式蜂巢觸媒22作說(shuō)明；其中該直通式陶瓷觸媒21利用燃燒加熱單元I在線自動(dòng)加熱將直通式陶瓷觸媒21還原再生，而多孔式蜂巢觸媒22用以凈化排煙的濾煙凈化器；影響觸媒再生特性的主要參數(shù)為:1、排氣溫度，須高于煙粒燃點(diǎn)，煙粒氧化燃燒溫度為50(T60(TC，若濾蕊涂覆觸媒，氧化溫度降低至約400°C ;2、排氣流量；3、排氣中的含氧量；4、煙粒負(fù)荷。
[0026]觸媒為一種引導(dǎo)引擎廢氣通過具有為小孔隙濾材,并通過觸媒截留廢氣中的粒狀物而達(dá)到過濾的功能的設(shè)備。多孔式蜂巢觸媒22是以陶瓷材料做成蜂巢結(jié)構(gòu)，其兩相鄰信道的一出口封閉，另一通道引導(dǎo)廢氣由進(jìn)口處流入，被迫穿過管壁，由相鄰?fù)ǖ懒鞒觯瑹熈Ｔ饨亓舳_(dá)濾煙效果，多孔式蜂巢觸媒22的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。
[0027]壓力傳感器3設(shè)置在觸媒前后二端，以提供監(jiān)測(cè)觸媒前后排氣壓力的訊號(hào)輸出。溫度傳感器4設(shè)置在過濾單元2內(nèi)，通過偵測(cè)其溫度，亦將其燃燒溫度的訊號(hào)輸出。電子控制單元5電連接燃燒加熱單元1、壓力傳感器3以及溫度傳感器4。依據(jù)各傳感器的訊號(hào)配合電子控制單元5的參數(shù)進(jìn)行點(diǎn)火裝置13點(diǎn)燃由燃料霧化裝置12噴出霧化燃料的控制功能。一旦啟動(dòng)本實(shí)用新型的燃燒加熱單元1，則能在20分鐘內(nèi)提供平均溫度達(dá)500°C的以上的熱源進(jìn)入觸媒(直通式陶瓷觸媒21)內(nèi)，并把有毒粒子燒凈與還原觸媒，使觸媒達(dá)到通暢的濾煙功能。其中該電子控制單元5進(jìn)而包括作動(dòng)器(圖中未顯示)，該作動(dòng)器接受電子控制單元5所傳送的控制量，亦將此控制量轉(zhuǎn)換成物理量來(lái)作動(dòng)燃料霧化裝置12與點(diǎn)火裝置13。
[0028]燃燒加熱單元I安置在陶瓷觸媒前端靠近引擎排氣出口端，其主體為不銹鋼圓管，中段側(cè)邊加裝燃料霧化裝置12以及一油管外接油箱，該燃料霧化裝置12采用微電腦控制電子點(diǎn)火裝置13。
[0029]點(diǎn)火裝置13與燃料霧化裝置12由電子控制單元5全程監(jiān)控，配合電子控制單元5的參數(shù)進(jìn)行點(diǎn)火裝置13點(diǎn)燃燃料；所述柴油機(jī)廢氣再凈化裝置還包括顯示單元(未圖示)，顯示單元能顯示所述參數(shù)。其中該參數(shù)是車輛啟動(dòng)的次數(shù)或是是車輛啟動(dòng)后的累計(jì)時(shí)數(shù)，如車輛啟動(dòng)累計(jì)50小時(shí)(依車輛需求調(diào)整)；其中該參數(shù)是壓力傳感器3監(jiān)測(cè)到觸媒前后的背壓差，如背壓差達(dá)到3kpa時(shí)電子控制單元5就會(huì)傳達(dá)訊號(hào)，指示駕駛啟動(dòng)燃燒加熱單元I。
[0030]燃燒加熱單元I燃燒所需的空氣為利用引擎廢氣里的空氣或進(jìn)而包括由一鼓風(fēng)機(jī)16送風(fēng)經(jīng)由進(jìn)氣管道進(jìn)入燃燒加熱單元1，本實(shí)用新型能設(shè)計(jì)選擇在停車時(shí)開始啟動(dòng)燃燒加熱單元I。首先鼓風(fēng)機(jī)16送風(fēng),再由點(diǎn)火裝置13點(diǎn)火,如系統(tǒng)檢查正常,則開始啟動(dòng)并供應(yīng)燃料，如在10秒內(nèi)溫度偵測(cè)提升未達(dá)20°C則重新點(diǎn)火再啟動(dòng)，如此10次都未能啟動(dòng)燃燒時(shí)，故障燈亮起，通知技術(shù)人員維修。
[0031]當(dāng)油料傳感器偵測(cè)到油量不足需要填加燃料時(shí)，在燃燒過程中會(huì)自動(dòng)關(guān)閉點(diǎn)火裝置13與燃料霧化裝置12，待添加燃料后可再啟動(dòng)繼續(xù)燃燒，如正在加熱燃燒中，突然啟動(dòng)車輛，點(diǎn)火裝置13與燃料霧化裝置12會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，等待車輛完全靜止熄火時(shí)，可再啟動(dòng)系統(tǒng)燃燒，一直到所設(shè)定20分鐘預(yù)定燃燒時(shí)間完成，才會(huì)自動(dòng)停止，以將裝置在后端的多孔式蜂巢觸媒22內(nèi)所累積的黑臭炭粒子完全燃燒清除(再生)，并等待下次燃燒重新開始。
[0032]為防止燃燒加熱單元I正式運(yùn)作時(shí)，廢氣會(huì)將霧化燃料火焰吹滅，其能于燃料霧化裝置12外罩設(shè)一均溫濾網(wǎng)17，以提供燃燒室11溫度平均以及防止燃燒的燃料被廢氣吹肩、O
[0033]本實(shí)用新型所提供的柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，具有下列的優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型的柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，主要是以瞬態(tài)燃燒處理直接在行駛的過程中直接進(jìn)行廢氣的燃燒處理，而不需將車輛靜止下來(lái)。
[0034]本實(shí)用新型直接使用引擎廢氣里的空氣在燃燒室11直接進(jìn)行燃燒及進(jìn)行再生的步驟，其效果能使氮氧化物(NOx)可清除50%以上；如使用鼓風(fēng)機(jī)16將空氣引進(jìn)燃燒室11直接進(jìn)行燃燒及進(jìn)行再生的步驟，其效果均能使碳?xì)浠衔?HC)、一氧化碳(CO)可清除80%，氮氧化物(NOx)可清除20%以上，黑煙粒子可清除90%以上。
[0035]本實(shí)用新型不局限于上述具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，其包括:燃燒加熱單元、過濾單元、壓力傳感器、及溫度傳感器，其特征在于:所述燃燒加熱單元設(shè)置在引擎排氣出口端，所述燃燒加熱單元具有燃燒室、將燃料導(dǎo)入燃燒室的燃料霧化裝置以及用以點(diǎn)火燃燒由燃料霧化裝置噴出霧化燃料的點(diǎn)火裝置；所述過濾單元其內(nèi)設(shè)置至少一觸媒，所述觸媒用以過濾或分離有毒氣體還原為無(wú)毒空氣排出；所述壓力傳感器設(shè)置于觸媒二端，用以提供監(jiān)測(cè)觸媒前后排氣壓力的訊號(hào)輸出；所述溫度傳感器設(shè)置于過濾單元內(nèi)，用以偵測(cè)其溫度，并將其燃燒溫度的訊號(hào)輸出。
2.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，其特征在于:所述燃料霧化裝置設(shè)置在燃燒室側(cè)壁上，而點(diǎn)火裝置則設(shè)置在燃料霧化裝置的一側(cè)邊，使前述燃料霧化裝置所噴出的霧化燃料通過點(diǎn)火裝置后燃燒。
3.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，其特征在于:所述燃料霧化裝置外罩設(shè)有均溫濾網(wǎng)，以提供燃燒室溫度平均以及防止燃燒的燃料被廢氣吹息。
4.如權(quán)利要求3項(xiàng)所述的柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，其特征在于:所述柴油機(jī)廢氣再凈化裝置還包括顯示單元。
5.如權(quán)利要求4項(xiàng)所述的柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，其特征在于:所述顯示單元能顯示車輛啟動(dòng)的次數(shù)。
6.如權(quán)利要求5項(xiàng)所述的柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，其特征在于:所述顯示單元能顯示車輛啟動(dòng)后的累計(jì)時(shí)數(shù)。
7.如權(quán)利要求6項(xiàng)所述的柴油機(jī)廢氣再凈化裝置，其特征在于:所述顯示單元能顯示壓力傳感器監(jiān)測(cè)到觸媒前后的背壓差。
【文檔編號(hào)】F01N9/00GK204060866SQ201420412692
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】吳奇修, 李連濤 申請(qǐng)人:佰思電力設(shè)備（天津）有限公司