Устройство нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания

Устройство нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания

Реферат

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

Известно устройство нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее выхлопную трубу от двигателя внутреннего сгорания, реакторную камеру, сопло, теплоизоляцию (см. патент РФ №2197621, F 01 N 3/34, опубл. 2003).

Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому устройству нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания и принято 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 устройстве нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащем выхлопную трубу от двигателя внутреннего сгорания, реакторную камеру и сопло, согласно изобретению реакторная камера выполнена в виде двух камер: внутренней и внешней с возможностью создания двух потоков газов, один из которых проходит через внешнюю реакторную камеру, а второй - через внутреннюю реакторную камеру, внешняя реакторная камера снаружи не имеет теплоизоляционного слоя, а на ее внутренней стороне установлены перегородки, внутренняя реакторная камера оснащена перегородками снаружи и внутри, причем внутренние перегородки внутренней реакторной камеры изготовлены из платины, при этом устройство оснащено соплами для впрыска паров воды во внешнюю реакторную камеру, установленными на выходе потока выхлопных газов из внешней реакторной камеры.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства 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.

Реакторная камера 5 содержит внутреннюю реакторную камеру 3 и внешнюю реакторную камеру 2. Внешняя реакторная камера 2 имеет перегородки 9 внешней реакторной камеры. Внутренняя реакторная камера 3 оснащена перегородками снаружи и внутри. Снаружи расположены внешние перегородки 11 внутренней реакторной камеры, а внутри - внутренние перегородки 10 внутренней реакторной камеры. Причем внешние перегородки внутренней реакторной камеры являются внутренними перегородками внешней реакторной камеры. Внутренние перегородки 10 внутренней реакторной камеры изготовлены из катализатора, например платины.

Кроме того, особенностью предлагаемого устройства является отсутствие необходимости 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. Это повышает температуру стенок внешней 2 и внутренней 3 реакторных камер.

Также большим преимуществом предлагаемого технического решения является создание двух потоков выхлопных газов (за счет оснащения устройства двумя реакторными камерами 2 и 3).

Во внутренней реакторной камере и снаружи ее - различные способы нейтрализации выхлопных газов, позволяющие в большей степени доокислять продукты неполного сгорания топлива.

В прототипе выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания остаются в приземном слое атмосферы. Чтобы устранить этот недостаток и снизить концентрацию токсических продуктов неполного сгорания топлива в приземном слое атмосферы, устройство оснащено соплами для впрыскивания паров воды 12 во внешнюю реакторную камеру. При этом смесь потоков выхлопных газов атмосферным воздухом и парами воды имеет меньшую плотность, чем атмосфера в приземном слое.

Работа устройства осуществляется следующим образом. По выхлопной трубе от двигателя внутреннего сгорания 1 через сопло 4 проходит поток выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания 6, 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 выхлопных газов двигателя с атмосферным воздухом 8. Эта смесь, проходя через перегородки 9 внешней реакторной камеры, установленные на внутренней стороне внешней реакторной камеры 2, и внешние 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 ее и изготовленные из платины. За счет соприкосновения с перегородками и увеличения времени нахождения в реакторных камерах 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. Это 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 неё 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.

Устройство нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее выхлопную трубу от двигателя внутреннего сгорания, реакторную камеру и сопло, отличающееся тем, что реакторная камера выполнена в виде двух камер, внутренней и внешней, с возможностью создания двух потоков газов, один из которых проходит через внешнюю реакторную камеру, а второй - через внутреннюю реакторную камеру, внешняя реакторная камера снаружи не имеет теплоизоляционного слоя, а на ее внутренней стороне установлены перегородки, внутренняя реакторная камера оснащена перегородками снаружи и внутри, причем внутренние перегородки внутренней реакторной камеры изготовлены из платины, при этом устройство оснащено соплами для впрыска паров воды во внешнюю реакторную камеру, установленными на выходе потока выхлопных газов из внешней реакторной камеры.