устройство обработки выхлопных газов без их выпуска

Формула изобретения

1. Устройство обработки выхлопных газов без их выпуска, содержащее камеру с отверстием, служащим только в качестве входа, характеризующееся тем, что включает участок обмена (2) за входом (1) для выхлопных газов, содержащий не менее двух ступеней, каждая из которых содержит по крайней мере одно сопло (21) и соответствующий ему диффузор (22), газообменную камеру (23), выполненную между соплом (21) и диффузором (22) и соединяющую их друг с другом, также включающее сквозное отверстие (24) для сообщения с атмосферой, выполненное в камере обмена (23) первой ступени участка обмена (2), камеру смешения газа (3), выполненную между двумя последовательными ступенями участка обмена (2), и обратную трубу (4) для соединения каждой ступени со входом первой ступени участка обмена (2).

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что дополнительно включает трубу разрежения (5), соединяющую между собой газообменные камеры (23) участка обмена (2) от третьей ступени до последней ступени при их наличии, или соединяющую между собой газообменную камеру (23) и камеру смешения газа (3).

3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что дополнительно включает патрубок (6) для сообщения с атмосферой, выполненный на камере смешения газа (3) последней ступени участка обмена (2).

4. Устройство по любому из пп.1-3, характеризующееся тем, что сопла (21) участка обмена (2) выполнены в виде сопел с ламинарным потоком.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройствам для устранения загрязнения окружающей среды выхлопными газами, в частности к устройству без выпуска выхлопных газов в результате их обработки.

Предшествующий уровень техники

Известно множество способов предотвращения загрязнения выхлопными газами, например обработка отработанных газов в двигателях транспортных средств и т.п. Некоторые технологии базируются на сочетании работы с использованием как топлива, так и аккумуляторных батарей, с целью уменьшения выпуска выхлопных газов, однако технология утилизации использованных батарей недостаточно отработана, что может привести к вторичному загрязнению окружающей среды. Некоторые технологии основаны на электронном впрыске в сочетании с трехэлементными каталитическими очистителями, при этом правительство Китая усиленно способствует расширению применения такой технологии для устранения загрязнения окружающей среды выхлопными газами транспортных средств. Трехэлементный каталитический очиститель представляет собой внешнее устройство очистки, содержащее три металлических элемента, в частности из платины, родия и палладия, с ячеистой структурой абсорбции. Когда при высокоскоростном режиме работы двигателя транспортного средства его температура достигает 700~800°С, то происходит химическая реакция с участием этих трех элементов, и они высокоэффективно абсорбируют и очищают выхлопные газы автомобиля, понижая содержание СО, НС и NO _x, делая их содержание в соответствии с национальными стандартами, касающимися выхлопных газов. Поскольку трехэлементный каталитический очиститель является только внешним устройством очистки, то его нормальная эксплуатация зависит от соотношения воздушно-топливной смеси и условий впрыска топлива в двигателе. В случае, если элементы системы электронного впрыска типа датчика кислорода, контрольного переключателя и/или воздушного клапана выходят из строя, трехэлементный каталитический очиститель вскоре перестает работать и выполнять свои функции. Далее, ячеистая структура каталитического очистителя легко перенасыщается и закупоривается, в результате чего она теряет очищающую способность. При этом необходимо заменять старый очиститель на новый, что увеличивает расходы пользователя (нормальный срок службы очистителя составляет до 90 дней). Трехэлементный каталитический очиститель играет свою роль в снижении загрязнений, но он не способен полностью устранять загрязнение выхлопными газами.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является обеспечения такого вида устройства обработки выхлопных газов без их выпуска, которое позволяет осуществить полное обезвреживание выхлопных газов.

Для достижения вышеуказанной цели в соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство обработки выхлопных газов без их выпуска, которое является камерой с отверстием, служащим только в качестве входа. Участок обмена за входом содержит не менее двух ступеней, каждая из этих ступеней включает по крайней мере одно сопло и соответствующий ему диффузор, а также газообменную камеру, выполненную между соплом и диффузором и соединяющую их друг с другом, сквозное отверстие, выполненное в камере обмена первой ступени участка обмена и сообщающееся с атмосферой, камеру смешения газа, выполненную между соединяемыми частями двух последовательных ступеней участка обмена. Имеется обратная труба для соединения каждой ступени со входом первой ступени участка обмена.

Также новым в настоящем изобретении является то, что для исключения выпуска имеется труба разрежения, соединяющая между собой газообменные камеры участка обмена от третьей ступени до последней ступени при их наличии или соединяющую между собой газообменную камеру и камеру смешения газа.

Дополнительно, новым в настоящем изобретении является то, что для исключения выпуска имеется патрубок для сообщения с атмосферой, выполненный на камере смешения газа последней ступени участка обмена.

Дополнительно, новым в настоящем изобретении является то, что для исключения выпуска сопла участка обмена могут быть выполнены в виде сопел с ламинарным потоком.

В такой конструкции, в устройство через его вход под давлением подаются выхлопные газы, которые поступают в секцию обмена и подаются на форсунки. Высокоскоростные струи газов вызывают усиленный эффект уноса и создают разрежение в газообменной камере, за счет чего воздух, содержащий кислород, всасывается в эту камеру из атмосферы через сквозное отверстие. Горючие газы в этой смеси газов высокого давления дожигаются в следующей газообменной камере и горючие и токсичные вещества распадаются за счет сжигания. Оставшиеся выхлопные газы поступают в следующую ступень участка обмена. На входе в следующую ступень участка обмена поток этих выхлопных газов закручивается с высокой скоростью благодаря разрежению в газообменной камере, созданному за счет обратной связи трубой разрежения, при этом отрицательная энергия от пониженного давления и положительная энергия потока выхлопных газов балансируются приводя к мощной циркуляции поток. Это вызывает мощные столкновения потоков и передачу импульса, т.е. возникновение газовой «черной дыры». Разрежение возрастает, за счет чего обрабатывается большее количество выхлопных газов, а оставшиеся несгоревшие газы возвращаются через обратную трубу ко входу устройства для повторной обработки. За счет этого способа происходит полное дожигание выхлопных газов без их выпуска.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - чертеж конструкции по одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - чертеж конструкции по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 - чертеж конструкции сопла по настоящему изобретению.

Фиг.4 - чертеж конструкции сопла с ламинарным потоком по настоящему изобретению.

Фиг.5 - поперечный разрез А-А устройства, приведенного на фиг.1.

Фиг.6 - поперечный разрез Б-Б устройства, приведенного на фиг.1.

Пример осуществления изобретения

Как показано на фиг.1, 3, 4, 5, устройство обработки выхлопных газов без их выпуска представляет собой резервуар с отверстием только в виде впускного отверстия. Участок обмена 2 из тринадцати последовательных ступеней выполнен внутри резервуара за входным отверстием 1. Первая ступень участка обмена 2 снабжена пятьюдесятью соплами 21 и соответствующими диффузорами 22, а газообменная камера 23 выполнена между соплом 21 и диффузором 22, соединяя их каналы между собой. Сквозное отверстии 24, соединяющееся с атмосферой, выполнено в газообменной камере 23 первой ступени участка обмена 2. В каждой из второй и третьей ступеней участка обмена 2 выполнено по пятьдесят сопел 21 и диффузоров 22. В четвертой ступени участка обмена 2 выполнено по сто сопел 21 и диффузоров 22. В каждой из пятой, шестой, седьмой, восьмой и девятой ступеней участка обмена 2 выполнено по двести сопел 21 и диффузоров 22. В каждой из десятой, одиннадцатой, двенадцатой и тринадцатой ступеней участка обмена 2 выполнено по двести сопел 21 и диффузоров 22. Камера смешения газа 3 выполнена между двумя последовательными ступенями участка обмена 2, соединяя эти ступени. У камеры смешения газа 3 каждой из второй, восьмой и тринадцатой ступеней участка обмена 2 имеется обратная труба 4, которая соединяет их со входом первой ступени участка обмена 2. Между газообменными камерами 23 от третьей ступени до последней ступени участка обмена 2 или между их газообменными камерами 23 и камерами смешения газа 3 выполнена соединяющая их труба разрежения 5. Камера смешения газа 3 последней ступени участка обмена 2 снабжена патрубком 6 для сообщения с атмосферой. Сопла 21 участка обмена 2 могут быть заменены на сопла с ламинарным потоком. Как показано на фиг.2, у камеры смешения газа 3 каждой из шестой, одиннадцатой и тринадцатой ступеней участка обмена 2 имеется обратная труба 4, которая соединяет их со входом первой ступени участка обмена 2. Труба разрежения 5 соединяет между собой каждую из газообменных камер 23 и соответствующих им камер смешения газа 3 от третьей ступени до восьмой ступени участка обмена 2. Газообменная камера 23 девятой ступени и камера смешения газа 3 десятой ступени участка обмена 2 также соединены трубой разрежения 5. Трубой разрежения 5 также соединены газообменная камера 23 второй ступени и камера смешения газа 3 одиннадцатой ступени участка обмена 2.

В рамках правовой охраны формулы изобретения возможно выполнение варианта параллельного соединения нескольких модулей первой ступени участка обмена 2 и N-ступенчатого участка обмена, где могут объединяться камеры смешения газа 3 и/или возможно использовать обводной канал камер смешения газа 3. Существует множество вариантов, с помощью которых можно достичь цель обезвреживания выхлопных газов без какого-либо выхлопа.

Уже был изготовлен опытный образец по настоящему изобретению, при этом в ходе испытаний этого образца не было обнаружено выпуска токсичных выхлопных газов.