CN106150623B - 可供暖的汽车尾气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可供暖的汽车尾气净化装置，包括：管体；三元催化剂；其中，出气管连接至两个支管，每个支管上设置有一个第一电控阀门，第一个支管连接至汽车空调系统，第二个支管的出口暴露在大气中；充气垫，其铺设在汽车座椅上，充气垫的充气口连接至汽车空调系统，充气垫的排气口连接至第二支管；控制器，其在检测到汽车空调系统的制热功能开启后，开启第一个支管上的第一电控阀门；同时控制器开启充气口上的第二电控阀门，而关闭排气口上的第二电控阀门，从而通过汽车空调系统向充气垫内充气，当充气垫内的气压达到第二设定范围时，控制器再关闭进气口上的第二电控阀门。本发明实现了对汽车尾气的彻底净化和高效利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种可供暖的汽车尾气净化装置。
背景技术
汽车尾气中常常会含有不少碳氢化合物、CO、NO等物质。为了控制汽车的尾气环境污染，会采取一些尾气处理手段。然而现有技术的尾气处理，净化效果还存在不足，尾气中仍然会残留含量不低的碳氢化合物、CO、NO等不完全燃烧物质。
发明内容
本发明设计开发了一种可彻底净化尾气的可供暖的汽车尾气净化装置。
本发明提供的技术方案为：
一种可供暖的汽车尾气净化装置，包括：
管体，其为具有进气口和出气口的中空管体，所述管体的内部由横向和纵向设置的多个隔板分隔成多个腔室，多个腔室按长方体的形式规则排列，每层腔室中相邻两个腔室之间的隔板开设有若干第一气孔，第一气孔的孔径为1～2mm，第一层腔室的最后一个腔室与第二层腔室的最后一个腔室之间的隔板开设有若干第二气孔，所述第二气孔的孔径为1～2mm，第二层腔室的第一个腔室与第三层腔室的第一个腔室之间的隔板开设有若干第三气孔，所述第三气孔的孔径为1～2mm，直到多个腔室连通形成一个从上向下延伸的蛇形流体路径，以位于最靠近所述进气口的一侧、且位于最靠上的一个腔室为第一个腔室，所述第一个腔室与所述进气口连通，以位于最靠近所述出气口的一侧、且位于最靠下的一个腔室为最后一个腔室，所述最后一个腔室与所述出气口连通；
三元催化剂，在每个腔室内填充有陶瓷载体，在陶瓷载体上涂覆有三元催化剂；
其中，所述出气口连接有一个出气管，所述出气管中设置有一个气体浓度检测器，所述气体浓度检测器用于检测从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度，所述出气管连接至两个支管，每个支管上设置有一个第一电控阀门，第一个支管连接至汽车空调系统，第二个支管的出口暴露在大气中；
充气垫，其铺设在汽车座椅上，所述充气垫的充气口连接至所述汽车空调系统，所述充气垫的排气口连接至所述第二个支管，所述充气口和所述排气口分别设置有一个第二电控阀门，所述充气垫内设置有一个气压传感器，所述气压传感器用于检测所述充气垫内的气压；
控制器，其连接至气体浓度检测器、两个第一电控阀门以及汽车行车电脑上，所述控制器接收所述汽车行车电脑的信号，在检测到所述汽车空调系统开启后，同时，所述控制器还接收所述气体浓度检测器的检测信号，并对从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度信号进行分析，当从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度均在第一设定范围之内，所述控制器则开启所述第一个支管上的第一电控阀门，而关闭所述第二个支管上的第一电控阀门，同时所述控制器开启所述充气口上的第二电控阀门，而关闭所述排气口上的第二电控阀门，从而通过所述汽车空调系统向所述充气垫内充气，并且所述控制器还接收所述气压传感器的检测信号，当所述充气垫内的气压达到第二设定范围时，所述控制器再关闭所述充气口上的第二电控阀门；当从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度不在第一设定范围之内，或者所述控制器未检测到所述汽车空调系统开启，则所述控制器关闭所述第一个支管上的第一电控阀门，而开启第二个支管上的第一电控阀门；所述控制器还根据外部输入的控制信号控制所述排气口上的第二电控阀门开启。
优选的是，所述的可供暖的汽车尾气净化装置中，所述第一气孔、所述第二气孔以及所述第三气孔的孔径均不相同。
优选的是，所述的可供暖的汽车尾气净化装置中，每个腔室均呈立方体形，每个腔室的宽度为3～5cm。
优选的是，所述的可供暖的汽车尾气净化装置中，所述第一个腔室的前侧是敞开的，所述最后一个腔室的后侧也是敞开的。
优选的是，所述的可供暖的汽车尾气净化装置中，所述管体内还设置有导流板，所述导流板设置在所述进气口的下边沿与所述第一个腔室的前侧的下边沿之间，从而在所述进气口与所述第一个腔室之间形成一个导流通道。
本发明所述的可供暖的汽车尾气净化装置通过在管体内设置多个隔板来分隔出多个腔室，多个腔室连通形成一个从上向下延伸的蛇形流体路径，从汽车排气系统排出的废气经过该蛇形流体路径，并且由于第一气孔、第二气孔和第三气孔的孔径不大，会导致腔室内的气压增加，进而导致废气被更充分地催化净化。本发明将出气管连接至汽车空调系统，在经过净化处理的气体符合标准后，则将气体供入至汽车空调系统内，从而有效利用汽车尾气中的热量，提高对资源的利用率。本发明可以将经过净化处理的气体经过汽车空调系统送入至一个充气垫内，该充气垫铺设在汽车座椅上，从而提高乘坐汽车的舒适度。本发明实现了对汽车尾气的彻底净化。
附图说明
图1为本发明所述的可供暖的汽车尾气净化装置的结构示意图。
图2为本发明所述的充气垫的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明提供一种可供暖的汽车尾气净化装置，包括：管体2，其为具有进气口1和出气口3的中空管体，所述管体的内部由横向和纵向设置的多个隔板分隔成多个腔室4，多个腔室4按长方体的形式规则排列，每层腔室中相邻两个腔室之间的隔板开设有若干第一气孔，第一气孔的孔径为1～2mm，第一层腔室的最后一个腔室与第二层腔室的最后一个腔室之间的隔板开设有若干第二气孔，所述第二气孔的孔径为1～2mm，第二层腔室的第一个腔室与第三层腔室的第一个腔室之间的隔板开设有若干第三气孔，所述第三气孔的孔径为1～2mm，直到多个腔室连通形成一个从上向下延伸的蛇形流体路径，以位于最靠近所述进气口的一侧、且位于最靠上的一个腔室为第一个腔室5，所述第一个腔室与所述进气口连通，以位于最靠近所述出气口的一侧、且位于最靠下的一个腔室为最后一个腔室6，所述最后一个腔室与所述出气口连通；三元催化剂，在每个腔室内填充有陶瓷载体，在陶瓷载体上涂覆有三元催化剂；其中，所述出气口连接有一个出气管7，所述出气管中设置有一个气体浓度检测器8，所述气体浓度检测器用于检测从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度，所述出气管连接至两个支管，每个支管上设置有一个第一电控阀门，第一个支管10连接至汽车空调系统，第二个支管9的出口暴露在大气中；充气垫13，其铺设在汽车座椅上，所述充气垫13的充气口14连接至所述汽车空调系统，所述充气垫的排气口16连接至所述第二个支管，所述充气口和所述排气口分别设置有一个第二电控阀门15，17，所述充气垫内设置有一个气压传感器，所述气压传感器18用于检测所述充气垫内的气压；控制器，其连接至气体浓度检测器、两个第一电控阀门以及汽车行车电脑上，所述控制器接收所述汽车行车电脑的信号，在检测到所述汽车空调系统的制热功能开启后，同时，所述控制器还接收所述气体浓度检测器的检测信号，并对从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度信号进行分析，当从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度均在第一设定范围之内，所述控制器则开启所述第一个支管10上的第一电控阀门12，而关闭所述第二个支管9上的第一电控阀门11，同时所述控制器开启所述充气口上的第二电控阀门，而关闭所述排气口上的第二电控阀门，从而通过所述汽车空调系统向所述充气垫内充气，并且所述控制器还接收所述气压传感器的检测信号，当所述充气垫内的气压达到第二设定范围时，所述控制器再关闭所述充气口上的第二电控阀门15；当从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度不在第一设定范围之内，或者所述控制器未检测到所述汽车空调系统开启，则所述控制器关闭所述第一个支管上的第一电控阀门，而开启第二个支管上的第一电控阀门；所述控制器还根据外部输入的控制信号控制所述排气口上的第二电控阀门17开启。
汽车废气通过进气口进入至中空管体内，并从第一个腔室开始逐个经过每个腔室，流经一个蛇形流体路径，在流动过程中被逐渐催化净化，最后从出气口排出。本发明有效延长了气流的路径，从而提高了催化净化的程度。另外一个方面，在同一层上相邻两个腔室之间的隔板开设第一气孔，即同一层上相邻两个腔室是通过第一气孔连通的，第一层腔室的最后一个腔室与第二层腔室的最后一个腔室通过第二气孔实现连通，第二层腔室的第一个腔室与第三层腔室的第一个腔室之间通过第三气孔实现连通，这样交错地进行下去，第三层腔室的最后一个腔室与第四层腔室的最后一个腔室通过第二气孔实现连通，第四层腔室的第一个腔室与第五层腔室的第一个腔室之间通过第三气孔实现连通，依次类推，最终将多个腔室连通成一个蛇形流体路径。由于第一气孔、第二气孔以及第三气孔的孔径都只有几毫米，非常小，这就导致汽车废气在流动过程中在每个腔室内的气压会上升，从而促使催化净化更有效率的发生。
汽车废气具有较高的温度，在经过多个腔室的净化后，经过净化的气体仍然具有较高的热量，此时如果将经过净化的气体直接排至大气中，实际是对能源的一种浪费。本发明将出气管连接至两个支管上，第一个支管连接至汽车空调系统，第二个支管的出口则暴露在大气中。当需要对汽车内部进行制热时，则汽车空调系统的制热功能相应开启，汽车行车电脑会生成汽车空调系统的制热功能被开启的信号，控制器获得该信号，同时控制器会监测经过处理的气体是否符合标准，即碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度均是否达到第一设定范围内，则经过处理的气体符合标准，可以直接送入汽车驾驶室内，则控制器才开启第一个支管上的第一电控阀门，将经过处理的气体送入至汽车空调系统中，汽车空调系统将对经过处理的气体制冷调温后，送入至汽车驾驶室内。
当汽车空调系统不工作，或者碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度未达到标准(后者是为了识别出陶瓷载体堵塞之类的故障，这类故障会导致经过处理的气体不合格，经过处理的气体不能送入汽车空调系统)，控制器就关闭第一个支管的第一电控阀门，而开启第二个支管的第一电控阀门，将经过处理的气体排出至大气中。
当汽车空调系统的制热功能开启，则控制器还控制充气垫的充气口上的第二电控阀门开启，汽车空调系统向充气垫内送入带有热量的经过净化处理的气体，待充气垫内的气压达到第二设地范围，即充气垫内的气体已经足够支撑人体，则停止向充气垫内充气。充气垫既可以提供保暖，提高了对能源的利用程度，又提高了乘客乘坐汽车的舒适度。
控制器可以接收外部输入的控制信号，比如可以在汽车操控面板上设置有控制面板，驾驶员通过在控制面板上操作来对控制器进行控制。当不需要使用充气垫时，可以通过输入外部的控制信号来使充气垫排气口上的第二电控阀门开启，则气体从第二个支管排至大气中。
优选的是，所述的可供暖的汽车尾气净化装置中，所述第一气孔、所述第二气孔以及所述第三气孔的孔径均不相同。当这三种气孔的孔径不同时，则可能导致一层腔室内的气压大，下一层腔室内的气压小，或者同一层的腔室之间的气压也不同，这有助于增加汽车废气流动的复杂性，促使形成涡流、回流之类的，进而提高催化净化的效率。
优选的是，所述的可供暖的汽车尾气净化装置中，每个腔室均呈立方体形，每个腔室的宽度为3～5cm。经研究，当每个腔室的宽度为3～5cm时，装置整体的效率更高。
优选的是，所述的可供暖的汽车尾气净化装置中，所述第一个腔室的前侧是敞开的，从而使进气口进入的汽车废气大量进入至第一个腔室内；所述最后一个腔室的后侧也是敞开的，从而使经净化的汽车废气可以大量从最后一个腔室排出。
优选的是，所述的可供暖的汽车尾气净化装置中，所述管体内还设置有导流板，所述导流板设置在所述进气口的下边沿与所述第一个腔室的前侧的下边沿之间，从而在所述进气口与所述第一个腔室之间形成一个导流通道。汽车废气从进气口直接经过导流通道进入第一个腔室内，导流板防止进气口和第一个腔室之间形成死角，防止汽车废气滞留在死角内。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (5)
1.一种可供暖的汽车尾气净化装置，包括：
管体，其为具有进气口和出气口的中空管体；
三元催化剂，在陶瓷载体上涂覆有三元催化剂；
其特征在于，还包括：
所述管体的内部由横向和纵向设置的多个隔板分隔出多个腔室，多个腔室按长方体的形式规则排列，每层腔室中相邻两个腔室之间的隔板开设有若干第一气孔，第一气孔的孔径为1~2mm，第一层腔室的最后一个腔室与第二层腔室的最后一个腔室之间的隔板开设有若干第二气孔，所述第二气孔的孔径为1~2mm，第二层腔室的第一个腔室与第三层腔室的第一个腔室之间的隔板开设有若干第三气孔，所述第三气孔的孔径为1~2mm，直到多个腔室连通形成一个从上向下延伸的蛇形流体路径，以位于最靠近所述进气口的一侧、且位于最靠上的一个腔室为第一个腔室，所述第一个腔室与所述进气口连通，以位于最靠近所述出气口的一侧、且位于最靠下的一个腔室为最后一个腔室，所述最后一个腔室与所述出气口连通；
在每个腔室内填充有陶瓷载体；
其中，所述出气口连接有一个出气管，所述出气管中设置有一个气体浓度检测器，所述气体浓度检测器用于检测从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度，所述出气管连接至两个支管，每个支管上设置有一个第一电控阀门，第一个支管连接至汽车空调系统，第二个支管的出口暴露在大气中；
充气垫，其铺设在汽车座椅上，所述充气垫的充气口连接至所述汽车空调系统，所述充气垫的排气口连接至所述第二个支管，所述充气口和所述排气口分别设置有一个第二电控阀门，所述充气垫内设置有一个气压传感器，所述气压传感器用于检测所述充气垫内的气压；
控制器，其连接至气体浓度检测器、两个第一电控阀门以及汽车行车电脑上，所述控制器接收所述汽车行车电脑的信号，在检测到所述汽车空调系统的制热功能开启后，同时，所述控制器还接收所述气体浓度检测器的检测信号，并对从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度信号进行分析，当从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度均在第一设定范围之内，所述控制器则开启所述第一个支管上的第一电控阀门，而关闭所述第二个支管上的第一电控阀门，同时所述控制器开启所述充气口上的第二电控阀门，而关闭所述排气口上的第二电控阀门，从而通过所述汽车空调系统向所述充气垫内充气，并且所述控制器还接收所述气压传感器的检测信号，当所述充气垫内的气压达到第二设定范围时，所述控制器再关闭所述充气口上的第二电控阀门；当从所述出气管排出的气体中碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化物的浓度不在第一设定范围之内，或者所述控制器未检测到所述汽车空调系统开启，则所述控制器关闭所述第一个支管上的第一电控阀门，而开启第二个支管上的第一电控阀门；所述控制器还根据外部输入的控制信号控制所述排气口上的第二电控阀门开启。
2.如权利要求1所述的可供暖的汽车尾气净化装置，其特征在于，所述第一气孔、所述第二气孔以及所述第三气孔的孔径均不相同。
3.如权利要求1所述的可供暖的汽车尾气净化装置，其特征在于，每个腔室均呈立方体形，每个腔室的宽度为3~5cm。
4.如权利要求1所述的可供暖的汽车尾气净化装置，其特征在于，所述第一个腔室的前侧是敞开的，所述最后一个腔室的后侧也是敞开的。
5.如权利要求1所述的可供暖的汽车尾气净化装置，其特征在于，所述管体内还设置有导流板，所述导流板设置在所述进气口的下边沿与所述第一个腔室的前侧的下边沿之间，从而在所述进气口与所述第一个腔室之间形成一个导流通道。
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