CN114412622B - 一种车辆尾气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供一种车辆尾气净化装置，包括设有进气口和排气口的壳体，壳体内部安装有导气筒，导气筒与壳体之间安装有净化处理单元；导气筒开口端朝向排气口一侧，且在壳体的排气口处安装有排气管，导气筒底部呈封闭结构；净化处理单元包括载体容器以及载体容器内的若干载体，在载体表面涂覆有催化剂涂层；载体容器内部具有集气腔，各载体依次布置在集气腔内，集气腔的进口朝向进气口一侧、出口朝向排气口一侧。本发明创造具有的优点和积极效果是：本发明创造结构紧凑、设计合理，经进气口进入装置的尾气经净化处理单元处理后又经后处理单元净化处理，在壳体内部空间经过较长路径且经多级净化，催化反应效果非常好，尾气处理效率高。

Description

一种车辆尾气净化装置

技术领域

本发明创造属于车辆尾气排放技术领域，尤其是涉及一种车辆尾气净化装置。

背景技术

车辆尾气中通常含有CO、氮化物以及碳氢化合物等有害物质，含有这些物质的废气排放到大气中，会对环境造成污染。为了控制尾气对环境的污染，通常会在车辆的排气管上安装尾气净化装置，利用装置中载体上的催化剂对废气中的有害物质催化，使CO氧化成二氧化碳气体，氮化物还原成氮气和氧气，碳氢化合物氧化成二氧化碳和水，将有害物质转化为无害物质，以降低尾气中污染物排放，但现有技术中的尾气净化装置对尾气净化处理效果不甚理想，尤其是长时间使用后，净化作用逐渐降低，尾气污染逐渐加剧。并且，尾气净化装置占用空间大，影响底盘结构布置，局限性大。因此，需要对现有的尾气净化装置进行优化改进。

发明内容

本发明创造要解决的问题是旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种车辆尾气净化装置。

为解决上述技术问题，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种车辆尾气净化装置，包括设有进气口和排气口的壳体，壳体内部安装有导气筒，导气筒与壳体之间安装有净化处理单元；

所述导气筒开口端朝向排气口一侧，且在壳体的排气口处安装有排气管，导气筒底部朝向进气口一侧布置，且呈封闭结构；所述排气管向导气筒底部延伸，并且排气管的末端与导气筒底部留有过气间隙，所述排气管外壁与导气筒内壁间形成过气通道；

所述净化处理单元包括载体容器以及载体容器内的若干载体，在载体表面涂覆有催化剂涂层；载体容器内部具有集气腔，各载体依次布置在集气腔内，集气腔的进口朝向进气口一侧、出口朝向排气口一侧；所述壳体内部由净化处理单元分隔为进气储气室和排气储气室，二者间通过集气腔连通；

所述排气管与导气筒间安装有后处理单元。

进一步，载体容器上间隔布置有形变段，每一形变段上安装一所述载体，形变段内腔横截面积小于载体容器主体部分横截面积。

进一步，所述后处理单元包括安装在排气管外壁的后处理载体，在后处理载体表面涂敷有催化剂涂层。

进一步，所述后处理载体在沿排气管外圆周方向上呈多瓣分布，相邻两瓣分体间贴合，可相对滑动，或者是留有微小的间隙，可相对移动，以保证各瓣分体间可相对产生移动，所述排气管上对应至少一瓣分体设有形变区。

进一步，所述后处理载体采用不锈钢丝编织缠绕而成。

进一步，所述形变区包括排气管上的波纹结构部分，具体实施时，可以是在排气管上开设一镂空孔，在镂空孔处焊接波纹板，能满足波纹管沿排气管轴向和/或径向适应性形变即可。

进一步，所述排气储气室设有中间处理单元，所述进气储气室设有前处理单元；所述中间处理单元的中间处理载体外缘紧贴壳体内壁，在中间处理载体中部开设有用于排气管穿入的过孔，中间处理载体与排气管间紧贴，并且导气筒开口端面紧贴中间处理载体。

进一步，所述载体容器包括若干弯曲布置的容器管，在壳体内设有隔板，各容器管安装在隔板上或安装在导气筒上，进气储气室和排气储气室分别处于隔板两侧。

进一步，各所述容器管布置在隔板处于进气储气室一侧，容器管的出口穿过隔板伸入排气储气室一侧。

本发明创造具有的优点和积极效果是：本发明创造结构紧凑、设计合理，经进气口进入装置的尾气经净化处理单元处理后又经后处理单元净化处理，在壳体内部空间经过较长路径且经多级净化，而且载体容器处于壳体内部，气流从载体容器的集气腔流动，减少了热交换，催化反应效果非常好，尾气处理效率高。在设有形变段的方案中，能够有效防止堵塞，极大的延长了本装置使用寿命。

附图说明

图1是本发明创造实施例的结构示意图；

图2是本发明创造实施例中设有前处理单元时的示意图；

图3是图1中去掉辅助处理载体时的示意图；

图4是图3去掉中间处理单元后的示意图；

图5是本发明创造实施例中容器管的示意图；

图6是图5中堵塞的载体对应的形变段产生形变状态时的示意图；

图7是图6中堵塞的载体脱离形变段后的示意图；

图8是本发明创造实施例中设有镂空孔的载体容器主体部分的示意图；

图9是图8中载体容器主体上镂空孔设有可形变结构时的示意图；

图10是本发明创造中间处理单元部分的截面图；

图11是本发明创造实施例中设有多排载体容器时的示意图；

图12是本发明创造中排气管内安装有末级处理结构的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不相冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面对本发明创造的具体实施例做详细说明。

一种车辆尾气净化装置，如图1至图12所示，包括设有进气口1和排气口2的壳体26，通常，可在壳体底部设置辅助处理载体，辅助处理载体上安装过滤网或是其它过滤结构，以进一步提升本装置的净化能力。所述壳体内部安装有导气筒3，导气筒与壳体之间安装有净化处理单元4。导气筒可通过支架安装在壳体内，优选可拆卸安装的方式，根据实际需要，可以将导气筒安装于壳体内壁或是安装于排气管上，本领域技术人员采用常规技术手段进行安装固定即可，只要能够保证导气筒安装固定牢靠，并不妨碍其它部件安装及工作即可，具体不作限定。

所述导气筒开口端5朝向排气口一侧，且在壳体的排气口处安装有排气管6，导气筒底部朝向进气口一侧布置，且导气筒底部呈封闭结构7，即，进气口进入的气体必须通过净化处理单元后才能经导气筒进入排气管排出，车辆尾气按预设路径通过。所述排气管向导气筒底部延伸（即排气管从排气口向进气口一侧延伸），并且排气管的末端与导气筒底部留有过气间隙8，所述排气管外壁与导气筒内壁间形成过气通道9，各附图中箭头所示方向即为车辆尾气的流动方向。

净化处理单元包括载体容器10以及载体容器内的若干载体11，在载体表面涂覆有催化剂涂层；载体容器内部具有集气腔12，各载体依次布置在集气腔内，集气腔的进口13朝向进气口一侧、出口14朝向排气口一侧；壳体内部由净化处理单元分隔为进气储气室15和排气储气室16，二者间通过载体容器（的集气腔）连通；排气管与导气筒间安装有后处理单元17。

上述载体容器上间隔布置有形变段18，每一形变段上安装一所述载体，形变段内腔横截面积小于载体容器主体部分横截面积。作为举例，形变段包括载体容器内壁上的可形变结构或是替代载体容器局部的可形变结构25。可形变结构与载体容器主体19部分间保证密封，无气体外溢，作为举例，可形变结构采用具有形变性能的波纹板或是其它能产生形变的块状或板状结构。可以是布置在载体容器内壁也可以是在载体容器上开设镂空孔24，在镂空孔处焊接具有形变性能的可形变结构。

载体受可形变结构夹持作用力或卡在可形变结构处，常态下，利用可行变结构保持住当前载体位置即可，这样的结构设计时，即使某处载体发生堵塞，如图6所示，在进气压力的作用下会撑开形变结构部位，使堵塞的载体进入内腔横截面积大于形变段的区域，如图7所示，使得集气腔重新贯通，不会导致整个装置直接堵塞而影响正常排气，因此，在保证尾气顺利排出的同时，还会继续利用除堵塞的载体之外的载体进行净化处理，保证尾气净化处理效果。需要指出的是，当堵塞住的载体受压脱离原位时，其受载面通常会发生变化，气流会经该载体未堵塞的部位进气，使已堵塞的载体重新获得净化能力，以延续载体的使用寿命。

上述后处理单元包括安装在排气管外壁的后处理载体，在后处理载体表面涂敷有催化剂涂层。在一个可选的实施例中，后处理载体在沿排气管外圆周方向上呈多瓣分布，相邻两瓣分体20间贴合，可相对滑动，或者是相邻两瓣分体间留有微小的间隙，可以保证各瓣分体间相对产生移动即可，所述排气管上对应至少一瓣分体设有形变区。作为举例，上述后处理载体采用不锈钢丝编织缠绕而成。这里所指的形变区可以与上述载体容器上可形变结构采用相同的结构设计，不再赘述。当然，为了防止形变区压缩量过大影响排气，可以在排气管内对应形变区设置末级处理结构，具体的，末级处理结构可以采用交错布置的数个板状或柱状的隔挡21，各个隔挡不仅能够进一步捕获尾气中的杂质，同时，还可以有效起到支撑作用，防止排气管型变量过大。需要指出的是，各隔挡相互错开，且隔挡在排气管长度方向上的投影面积，小于排气管横截面积的1/10-1/5，不会妨碍排气。

在设置后处理载体的方案中，为了进一步延长本净化装置使用寿命，以及提高产品稳定性和安全性，上述形变区包括排气管上的波纹结构部分，波纹结构部分与排气管主体结构间保持密封，不会有气体外溢。具体实施时，可以是在排气管上开设一镂空孔，在镂空孔处安装或焊接固定具有形变能力的波纹板，波纹板曲面与排气管大体一致，允许波纹板沿排气管轴向和/或径向产生形变即可。而在另一个可选的实施方案中，镂空孔处可安装或焊接固定具有弹性形变能力的柔性板，只要能够在常态下保持住后处理载体（分体）位置稳定即可。作为举例，柔性板可以采用弹簧钢制作。

即使后处理载体产生（局部）堵塞，则受气体气压作用，形变区（的波纹板或柔性板）可以产生至少下列一种形变：第一、形变区向排气管中心产生一定幅度收缩，形变区上的分体与导气筒间缝隙增加，气流可以通过；第二，形变区沿排气管轴向产生一定幅度形变，后处理载体中分体相互错开，气流可以通过。只需达成上述一种形变，即可保证气流通过，而不至于导致装置内气压过高，压力自适应平衡，使用效果好，安全稳定性高。

上述排气储气室设有中间处理单元22，进气储气室设有前处理单元23；所述中间处理单元的中间处理载体外缘紧贴壳体内壁，在中间处理载体中部开设有用于排气管穿入的过孔，中间处理载体与排气管间紧贴，并且导气筒开口端面紧贴中间处理载体。中间处理单元相当于增加了两级净化处理结构，充分利用壳体内部空间，结构布局紧凑，极大的提高了净化处理效果。

通常，载体容器包括若干弯曲布置的容器管，需要指出的是，容器管具有至少一个S型弯，有效延长了尾气行经路径，并且完曲设置的容器管提供了更大的容纳载体的空间，尾气依次经过多个载体得到有效净化处理，大幅提高了净化效果，可在壳体内设有隔板27，各容器管安装在隔板上或安装在导气筒上，进气储气室和排气储气室分别处于隔板两侧。载体可采用由不锈钢丝编织缠绕而成的球形结构。容器管的安装以不妨碍形变段形变为宜，比如，将容器管的非形变段部位安装固定在隔板上，形变段因压力变化所产生的适应性形变不受影响。各容器管布置在隔板处于进气储气室一侧，容器管的出口穿过隔板伸入排气储气室一侧。优选的，容器管进口端处于靠近壳体侧壁一侧，出口端靠近导气筒一侧，即容器管内进行催化作用的尾气温度不会因行经路径的延长而降低，而是由进气口进入壳体的高温尾气始终对对容器管内的气体进行热交换，起到保持容器管内气体温度的作用，有效保障催化效果，相对于现有技术产品，尾气净化处理质量更高。

需要说明的是，当载体容器采用具有S型弯的容器管时，为了提高净化效率，可以将载体容器并排布置多个，即沿壳体轴向布置多排容器管，同时进行催化作用。只要各个容器管的进口处于进气储气室，出口连通排储气室即可。而作为一个可选的改进方案，可将上述净化处理单元转动安装于导气筒，利用尾气气流带动净化处理单元（载体容器）转动，或是利用驱动机构（如电机）主动带动净化处理单元转动，对壳体内部的气流以及载体容器内的气流均形成有效的扰动，尤其是当净化处理单元转速较高时，还利用离心力分离尾气中的颗粒物及液滴，净化效果更佳。另需说明的是，本专利中未明确限定的处理单元可以采用现有技术进行常规设计，既可以是设计载体并在载体上涂覆催化剂涂层的设计方式，也可以是设计框架并在框架上安装过滤元件的设计方式，本装置优化设计了壳体、导气筒及排气管的空间布置形式，在更紧凑的空间内，实现更强的净化处理能力。

在一个可选的实施例中，所述隔板表面设有仿生结构，以利于捕获废气中的杂质。具体的，仿生结构包括隔板表面的若干沟槽，在沟槽内设有绒毛结构，各个沟槽大小不同形状各异，且隔板两侧表面均设有仿生结构，能够最大限度提高捕获废气中杂质的效果，提高净化处理效率，净化质量更高，污染物排放更少。优选的，隔板采用可拆卸的安装形式，便于隔板拆卸清理。

本发明创造结构紧凑、设计合理，经进气口进入装置的尾气经净化处理单元处理后又经后处理单元净化处理，在壳体内部空间经过较长路径且经多级净化，而且载体容器处于壳体内部，气流从载体容器的集气腔流动，减少了热交换，催化反应效果非常好，尾气处理效率高。在设有形变段的方案中，能够有效防止堵塞，极大的延长了本装置使用寿命。

对于本领域技术人员而言，显然本发明创造不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明创造的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明创造。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明创造的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明创造内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种车辆尾气净化装置，其特征在于：包括设有进气口和排气口的壳体，壳体内部安装有导气筒，导气筒与壳体之间安装有净化处理单元；

所述导气筒开口端朝向排气口一侧，且在壳体的排气口处安装有排气管，导气筒底部朝向进气口一侧布置，且呈封闭结构；所述排气管向导气筒底部延伸，并且排气管的末端与导气筒底部留有过气间隙，所述排气管外壁与导气筒内壁间形成过气通道；

所述净化处理单元包括载体容器以及载体容器内的若干载体，在载体表面涂覆有催化剂涂层；载体容器内部具有集气腔，各载体依次布置在集气腔内，集气腔的进口朝向进气口一侧、出口朝向排气口一侧；所述壳体内部由净化处理单元分隔为进气储气室和排气储气室，二者间通过集气腔连通；

所述排气管与导气筒间安装有后处理单元；

所述后处理单元包括安装在排气管外壁的后处理载体，在后处理载体表面涂敷有催化剂涂层；所述后处理载体在沿排气管外圆周方向上呈多瓣分布，所述排气管上对应至少一瓣分体设有形变区，当后处理载体产生堵塞时，所述形变区至少产生下列一种形变，第一，形变区向排气管中心收缩，使形变区上的分体与导气筒间缝隙增加，进而使气流通过；第二，形变区沿排气管轴向产生形变，使后处理载体中分体相互错开，进而使气流通过，以达到压力自适应平衡。

2.根据权利要求 1 所述的一种车辆尾气净化装置，其特征在于：所述载体容器上间隔布置有形变段，每一形变段上安装一所述载体，当载体发生堵塞时，在进气压力的作用下会撑开堵塞部位的形变段，使堵塞的载体进入内腔横截面积大于形变段的区域，使得集气腔重新贯通，同时，利用除该堵塞的载体之外的载体进行净化处理，以保证尾气净化处理效果。

3.根据权利要求 1 所述的一种车辆尾气净化装置，其特征在于：所述后处理载体采用不锈钢丝编织缠绕而成。

4.根据权利要求 1 所述的一种车辆尾气净化装置，其特征在于：所述形变区包括排气管上的波纹结构部分。

5.根据权利要求 1 所述的一种车辆尾气净化装置，其特征在于：所述排气储气室设有中间处理单元，所述进气储气室设有前处理单元；所述中间处理单元的中间处理载体外缘紧贴壳体内壁，在中间处理载体中部开设有用于排气管穿入的过孔，中间处理载体与排气管间紧贴，并且导气筒开口端面紧贴中间处理载体。

6.根据权利要求 1 所述的一种车辆尾气净化装置，其特征在于：所述载体容器包括若干弯曲布置的容器管，在壳体内设有隔板，各容器管安装在隔板上或安装在导气筒上，进气储气室和排气储气室分别处于隔板两侧。

7.根据权利要求 6 所述的一种车辆尾气净化装置，其特征在于：各所述容器管布置在隔板处于进气储气室一侧，容器管的出口穿过隔板伸入排气储气室一侧。

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