CN114542254B - 一种汽车尾气排放处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供一种汽车尾气排放处理装置，包括设有进气口和排气口的壳体，在壳体内设有导流罩，导流罩与进气口间形成进气腔，在进气腔内设有第一级处理单元；所述导流罩大开口端朝向进气口一侧，导流罩小开口端向壳体底部延伸，在导流罩内侧形成过气腔，并在该过气腔内设有第二级处理单元；所述导流罩与壳体底部之间形成集气腔，导流罩外壁与壳体内壁间形成排气腔，在排气腔内设有第三级处理单元；所述壳体内侧的底部对应导流罩的小开口端设有尾部处理单元，即在集气腔内安装有尾部处理单元。本发明创造结构设计合理，巧妙的利用壳体内部空间，设计有多级净化结构，有效提高了汽车尾气的净化处理效果，工作稳定性高，使用寿命长。

Description

一种汽车尾气排放处理装置

技术领域

本发明创造属于废气处理设备技术领域，尤其是涉及一种汽车尾气排放处理装置。

背景技术

燃油车发动机工作过程中，会产生大量的一氧化碳、氮化物、碳氢化合物等有害气体，通常都需要采用带有尾气净化处理装置的排气系统对尾气进行污染物净化处理，将有害气体利用催化剂氧化和还原作用转化为无害的二氧化碳、水和氮气。传统的排气系统一般包括排气歧管、主排气管、尾气净化装置、消声器、排气尾管等部件，尾气净化处理装置一般包括三元催化器，利用尾气净化处理装置内载体件上涂覆的催化剂涂层与有害气体发生氧化、还原反应。但现有的尾气净化处理装置净化处理效果存在不足，致使排放的尾气中仍然残留有碳氢化合物、CO、NO等不完全燃烧物质，由于尾气净化处理装置轴向长度较长，占用空间较大，不仅影响排气系统整体布局，而且尾气沿轴向行经较长路径较长时，靠近尾气净化处理装置壳体部分的气体会与更多的与外界热交换，导致尾气热量损失增多，影响催化效果。

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，提出一种汽车尾气排放处理装置。

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：

一种汽车尾气排放处理装置，包括设有进气口和排气口的壳体，在壳体内设有导流罩，导流罩与进气口间形成进气腔，在进气腔内设有第一级处理单元；所述导流罩大开口端朝向进气口一侧，导流罩小开口端向壳体底部延伸，在导流罩内侧形成过气腔，并在该过气腔内设有第二级处理单元；所述导流罩与壳体底部之间形成集气腔，导流罩外壁与壳体内壁间形成排气腔，在排气腔内设有第三级处理单元；所述壳体内侧的底部对应导流罩的小开口端设有尾部处理单元，即在集气腔内安装有尾部处理单元；

所述导流罩包括直筒段、直筒段朝向进气口一侧的缩口段、以及直筒段朝向壳体底部一侧的扩口段，缩口段自由端提供所述大开口端，扩口段自由端提供所述小开口端；所述缩口段与直筒段间通过过渡段衔接；

所述第三级处理单元将排气腔内区域部分和外区域部分，外区域部分由导流罩外壁、壳体内壁以及第三级处理单元所限定，在壳体上安装有与外区域部分连通的排气结构，内区域部分与集气腔连通。

进一步，排气结构包括对称布置于壳体外侧的上排气管和下排气管。

进一步，所述导流罩缩口段呈锥筒状结构。

进一步，所述过渡段设计为波纹管状结构，通常，过渡段断面呈圆弧形，过渡段直径由直筒段一侧向缩口段一侧逐渐增大。

进一步，所述扩口段具有向外翻转的卷边结构，在壳体内壁或尾部处理单元上对应卷边结构设有挡圈，该挡圈伸入排气腔的一侧向导流罩延伸，并在末端设有向壳体底部一侧的回弯，在回弯处形成回流槽；所述卷边结构外缘直径大于挡圈内缘直径，使得挡圈与卷边结构之间形成过气通道。

进一步，所述尾部处理单元包括滤板，在滤板上设有若干滤孔，滤板外缘与壳体内壁间留有间隙，此实施方案时，挡圈设置在壳体内壁上，保证进入排气腔的气体受挡圈阻挡，可最大程度将液体捕获并收集至回流槽，而有效减少液滴随气体排出。

进一步，所述尾部处理单元包括转动安装于壳体底部的汽轮，在壳体内壁对应汽轮设有若干隔挡板，各隔挡板与汽轮外缘均留有间隙，且隔挡板沿壳体轴向的长度为汽轮宽度的1-1.5倍，将尾气中的颗粒物以及水分利用离心力甩向壳体内壁，得到有效净化。

进一步，所述直筒段外壁设有挡环，该挡环一侧与直筒段外壁贴合，另一侧设有向壳体底部的翻边，不仅进一步对尾气中液滴进行捕获，另外还可以有效的避免从过气通道吹出的尾气中液滴直接接触第三级处理单元载体主体部分表面，需要指出的是，第三级处理单元靠近壳体是允许有液体经过的，即，与生成的液体仅有小部分接触面积，对催化效果影响非常小。

进一步，第一级处理单元包括第一载体以第一载体上安装的过滤组件。

进一步，所述第二级处理单元包括第二载体以及第二载体表面涂覆的催化剂涂层，第三级处理单元包括第三载体以及第三载体表面涂覆的催化剂涂层。

本发明创造具有的优点和积极效果是：本发明创造结构设计合理，巧妙的利用壳体内部空间，设计有多级净化结构，有效提高了汽车尾气的净化处理效果，并且长久使用也不会发生堵塞，同时，能够有效缓解尾气瞬时冲击，工作稳定性高。

附图说明

图1是本发明创造的结构示意图；

图2是图1中去掉各级处理单元及尾部处理单元后的示意图；

图3是本发明创造中导流罩的结构示意图；

图4是本发明创造实施例中导流罩的过渡段设有波纹状结构的示意图；

图5是图4所示导流罩安装有第三级处理单元时的示意图；

图6是本发明创造实施例中导流罩设有波纹状结构时的示意图；

图7是图6中第二级处理单元发生堵塞使波纹状结构形变后的示意图；

图8是本发明创造实施例中设有挡环时的示意图；

图9是图8中A处结构的放大图。

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。

一种汽车尾气排放处理装置，如图1至图9所示，包括设有进气口1和排气口2的壳体3，在壳体内设有导流罩4，导流罩与进气口间形成进气腔5，在进气腔内设有第一级处理单元6；所述导流罩大开口端7朝向进气口一侧，导流罩小开口端8向壳体底部延伸，在导流罩内侧形成过气腔9，并在该过气腔内设有第二级处理单元10；所述导流罩与壳体底部之间形成集气腔11，导流罩外壁与壳体内壁间形成排气腔13，在排气腔内设有第三级处理单元14；所述壳体内侧的底部对应导流罩的小开口设有尾部处理单元15，即在集气腔内安装有尾部处理单元。

所述导流罩包括直筒段16、直筒段朝向进气口一侧的缩口段17、以及直筒段朝向壳体底部一侧的扩口段18，缩口段自由端提供所述大开口端，扩口段自由端提供所述小开口端；所述缩口段与直筒段间通过过渡段19衔接；通常，缩口段、直筒段以及扩口段采用一体成型结构。

所述第三级处理单元将排气腔内区域部分20和外区域部分21，外区域部分由导流罩外壁、壳体内壁以及第三级处理单元所限定，在壳体上安装有与外区域部分连通的排气结构22，内区域部分与集气腔连通，作为举例，排气结构包括壳体上安装的排气管路。优选的，所述排气结构包括对称布置于壳体外侧的上排气管和下排气管，下排气管可以有效的排出液体。通常，所述导流罩缩口段呈锥筒状结构。

所述扩口段具有向外翻转的卷边结构24，在壳体内壁或尾部处理单元上对应卷边结构设有挡圈25，该挡圈伸入排气腔的一侧向导流罩延伸，并在末端设有向壳体底部一侧的回弯26，在回弯处形成回流槽27；所述卷边结构外缘直径大于挡圈内缘直径，使得挡圈与卷边结构之间形成过气通道28。

在一个可选的实施例中，所述尾部处理单元包括滤板，在滤板上设有若干滤孔，滤板外缘一般与壳体内壁间留有间隙，此实施方案时，挡圈设置在壳体内壁上，保证进入排气腔的气体受挡圈阻挡，可最大程度将液体部分收集至回流槽，而不随气体排出。而在另一个可选的实施例中，所述尾部处理单元包括转动安装于壳体底部的汽轮29，在壳体内壁对应汽轮设有若干隔挡板30，各隔挡板沿壳体内壁圆周方向间隔布置。汽轮外缘与隔挡板均留有间隙，且隔挡板沿壳体轴向的长度为汽轮宽度的1-1.5倍即可，汽轮转动时能将尾气中的颗粒物以及水分利用离心力分离并甩向壳体内壁，隔挡板可以很好的捕获颗粒物等杂质，使尾气得到充分净化。汽轮可以由驱动机构驱动，也可以利用尾气直接驱动，本领域技术人员根据实际需要进行设计即可。当然，本领域技术人员也可以按需将尾部处理单元设计为载体并在载体上涂覆催化剂涂层的形式，以进一步提高催化反应效果，在此不再赘述。

在一个可选的实施例中，所述直筒段外壁设有挡环31，该挡环一侧与直筒段外壁贴合，另一侧设有向壳体底部的翻边32，挡环与卷边结构之间形成排气通道33。挡环的结构设计，不仅进一步对尾气中液滴进行捕获，另外还可以有效的避免从过气通道吹出的尾气中液滴直接接触第三级处理单元载体主体部分表面。需要指出的是，即使气流较大且夹杂部分液滴排出，也仅是液体与第三级处理单元局部接触(靠近壳体的小部分截面范围)，对催化效果影响非常小，况且此种工况是偶发的特殊情况，因此，本发明创造中液体部分回收效率高，同时，液体与第三级处理单元接触面积小，避免液体再次蒸发影响回收效率，且避免液体蒸发吸热影响催化还原反应效果，因此，这样的结构设计有效降低了对第三级处理单元载体表面温度的影响。壳体底部呈弧形结构，可最大程度使进入集气腔内的气体及液滴顺内壁向排气腔一侧移动，所产生的气流可以对各隔挡板间捕获的液滴或颗粒物进行吹拂，使液滴或颗粒物集聚至回流槽处，并在回流槽位置淌下，排入外区域部分。

作为举例，第一级处理单元包括第一载体以第一载体上安装的过滤组件。第二级处理单元包括第二载体以及第二载体表面涂覆的催化剂涂层，所述第三级处理单元包括第三载体以及第三载体表面涂覆的催化剂涂层。

第三级处理单元载体可以由不锈钢丝编织缠绕而成，优选的，第三级处理单元载体的缝隙可以小于第二级处理单元的载体缝隙，以最大限度提升尾气净化效果，随之而来的技术问题是，第三级处理单元横截面较小，加之第三处理单元中载体空隙更小，因此更易于发生堵塞，为了实现防堵塞的目的，在一个可选的实施例中，过渡段设计为波纹管状结构，通常，过渡段沿轴向方向的断面呈圆弧形23，其直径由直筒段一侧向缩口段一侧逐渐增大。而在一个可选的实施例中，将过渡段设计为包括波纹状结构12的形式。

上述设计有波纹状结构的导流罩，在导流罩两侧存在压差时，该波纹状结构的过渡段产生适应性形变，高压侧向低压侧挤压形变产生更大的容纳尾气的空间，同时由于波纹状结构布置在过渡段位置，在波纹状结构产生适应性形变时，导流罩横截面会适应性改变，以最大限度维持内外压力平衡以及尾气排放的稳定。作为进一步改进的方案，壳体对应排气腔的部分采用锥筒状结构，第三级处理单元固定在直筒段或是固定在过渡段靠近直筒段的一侧，能够保持第三级处理单元位置并达到有效净化尾气的同时，第二级处理单元能随波纹状的过渡段的轴向形变，而产生轴向位移，即，当第三级处理单元发生堵塞时，排气腔的内区域部分压力升高，气流会推动被堵塞的第三级处理单元沿轴向产生趋向于进气口一侧的位移，如图7所示，由于壳体对应第三级处理单元内表面呈斜面，第三级处理单元受压后过渡段产生轴向的收缩，并在第三级处理单元向进气口侧产生位移时，第三级处理单元外缘与壳体内壁间产生缝隙，以允许气流通过。通过这样的结构设计，在第三级处理单元载体发生堵塞或是瞬时气流冲击较大的情况发生时，通过牺牲第三级处理单元部分净化作用，来有效避免装置内部因堵塞造成压力过高的情况。上述设计既可以作为第三级处理单元堵塞时的尾气处理方案，同时在汽车尾气压力不稳时，即使有较大气流冲击，也会因第三级处理单元与壳体间的开口的启闭而产生泄压的效果，保证本尾气排放处理装置工作稳定。

本发明创造结构设计合理，巧妙的利用壳体内部空间，设计有多级净化结构，有效提高了汽车尾气的净化处理效果，并且长久使用也不会发生堵塞，同时，能够有效缓解尾气瞬时冲击，工作稳定性高。

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 (10)

1.一种汽车尾气排放处理装置，其特征在于，包括设有进气口和排气口的壳体，在壳体内设有导流罩，导流罩与进气口间形成进气腔，在进气腔内设有第一级处理单元；

所述导流罩大开口端朝向进气口一侧，导流罩小开口端向壳体底部延伸，在导流罩内侧形成过气腔，并在该过气腔内设有第二级处理单元；所述导流罩与壳体底部之间形成集气腔，导流罩外壁与壳体内壁间形成排气腔，在排气腔内设有第三级处理单元；所述壳体内侧的底部对应导流罩的小开口端设有尾部处理单元；

所述导流罩包括直筒段、直筒段朝向进气口一侧的缩口段、以及直筒段朝向壳体底部一侧的扩口段，缩口段自由端提供所述大开口端，扩口段自由端提供所述小开口端；所述缩口段与直筒段间通过过渡段衔接；

所述第三级处理单元将排气腔内区域部分和外区域部分，外区域部分由导流罩外壁、壳体内壁以及第三级处理单元所限定，在壳体上安装有与外区域部分连通的排气结构，内区域部分与集气腔连通。

2.根据权利要求1所述的一种汽车尾气排放处理装置，其特征在于：所述排气结构包括对称布置于壳体外侧的上排气管和下排气管。

3.根据权利要求1所述的一种汽车尾气排放处理装置，其特征在于：所述导流罩缩口段呈锥筒状结构。

4.根据权利要求3所述的一种汽车尾气排放处理装置，其特征在于：所述过渡段设计为波纹管状结构，且过渡段的直径由直筒段一侧向缩口段一侧逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的一种汽车尾气排放处理装置，其特征在于：所述扩口段具有向外翻转的卷边结构，在壳体内壁或尾部处理单元上对应卷边结构设有挡圈，该挡圈伸入排气腔的一侧向导流罩延伸，并在末端设有向壳体底部一侧的回弯，在回弯处形成回流槽；所述卷边结构外缘直径大于挡圈回弯处的内缘直径，使得挡圈与卷边结构之间形成过气通道。

6.根据权利要求5所述的一种汽车尾气排放处理装置，其特征在于：所述尾部处理单元包括滤板，在滤板上设有若干滤孔。

7.根据权利要求5所述的一种汽车尾气排放处理装置，其特征在于：所述尾部处理单元包括转动安装于壳体底部的汽轮，在壳体内壁对应汽轮设有若干隔挡板，各隔挡板与汽轮外缘均留有间隙，且隔挡板沿壳体轴向的长度为汽轮宽度的1-1.5倍。

8.根据权利要求7所述的一种汽车尾气排放处理装置，其特征在于：所述直筒段外壁设有挡环，该挡环一侧与直筒段外壁贴合，另一侧设有向壳体底部的翻边。

9.根据权利要求1所述的一种汽车尾气排放处理装置，其特征在于：所述第一级处理单元包括第一载体以第一载体上安装的过滤组件。

10.根据权利要求1所述的一种汽车尾气排放处理装置，其特征在于：所述第二级处理单元包括第二载体以及第二载体表面涂覆的催化剂涂层，所述第三级处理单元包括第三载体以及第三载体表面涂覆的催化剂涂层。

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