CN1646801A - 废气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种废气净化装置，其特征在于，在从燃料箱(16)到内燃机(14)的燃料管道(18)的路径上，连接填充有由产生负离子的尼龙和陶瓷的混合物构成的催化物质(10)的筒体(24)，对运送的石油等液体燃料(12)提供负电荷。由此，在从燃料箱到内燃机的燃料管道路径上设置对液体燃料实施燃烧前处理的催化剂，减少从内燃机排出的废气中的有害物质。

Description

废气净化装置
技术领域
本发明涉及一种废气净化装置，该装置是在汽车、船舶、飞机等的内燃机的废气净化领域中，特别是在从燃料箱到内燃机的燃料管道路径上设置催化物质，减少从内燃机排出的废气中的有害物质。
背景技术
通常在汽车的内燃机排气管中装有3维催化剂，对从内燃机排出的有害物质进行后处理。另外，中间处理是在增强内燃机燃烧效果的稀薄混合气发动机、以及直喷式柴油机、直喷式汽油发动机等中进行的。但是，只通过这样的后处理和中间处理对于充分降低有害物质是有限度的。
因此，尝试在从燃料箱到内燃机的燃料管道路径上设置催化物质，在液体燃料到达内燃机之前即燃烧前实施处理，从而促使有害物质的减少。
作为这种催化物质，如在下面的专利文献1、2中都有公开。作为日本特许公报的特开平11-153319号公报(专利文献1)中所述的催化物质，是由易带正电的尼龙、丝绸、鳞石英中的任意物质构成的。另外，日本特许第2918880号公报(专利文献2)中所述的催化物质是通过对树脂、碳源、二氧化硅源以及玻璃纤维等构成的组合物进行加热加压成形、熟化而构成的。
然而，在任一专利文献中都记载了：可以通过使液体燃料通过上述的催化物质中，提高该液体燃料的燃烧效率，从而降低废气中的有害物质。
但是，如同专利文献1所述的催化物质，当单体使用尼龙、丝绸、鳞石英中的任意时，确实出现有害物质减少的效果，但该效果无法达到足够令人满意的程度。而且，当使用丝绸或鳞石英时，存在成形性变差、每件产品的性能容易出现偏差等不良情况。
另外，如同专利文献2所述的催化物质，当以规定的重量比混合多种材料时，容易出现制造工序变得复杂，且制造成本增加等不良情形。
发明内容
本发明的目的是提供一种废气净化装置，该装置能改进用于液体燃料的燃烧前处理的催化剂，减少有害物质，较好提高燃烧效率，同时也能实现产品性能的稳定化和制造成本的降低。
为了解决上述课题，本发明的废气净化装置的特征在于，在从燃料箱到内燃机之间的燃料管道路径上设置使通过该燃料管道的石油液体燃料带有负电荷的催化物质，该催化物质是由产生负离子的尼龙和陶瓷的混合物构成。
根据上述，本发明中通过把尼龙和陶瓷的混合物作为石油系液体燃料的催化剂来使用，能提高内燃机的燃烧效果，减少从内燃机中排出的废气中的有害物质(CO、HC、NOx)，有助于保护环境，同时和只使用尼龙球的催化物质相比，能获得高于数十％的有害物质降低效果，且可以产生更稳定的效果。
而且，和只使用陶瓷的催化物质相比，因轻量且在尼龙的作用下具有良好的成形性，能较容易地使催化物质的大小和形状大致均匀一致，从而使产品性能稳定。另外，和由多种材料混合而成的催化物质相比，能控制制造成本。
具体地说，在燃料管道的路径上设置容纳了催化物质的筒体，以使通过该燃料管道的液体燃料接触催化物质。
由此，通过内燃机的燃烧前的催化剂处理可以使液体燃料带负电，能提高燃料的燃烧效率，减少从内燃机排出有害物质，并有助于保护环境，同时也能节省燃料。
另外，催化物质是混合尼龙和陶瓷的粉粒体并形成直径为5～10mm的球状的物质，尼龙和陶瓷的混合比率是以重量比(85∶15)～(95∶5)作为范围的。而且，形成催化物质的陶瓷的主要构成成分是含有铈、镧、氟、钕、二氧化硅中的一种或两种以上的物质。
另外，筒体是由容易产生正电的尼龙材料形成，为了把负电荷送到该筒体，把筒体与内燃机的机体的风扇旁边的护罩等易带负电的部位连接。
由此，可以持续地把负电荷输送到筒体，从而达到使液体燃料确实可靠地带上负电的目的。
附图说明：
图1是本发明的1个实施方式的废气净化装置的配置概要图。
图2是本发明的1个实施方式的废气净化装置的纵向剖面图。
图3是表示形成了孔和沟槽的催化物质的立体图。
图4是表示其他实施方式的废气净化装置的配置概要图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细说明本发明的实施方式。本发明的废气净化装置是净化汽车、船舶、飞机等内燃机的废气的装置，如图1所示，在从燃料箱16到内燃机14之间的燃料管道18的路径上，设置向通过该燃料管道18的石油液体燃料12赋予负电荷的催化物质10。此外，20是排气管，22是废气。具体地说，如图2所示，在设置在燃料管道18路径上的筒体24中充填有催化物质10。
催化物质10是由产生负离子的尼龙和陶瓷的混合物构成，通过使该催化物质10接触液体燃料12而提供负离子，从而使液体燃料12带负电，并发生负离子化。这优选在液体燃料12即将进入内燃机14之前进行。
另外，关于催化物质10，优选混合由数μm～数百μm的粉粒体构成的尼龙和陶瓷，并形成为直径为5～10mm的球状，优选该尼龙和陶瓷的混合比率在(85∶15)～(95∶5)的重量比范围内。如果催化物质10的直径小于5mm，则容易增大液体燃料12的通过阻力，如果直径大于10mm，则负离子的赋予效率降低，所以不作为优选。另外，如果尼龙和陶瓷的混合比率是在上述范围之外，则负离子的赋予效率降低，所以不作为优选。
而且，作为陶瓷的主要构成成分，优选含有产生较多负离子的铈Ce、镧La、氟F、钕Nd、二氧化硅SiO2，也可以是含有一种或两种以上上述成分的物质。
由此，催化物质10是由尼龙和陶瓷的混合物构成，所以如和仅使用陶瓷的催化物质相比，因轻量且在尼龙的作用下具有良好的成形性，能使如上所述的球状加工变得简单，并能较容易地获得粒径大致均匀一致的催化物质10，抑制每件产品的性能偏差。而且，如图3所示，对于形成了球状的催化物质10，也能进一步简单地形成孔30或沟31，从而增大催化物质10的表面积，并能增大和液体燃料12的接触面积，能进一步提高作为催化剂的功能。另外，因仅由尼龙和陶瓷构成，所以和混合多种材料而成的催化物质相比，可以控制制造成本。
在上述构成中，使液体燃料12接触设置在从燃料箱16到内燃机14的燃料管道18之间的催化物质10，使液体燃料12负离子化。另一方面，成为混合气的空气通过与车身的摩擦而被夺取电荷，所以发生正离子化。当这些负离子化的燃料12和正离子化的空气成为混合气时，以利用了静电的静电涂装的方式相互吸引电荷，所以能进行均匀的混合，由此能提高液体燃料12的燃烧效率。
图4中，筒体24是由易带正电的尼龙形成，把筒体24与内燃机的机体的风扇28旁边的护罩等易带负电的部位连接，使该筒体24带负电，通过把负电荷持续地输送到筒体24上，使液体燃料12带负电，从而提高液体燃料12的燃烧效率。
此外，本发明并不限定在上述实施方式，当然可以在本发明的范围内对上述实施方式进行较多的修正和更改。
(实施例1)
把下述两种燃料离子化的废气净化装置连接在汽油发动机1800cc的同一汽车燃料管道上，研究废气22中CO和HC的浓度，该两种装置是：在直径30mm且长95mm的筒体24中放置尼龙球(直径8mm)的废气净化装置；以及将以90∶10的重量比混合尼龙和陶瓷的2～5μm粉体而得的球体(直径8mm)放置在筒体24(直径30mm、长95mm)中的、由尼龙和陶瓷的混合物而引起燃料离子化的废气净化装置。其结果如下表所示。
                      表1
汽油发动机1800cc     CO(％)     HC(ppm)
通常     0.29     242
设置有装置(尼龙)     0.12     83
设置有装置(尼龙和陶瓷)     0.08     44
上述测定所使用的机器是CO-HC分析仪EIR2105(株式会社柳川製作所)，用于测量空载时的废气。从该实验结果可知，由尼龙和陶瓷的混合物引起燃料离子化的废气净化装置对于减少废气中所含的有害物质，是非常稳定且有效的。
(实施例2)
在汽油发动机3000cc的汽车上进行和实施例1相同的实验。其结果如下表所示。
                     表2
汽油发动机3000cc     CO(％)     HC(ppm)
通常     0.38     111
设置有装置(尼龙)     0.06     13
设置有装置(尼龙和陶瓷)     0.01     6
根据该实验结果可以判断，由尼龙和陶瓷的混合物引起燃料离子化的废气净化装置能够更加稳定且有效地减少废气中所含的有害物质。
如此可以判断，在发动机为1800cc或3000cc的较大的汽车等上，尤其能稳定且有效地减少废气中所含的有害物质。
工业上的利用可能性
本发明作为使用汽车用、船舶用等石油燃料的各种内燃机用的催化剂，是有用的。

Claims (6)

1、一种废气净化装置，是通过将液体燃料离子化而净化汽车、船舶等的内燃机的废气的废气净化装置，其特征在于，在从燃料箱到内燃机的燃料管道路径上，设置对通过该燃料管道的石油液体燃料提供负电荷的催化物质，该催化物质是由产生负离子的尼龙和陶瓷的混合物构成。
2、根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，在燃料管道路径上设置容纳了催化物质的筒体，使通过该燃料管道的液体燃料接触催化物质。
3、根据权利要求1或者2所述的废气净化装置，其特征在于，催化物质是混合尼龙和陶瓷的粉粒体而形成的直径为5～10mm的球状物。
4、根据权利要求1-3中任意一项所述的废气净化装置，其特征在于，形成催化物质的尼龙和陶瓷的混合比率是在85∶15～95∶5的重量比范围内。
5、根据权利要求1-4中任意一项所述的废气净化装置，其特征在于，形成催化物质的陶瓷的主要构成成分，是含有铈、镧、氟、钕、二氧化硅中的一种或两种以上的物质。
6、根据权利要求2-5中任意一项所述的废气净化装置，其特征在于，筒体是由易带正电的尼龙材料形成，为了把负电荷输送到该筒体，把筒体与内燃机的机体的风扇旁边的护罩等易带负电的位置连接。
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