CN205605337U - 一种外置式燃油能效催化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种外置式燃油能效催化器，所述外置式燃油能效催化器包括壳体，所述壳体左右两端皆固定有封盖，一侧封盖外连接有接头，所述壳体内部设有两个筛网，所述两个筛网之间装有催化物颗粒和远红外颗粒。一侧筛网与其对应封盖之间装有压紧弹簧。本实用新型外置式燃油催化器结构简单、使用方便，能改善燃油的燃烧特性、使之能更完全地燃烧，能使燃油燃烧的更充分，发动机动力提升，节省燃油；既能减低有害气体的排放又能降低发动机油耗、并能清排发动机积炭，延长发动机的使用寿命。

Description

一种外置式燃油能效催化器

技术领域

本实用新型涉及汽车配件领域，特别是指一种外置式燃油能效催化器及其制作工艺。

背景技术

由于机动车燃油中含有较大的分子团，使其不能彻底燃烧，致其尾气中含有可燃性有害气体，主要是一氧化碳CO、氮氧化合物NOx和碳氢化合物HC。在当前城市机动车数量持续增长的状态下，机动车尾气中的这些有害成分已经成为城市空气的主要污染源之一。

减少机动车尾气中的这些有害气体的排放是提高城市空气质量的关键。现有技术之三元催化法是目前比较有效的降低机动车尾气有害气体排放的方法。利用三元催化法制成的三元催化器广泛使用于各种机动车上。

三元催化就是使用铂Pt、钯Pd、铑Rh三种贵金属作为催化物，促使机动车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水、氮气和氧气。三元催化器安装于机动车排气系统的尾部，对在发动机中没有燃烧殆尽的废气进行净化，其工作原理是：当高温的机动车尾气通过催化器时，催化器中的铂、钯、铑三种贵金属会增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化——还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体CO2；HC化合物在高温下氧化成水H2O和二氧化碳CO2；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使机动车尾气的排放质量大幅提高。

然而，现有技术三元催化器安装于废气排出发动机气缸之后的部位，它只能改善发动机尾气的排放质量，减少有害气体对环境的污染，却不能改变机动车燃油的充分燃烧和提升发动机功率；同时还因为三元催化阻碍了排气的顺畅，降低了压缩比、导致油耗增加，这种增加高达安装所述催化器之前油耗的10％左右。

三元催化器之所以只能安装于发动机气缸之后，是因为作为其催化物所用的三种贵金属铂、钯、铑元素只有在高温下才能对有害气体催化激活，发动机排放的尾气温度在400℃至800℃之间，铂、钯、铑分别在这一温度区域的不同温度段上发挥催化作用，三种元素的催化作用覆盖了整个温度区，但是铂、钯、铑三种贵金属元素在常温下对燃油催化作用甚微，难以改善燃油的燃烧特性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种将催化器直接安装在发动机及燃油油管回路中，使催化器内的催化物与燃油进行能量交换，对燃油进行催化、活化，以使常温下能改善燃油的燃烧特性、使之能更完全燃烧，既能减低有害气体的排放又能降低发动机油耗、并进一步地能清排发动机积炭的外置式燃油催化器。

该燃油催化器以稀土复合贵重金属为催化剂，以分子筛及多孔陶瓷为催化剂载体，通过稀土复合贵重金属对燃油的催化，使进入燃油发动机之前的燃油进行催化活化，使经过催化活化后的燃油再进入发动机汽缸中进行燃烧。在同等的燃烧条件下，使燃油燃烧更加充分，爆燃力更强，发动机动力提升，燃油节省，环保水平提高。在燃油催化的作用下，发动机内因不充分燃烧而产生的积碳再次燃烧脱落、排出而具有保护发动机的功效。燃油催化剂工作原理：通过多种稀有金属在特定条件下产生伽玛射线以及远红外射线，使得燃油分子得到重新排列组合，通过贵重金属催化剂的催化活化后，燃油分子之间相互振动和碰撞，在远红外射线的辐照下，汽化形成油汽和油雾，使进入发动机的燃油燃烧得更完全，从而有效提升发动机功率。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案之一是：提供一种发动机燃油能效催化方法，包括如下步骤：

A).制作中空壳体，该壳体由金属成形工艺及相应表面处理加工工艺而成；

B).将稀土元素及贵重金属元素同A型、X型、Y型、ZSM型分子筛、p型分子筛、SAPO型、丝光沸石、八面沸石、或钛硅分子筛中至少一种或几种复合制成球形催化剂颗粒，作为发动机燃油催化剂同多孔陶瓷球形颗粒或柱状颗粒以及麦饭石远红外球型颗粒、锗石球型颗粒或托玛琳石球型颗粒(电气石颗粒)一起混合组成燃油催化物颗粒装填进上述燃油催化器中空壳体内；

其中分子筛催化剂的堆密度为0.6～0.9克/毫升，磨耗率≤0.25％wt。上述技术方案中，以重量百分比计分子筛的用量优选范围为20～30％；麦饭石远红外球形颗粒的用量优选范围为20～30％；锗石或托玛琳石球形颗粒的用量优选范围为20～30％；多孔陶瓷球形颗粒的用量优选范围为10～20％。

分子筛的优选方案为选自A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、ZSM型分子筛、p型分子筛、SAPO型或钛硅分子筛和丝光沸石、八面沸石(天然沸石或合成沸石)中的至少一种或二种以上的分子筛组合在一起；

C).将燃油催化物等颗粒装入上述金属中空壳体中；

D).将装有燃油催化物颗粒的中空壳体两端由圆形筛网及压紧弹簧同外壳两端面经过密封螺纹连接锁紧，并将催化剂置于所述壳体中成为催化器，并将该催化器安装在发动机及燃油油管回路中，以使燃油先经过燃油催化器在常温下被催化然后再到达发动机喷油嘴，喷油嘴喷出的油雾与空气混合，从进气管被吸入气缸充分燃烧后由排气管排出。

本实用新型提供一种外置式燃油能效催化器，包括中空壳体，该壳体中装有天然沸石或人工沸石分子筛附载稀土复合贵重金属而制成的催化剂球形颗粒，多孔陶瓷球形或柱状颗粒以及麦饭石远红外球型颗粒、锗石颗粒或托玛琳石颗粒(电气石颗粒)按照质量百分比组成的催化物颗粒装进金属中空壳体中而制成的一种外置式燃油催化器。

所述由不锈钢、铜及铜合金、钛及钛合金、镀锌钢板、锌合金、铝合金、铝镁合金、镁合金材料加工成型制成的中空壳体经过相应表面处理，耐腐蚀、抗静电、具有EMC电磁兼容性；筛网可以是PP、PA、酚醛树脂、聚砜、聚四氟乙烯等塑料筛网或不锈钢、铜及铜合金、钛及钛合金、铝合金、铝镁合金或镁合金等金属筛网，该筛网经过表面处理，筛网表面复合碳纤维层内含富勒烯。

所述燃油催化物颗粒的装载量为1.0g～1.5g/dm3。

所述壳体由中空空腔及两端封盖经过密封螺纹连接而成。

所述壳体的形状包括圆柱形、圆台形、球形、椭球形、纺锤形、U型或L型中的一种或多种这些形状的任意组合而形成的中空壳体。

6.所述燃油催化物颗粒的粒径≤5mm，柱状颗粒的直径≤5mm，柱状颗粒的长度≤8mm。

同现有技术相比，本实用新型外置安装式燃油催化器的有益效果是：结构简单、使用方便，能改善燃油的燃烧特性、使之能更完全地燃烧，能使燃油燃烧的更充分，燃油燃烧时的爆燃力更强，发动机动力提升，节省燃油；既能减低有害气体的排放又能降低发动机油耗、并能清排发动机积炭，延长发动机的使用寿命。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型主视剖面结构示意图。

图中，接头1，封盖2，压紧弹簧3，中空壳体4，催化物5，筛网6。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1对本实用新型的内容作进一步描述。

参见图1，一种发动机燃油能效催化方法，包括如下步骤：

A.制作中空球形壳体，该壳体参见附图注释中空壳体4

B.将稀土元素及贵重金属元素附载在A型、X型、Y型、ZSM型、p型分子筛、SAPO型分子筛或钛硅分子筛中的一种或几种复合而成的催化剂载体上并加工制成球形催化剂颗粒，同多孔陶瓷球形颗粒或柱状颗粒以及麦饭石远红外球型颗粒、锗石球型颗粒或托玛琳石球型颗粒(电气石颗粒)一起混合组成燃油催化物颗粒。

C.将燃油催化物颗粒装入金属中空空腔壳体中；

D.将装有燃油催化物颗粒的中空壳体两端由两个筛网及其一侧压紧弹簧同外壳两端面经过密封螺纹连接锁紧，并将催化物颗粒置于所述中空壳体中制成上述燃油催化器，并将该燃油催化器安装在发动机及燃油油管回路中，以使燃油先经过该燃油催化器在常温下被催化然后再到达发动机喷油嘴，经喷油嘴喷出的油雾与空气混合，从进气管被吸入气缸充分燃烧后由排气管排出。

一种外置式燃油能效催化器，包括中空壳体4，所述壳体4由不锈钢、铜、铜合金、钛、钛合金、镀锌钢板、铝合金、铝镁合金或镁合金等金属材料加工成型后经过相应表面处理而制成；中空壳体内部两个筛网由抗静电处理过的塑料或金属板材冲孔而制成。

所述外置式燃油催化物颗粒的装载量为1.0g～1.5g/dm3。

所述中空壳体由螺纹密封连接同其相应的两端面组装成一个密闭的空腔壳体。

所述壳体的形状包括圆柱形、圆台形、球形、椭球形、纺锤形、U型或L型中的一种或多种这些形状的任意组合而形成的中空壳体。

所述燃油催化物颗粒的粒径≤5mm，柱状颗粒的直径≤5mm，柱状颗粒的长度≤8mm。

所述中空壳体由不锈钢、铜及铜合金、钛及钛合金、镀锌钢板、锌合金、铝合金、铝镁合金、镁合金材料经过加工成型及相应表面处理工艺而制成，耐腐蚀、抗静电、具有EMC电磁兼容性；高效复合催化物颗粒由稀土元素镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中一种或多种稀土元素同贵重金属钌、铑、钯、锇、铱、铂中任何一种金属复合的燃油催化剂颗粒和多孔陶瓷颗粒及麦饭石远红外球颗粒、锗石颗粒或托玛琳石颗粒(电气石颗粒)按照质量百分比混合组成的催化物颗粒；中空壳体内置筛网可以是PP、PA、酚醛树脂、聚砜、聚四氟乙烯等塑料筛网或不锈钢、铜及铜合金、钛及钛合金、铝合金、铝镁合金或镁合金等金属筛网，并且该筛网经过表面处理，筛网表面复合碳纤维层内含富勒烯；一侧筛网与其对应封盖之间装有压紧弹簧。

实施例1

如图1所示的外置式燃油能效催化器，包括圆柱形壳体4，圆柱形壳体4左右两端皆通过螺纹密封连接固定有圆形封盖2，两侧封盖2外连接有燃油管接头1，圆柱形壳体4内部设有两个圆形筛网6，两个圆形筛网6之间装有催化物颗粒5。圆形封盖2与圆柱形壳体4通过螺纹密封旋合紧固；其中一侧筛网6与其相对应的封盖2之间装有压紧弹簧3。圆形筛网6为塑料筛网或金属筛网中的一种。

催化物颗粒5由燃油催化剂颗粒、多孔陶瓷颗粒和远红外颗粒组成，所述燃油催化物球形颗粒的粒径为5mm，柱状颗粒的直径为≤5mm，柱状颗粒的长度为≤8mm。

燃油催化剂颗粒是由镧系稀土元素铈、镨、钕中一种或多种金属和贵重金属钌、钯、铂中任何一种或二种贵重金属复合而形成的燃油催化剂颗粒；远红外颗粒则是由麦饭石远红外颗粒、锗石颗粒或托玛琳石颗粒即电气石颗粒组成的混合物颗粒；催化物5的装载量为1.0g～1.5g/dm3。

实施例2

外置式燃油能效催化器，包括中空壳体4，中空壳体4为圆柱形和圆台形组合的结构，该中空壳体4左右两端皆通过螺纹密封连接固定有圆形封盖2，两侧封盖2外连接有燃油管接头1，圆柱形壳体4内部设有两个圆形筛网6，两个圆形筛网6之间装有催化物颗粒5。圆形封盖2与圆柱形壳体4通过螺纹密封旋合紧固；其中一侧筛网6与其相对应的封盖2之间装有压紧弹簧3。圆形筛网6为塑料筛网或金属筛网中的一种。

催化物颗粒5由燃油催化剂颗粒、多孔陶瓷颗粒和远红外颗粒组成，所述燃油催化物球形颗粒的粒径为5mm，柱状颗粒的直径为≤5mm，柱状颗粒的长度为≤8mm。

燃油催化剂颗粒是由镧系稀土元素镧、钐、钆中一种或二种金属和贵重金属铑、锇、铂中任何一种贵重金属复合而形成的燃油催化剂颗粒；远红外颗粒为麦饭石远红外球形颗粒和锗石球形颗粒组成的混合物颗粒；催化物5的装载量为1.0～1.5g/dm3。

实施例3

外置式燃油能效催化器，包括中空壳体4，中空壳体4为椭球形结构，该中空壳体4左右两端皆通过螺纹密封连接固定有球冠形封盖2，两侧封盖2外连接有燃油管接头1，椭球形形壳体4内部设有两个圆形筛网6，两个圆形筛网6之间装有催化物颗粒5。球冠形封盖2与椭球形壳体4通过螺纹密封旋合紧固；其中一侧筛网6与其相对应的封盖2之间装有压紧弹簧3。圆形筛网6为复合碳纤维筛网，其表面复合碳纤维层内含富勒烯。

催化物颗粒5由燃油催化剂颗粒、多孔陶瓷颗粒和远红外颗粒组成，所述燃油催化物球形颗粒的粒径为5mm，柱状颗粒的直径为≤5mm，柱状颗粒的长度为≤8mm。

燃油催化剂颗粒是由镧系稀土元素铈、钕、钆中一种或二种金属和贵重金属钯、铂中任何一种或二种贵重金属复合而形成的燃油催化剂颗粒；远红外颗粒为锗石球形颗粒和托玛琳石颗粒即电气石颗粒组成的混合物颗粒；催化物5的装载量为1.0～1.5g/dm3。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施范例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种外置式燃油能效催化器，其特征在于，包括一中空壳体(4)，所述中空壳体(4)的内腔中装有催化物(5)，所述催化物由燃油催化剂颗粒、多孔陶瓷颗粒和远红外颗粒组成，燃油催化剂颗粒是由镧系稀土元素镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中一种或多种金属和贵重金属钌、铑、钯、锇、铱、铂中任何一种金属复合而形成的燃油催化剂颗粒；远红外颗粒则是由麦饭石远红外球颗粒、锗石颗粒或托玛琳石颗粒即电气石颗粒组成的混合物；所述中空壳体(4)左右两端皆通过螺纹密封连接固定有封盖(2)，两侧封盖外均连接有油管接头，所述壳体内部装有两个筛网(6)，所述两个筛网之间装有催化物颗粒和远红外颗粒，其中一侧筛网与其对应封盖之间装有压紧弹簧(3)。

2.根据权利要求1所述的一种外置式燃油能效催化器，其特征在于，所述燃油催化物球形颗粒的粒径≤5mm，柱状颗粒的直径≤6mm，柱状颗粒的长度≤10mm。

3.根据权利要求1所述的一种外置式燃油能效催化器，其特征在于：所述中空壳体(4)由不锈钢、铜及铜合金、钛及钛合金、镀锌钢板、锌合金、铝合金、铝镁合金、镁合金材料经过成型加工和相应表面处理而制成；筛网为PP、PA、酚醛树脂、聚砜、聚四氟乙烯等塑料筛网中的一种或不锈钢、铜及铜合金、钛及钛合金、铝合金、铝镁合金或镁合金金属筛网中的一种，并且该筛网经过表面处理，筛网表面复合碳纤维层内含富勒烯。

4.根据权利要求1所述的一种外置式燃油能效催化器，其特征在于，所述催化物(5)的装载量为1.0g～1.5g/dm3。

5.根据权利要求1所述的一种外置式燃油能效催化器，其特征在于，所述中 空壳体(4)由金属成型工艺制成。

6.根据权利要求1所述的一种外置式燃油能效催化器，其特征在于，所述中空壳体(4)外形包括圆柱形、圆台形、球形、椭球形、纺锤形、U形或L型中的一种或多种这些形状的任意组合而形成的中空壳体。