CN213392432U - 发动机机内净化催化剂裂解装置及使用其的发动机结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及使用纳米催化技术实现车辆发动机机内催化，机内净化技术，即发动机机内净化催化剂裂解装置及使用其的发动机结构，包括壳体，设置于壳体中部的纳米催化剂仓，进气口和出气口分别设置于壳体两端并连通至壳体内部的纳米催化剂仓，所述纳米催化剂仓包括置于壳体内部两端的弹性通透部件，弹性通透部件分别安装于进气口和出气口处，进气口设计泡沫塑料过滤空气中的杂质，弹性通透部件能让微粒状的催化剂从纳米催化剂仓从出气口流出，裂解装置安装在汽车前部，进气管处用三通连接固定在汽车运行中，由于微震动纳米催化剂相互摩擦，产生少量的微粉进入发动机气缸，因不完全燃烧产生的有毒有害的气体和PM2.5微粒，PM2.5微粒必然大大降低。

Description

发动机机内净化催化剂裂解装置及使用其的发动机结构

技术领域

本实用新型涉及发动机内燃的催化剂用的裂解器设备技术领域，具体为发动机机内净化催化剂裂解装置及使用其的发动机结构。

背景技术

雾霾问题一直是环保问题中最重要的问题之一，由于城市化，人口高度集中在城市及其周围地区，汽车数量激增，尾气排放有毒有害气体及PM2.5微粒度越集越高，在浓度达到一个限值后，国际上公认的PM2.5微粒，在空气中的浓度，每立方米300PPm/m3，为重污染，在500PPm/m3，为严重污染。石化燃料分子量大，成分复杂，排气中有100多种化学成分和化学衍生物，传统用的机外净化法，很难一次性净化和根除这些有害成分，为微粒和PM2.5微粒根本起不到作用。

现有的发动机，具有与生俱来的顽疾，一直无法克服，由于积碳磨损，导致发动机效率逐渐降低，油耗增加，最终造成不可避免的浪费。因此，应当从源头上着手解决这个问题。目前，有用于发动机内用纳米催化剂改变燃料性质更加充分的催化剂，催化燃烧，是典型的气固相催化反应，它借助纳米催化剂，降低了反应的活化能，使其在较低的起燃温度下进行无焰燃烧，打破了传统火焰燃烧的可燃界限，能进一步提高燃气燃烧效率和热效率。实现完全燃烧，对改善燃烧过程，降低反应温度，促进完全燃烧抑制有毒有害物质形成等方面具有重要的作用，因此，机内净化是催化燃烧，能有效降低尾气排放的PM2.5微粒以及别的有害物质。能够完善的解决汽车尾气排放污染和PM2.5微粒对空气质量影响的世界问题。

机内净化是从源头着手，不同于传统的机外净化，机内净化装置看起很简单，但它是经过不断改进提升，巧妙的，采用纳米技术催化裂解反应，多组元多相催化技术，催化燃烧技术，因此达到无焰燃烧集一身，从而改变了燃料的性质，送进气缸的是汽油，燃烧的是裂解后的小分子有机化合物，并且安全可靠。上述这些新兴的先进技术的综合效果不仅解决了汽油车因不完全燃烧引起的污染，由于无焰燃烧，大大降低了PM2.5微粒的排放，解决了世界难题，更重要的是，目前所有的发动机都是适应汽油作为燃料而设计制造的，适应新燃料必然会出现新功能的发动机，更适合环境友好型，这种发动机必特必将在我国出现，可以预见，将来汽油车的排污标准将由中国人来订。

纳米量子力学效应工程化是世界前沿科学，如何将其工程化、产业化，需要相关行业日新月异的进步一步步推动其发展、转化直至逐步工程化，这离不开每个相关产业行业下的每一次技术进步，而本专利申请的技术，已经能够实现产业化，生产量上吨级计算，同时，该技术不仅仅能用在汽车领域，还能面向更多的技术领域，比如发电、炼铁等，只有有燃烧需求大的产业，均可应用。

而如何巧更妙的将催化剂带入进汽缸，目前的装置不够精准量化，还有很高的可提升空间。

实用新型内容

为解决上述现有技术存在的不足，发明人经过研发设计，提供了一种巧妙的无需额外动力能耗的催化剂裂解装置，能够将催化剂颗粒安全可靠地输送至汽缸内，具体的，本实用新型是这样实现的：发动机机内净化催化剂裂解装置，包括壳体，设置于壳体中部的纳米催化剂仓，进气口和出气口分别设置于壳体两端并连通至壳体内部的纳米催化剂仓，所述纳米催化剂仓包括置于壳体内部两端的弹性通透部件，弹性通透部件分别安装于进气口和出气口处，弹性通透部件能让微粒状的催化剂从纳米催化剂仓从出气口流出。

进一步的，所述弹性通透部件均包括第一筛板、弹簧件、第二筛板，第一筛板分别固定安装在壳体的两端与进气口和出气口连接，第二筛板分别安装在纳米催化剂仓的两端，弹簧件连接第一筛板和第二筛板。

进一步的，所述弹簧件的两端安装于第一筛板和第二筛板的边缘处，呈一个整体件安装，或为若干个小弹簧顺第一筛板和第二筛板的边缘处均匀安装。

进一步的，所述纳米催化剂仓由两端的两个第二筛板构成。

进一步的，所述纳米催化剂仓为半圆柱状的硬质空槽，硬质空槽两端非固定式置于两个第二筛板之间。

进一步的，靠近于进气口一端的第一筛板和第二筛板的筛孔孔径小于靠近于出气口一端的第一筛板和第二筛板的筛孔孔径。

本实用新型的另一方面，还提供了使用发动机机内净化催化剂裂解装置的发动机结构，包括发动机，连接至发动机的进气管，包括安装在进气管上的三通接头，三通接头的两端连接至进气管，另一端通过气管连接至如上述的车辆用发动机缸内催化剂裂解装置的出气口。

本实用新型的工作原理：将具有量子力学效应的纳米催化剂，至于裂解器中。裂解装置安装在汽车前部，进气管处用三通连接固定在汽车运行中，由于微震动纳米催化剂相互摩擦，产生少量的微粉，随进气过程与空气一同进入汽缸，与电喷的汽油混合在冲压行程中，随着温度压力的增高，依据布朗运动定律，纳米催化剂，在多组元多相催化条件下，与汽油分子充分接触碰撞的机会激增，由于纳米粒子的量子力学效应瞬间将汽油裂解成小分子有机化合物，燃点低易于燃烧，由于充分燃烧，因不完全燃烧产生的有毒有害的气体和PM2.5微粒，得到了完美的解决。催化燃烧是典型的气-固相催化反应，他借助纳米催化剂降低了反应的活化能，能使其在较低的起燃温度下进行无焰燃烧，打破了传统火焰燃烧的可燃界限，能进一步提高燃气燃烧效率的热效率。催化燃烧可以使燃料在较低的温度下实现完全燃烧，对改善燃烧过程，降低反应温度，促进完全燃烧，抑制有毒有害物质形成等方面，具有重要的作用，是一个环境友好的过程，其应用领域不断扩展，形成多个节能环保产业链。因此机内净化是催化燃烧是无焰燃烧，所以PM2.5微粒必然大大降低。

接入发动机汽缸进气管的本装置，在进气管接口处因为负压作用产生负压吸力，从而将空气从发动机机内净化催化剂裂解装置的进气口处吸入，再经过与催化剂接触后通过出气口进入汽缸进气管，最终伴随颗粒状的催化剂进入到汽缸内燃烧，由于发动机运行给车辆带来振动，振动带动纳米催化剂仓同步振动，使得催化剂在内部产生微小振动从而脱落微粒粉末状的催化剂颗粒，再被气流冲刷后随气体混合，最终进入汽缸，弹簧件提供了振动时能够使得纳米催化剂仓随之振动的效果并避免振动幅度过大，能通过弹簧件的弹力控制纳米催化剂仓的振动大小，从而控制催化剂的粉末化程度和量，第一筛板和第二筛板起到隔离存放催化剂并使之按设定的径粒度通过进入进气管内。

本实用新型相比现有技术存在的优势：

(1)本实用新型结构简单，安装方便，只需10多分钟即可安装完成，确保既有纳米量子力学效应的微分，安全可靠，能够不断的在运行汽车的过程中，送入到汽车的燃烧体系里。这样使用纳米催化剂不会受到环境和外部条件的影响。同时也能够保证进入汽缸参与燃烧的催化剂活性都是最佳的。也解决了催化剂活性和热稳定性之间的矛盾。

(2)机内净化装置解决了很多机外净化不可能解决的问题，首先机外净化制造三元催化剂，工艺复杂，费时费事，存放保鲜标准有效期短暂，所用催化元素都是贵金属，多多组元多相催化是催化纳米催化与汽油空气充分的接触，这种方式是机外净化，表面接触催化活性，方法是无法相比的，纳米催化剂将汽油裂解成小分子有机化合物燃烧做功，改变了燃烧物质的性质。此种燃烧方式是催化燃烧，经过实验证明是无焰燃烧，最终燃烧是全国全世界都在追求着一种最佳的燃烧方式，是我们的纳米催化剂，将开创一个新的产业时代，由于催化燃烧解决汽油车由于燃烧不充分，发动机内产生积碳问题，而积碳问题，是现有的发动机与生俱来的顽疾，一直无法克服，由于积碳磨损，导致发动机效率逐渐降低，油耗增加，最终造成不可避免的浪费。使用本实用新型的装置后，由于使用了催化燃烧，即无焰燃烧，彻底解决了这一问题。它不仅解决了积碳问题、增加了燃料，增加了动力，并且，因纳米催化技术能够产生自润滑性能，延长了发动机的使用寿命。

(3)排污效果良好，经测试证明，无论是国三国四国五的发动机汽车，只要安装上本实用新型的机内净化装置，都达到、超过国六标准，这解决了很多问题，例如，执行国家标准的城市和地区，选购上述三种车型的发动机用户，将不能上路，报废的损失经济造成负担，而安装了上述三种发动机的汽车将卖不出去，只能库存，而使用本实用新型的装置可以解决这些经济损失问题。不仅排污效果好，其节油性能也好，在上海汽车检测中心测定的节油率为27.68％，吉利汽车试验为20％以上，以节油20％计，一辆汽车一年能节省多少油？全国有多少辆汽车，一年又能节省多少油？若将推广到全世界即将具有很大的节能效果。

(4)汽油分子量大，结构复杂，燃烧不完全，产生有毒有害物质，碳颗粒和PM2.5微粒对人类造成严重的危害，本实用新型由于将纳米催化剂材料组元多组元多相催化技术，催化燃烧技术，引入发动机的燃烧体系，既有量子力学效应的纳米催化剂，能够瞬间将汽油裂解成小分子有机化合物，易于充分燃烧，形成无焰燃烧，做到节能环保，大大降低PM2.5微粒的良好排放结果和净化效果。可以节省燃料50％以上，能够有效的降低PM2.5微粒的排放量，有效降低20％。

(5)市场表现优异，在不同型号的100多辆轿车上安装了本实用新型的链接器，试验一年多，每辆安全行驶5万公里，节油率达到了20％以上。由于燃烧的是小分子有机化合物，分子量小，对提高汽车的压缩比创造很大的空间，每提升一个压缩比，热机效率增加10％，经上海汽车检测中心测定节油率是27.08％。吉利汽车厂试验为20％以上。无论是国三、国四、国五的发动机汽车，只要安装上本实用新型的链接装置进行检测，都能超过国六的标准。

附图说明

图1为发动机机内净化催化剂裂解装置的结构主视图；

图2为发动机机内净化催化剂裂解装置的结构安装拆分示意图；

图3为发动机机内净化催化剂裂解装置内部结构立体图；

图4为发动机机内净化催化剂裂解装置的整体立体图；

图5为发动机机内净化催化剂裂解装置的安装使用结构示意图。

其中：1壳体、2纳米催化剂仓、3进气口、4出气口、5第一筛板、6弹簧件、7第二筛板、8进气管、9三通接头、10发动机、11排气管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例1：发动机机内净化催化剂裂解装置，包括壳体1，设置于壳体1中部的纳米催化剂仓2，进气口3和出气口4分别设置于壳体1两端并连通至壳体 1内部的纳米催化剂仓2，所述纳米催化剂仓2包括置于壳体1内部两端的弹性通透部件，弹性通透部件分别安装于进气口3和出气口4处，弹性通透部件能让微粒状的催化剂从纳米催化剂仓2从出气口4流出。

安装时，找到汽车发动机的进气管8，将本裂解装置安装在进气管8上，可以选用三通接头9进入进气管8，催化剂预制制造时就内置在纳米催化剂仓2内，呈颗粒状，壳体1内部两端的弹性通透部件能让纳米催化剂仓2在壳体1内部来回振动产生位移振动，弹性通透部件具有气流流通的性能，为滤网状，一方面需要避免大颗粒的催化剂通过滤网，另一方面又要让粉尘状的催化剂细微粒能够随气流穿过弹性通透部件，进入到发动机汽缸内辅助燃烧反应。

优选地，所述弹性通透部件均包括第一筛板5、弹簧件6、第二筛板7，第一筛板5分别固定安装在壳体1的两端与进气口3和出气口4连接，第二筛板7 分别安装在纳米催化剂仓2的两端，弹簧件6连接第一筛板5和第二筛板7。第一筛板5用作进气口3和出气口4两端的筛板，并起到固定弹簧件6的固定端的作用，弹簧件6的另一端均安装第二筛板7，两片第二筛板7相互构成装纳纳米催化剂仓2的舱体、内置在内的颗粒状催化剂，在汽车行驶过程中，利用发动机传出的微弱振动的作用力，可以产生相互间的振动摩擦，从相互的摩擦下会脱落下微粒状的催化剂细微颗粒，这些细微颗粒在负压气流的作用下穿过第二筛板7、第一筛板5后进入到发动机的进气管8内随气体进入到汽缸内燃烧，从而作为催化剂进行反应。其中，弹簧件6的两端安装于第一筛板5和第二筛板7的边缘处，呈一个整体件安装，或为若干个小弹簧顺第一筛板5和第二筛板7的边缘处均匀安装。这样的结构使得弹簧件6是围绕外缘区域放置，内部区域让出空间，让气流和催化剂颗粒通行，同时，起到带动第二筛板7来回振动，又能避免振动幅度过大的问题。

在本实施例中优选地，纳米催化剂仓2为半圆柱状的硬质空槽，硬质空槽两端非固定式置于两个第二筛板7之间。硬质空槽朝向放置，形成装纳催化剂的硬质舱体，能更好的承载催化剂本体。优选地，靠近于进气口3一端的第一筛板5 和第二筛板7的筛孔孔径小于靠近于出气口4一端的第一筛板5和第二筛板7 的筛孔孔径。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.发动机机内净化催化剂裂解装置，包括壳体(1)，设置于壳体(1)中部的纳米催化剂仓(2)，其特征在于，进气口(3)和出气口(4)分别设置于壳体(1)两端并连通至壳体(1)内部的纳米催化剂仓(2)，所述纳米催化剂仓(2)包括置于壳体(1)内部两端的弹性通透部件，弹性通透部件分别安装于进气口(3)和出气口(4)处，弹性通透部件能让微粒状的催化剂从纳米催化剂仓(2)的出气口(4)流出。

2.根据权利要求1所述的发动机机内净化催化剂裂解装置，其特征在于，所述弹性通透部件均包括第一筛板(5)、弹簧件(6)、第二筛板(7)，第一筛板(5)分别固定安装在壳体(1)的两端与进气口(3)和出气口(4)连接，第二筛板(7)分别安装在纳米催化剂仓(2)的两端，弹簧件(6)连接第一筛板(5)和第二筛板(7)。

3.根据权利要求2所述的发动机机内净化催化剂裂解装置，其特征在于，所述弹簧件(6)的两端安装于第一筛板(5)和第二筛板(7)的边缘处，呈一个整体件安装，或为若干个小弹簧顺第一筛板(5)和第二筛板(7)的边缘处均匀安装。

4.根据权利要求2所述的发动机机内净化催化剂裂解装置，其特征在于，所述纳米催化剂仓(2)由两端的两个第二筛板(7)构成。

5.根据权利要求2所述的发动机机内净化催化剂裂解装置，其特征在于，所述纳米催化剂仓(2)为半圆柱状的硬质空槽，硬质空槽两端非固定式置于两个第二筛板(7)之间。

6.根据权利要求2所述的发动机机内净化催化剂裂解装置，其特征在于，靠近于进气口(3)一端的第一筛板(5)和第二筛板(7)的筛孔孔径小于靠近于出气口(4)一端的第一筛板(5)和第二筛板(7)的筛孔孔径。

7.使用发动机机内净化催化剂裂解装置的发动机结构，包括发动机，其特征在于，连接至发动机的进气管(8)，包括安装在进气管(8)上的三通接头(9)，三通接头(9)的两端连接至进气管(8)，另一端通过气管连接至如权利要求1～6任意一项所述的发动机机内净化催化剂裂解装置的出气口(4)。

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