CN2459443Y - 一种反向喷气再生柴油机碳烟过滤器 - Google Patents
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Abstract
一种反向喷气再生柴油机碳烟过滤器,涉及一种柴油机排气净化设备。其特点是该过滤器的过滤体是由许多矩形的多孔烧结金属丝网板和竖向及横向条状隔板组成的交叉结构。本实用新型与现有技术相比,不仅工艺简单,易于制造,而且结构紧凑,能在有限的空间内有较大的过滤面积,压缩空气消耗量低;同时再生效果明显,从而使反向喷气再生技术更加简单、可靠;有效地解决了现有柴油机碳烟过滤器由于加工难度大、可靠性低等原因造成的难以推广使用的问题。
Description
本实用新型属于内燃机排气净化技术及设备，特别涉及一种柴油机碳烟再生过滤器。
目前，国内外对柴油机碳烟过滤器再生技术进行了大量的研究，先后出现了多种方法，概括起来可分为三大类。最早出现且研究最多的一类是加热再生，这类再生方法有全负荷再生、喷油助燃再生、电加热再生、电自加热再生、微波加热再生等：第二类是使用催化的方法进行再生，如催化再生、连续再生等；第三类是非加热非催化再生，主要的方法是反向喷气再生，它的特点是利用压缩空气反向将碳烟微粒从过滤器中分离出来，集中进行处理，从而避免碳烟在过滤器内燃烧导致的热损坏。
目前反向喷气再生技术所使用的过滤材料主要是传统的壁流式蜂窝陶瓷和普通金属丝网，反向清除碳烟微粒的效果不是十分理想，收集反向清除出来的碳烟微粒的装置也过于复杂(如采用旋风分离器等)，消耗的压缩空气量过大。如壁流式蜂窝陶瓷的过滤孔道细小狭长，而且很不规则，碳烟镶钳在这些孔道里时不容易被压缩空气清除出来。金属丝网由于受机械强度的限制，一般附在圆柱形的支撑上，其过滤面积和可靠性很难提高。以上两种过滤器均不利于碳烟微粒的二次收集。
鉴于上述技术的缺点，日本日野汽车公司(Hino Motors，Ltd.TatsukiIgarashi，Masatoshi Shimoda，Tetsuya Otanl，SAE Paper 910138“Development ofDiesel Particulate Trap Systems for City Buses”)设计了一种专门针对反向喷气再生技术的过滤体，这种过滤体由多组进气通道和多组排气通道组成，其中每组进气通道又是由一组竖直的椭圆形直通管组成，排气通道则是截面为矩形的扁平通道。进气的直通管的下端与微粒收集器相通，由于微粒收集器是密闭容器，排气被迫经过壁面进入排气通道，微粒在排气流过壁面时被过滤在进气通道。反向喷气再生时，气体从排气通道进入，经陶瓷壁面进入进气通道，将微粒从进气通道的壁面上清除并收集到下方的微粒收集器中。该过滤器虽较好地解决了微粒的二次收集困难的问题，但由于过滤体采用刚性陶瓷材料制造，造成加工难度大，工艺复杂，一般厂家难于实现；同时喷气再生时微粒仍很难吹净，压缩空气消耗量大，再生效果不明显。
针对现有技术的不足和缺陷，本实用新型的目的和任务是提供一种反向喷气再生柴油机碳烟过滤器，使其不仅工艺简单，易于制造且结构紧凑，而且再生效果明显；并能在有限的空间内具有较大的过滤面积，从而进一步减少压缩空气的消耗量。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：它由过滤体、微粒收集器、压缩空气进气管、阀门，碳烟气体进气管、清结气体排气管等组成，所述过滤体由多组竖向进气通道和多组横向排气通道组成，且竖向进气通道与微粒收集器相连通，其特征在于过滤体是由许多矩形的多孔烧结金属丝网板和竖向及横向条状隔板组成，且每两块金属丝网板间用竖向或横向隔板围成相互交叉的竖向进气通道和横向排气通道。
所述竖向进气通道是由两个竖向条状隔板与相邻两块金属丝网板所围成的直通通道，其横向排气通道是由相邻两块金属丝网板和两块横向隔板及一块竖向隔板及所围成的三包围通道。
附图1为反向喷气再生过滤体的立体结构示意图。
附图2为过滤体的过滤及反向喷气再生原理图。
附图3为过滤体的安装示意图。
图中：1.烧结金属丝网板 2.横向隔板 3.竖向隔板 4.密封垫 5.加热器 6.横向排气通道 7.竖向进气通道 8.微粒收集器 9.压缩空气进气管 10.阀门 11.排气管 12.进气管
下面结合附图具体说明本实用新型的工作原理、具体结构及最佳实施方式：
本实用新型的过滤体如图1所示。过滤体由许多矩形的多孔烧结金属丝网板1和条状横向隔板2及条状竖向隔板3组成。每两块金属丝网板间用两个或三个隔板隔离，并分别在两块金属丝网板间形成横向排气通道6和竖向进气通道7。且相邻的两个排气通道是相互垂直的。竖直方向的通道7是进气通道，由两块金属丝网板和两条竖向隔板组成，是一个直通通道，其底部与微粒收集器8相连通。横向通道6是排气通道，由相临两块金属丝网板和两块横向条状隔板和一块竖向条状隔板组成，因此是一个三包围通道。
图2表示出过滤体的过滤原理及反向喷气再生原理。含碳烟的排气经进气管12进入竖向进气通道7后，经过烧结金属丝网板1进入横向排气通道6。虽然在竖直方向的通道是直通的，但由于过滤体的下方是密闭的微粒收集器8，因此迫使排气经金属丝网板进入相邻的横向通道。排气通过烧结金属丝网板时，排气中的碳烟微粒会被烧结金属丝网过滤掉而留在进气通道内，没有碳烟的排气经横向通道6进入排气管11后排放到大气。
反向再生时，高压脉冲气体从压缩空气进入管9进入横向通道6，在通道内形成高压(5-8大气压)。这样，在烧结金属丝网板的两侧形成了压力差，附着在烧结金属丝网板上的碳烟微粒层会在压力差的作用下脱落。脱落的碳烟微粒在重力和气流的作用下被收集到下面的微粒收集器8。在收集器中安装一个加热器5便可对碳烟进行集中处理，可以节约能量并增加过滤体的可靠性。过滤体的过滤效率主要取决于金属丝网板的过滤精度，可根据要求选择合适的烧结金属丝网板，烧结金属丝网板的厚度一般在1mm以内。由于其机械强度好，网与网之间的通道可以很窄，因此过滤体的结构很紧凑，一般过滤精度达到5微米后，过滤效率已经相当高。烧结金属丝网板的大小和数量根据柴油机的排气量而定，以其阻力对发动机性能影响不大为原则，一般进气通道和排气通道可多达几十个。
图3是过滤体的安装示意图。过滤体被壳体分为了两部分。过滤器工作时，两部分过滤体同时起过滤的作用。当需要再生时，利用阀门10将一侧的过滤体出口关闭，同时从压缩空气进气管9反向喷入压缩空气，对这一侧的过滤体进行再生。当一侧的过滤体再生时，另一侧过滤体工作在过滤状态。两部分过滤体交递进行再生，使过滤体的阻力一直保持在较低的水平。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：由于采用了烧结金属丝网板制作过滤体及其本身的结构特点，本实用新型不仅工艺简单，易于制造，而且网与网之间的通道可以很窄，因此结构很紧凑，在同样体积的情况下，其过滤面积比其他过滤体大很多倍，足够大的过滤面积使过滤器的阻力非常小。同时再生效果明显，一次便能完全清除所有的碳烟，压缩空气的消耗量也进一步减少，从而使反向喷气再生技术更加简单、可靠；有效地解决了现有柴油机碳烟过滤器由于加工难度大、可靠性低等原因造成的难以推广使用的问题。
Claims (2)
1、一种反向喷气再生柴油机碳烟过滤器，它由过滤体、微粒收集器、压缩空气进气管、阀门，碳烟气体进气管、清结气体排气管等组成，所述过滤体由多组竖向进气通道和多组横向排气通道组成，且竖向进气通道与微粒收集器相连通，其特征在于过滤体是由许多矩形的多孔烧结金属丝网板和竖向及横向条状隔板组成，且每两块金属丝网板间用竖向或横向隔板围成相互交叉的竖向进气通道和横向排气通道。
2、按照权利要求1所述的一种反向喷气再生柴油机碳烟过滤器，其特征是所述的竖向进气通道是由相邻两块金属丝网板和两块竖向条状隔板与所围成的直通通道，其横向排气通道是由相邻两块金属丝网板和两块横向隔板及一块竖向隔板与所围成的三包围通道。
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