CN2921308Y - 两段式降低机车引擎排放废气装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种两段式降低机车引擎排放废气装置，可设置于机车引擎的排气管上，包括有一设置于排气管上且与该排气管连通的第一单向止回阀；一与排气管连通且设置于邻近第一单向止回阀一侧的第一触媒；一与排气管连通且设置于邻近第一触媒一侧的喷嘴，该喷嘴上连通设有一第二单向止回阀；以及至少一与排气管连通且设置于邻近喷嘴一侧的第二触媒。藉此，可控制排气管的二次空气进气流量，藉由触媒有效净化引擎排放废气，并且补偿排气管安装蜂巢触媒所造成引擎马力的损失。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种废气排放装置，尤指一种可控制排气管的二次空气进气流量，藉由触媒有效净化引擎排放废气，并且补偿排气管安装蜂巢触媒所造成引擎马力的损失的降低机车引擎排放废气装置。
背景技术：
现有的，如中国台湾专利公报，申请第093103170号的「在机车排气管内提升触媒净化氮氧化物的方法」，如图8所示，是在引擎排气端6所衔接的排气管道(60、61)内配置有至少一只前段的还原型触媒7及至少一只后段的氧化型触媒8，并将二次空气导入于排气管道(60、61)内，藉以进行下列步骤：
(1).进行还原反应：利用至少披覆有铑金(Rh)的前段的还原型触媒7净化来自引擎排气端6排入排气管道60内的前段废气，将空燃比(A/F)≤14.7的前段废气中的氮氧化物(NOX)还原成无害的氮气(N2)及氧气(O2)；
(2).导入二次空气：于二次空气导入口62以引擎负压或以电动泵自外界强制导入二次空气于上述还原型触媒7后方的排气管道61内，供给足量氧气(O2)进入后段废气中，以提高后段废气的空燃比(A/F)＞14.7；
(3).进行氧化反应：利用至少披覆有铂(Pt)及钯(Pd)的后段的氧化型触媒8净化来自上述的后段废气，将空燃比(A/F)＞14.7的后段废气中残留的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)氧化成无害的二氧化碳(CO2)及水(H2O)，并排放上述废气至外界。
虽然上述已知的排气管内提升触媒净化氮氧化物，但是由于该二次空气导入口时，是以引擎负压或以电动泵强制导入二次空气；而单纯以引擎负压导入二次空气时，常会造成空气量的不足，而使该氧化型触媒无法获得大量的空气进行较佳的后段废气净化功能；若以电动泵导入二次空气时，虽可改善空气量不足的缺点，但加装电动泵时不仅要另外安排其设置的位置，更必须提供一外部电力供电动泵使用，导致加装电动泵时其成本提高、结构复杂，且电动泵的组装及维修不易等缺点。
实用新型内容：
本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种两段式降低机车引擎排放废气装置，可控制排气管的二次空气进气流量，藉由触媒有效净化引擎排放废气，并且补偿排气管安装蜂巢触媒所造成引擎马力的损失。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种两段式降低机车引擎排放废气装置，该装置设置于机车引擎的排气管上，该装置包括有：一第一单向止回阀，该第一单向止回阀设置于所述排气管上，且与该排气管连通；一第一触媒，该第一触媒与该排气管连通，且设置于邻近该第一单向止回阀的一侧；一喷嘴，该喷嘴与该排气管连通，且设置于邻近该第一触媒的一侧，而该喷嘴上连通设有一第二单向止回阀；以及至少一第二触媒，该第二触媒与该排气管连通，且设置于邻近该喷嘴的一侧。
本实用新型采用的另一种技术方案是：一种两段式降低机车引擎排放废气装置，该装置设置于机车引擎的排气管上，该装置包括有：一第一触媒，该第一触媒与所述排气管连通；一喷嘴，该喷嘴与该排气管连通，且设置于邻近该第一触媒的一侧，而该喷嘴上连通设有一单向止回阀；以及至少一第二触媒，该第二触媒与该排气管连通，且设置于邻近上述喷嘴的一侧。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：可藉由第一单向止回阀、喷嘴(Nozzle)及第二单向止回阀配合第一、二触媒，而可控制排气管的二次空气进气流量，藉由触媒有效净化引擎排放废气，并且补偿排气管安装蜂巢触媒所造成引擎马力的损失。
附图说明：
图1A是本实用新型的基本架构示意图。
图1B是本实用新型的另一架构示意图。
图2是本实用新型的喷嘴的剖面状态示意图。
图3是本实用新型的另一喷嘴的剖面状态示意图。
图4是本实用新型的第一使用状态示意图。
图5是本实用新型的第二使用状态示意图。
图6是本实用新型的第三使用状态示意图。
图7是本实用新型的第四使用状态示意图。
图8是已知的使用状态示意图。
标号说明：
第一单向止回阀1 调整部11
第一触媒2、2a 喷嘴3、3a
第二单向止回阀31 调整部311
扩口部32、33 颈部34
管体35a、36a 扩口部351a、361a
流道部37a 第二触媒4、4a
引擎5、5a 排气管51、51a
引擎排气端6 排气管道60、61
二次空气导入口62 还原型触媒7
氧化型触媒8
具体实施方式：
请参阅图1A所示，本实用新型为一种两段式降低机车引擎排放废气装置，可设置于机车引擎5的排气管51上，其由一第一单向止回阀1、一第一触媒2、一喷嘴(Nozzle)3以及至少一第二触媒4所构成，可控制排气管51的二次空气进气流量，藉由触媒有效净化引擎5排放废气，并且补偿排气管安装蜂巢触媒所造成引擎马力的损失。
上述所提的第一单向止回阀1设置于上述排气管51上，且与该排气管51连通，并于该第一单向止回阀1上设置有一调整部11。
该第一触媒2与该排气管51连通，且设置于邻近上述第一单向止回阀1的一侧，而该第一触媒2至少被覆有铑(Rh)、铂(Pt)及钯(Pd)的至少其中之一，第一单向止回阀1导入二次空气，可同时净化引擎5废气中部分的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，氧化成无害的二氧化碳(CO2)及水(H2O)，并可同时净化引擎5废气中的氮氧化物(NOX)，还原成无害的氮气(N2)及氧气(O2)，或是氮氧化物(NOX)直接与一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)进行氧化还原反应，转换成无害的氮气(N2)、二氧化碳(CO2)及水(H2O)，所以第一触媒2作为氧化及还原触媒之用。
该喷嘴(Nozzle)3与该排气管51连通，且设置于邻近上述第一触媒2的一侧，而该喷嘴(Nozzle)3上连通设有一第二单向止回阀31，该第二单向止回阀31设置有一调整部311。
该第二触媒4与该排气管51连通，且设置于邻近上述喷嘴3的一侧，该第二触媒4至少被覆有铂(Pt)或钯(Pd)的其中之一，可净化引擎5废气中的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，氧化成无害的二氧化碳(CO2)及水(H2O)，作为氧化触媒之用。如是，藉由上述之结构构成一全新的两段式降低机车引擎排放废气装置。
请参阅图1B所示，为本实用新型的另一架构示意图。如图所示：其两段式降低机车引擎排放废气装置，可设置于机车引擎5的排气管51上，而该排气管51连接第一触媒2、喷嘴(Nozzle)3以及至少一第二触媒4，进而构成另一全新两段式降低机车引擎排放废气装置。
请参阅图2及图3所示，喷嘴3内部的二端分别朝开口设置-扩口部(32、33)，而该二扩口部(32、33)的连接处具有一较窄的颈部34，使该第二单向止回阀31可依所需连通设置于喷嘴3的适当处。另该喷嘴3a亦可为之内部二端分别设置一具有扩口部(351a、361a)的管体(35a、36a)，使该扩口部(351a、361a)朝喷嘴3a的二开口，并于二管体(35a、36a)对应处形成一流道部37a，使该第二单向止回阀31与流道部37a连通。
请参阅图4所示，运用时，可设置于机车引擎5的排气管51上，当引擎5排出废气时，利用引擎5出气口冲力产生的负压开启第一单向止回阀1，使该第一单向止回阀1导入较少的新鲜二次空气(空燃比A/F≤14.7)，使该引擎5废气与少量的新鲜二次空气流经作为氧化及还原触媒用的第一触媒2，而藉由第一触媒2上的铑(Rh)、铂(Pt)及钯(Pd)的至少其中之一，可同时净化引擎5废气中部分的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，氧化成无害的二氧化碳(CO2)及水(H2O)，并可同时净化引擎5废气中的氮氧化物(NOX)，还原成无害的氮气(N2)及氧气(O2)，或是氮氧化物(NOX)直接与一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)进行氧化还原反应，转换成无害的氮气(N2)、二氧化碳(CO2)及水(H2O)，之后使废气中尚未净化的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)往喷嘴3处流动，利用气流流动配合二扩口部(32、33)及颈部34产生的负压开启第二单向止回阀31，导入较多的新鲜二次空气(空燃比A/F＞14.7)，使该废气中尚未净化的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，配合大量的新鲜二次空气流经作为氧化触媒用的第二触媒4，而藉由第二触媒4的铂(Pt)或钯(Pd)的至少其中之一，净化引擎5废气中的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，氧化成无害的二氧化碳(CO2)及水(H2O)，并可依实际使用时所需于第二触媒4后方增设另一或一以上的第二触媒4a，使该引擎5废气中的残余一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)及氮氧化物(NOX)，再次经过净化，以达到有效净化引擎5排放废气的功效。
请参阅图5所示，为本实用新型的第二使用状态示意图。如图所示：于实际使用时，可将第二触媒4与排气管51连通，并设置于邻近第一单向止回阀1的后侧，而将第一触媒2与排气管51连通，开设置于邻近上述喷嘴3的后侧；当引擎5排出废气时，利用引擎5出气口冲力产生的负压开启第一单向止回阀1，使该第一单向止回阀1藉由调整部11的调整而导入较多的新鲜二次空气(空燃比A/F＞14.7)，使该废气中的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，配合大量的新鲜二次空气流经作为氧化触媒用的第二触媒4，而藉由第二触媒4的铂(Pt)或钯(Pd)的至少其中之一，净化引擎5排放废气中的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，氧化成无害的二氧化碳(CO2)及水(H2O)，之后使废气中尚未净化的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)及氮氧化物(NOX)往喷嘴(Nozzle)3处流动，利用气流流动配合二扩口部(32、33)及颈部34产生的负压开启第二单向止回阀31藉由调整该调整部311导入适量的新鲜二次空气(空燃比A/F≤14.7)，使该尚未净化一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)及氮氧化物(NOX)与适量的新鲜二次空气流经作为还原及氧化触媒用的第一触媒2，而藉由第一触媒2上的铑(Rh)、铂(Pt)及钯(Pd)的至少其中之一，可同时净化引擎5废气中尚未净化完的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，氧化成无害的二氧化碳(CO2)及水(H2O)，并可同时净化引擎5废气中的氮氧化物(NOX)，还原成无害的氮气(N2)及氧气(O2)，或是氮氧化物(NOX)直接与一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)进行氧化还原反应，转换成无害的氮气(N2)、二氧化碳(CO2)及水(H2O)，以达到有效净化引擎5废气的功效。
请参阅图6所示，为第三使用状态示意图。如图所示：于实际使用时，可将第一触媒2与排气管51连通，并设置于邻近第一单向止回阀1的后侧，再将另一第一触媒2与排气管51连通，并设置于邻近上述喷嘴(Nozzle)3的后侧；当引擎5排出废气时，利用引擎5出气口冲力产生的负压开启第一单向止回阀1，使该第一单向止回阀1导入大量的新鲜二次空气(空燃比A/F＞14.7)，使该引擎5废气与大量的新鲜二次空气流经作为氧化及还原触媒用的第一触媒2，而藉由第一触媒2上的铑(Rh)、铂(Pt)及钯(Pd)的至少其中之一，可同时净化引擎5废气中大部分的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，氧化成无害的二氧化碳(CO2)及水(H2O)，并可同时净化引擎5废气中部份的氮氧化物(NOX)，还原成无害的氮气(N2)及氧气(O2)，或是部份氮氧化物(NOX)直接与一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)进行氧化还原反应，转换成无害的氮气(N2)、二氧化碳(CO2)及水(H2O)，之后使尚未完全净化的废气往喷嘴(Nozzle)3处流动，利用气流流动配合二扩口部(32、33)及颈部34产生的负压开启第二单向止回阀31导入适量的新鲜二次空气(空燃比A/F≤14.7)，使该尚未净化完一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)及氮氧化物(NOX)与适量的新鲜空气流经作为还原及氧化触媒用的第一触媒2，而再次藉由第一触媒2上的铑(Rh)、铂(Pt)及钯(Pd)的至少其中之一，净化引擎5废气中尚未净化完的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，氧化成无害的二氧化碳(CO2)及水(H2O)，并可同时净化引擎5废气中的氮氧化物(NOX)，还原成无害的氮气(N2)及氧气(O2)，或是氮氧化物(NOX)直接与一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)进行氧化还原反应，转换成无害的氮气(N2)、二氧化碳(CO2)及水(H2O)，以达到有效净化引擎5废气的功效。
请参阅图7所示，为第四使用状态示意图。如图所示：亦可运用于双排以上排气管51a的引擎5a，同样可利用引擎5a出气口冲力产生的负压开启二个或连接组合成一个第一单向止回阀1，使第一单向止回阀1导入较少的新鲜空气(空燃比A/F≤14.7)，分别通过其一侧的第一触媒(2、2a)，同时净化引擎5a废气中部分的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，氧化成无害的二氧化碳(CO2)及水(H2O)，并可同时净化引擎5a废气中的氮氧化物(NOX)，还原成无害的氮气(N2)及氧气(O2)，或是氮氧化物(NOX)直接与部分的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)进行氧化还原反应，转换成无害的氮气(N2)、二氧化碳(CO2)及水(H2O)，之后使废气中尚未净化的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)往喷嘴(Nozzle)3处流动，利用第二单向止回阀31，导入较多的新鲜二次空气(空燃比A/F＞14.7)，藉由第二触媒4净化引擎5a废气中的一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)，氧化成无害的二氧化碳(CO2)及水(H2O)，并可依实际使用时的所需于第二触媒4后方增设另一或一以上的第二触媒4a，使该引擎5a废气中的残余一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)及氮氧化物(NOX)，再次经过净化，以达到有效净化引擎5a废气的功效。
亦可仅使用一单向止回阀，其结构包括有一第一触媒，该第一触媒与该排气管连通；一喷嘴，该喷嘴与该排气管连通，且设置于邻近上述第一触媒的一侧，而该喷嘴上连通设有一单向止回阀；第二触媒，该第二触媒与该排气管连通，且设置于邻近上述喷嘴的一侧。
综上所述，该两段式降低机车引擎排放废气装置可有效改善现有技术的种种缺点，可藉由第一单向止回阀、喷嘴及第二单向止回阀配合第一、二触媒，而可控制排气管的二次空气进气流量，有效净化引擎排放废气，并且补偿排气管安装蜂巢触媒所造成引擎马力的损失，不但达到使用时的稳定性，进而使能产生更进步、更实用、更符合使用者的所须，确已符合创作专利申请的要件，依法提出专利申请。
Claims (8)
1、一种两段式降低机车引擎排放废气装置，该装置设置于机车引擎的排气管上，其特征在于：该装置包括有：
一第一单向止回阀，该第一单向止回阀设置于所述排气管上，且与该排气管连通；
一第一触媒，该第一触媒与该排气管连通，且设置于邻近该第一单向止回阀的一侧；
一喷嘴，该喷嘴与该排气管连通，且设置于邻近该第一触媒的一侧，而该喷嘴上连通设有一第二单向止回阀；以及
至少一第二触媒，该第二触媒与该排气管连通，且设置于邻近该喷嘴的一侧。
2、根据权利要求1所述的两段式降低机车引擎排放废气装置，其特征在于：所述第一单向止回阀设置有一调整部。
3、根据权利要求1所述的两段式降低机车引擎排放废气装置，其特征在于：所述第一触媒被覆有铑、铂或钯中的一种。
4、根据权利要求1所述的两段式降低机车引擎排放废气装置，其特征在于：所述喷嘴内部的二端分别朝开口设置一扩口部，而该二扩口部的连接处具有一较窄的颈部。
5、根据权利要求1所述的两段式降低机车引擎排放废气装置，其特征在于：所述喷嘴的内部二端分别设置一具有扩口部的管体，该扩口部朝喷嘴的二开口，并于二管体对应处形成一流道部，该第二单向止回阀与流道部连通。
6、根据权利要求1所述的两段式降低机车引擎排放废气装置，其特征在于：所述第二单向止回阀设置有一调整部。
7、根据权利要求1所述的两段式降低机车引擎排放废气装置，其特征在于：所述第二触媒至少被覆有铂或钯中的一种。
8、一种两段式降低机车引擎排放废气装置，该装置设置于机车引擎的排气管上，其特征在于：该装置包括有：
一第一触媒，该第一触媒与所述排气管连通；
一喷嘴，该喷嘴与该排气管连通，且设置于邻近该第一触媒的一侧，而该喷嘴上连通设有一单向止回阀；以及
至少一第二触媒，该第二触媒与该排气管连通，且设置于邻近上述喷嘴的一侧。
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