IT9040081A1

IT9040081A1 - Dispositivo anti-inquinamento per gas di scarico di motori a combustione interna e di bruciatori in genere, avente anche funzione di silenziatore di scarico.

Info

Publication number: IT9040081A1
Application number: IT040081A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Nieri
Original assignee: Giuseppe Nieri
Priority date: 1990-05-18
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1991-11-18
Also published as: IT1245938B; EP0457287A3; IT9040081A0; EP0457287A2; DE69128558T2; EP0457287B1; DE69128558D1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo;"Dispositivo anti-inquinamento per gas di scarico di motori a combustione interna e di bruciatori in genere, avente anche funzione di silenziatore di scarico",

RIASSUNTO

Il dispositivo è costituito da una canalizzazione a spirale 3,delimitata da spire 4 realizzate in materiali ceramici o in lamiera appositamente trattata con materiali a ridotto coefficiente di conduttività termica,eventualmente con il riporto superficiale di metalli aventi funzione catalitica.La canalizzazione è alimentata dal tubo di immissione 1 avente asse centrale A che può' essere coincidente con quello del coperchio anteriore 2 e con quello del coperchio posteriore 11 ;uno o piu' tubi di scarico periferici 13 comunicano con le spire piu' esterne di detta canalizzazione.

Linvenzione concerne un dispositivo con canalizzazione a spirale realizzata con materiali di specifiche caratteristiche chimico/fisiche, atto ad essere inserito nel condotto di scarico dei prodotti della combustione di motori a combustione interna o dei bruciatori di combustibili in genere; ciò' allo scopo di ridurre o di eliminare i gas inquinanti (ad esempio CO,HC,NOx) e di abbattere contemporaneamente il livello di rumorosità'acustica proveniente dal condotto di scarico.

Lo stato della tecnica comprende dispositivi che effettuano l'abbattimento dei gas inquinanti utilizzando marmitte catalitiche,che peraltro hanno un effetto di smorzamento minimo o addirittura nullo delle onde acustiche; pertanto ,a valle di questi dispositivi, sugli impianti di scarico tradizionali,deve essere necessariamente inserito,in aggiunta, uno o piu' silenziatori con lo scopo esclusivo di ridurre la rumorosità dei gas di scappamento ai valori previsti dalle specifiche omologazioni.Lo stato della tecnica comprende inoltre, per quanto riguarda l'abbattimento del rumore,anche dei silenziatori oggetto delle seguenti domande di brevetto per invenzione e per modello industriale di utilità,a nome del medesimo richiedente: 40053 A 83 , 28963 A 83, 28995 B 84, 29031B 85, 28947 B 86 , 40049 A 86 .

Il presente trovato unisce pertanto in un unico dispositivo l'esigenza sia di abbattimento dei gas inquinanti ,che di contemporaneo smorzamento delle onde sonore di elevata intensità prodotte dalla rapida combustione della miscela e dal funzionamento del motore, della turbina o del bruciatore , che si propagano all'esterno tramite il tubo di scappamento. La possibilità di raggruppare in un unico dispositivo due ben distinte funzioni offre il vantaggio di ridurre i costi dell'impianto di scarico ,con riduzione dei pesi e con maggior semplicità costruttiva.Quanto sopra è valido sia per i motori a combustione interna,che per ogni altro tipo di dispositivo che produca energia tramite combustione di prodotti atti a tale scopo.

L 'invenzione risolve il problema tecnico suddetto realizzando le spire;che delimitano il condotto a spirale ,in materiali con ridotto coefficiente di conduttività termica, come materiali ceramici o lamiere con appositi trattamenti superficiali;inoltre, per migliorare ulteriormente l'efficienza di abbattimento degli inquinanti, lo strato superficiale dèlie spire a contatto con i gas può' essere trattato con l'aggiunta di materiali nobili che agiscono come costituenti attivi ad effetto selettivo (Pt-platino,Pd-palladio,

Rh-rodio , ecc.) ,come già comunemente in uso per le marmitte catalitiche tradizionali.

Nel caso venga richiesto l'abbattimento dei residui solidi che si formano nella combustione, come ad esempio il cosid- ^ detto particolato(particelle carboniose a struttura grafiti- ^ ca ) che si riscontra in particèlar modo nei gas di scarico dei motori Diesel, la superficie delle spire lambita dai gas può' avere un profila ondulato o addirittura a " dente di sega” per un piu' alto potere di ritenzione per la definitiva combustione. Due modi di attuare 1* invenzione sono illustrati,a puro titolo esemplificativo, nella tavola di disegno allegata in cui : figura 1 e figura 3 sono le sezioni longitudinali interrotte di due tipi di dispositivi realizzati secondo il trovato. Figura 2 è la sezione trasversale Ι-Γ del dispositivo di figura 1 realizzato in lamiera con apposito trattamento superficiale; figura 4-è la sezione trasversale II-II del dispositivo di figura 3, realizzato con materiali ceramici. Sono indicati con 1 il condotto di immissione dei gas nel silenziatore,avente asse longitudinale A ; con B l'asse longitudinale del silenziatore; con 2 un coperchio anteriore, posto cioè all'estremità del silenziatore dalla quale vengono immessi i gas; con 3 una canalizzazione a spirale, con 4 le spire della spirale^realizzate in lamiera con apposito trattamento superficiale nel caso del dispositivo di figura 1 ,e realizzate in materiali ceramici nel caso del dispositivo di figura 3; con 5 uno spazio che può' essere riempito con materiale fonoassorbente o fonoriflettente; con 6 la spira piu' esterna che,nel caso del silenziatore di figura 1, costituisce l'involucro esterno del dispositivo; con 7 l'involucro esterno del silenziatore di figura 3; con 8 un anello di chiusura della testata delle spire piu' interne,posto sul lato di immissione dei gas; con 9 un foro centrale dell'anello 8 , che mette in comunicazione il condotto di immissione dei gas 1 con le spire piu' interne della canalizzazione a spirale 3.La testata posteriore delle spire è chiusa,dal lato opposto a quello comunicante con il foro 9, da un piano centrale 10 ricavato per imbutitura circolare del coperchio posteriore 11; con 12 uno spazio posteriore eventualmente riempito con materiale fonoassorbente o fonoriflettente; con 13 è indicato un tubo di scarico del dispositivo,avente asse C,inserito perifericamente nel coperchio posteriore 11, e comunicante con le spire piu' esterne della canalizzazione 3 ; con G l'asse del tubo di scarico 13; con 14 è indicato uno.strato di materiale da coibentazione che impedisce il contatto diretto della spira piu' esterna 6 della spirale, contro l'involucro esterno 7; con 15 sono indicati eventuali rilievi a "dente di sega" ricavatil e necessario,sulla superficie della spirale, per trattenere il "particolato".

Nell'attuazione pratica i materiali,le dimensioni, i particolari esecutivi,potranno essere diversi da quelli indicati, ma ad essi tecnicamente equivalenti,senza per questo uscire dal dominio giuridico della presente invenzione.

E' inoltre necessario tener presente che, nella documentazione della presente domanda di brevetto, è stata esemplificata,per semplicità',l'applicazione del trovato sul silenziatore previsto nella domanda per modello industriale di utilità N° 28947 B/86 a nome del medesimo richiedente ;lo stesso sistema di realizzazione deve intendersi altresi valido e previsto anche per i silenziatori di cui nelle seguenti domande di brevetto e di modello industriale di utilità a nome dello stesso richiedente: N° 40053 A/83, 28963 B/84, 28995 B/S4, 29031B/85, 40049 A/86 .

Il funzionamento avviene nel modo seguente.

I gas ad alta temperatura,generati dalla combustione di funzionamento del motore o del bruciatore in genere ,entrano nel condotto di scarico 1 con alto contenuto di inquinanti (CO,HC,NOx, ecc.),e con onde di pressione acustica di forte intensità .11 materiale costituente le spire 4,di particolari caratteristichecbnnico/fieiche, viene pertanto portato ad una elevata temperatura che consente una post-combu&tione degli inquinanti (CO,HC );tale combustione,che avviene con elevato contenuto calorico, accresce ulteriormente la temperatura delle spire, con ulteriore miglioramento funzionale. Il funzionamento può· essere ulteriormente migliorato,anche dal punto di vista selettivo e per l'abbattimento dell'inquinante NOx ,trattando la superficie della spirale ,a contatto con i gas, con prodotti ad effetto catalitico .Le onde di pressione acustica vengono contemporaneamente smorzate in base ai principidescritti sulle domande di brevetto e di modello industriale di utilità a nome del medesimo richiedente, menzionate in precedenza

Claims

RIVENDICAZIONI 1.Dispositivo avente contemporaneamente la funzione di silenziatore di scarico e di abbattimento degli inquinanti presenti nei gas della combustione in genere,costituito da una canalizzazione a spirale avente origine dal centro,dotato di almeno un condotto di immissione dei gas 1 e di almeno otto di scarico(13) ,c a r a t t e r i z z a t o da ciò'che le pareti (4) delimitanti e costituenti il condotto a spirale (3) di passaggio dei gas sono costruite in materiali ceramici o comunque con materiali a ridotto coefficiente di conduttività termica,nonché'con lamiera trattata con rivestimento adeguato (washcoat). 2.Dispositivo,secondo la rivendicazione 1,caratterizzato da ciò'che sulle superfici interne del condotto a spirale (3), a diretto contatto con i gas di scarico,sono applicati,secondo tecniche note,metalli nobili (ad es.Pt,Pd,Bh, ecc.) con funzione catalizzatrice per l'eliminazione dei gas inquinanti. 3.Dispositivo ,secondo le rivendicazioni 1 e 2 ,caratterizzato da ciò' che le pareti (4)delimitanti il condotto a spirale (3) presentano sulla superficie interna e/o esterna un profilo con rilievi ,eventualmente del tipo a dente di sega (15),per un maggiore potere di ritenzione delle particelle carboniose originate dalla combustione,che vengono cosi* eliminate con successiva combustione.