ITTO20000126A1 - Dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas di scarico. - Google Patents

Dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas di scarico. Download PDF

Info

Publication number
ITTO20000126A1
ITTO20000126A1 IT2000TO000126A ITTO20000126A ITTO20000126A1 IT TO20000126 A1 ITTO20000126 A1 IT TO20000126A1 IT 2000TO000126 A IT2000TO000126 A IT 2000TO000126A IT TO20000126 A ITTO20000126 A IT TO20000126A IT TO20000126 A1 ITTO20000126 A1 IT TO20000126A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
exhaust gases
mineral fibers
fiber
support means
amount ranging
Prior art date
Application number
IT2000TO000126A
Other languages
English (en)
Inventor
Luigi Pellegrino
Original Assignee
Luigi Pellegrino
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luigi Pellegrino filed Critical Luigi Pellegrino
Priority to IT2000TO000126A priority Critical patent/IT1319897B1/it
Priority to EP01101399A priority patent/EP1123728A1/en
Priority to US09/778,557 priority patent/US20010011449A1/en
Publication of ITTO20000126A1 publication Critical patent/ITTO20000126A1/it
Application granted granted Critical
Publication of IT1319897B1 publication Critical patent/IT1319897B1/it

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8643Removing mixtures of carbon monoxide or hydrocarbons and nitrogen oxides
    • B01D53/8646Simultaneous elimination of the components
    • B01D53/865Simultaneous elimination of the components characterised by a specific catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8643Removing mixtures of carbon monoxide or hydrocarbons and nitrogen oxides
    • B01D53/8646Simultaneous elimination of the components
    • B01D53/8653Simultaneous elimination of the components characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/9454Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/0218Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters the filtering elements being made from spirally-wound filtering material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0226Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being fibrous
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2835Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support fibrous
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/02Combinations of different methods of purification filtering and catalytic conversion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/10Fibrous material, e.g. mineral or metallic wool
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/12Metallic wire mesh fabric or knitting
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

D E S C R I Z IO N E
del brevetto per invenzione industriale
La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas di scarico.
In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa' ma non esclusiva, applicazione nel trattamento dei gas di scarico prodotti da qualsiasi tipo di motore a combustione interna, sia esso a ciclo Diesel o a ciclo Otto, installato su veicoli o in impianti fissi, come pure nel trattamento dei gas di scarico prodotti da caldaie termiche adibite ad impianti industriali e civili.
Come è noto, nei gas di scarico prodotti dai motori a combustione interna, in particolare dai motori diesel, sono presenti numerose sostanze nocive quali, ad esempio, idrocarburi incombusti, particolato, ossidi di azoto e di carbonio, ecc.
Numerosi sono i sistemi ed i dispositivi progettati per ridurre l'inquinamento atmosferico dovuto ai gas di scarico prodotti dai motori a combustione interna.
In genere, essi sono del tipo comprendente un involucro cavo provvisto, alle proprie estremità, di una bocca di ingresso per i gas dì scarico da depurare e di una bocca di uscita per i gas di scarico depurati, e mezzi depuratori interposti tra la bocca di ingresso e la bocca di uscita.
Come mezzi depuratori è ad esempio noto dal brevetto europeo EP-B-0340784 utilizzare una cartuccia tubolare formata da un materassino tubolare contenente fibre minerali depurative e supportato da un cestello formato da due corpi tubolari coassiali di rete rigida tra i quali il materassino è interposto. In particolare, il materassino è ottenuto disponendo le fibre minerali su una calzamaglia di materiale filiforme tessuto essenzialmente costituita da una pluralità di maglie libere elasticamente deformabili convenientemente ottenute mediante tessitura meccanica di un filo di acciaio inossidabile ed avvolgendo il tutto a spirale.
I dispositivi a cartuccia del tipo sopra descritto, pur risultando particolarmente vantaggiosi dal punto di vista dei costi, presentano tuttavia un inconveniente che non ne consente un adeguato sfruttamento di tutti i vantaggi. In particolare, si è osservato che i dispositivi a cartuccia del tipo sopra descritto presentano un livello di abbattimento delle sostanze inquinanti che, con la progressiva riduzione dei livelli di emissione di sostanze inquinanti prevista dalle normative vigenti per il prossimo futuro, non consente di garantire il rispetto dei livelli minimi previsti.
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas di scarico di motori a combustione interna del tipo sopra descritto che presenti un'efficienza di abbattimento delle sostanze inquinanti che consenta di garantire il rispetto dei livelli minimi previsti per il prossimo futuro dalle normative vigenti in materia di abbattimento delle sostanze inquinanti.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas di scarico, comprendente un involucro provvisto di una bocca di ingresso per i gas di scarico da depurare e di una bocca di uscita per i gas di scarico depurati; e mezzi depuratori a cartuccia alloggiati in detto involucro, interposti tra la detta bocca di ingresso e la detta bocca di uscita e comprendenti fibre minerali; caratterizzato dal fatto che dette fibre minerali 41 comprendono almeno il 70% in peso di diossido di silicio ed almeno uno fra i seguenti metalli: platino in una quantità compresa fra 0,001 e 0, 5 g/g fibra, rodio in un quantità compresa fra 0, 00003 e 0 , 05 g/g fibra, e palladio in un quantità compresa fra 0, 00003 e ,0, 5 g/g fibra .
Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali :
- la figura 1 è una sezione longitudinale di un dispositivo di riduzione dell' inquinamento atmosferico da gas di scarico;
- la figura 2 è una sezione secondo la linea II-II di figura 1 ;
- la figura 3 mostra un materassino facente parte del dispositivo di figura 1 ; e
la figura 4 mostra, in scala ingrandita, la struttura eli una calzamaglia del materassino di figura 3.
Nelle figure 1 e 2 è illustrato un dispositivo di riduzione dell' inquinamento atmosferico da gas di scarico .
Il dispositivo, indicato nel suo insieme con 1, è del tipo comprendente un involucro 2 cavo di forma allungata lungo un asse A e provvisto, alle proprie estremità assiali opposte, di una bocca di ingresso 4 per i gas di scarico da depurare e di una bocca di uscita 6 per i gas di scarico depurati, entrambe a sezione circolare; ed una cartuccia 8 tubolare montata coassialmente all'interno dell'involucro 2 ed avente un diametro esterno maggiore di quello delle bocche di ingresso e di uscita 4, 6.
L'involucro 2 comprende tre corpi accoppiati assialmente fra loro: un primo corpo di estremità 10 di forma sostanzialmente ad imbuto, un corpo intermedio 12 di forma sostanzialmente troncoconica all'interno del quale è disposta la cartuccia 8, ed un secondo corpo di estremità 14 di forma sostanzialmente a tazza.
All'interno del primo corpo di estremità 10 è montato coassialmente un corpo di guida 16 di forma sostanzialmente a tazza delimitante, con il primo corpo di estremità 10, una prima intercapedine a sezione anulare comunicante con la bocca di ingresso 4 e definente un condotto di immissione 18 dei gas di scarico da depurare.
In particolare, il primo corpo di estremità 10 comprende una prima porzione IOa di forma sostanzialmente cilìndrica definente la bocca di ingresso 4 del dispositivo; una seconda porzione 10b di forma sostanzialmente troncoconica estendentesi integralmente dalla prima porzione IOa ed avente diametro crescente a partire dalla prima porzione IOa stessa; ed una terza porzione 10c di forma sostanzialmente cilindrica estendentesi integralmente dalla seconda porzione 10b.
Il corpo di guida 16 comprende una prima porzione 16a di forma sostanzialmente conica internamente affacciata alla seconda porzione 10b troncoconica del primo corpo di estremità 10; una seconda porzione Ì6b di forma sostanzialmente cilindrica estendentesi integralmente dalla prima porzione 16a ed affacciata ad un tratto iniziale della terza porzione 10c del primo corpo di estremità 10 ed avente un diametro maggiore; ed una terza porzione 16c di forma troncoconica estendentesi integralmente dalla seconda porzione 16a, affacciata ad un tratto terminale della terza porzione 10c del primo corpo di estremità 10 ed avente un diametro decrescente verso il corpo intermedio 12.
In particolare, la seconda porzione 10b troncoconica del primo corpo di estremità 10 e la prima porzione 16a conica del corpo di guida 16 sono fra loro convergenti verso il corpo intermedio 12 in modo da definire una sezione anulare di passaggio dei gas di scarico, normale alla direzione di avanzamento dei gas dì scarico stessi, sostanzialmente costante per tutta la lunghezza delle porzioni 10b, 16a stesse e sostanzialmente uguale alla sezione di passaggio dei gas di scarico definita dalla bocca di ingresso 4 in modo da non determinare perdite di carico e da non generare contropressioni rilevanti.
Preferibilmente, la sezione anulare di passaggio dei gas di scarico definita dalle porzioni 10b, 16a è compresa fra l'80% ed il 120% della sezione di passaggio definita dalla bocca di ingresso 4.
Nella direzione di avanzamento dei gas di scarico dalla bocca di ingresso 4 alla bocca di uscita 6, il condotto di immissione 18 presenta quindi un tratto iniziale 18a, delimitato dalla porzione 10b troncoconica e dalla porzione 16a conica, nel quale la sezione di passaggio dei gas di scarico è sostanzialmente costante e pari alla sezione di passaggio definita dalla bocca di ingresso 4 e presenta un raggio medio, misurato rispetto all'asse A crescente; un tratto intermedio 18b, delimitato dalle porzioni cilindriche 10c, 16b, nel quale la sezione di passaggio dei gas è sostanzialmente costante e pari alla sezione di passaggio definita dalle porzioni 10b, 16a e presenta un raggio medio sostanzialmente costante; ed un tratto finale 18c, delimitato dalla porzione cilindrica 10c e dalla porzione troncoconica 16c, nel quale la sezione di passaggio dei gas è crescente e presenta un raggio medio decrescente .
Tra il primo corpo di estremità 10 ed il corpo intermedio 12 è montato coassialmente un primo elemento discoidale 20 avente un diametro prossimo a quello del primo corpo di estremità 10 e presentante, su di una propria porzione anulare perimetrale disposta in corrispondenza del tratto terminale del condotto di immissione 18, una pluralità di fori 22 passanti angolarmente equispaziati per consentire il passaggio dei gas di scarico dal condotto di immissione 18 al corpo intermedio 12.
Il primo elemento discoidale 20 supporta inoltre coassialmente a sbalzo una coppia di collarini di centraggio 24, 25, rispettivamente interno ed esterno, estendentesi verso l'interno del corpo intermedio 12 ed all'interno dei quali è disposta una prima porzione di estremità 8a della cartuccia 8.
In particolare, il collarino di centraggio 25 esterno è disposto in corrispondenza di una porzione anulare del primo elemento discoidale 20 radialmente interna rispetto ai fori 22 mentre il collarino di centraggio 24 interno è disposto in corrispondenza di una porzione anulare interna del primo elemento discoidale 20.
Il corpo intermedio 12 si estende sul prolungamento del primo corpo di estremità 10 e presenta un diametro decrescente verso il secondo corpo di estremità 14.
All'interno del corpo intermedio 12 è disposta la cartuccia 8 tubolare, la quale comprende un cestello 26 formato dadue reti 28, 30 tubolari metalliche rigide, rispettivamente esterna ed interna, coassiali all'asse A; ed un materassino 32 tubolare interposto tra le due reti 28, 30 . Le reti 28, 32 sono preferibilmente ottenute per stiramento da lamiere orientate di acciaio inossidabile del tipo adatto a resistere a temperature elevate e con orientamento tale da indirizzare il flusso gassoso verso l'interno della cartuccia 8.
La rete esterna 28 presenta un diametro minore del diametro minimo del corpo intermedio 12 e delimita, congiuntamente al corpo intermedio 12 stesso, una seconda intercapedine a sezione anulare definente una camera di raccolta esterna 34 contenente in uso i gas di scarico da depurare.
In particolare, la camera di raccolta esterna 34 circonda completamente la cartuccia 8, è disposta coassialmente sul prolungamento del condotto di immissione 18 e comunica con esso attraverso i fori 22, e presenta luna sezione di passaggio dei gas di scarico progressivamente decrescente nella direzione di avanzamento'idei gas stessi.
La rete interna 30 delimita invece una camera di raccolta interna 36 cilindrica contenente in uso i gas di scarico depurati che hanno attraversato radialmente il materassino 32.
Il secondo corpo di estremità 14 comprende una prima porzione 14a cilindrica accoppiata al corpo intermedio 12 ed una parete di fondo 14b provvista di un foro 46 gassante assiale nel quale è disposto un elemento cilindrico 47 estendentesi verso l'esterno e definente la bocca di uscita 6 del dispositivo 1.
All'interno del secondo corpo di estremità 14 è montato coassialmente in modo scorrevole e a tenuta un secondo elemento discoidale 38, il quale è disposto parallelo alla, e distanziato dalla, parete di fondo 14b del secondo corpo di estremità 14 stesso e presenta, su di una propria porzione anulare interna disposta in corrispondenza della camera di raccolta interna 36, una pluralità di fori 40 passanti angolarmente equispaziati per consentire il passaggio dei gas di scarico dalla camera di raccolta interna 36 stessa al secondo corpo di estremità 14.
Lo spazio compreso fra la parete di fondo 14b del secondo corpo di estremità 14 ed il secondo elemento discoidale 38 definisce una camera 48 che consente il movimento assiale del secondo elemento discoidale 38 conseguente'alla dilatazione termica della cartuccia 8 e delle varie parti del dispositivo 1 che inevitabilmente avviene durante il funzionamento del dispositivo 1 stesso.
Il secondo elemento discoidale 38 supporta inoltre coassialmente a sbalzo una coppia di collarini di centraggio 42, 43, rispettivamente interno ed esterno, estendentesi verso il corpo intermedio 12 ed all'interno dei quali è disposta una seconda porzione di estremità 8b della cartuccia 8.
In particolare, il collarino di centraggio 42 interno è disposto in corrispondenza di una porzione anulare interna del secondo elemento discoidale 38 circondante esternamente i fori 40 mentre il collarino di centraggio 43 esterno è disposto in corrispondenza di una porzione anulare perimetrale del secondo elemento discoidale 38.
I collarini di centraggio 24, 25, 42, 43 trattengono assialmente in posizione di lavoro la cartuccia 8 mediante un tirante 44 coassiale all'asse A avente estremità opposte accoppiate agli elementi discoidali 20, 38 in modo di per sé noto e quindi non descritto in dettaglio.
II materiale costituente il tirante 44 è dello stesso tipo di quello costituente le reti 28, 30 del cestello 26 della cartuccia 8 in modo da presentare una dilatazione termica sostanzialmente identica a quella presentata dalle reti 28, 30 stesse
Come mostrato più in dettaglio nella figura 3, il materassino 32 comprende una prima ed una seconda calzamaglia 37, 39 di materiale filiforme tessuto, racchiudenti a sandwich fibre minerali 41 depurative ed avvolte a spirale in modo da definire sostanzialmente una alternanza di strati di materiale filiforme e di fibre minerali tra la bocca di ingresso 4 e la bocca di uscita 6.
Come mostrato in dettaglio nella figura 4, ciascuna calzamaglia 37, 39 è costituita da una pluralità di maglie libere elasticamente deformabili convenientemente ottenute mediante tessitura meccanica di un sottile filo di acciaio inossidabile particolarmente adatto a resistere a temperature elevate quale quella dei gas di scarico dei motori a combustione interna.
Secondo la presente invenzione, le fibre minerali 41 comprendIono almeno il 70% in peso di diossido di silicio (SiO2) ed almeno uno fra i seguenti metalli: platino in luna quantità compresa fra 0,001 e 0,5 g/g fibra (grammi per ogni grammo di fibra minerale); rodio in un quantità compresa fra 0,00003 e 0,05 g/g fibra; e palladio in un quantità compresa fra 0,00003 e 0,5 g/g fibra.
È stato infatti sorprendentemente verificato dalla titolare che la combinazione degli elementi sopra descritti, ossia una cartuccia avente la struttura sopra descritta e comprendente fibre minerali amorfe in cui sono presenti sia almeno il 70% in peso di diossido di silicio che almeno uno dei citati metalli nelle quantità citate, consente di ottenere un dispositivo di riduzione dell'inquinamento avente un livello di abbattimento delle sostanze inquinanti sufficiente a soddisfare le prescrizioni previste per il prossimo futuro dalle normative vigenti in materia di emissioni di sostanze inquinanti,) qualsiasi sia l'applicazione a cui il dispositivo 1 viene destinato.
In particolare, è stato sperimentalmente verificato dalla titolare che l'abbattimento degli ossidi di carbonio, degli idrocarburi incombusti, del particolato carbonioso ie della fumosità è, in qualsiasi applicazione del dispositivo 1, sempre maggiore del 20% e può addirittura raggiungere il valore del 50%, mentre l'abbattimento degli ossidi di azoto è sempre maggiore del 5% e può addirittura raggiungere un valore del 10%.
Preferibilmente, nelle fibre minerali 41 il platino è presente in una quantità compresa fra 0,005 e 0,030 g/g fibra, il rodio è presente in un quantità compresa fra 0,0003 e 0,0025 g/g fibra, ed il palladio è presente in un quantità compresa fra 0,0003 e 0,03 g/g fibra.
È stato infatti verificato sperimentalmente che utilizzando tali quantità l'abbattimento degli ossidi di carbonio, degli idrocarburi incombusti, del particolato carbonioso e della fumosità è, in qualsiasi applicazione del dispositivo 1, sempre maggiore del 40% e può addirittura raggiungere il valore del 90%, mentre l'abbattimento degli ossidi di azoto è sempre maggiore del 10% e può addirittura raggiungere un valore del 60%.
Più ribilmente ancora, il diossido di silicio è di tipo amorfo e le fibre minerali 41 presentano un diametro maggiore o uguale a 8 μm.
Si sottolinea inoltre il fatto che la composizione finale delle fibre minerali 41, ossia la specifica quantità di diossido di silicio, quali dei citati metalli devono essere aggiunti al diossido di silicio e la specifica quantità di tali metalli dipende da molti fattori, quali, ad esempio, il tipo di motore diesel (aspirato, sovralimentato) a cui il dispositivo 1 viene associato, la potenza del motore (piccola, media, alta) ed il tipo di applicazione (servizio urbano, extraurbano, autostradale, produzione di energia, ecc.).
Si sottolinea inoltre il fatto che nelle fibre minerali 41 possono inoltre essere eventualmente presenti anche impurezze o tracce di composti dei suddetti metalli in quantità tali però da essere trascurabili rispetto ai valori sopra riportati.
In uso, il percorso P dei gas di scarico dalla bocca di ingresso 4 alla bocca di uscita 6 è illustrato nella figura 1 con linea marcata.
In particolare, i gas di scarico vengono immessi all'internoi del dispositivo 1 attraverso la bocca di ingresso 4, percorrono il condotto di immissione 18, attraversano i fori 22 praticati nel primo elemento discoidale 20 e giungono alla camera di raccolta esterna 34 circondante la cartuccia 8, la cui sezione anulare progressivamente decrescente contribuisce a forzare i gas di scarico stessi ad attraversare radialmente la cartuccia 8, all'interno della quale vengono depurati.
I gas di scarico depurati giungono quindi alla camera di raccolta interna 36 e da questa, attraverso i fon 40 praticati nel secondo elemento discoidale 38, all'interno del secondo corpo di estremità 14, dal quale fuoriescono all'esterno attraverso la bocca di uscita 6.
In particolare, i gas di scarico che inizialmente occupano un volume concentrato di forma cilindrica definito (dalla bocca di ingresso 4, vengono progressivamente portati ad occupare un volume distribuito di forma anulare definito dalla camera di raccolta esterna 34 e durante il passaggio dei gas di scarico dalia bocca di ingresso 4 alla camera di raccolta esterna 34 essi dissipano gran parte della loro energia cinetica per effetto dei seguenti tre fenomeni:
- la distribuzione dei gas di scarico in un volume distribuito che si ha durante il passaggio all'interno del tratto iniziale 18a del condotto di immissione 18;
- l'espansione dei gas di scarico che si ha nel tratto finale 18c del condotto di immissione 18 stesso in cui la sezione di passaggio dei gas aumenta progressivamente; e
- lo strisciamento" dei gas di scarico contro la superficie interna della camera di raccolta esterna 34 che si ha durante la distribuzione dei gas -di scarico all'interno della camera di raccolta esterna 34 stessa.
In dettaglio, durante la distribuzione dei gas di scarico all'interno della camera di raccolta esterna 34 i gas di scarico lambiscono la superficie interna di tale camera e per effetto della legge di Stephan-Bolzman del corpo nero si ha per irraggiamento una certa stabilizzazione della temperatura dei gas di scarico verso valori massimi di 400-500°C molto inferiori rispetto a quelli (650°C) che si hanno nei dispositivi noti in cui i gas di scarico vengono immessi nella camera di raccolta interna 36 e tale stabilizzazione concorre a mantenere bassi i valori di riossidazione dei solfati presenti nei gas di scarico.
Alla stabilizzazione della temperatura dei gas di scarico verso valori massimi di 400-500°C consegue una riduzione dell'entalpia del sistema e del volume specifico dei gas di scarico rispetto ai dispositivi noti, e tali fattori determinano una riduzione della velocità con cui i gas di scarico impattano sul materassino 32 della cartuccia 8 a cui consegue una riduzione della loro energia cinetica in proporzione quadratica rispetto alla riduzione della velocità.
La riduzione dell'energia cinetica posseduta dai gas di scarico fa quindi sì che l'attraversamento radiale della cartuccia 8 dalla camera di raccolta esterna 34 alla camera di raccolta interna 36 avvenga in modo meno violento di quanto invece avviene nei dispositivi tradizionali in cui l'attraversamento si ha dall'interno all'esterno per espansione e quindi il materassino 32 risulta sottoposto ad uno stress meccanico sensibilmente inferiore a quello a cui sono sottoposti i materassini dei dispositivi tradizionali.
Da un 'esame delle caratteristiche del dispositivo 1 realizzato secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggiche esso consente di ottenere.
Risulta infine chiaro che al dispositivo 1 qui descritto ed illustrati possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione.
Ad esempio, il dispositivo 1 potrebbe avere una struttura diversa da quella precedentemente descritta, ad esempio una struttura come quella illustrata nel succitato brevetto europeo EP-B-0340784 in cui la bocca di ingresso 4 comunica con la camera di raccolta interna 36 mentre la bocca di uscita 6 comunica con la camera di raccolta esterna 34. In questo caso i gas di scarico da depurare vengono immessi nella camera di raccolta interna 36, per espansione attraversano radialmente il materassino 32, venendo così depurati dalle fibre minerali in esso contenute, e dalla camera di raccolta esterna 34 vengono quindi convogliati verso l'uscita del dispositivo 1.
Inoltre, il materassino 32 potrebbe comprendere anche una sola delle calzamaglie 37, 39 che, quando avvolta a spirale insieme alle fibre minerali 41, permette ugualmente di definire una alternanza di strati di materiale filiforme e di fibre minerali tra la bocca di ingresso 4 e la bocca di uscita 6 del dispositivo 1.

Claims (1)

  1. R IV E N D I CA Z IO N I 1.- Dispositivo (1) di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas di scarico, comprendente un involucro (2) provvi isto di una bocca di ingresso (4) per i gas di scarico da depurare e di una bocca di uscita (6) per i gas di scarico depurati; e mezzi depuratori a cartuccia (8) alloggiati in detto involucro (2), interposti tra la detta bocca di ingresso (4) e la detta bocca di uscita (6) e comprendenti fibre minerali (41); caratterizzato dal fatto che dette fibre minerali 41 comprendono almeno il 70% in peso di diossido di silicio ed almeno uno fra i seguenti metalli: platino in una quantità compresa fra 0,001 e 0,5 g/g fibra, rodio in un quantità compresa fra 0,00003 e 0,05 g/g fibra, e palladio in un quantità compresa fra 0,00003 e 0,5 g/g fibra, 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il platino è presente in una quantità compresa fra 0,005 e 0,030 g/g fibra, il rodio è presente in un quantità compresa fra 0,0003 e 0,0025 g/g fibra, ed il palladio è presente in un quantità compresa fra 0,0003 e 0,03 g/g fibra. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto diossido di silicio è amorfo. 4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette fibre presentano un diametro medio maggiore o uguale a 8 μm. 5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi depuratori a cartuccia (8) comprendono mezzi di supporto (37, 39) di dette fibre minerali (41) essenzialmente costituiti da un materiale filiforme tessuto; detti mezzi di supporto (37, 39) e dette fibre minerali (41) essendo disposti in modo tale da definire, tra la detta bocca di ingresso (4) e la detta bocca di uscita (6), sostanzialmente una alternanza di strati di materiale filiforme (37, 39) e di fibre minerali (41). 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di supporto (37, 39) sono realizzati di acciaio inossidabile. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di supporto comprendono una calzamaglia (37, 39) di materiale filiforme presentante una pluralità di maglie libere elasticamente deformabili. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta calzamaglia (37, 39) è convenientemente ottenute mediante tessitura meccanica di un filo di acciaio inossidabile particolarmente adatto a resistere a temperature elevate: 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di supporto comprendono una coppia di dette calzamaglie (37, 39) racchiudenti a sandwich dette fibre minerali (41). 10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 9, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di supporto (37, 39) e dette fibre minerali (41) sono avvolti a spirale e definiscono un materassino (32) tubolare montato interposto fra una rete.metallica interna (30) ed una rete metallica esterna (28). 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detta rete metallica interna (30) e detta rete metallica esterna (28) sono realizzate in acciaio inossidabile del tipo adatto a resistere a temperature elevate. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che detta rete metallica interna (30) e detta rete metallica esterna (28) sono convenientemente ottenute per stiramento da lamiere orientate dii acciaio inossidabile con orientamento tale da indirizzare il flusso gassoso verso l'interno dei detti mezzi depuratori a cartuccia (8). 13.- Dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas di scarico, sostanzialmente come descritto con riferimento ai disegni allegati
IT2000TO000126A 2000-02-08 2000-02-08 Dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas discarico IT1319897B1 (it)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT2000TO000126A IT1319897B1 (it) 2000-02-08 2000-02-08 Dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas discarico
EP01101399A EP1123728A1 (en) 2000-02-08 2001-01-23 Device for reducing atmospheric pollution due to exhaust gases
US09/778,557 US20010011449A1 (en) 2000-02-08 2001-02-07 Device for reducing atmospheric pollution due to exhaust gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT2000TO000126A IT1319897B1 (it) 2000-02-08 2000-02-08 Dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas discarico

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ITTO20000126A1 true ITTO20000126A1 (it) 2001-08-08
IT1319897B1 IT1319897B1 (it) 2003-11-12

Family

ID=11457395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT2000TO000126A IT1319897B1 (it) 2000-02-08 2000-02-08 Dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas discarico

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20010011449A1 (it)
EP (1) EP1123728A1 (it)
IT (1) IT1319897B1 (it)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1340890A1 (en) 2002-02-28 2003-09-03 Luigi Pellegrino A device for reducing the atmospheric pollution due to exhaust gas
AU2002358982A1 (en) * 2002-11-20 2004-06-15 Pellegrino, Luigi Device for reducing atmospheric pollution by exhaust gas
AU2003303085A1 (en) * 2003-09-26 2005-04-14 N.V. Bekaert S.A. Catalytic converter and method for making the same
JP2005248787A (ja) * 2004-03-03 2005-09-15 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 排気浄化装置
EP1584369A1 (en) * 2004-04-05 2005-10-12 Luigi Pellegrino Device for reducing polluting substances present in exhaust gases of an internal-combustion engine
EP1624165A1 (en) * 2004-08-05 2006-02-08 Luigi Pellegrino Device for reducing polluting substances present in exhaust gases of an internal-combustion engine
DE102004040549B4 (de) 2004-08-21 2017-03-23 Umicore Ag & Co. Kg Katalytisch beschichtetes Partikelfilter und seine Verwendung
BR112013013954A2 (pt) * 2010-12-06 2016-09-27 Greene Environemtal Corp sistemas e métodos para aperfeiçoar a eficiência de combustível
CN102588047A (zh) * 2012-02-27 2012-07-18 太仓凯鑫电子有限公司 一种高效金属丝网过滤器
JP6169227B1 (ja) * 2016-06-13 2017-07-26 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
WO2019012563A1 (en) * 2017-07-10 2019-01-17 Safarzadeh Daryoush EXHAUST SILENT FILTER FOR DIESEL ENGINE
CA3094306C (en) * 2018-04-04 2024-05-14 Unifrax I Llc Activated porous fibers and products including same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4195063A (en) * 1974-09-03 1980-03-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Catalyst element for cleaning exhaust gases
IT1219270B (it) * 1988-05-06 1990-05-03 Enea Dispositivo per la riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas di scarico di motori a combustione interna
US5174969A (en) * 1991-04-05 1992-12-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Roll-pack diesel particulate filter

Also Published As

Publication number Publication date
IT1319897B1 (it) 2003-11-12
EP1123728A1 (en) 2001-08-16
US20010011449A1 (en) 2001-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITTO20000126A1 (it) Dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas di scarico.
CN1787869B (zh) 陶瓷柴油发动机废气过滤器
JP3231852B2 (ja) 内燃機関の触媒コンバータに組み込まれたサイレンサ
JP2011502773A (ja) 煤煙粒子フィルタ
KR102072334B1 (ko) 자동차 매연 저감을 위한 필터 조립체 및 이를 포함하는 머플러
JPH03121213A (ja) 排気ガス浄化装置のハニカムフィルター
KR20130005357U (ko) 매연 저감 장치
SE524648C2 (sv) Behållaranordning, innefattande partikelfilter och katalysatorrenare, inrättad att anordnas i ett avgassystem för en förbränningsmotor
US6237395B1 (en) Annular after reactor for use with a jet engine test cell
ITTO990045A1 (it) Dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas di sca-rico.
US3796024A (en) Filter assembly
KR20110037231A (ko) 배기가스 유해물질 저감장치용 버너 및 이를 포함하는 배기가스 유해물질 저감장치
KR20170003780A (ko) 자동차의 흡배기관 및 연소실 클리닝용 집진장치
KR20170027645A (ko) 버너를 구비한 dpf장치의 화염안정기
CN205598812U (zh) 陶瓷过滤元件
CN104975912A (zh) 排烟净化处理装置
ITTO990156A1 (it) Dispositivo e metodo di decomposizione di particelle presenti nei gasdi scarico.
CN220581117U (zh) 一种dpf再生装置及尾气处理系统
CN216367106U (zh) 一种烟气管道外接粉尘颗粒处理机构
JP2002276342A (ja) 微粒子除去装置
CN208186371U (zh) 一种双管道排烟的农业用秸秆焚烧设备
ITVR930030A1 (it) Marmitta per l'abbattimento di composti inquinanti nei gas di scarico dei motori a combustione interna
KR100201685B1 (ko) 디젤엔진용 입자상물질 정화장치
JP2609199B2 (ja) 燃焼炉
KR910001669B1 (ko) 자동차의 배기소음 정화기