RU2002077C1 - Method and apparatus for neutralizing exhaust gases of internal combustion engine - Google Patents

Method and apparatus for neutralizing exhaust gases of internal combustion engine

Info

Publication number
RU2002077C1
RU2002077C1 SU4927450A RU2002077C1 RU 2002077 C1 RU2002077 C1 RU 2002077C1 SU 4927450 A SU4927450 A SU 4927450A RU 2002077 C1 RU2002077 C1 RU 2002077C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
exhaust gases
atmosphere
gases
air
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
вг нен Юрий В йнович Г
Сергей Владимирович Геллер
Original Assignee
Gyavgyanen Yurij V
Geller Sergej V
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 Gyavgyanen Yurij V, Geller Sergej V filed Critical Gyavgyanen Yurij V
Priority to SU4927450 priority Critical patent/RU2002077C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2002077C1 publication Critical patent/RU2002077C1/en

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

устройстве, так как требуетс  специальна  система подачи и испарени  воды дл  рассеивани  этой энергии. Это ограничивает эксплуатационные свойства известного устройства .device, since a special water supply and evaporation system is required to dissipate this energy. This limits the performance of the known device.

Цель изобретени  - повышение эксплуатационных свойств.The purpose of the invention is to improve performance.

Цель достигаетс  тем, что устройство дл  осуществлени  способа нейтрализации отработавших газов, содержащее корпус, камеру в нем, покрытие катализатора, каналы ввода и удалени  отработавших газов, согласно изобретению снабжено частично расположенным в камере и соосным ей патрубком , канал в котором сообщает камеру с окружающей средой, камера выполнена ступенчатой в форме тела вращени , причем канал ввода отработавших газов выполнен тангенциально к камере, имеющей наибольший диаметр. В результате этого выхлопные газы расшир ютс  в тангенциальном канале, ускор  сь в нем, понижа  свое давление и температуру. Выхлопные газы закручиваютс  в плоской кольцеобразной камере, образу  плоский вихревой поток , который продолжает расшир тьс  в этой камере по мере движени  от периферии к центру - к стоку в камеру сгорани  нейтрализатора. В том же направлении продолжают уменьшатьс  статическое давление и плотность вихревого потока выхлопных газов . При этом плоска  кольцеобразна  камера демпфирует колебани  статического давлени  выхлопных газов, обусловленные периодической работой цилиндров ДВС. Вихревой характер потока создает центробежные силы, действующие на газообразные, жидкие и твердые компоненты выхлопных га- зов. В состав выхлопных газов вход т вещества, не участвовавшие в горении, продукты полного и неполного сгорани  топлива, соединени  свинца, свинец и оксиды азота, среди них токсичные компоненты - оксиды азота N0 и NOx. оксид углерода СО, альдегиды, неканцерогенные углеводороды, канцерогенный углеводород - бензпирен, диоксид серы S02. сажа и смола . Под действием центробежной силы частицы и молекулы значительной массы отбрасываютс  на периферию кольцеобразной камеры, образу  непрерывно циркулирующий кольцеобразный слой в среде диоксида углерода и следов кислорода. Понижение давлени  газов и температуры обуславливает процесс конденсации вод ного пара (с выделением тепла) на  драх конденсации - на раскаленных механических частицах, в том числе на саже. Вследствие этого диоксид углерода и вод ной парThe goal is achieved in that the device for implementing the method of neutralizing exhaust gases, comprising a housing, a chamber in it, a catalyst coating, channels for introducing and removing exhaust gases, according to the invention is provided with a partially located in the chamber and coaxial pipe, the channel in which the chamber communicates with the environment , the chamber is stepped in the form of a body of revolution, wherein the exhaust gas inlet channel is formed tangentially to the chamber having the largest diameter. As a result, the exhaust gases expand in the tangential channel, accelerate in it, lowering their pressure and temperature. The exhaust gases are twisted in a flat annular chamber, forming a flat vortex flow, which continues to expand in this chamber as it moves from the periphery to the center - towards the drain into the combustion chamber of the converter. In the same direction, the static pressure and swirl density of the exhaust gases continue to decrease. In this case, the flat annular chamber damps the fluctuations in the static pressure of the exhaust gases caused by the periodic operation of the ICE cylinders. The vortex nature of the flow creates centrifugal forces acting on the gaseous, liquid and solid components of the exhaust gases. The composition of the exhaust gases includes substances that were not involved in combustion, products of complete and incomplete combustion of fuel, lead compounds, lead and nitrogen oxides, among them toxic components - nitrogen oxides N0 and NOx. carbon monoxide CO, aldehydes, non-carcinogenic hydrocarbons, carcinogenic hydrocarbon - benzpyrene, sulfur dioxide S02. soot and resin. Under the action of centrifugal force, particles and molecules of significant mass are thrown to the periphery of the annular chamber, forming a continuously circulating annular layer in a medium of carbon dioxide and traces of oxygen. A decrease in gas pressure and temperature causes the process of condensation of water vapor (with the release of heat) on the condensation cores - on hot mechanical particles, including soot. As a result, carbon dioxide and water vapor

вступают в реакцию с углеродом, газифициру  его:react with carbon, gasify it:

--

С + Н20 «- СО + Н2 - QС + Н20 "- СО + Н2 - Q

С - С02 «- 2СО - QС - С02 "- 2СО - Q

Одновременно с этим в процессе теплового расщеплени  сложные углеводороды расщепл ютс  на водород и простейшие углеводороды . Остатки кислорода окисл ют углерод и водород.At the same time, in the process of thermal decomposition, complex hydrocarbons are decomposed into hydrogen and simple hydrocarbons. Residual oxygen oxidizes carbon and hydrogen.

Пульсирующее вихревое поле измельчает механические частицы сажи, смолы, кокса и т.п. на мельчайшие частицы, которые уже могут быть вынесены к центру камеры и. несмотр  на конденсацию влаги на них в процессе этого движени , в камеру сгорани  нейтрализатора. Измельчение механических частиц ускор ет процесс газификации углерода, расщеплени  сложных углеводородов и процесс горени  в камере сгорани . Продукты полного и неполного сгорани , теплового расщеплени , такие как Н2. НзО. СН4, СзН/j, NO. СО. име  относительно небольшой молекул рный вес, удал ютс  с периферии кольцеобразной камеры к центру - к стоку в камеру сгорани  нейтрализатора. При этом траектори  движени  этих газов зависит от молекул рногоA pulsating vortex field grinds mechanical particles of soot, tar, coke, etc. to the smallest particles that can already be carried out to the center of the chamber and. despite the condensation of moisture on them during this movement, into the combustion chamber of the converter. The grinding of mechanical particles accelerates the process of gasification of carbon, the decomposition of complex hydrocarbons and the combustion process in the combustion chamber. Complete and incomplete combustion products, thermal decomposition products, such as H2. NZO. CH4, CsH / j, NO. With. having a relatively small molecular weight, they are removed from the periphery of the annular chamber to the center - to the drain into the combustion chamber of the converter. In this case, the trajectory of motion of these gases depends on the molecular

веса, что обуславливает интенсивное перемешивание их между собой. Наличие водорода и оксида углерода, пониженна  температура газов обуславливают протекание химической реакции восстановлени weight, which leads to intensive mixing between them. The presence of hydrogen and carbon monoxide, the lowered temperature of the gases determine the course of the chemical reaction of reduction

азота из оксида азота N0 с образованием диоксида углерода С02, аммиака и воды Н20, т.е снижение концентрации оксида азота и углерода в выхлопных газах:nitrogen from nitric oxide N0 with the formation of carbon dioxide CO2, ammonia and water H20, i.e. a decrease in the concentration of nitric oxide and carbon in the exhaust gases:

4040

2NO + 2СО «- N2 + 2С02 + Q2NO + 2CO "- N2 + 2C02 + Q

2ND + 5Н2 - 2NHa + 2Н20 + Q Выделение тепла обуславливает дальнейшее расширение выхлопных газов и ускорение вихревого потока. Вихревой поток,2ND + 5H2 - 2NHa + 2H20 + Q The heat generation causes further expansion of exhaust gases and acceleration of the vortex flow. Swirl flow

истекающий в камеру сгорани , под действием центробежной силы создает разрежение , максимальна  величина которого достигаетс  в лриосевой зоне камеры сгорани . Разрежение засасывает окружающуюoutflowing into the combustion chamber, under the action of centrifugal force, creates a vacuum, the maximum value of which is achieved in the lriaxial zone of the combustion chamber. Vacuum sucks the surrounding

среду в камеру сгорани , а центробежна  сила отбрасывает диоксид углерода и кислород окружающей среды на периферию камеры сгорани . Вследствие этого кислород интенсивно перемешиваетс  со всеми компонентами выхлопных газов, пост/лающих в камеру сгорани  нейтрализатора. Тем самым обеспечиваетс  быстрое окисление продуктов неполного сгорани  (Н2 ,СО, СхНх, МНз)и мельчайших механических частиц с выделением тепла и дальнейшим расширением выхлопных газов (ускорение вихревого потока). Значительные центробежные силы отбрасывают несгоревшие механические частицы на периферию камеры сгорани  и фильтра, улавливающего их. Так как несгоревшие частицы составл ют незначительную часть от того, что поступает в нейтрализатор, то фильтр заполн етс  загр знени ми весьма медленно , что увеличипает его срок службы. Вследствие всего этого концентраци  таких токсичных веществ, как оксид углерода, оксиды азота, альдегиды, неканцерогенные углеводороды, сажа, канцерогенный углеводород - бензпирен, в выхлопных газах существенно понижаетс . Отсутствие выброса сажи повышает пожаробезопас- ность ДВС, а всасывание окружающего воздуха в нейтрализатор обеспечивает охлаждение выхлопных газов до требуемого уровн . Причем уровень шума понижаетс  как за счет использовани  энергии гор чих выхлопных газов на всасывание окружающей среды и охлаждение выхлопных газов засасываемой средой, так и за счет интенсивной конденсации влаги выхлопных газов и окружающей среды (образование тумана), а также за счет замедлени  потока посредством криволинейного диффузора. Вследствие этого отпадает необходимость в глушителе. При этом засасываемый поток окружающем среды может быть использован дл  охлаждени  как радиатора, так и самого двигател , если разместить их перед каналом ввода окружающей среды в нейтрализатор . Схема ДВС упрощаетс  -отпадает необходимость в вентил торе охлаждени , дл  охлаждени  ДВС используетс  не энерги  ДВС, а энерги  выхлопных газов, котора  определ етс  давлением и температурой выхлопных газов, энергией несгоревших остатков топлива и продуктов неполного сгорани , а также теплотой парообразовани  вод ного пара. Вс  эта энерги  в известных устройствах тер етс  безвозвратно - как в глушителе, так и в нейтрализаторе.the medium into the combustion chamber, and centrifugal force casts carbon dioxide and ambient oxygen to the periphery of the combustion chamber. As a result, oxygen is intensively mixed with all components of the exhaust gases entering the combustion chamber of the converter. This ensures the rapid oxidation of products of incomplete combustion (H2, CO, CxHx, MH3) and the smallest mechanical particles with the release of heat and further expansion of exhaust gases (acceleration of the vortex flow). Significant centrifugal forces discard unburned mechanical particles on the periphery of the combustion chamber and the filter that traps them. Since unburned particles make up a small part of what enters the neutralizer, the filter is filled very slowly with impurities, which increases its service life. As a result of all this, the concentration of toxic substances such as carbon monoxide, nitrogen oxides, aldehydes, non-carcinogenic hydrocarbons, soot, carcinogenic hydrocarbon - benzpyrene, in the exhaust gases is significantly reduced. The absence of soot emission increases the fire safety of the internal combustion engine, and the suction of the ambient air into the converter provides cooling of the exhaust gases to the required level. Moreover, the noise level is reduced both by using the energy of hot exhaust gases to suck the environment and cool the exhaust gases by the suction medium, and by intensively condensing the moisture of the exhaust gases and the environment (fog formation), as well as by slowing the flow through a curved diffuser . As a result, there is no need for a silencer. In this case, the suction flow of the environment can be used to cool both the radiator and the engine itself, if they are placed in front of the environmental input channel into the converter. The ICE scheme is simplified - there is no need for a cooling fan; for ICE cooling, it is not the ICE energy that is used, but the exhaust gas energy, which is determined by the pressure and temperature of the exhaust gases, the energy of unburned fuel residues and products of incomplete combustion, and the heat of vaporization of water vapor. All this energy in known devices is lost irretrievably - both in the silencer and in the neutralizer.

Кроме того, в патрубке выполнены тангенциальные каналы, сообщающие канал ввода окружающей среды с камерой устройства . В результате этого кислород окружающей среды, необходимый дл  окислени  поступающих в камеру сгорани  нейтрализатора промежуточных продуктов горени , подаетс  в самом начале камерьгсгорани . Остальна , значительна  часть окружающей среды поступает в ту часть камеры сгорани , где процесс окислени  заканчиваетс . Эта часть окружающей среды охлаждает выхлопные газы, поступающие из камеры сгорани  в канал удалени . Канал удалени  выхлопных газов выполнен тангенциально к камере устройства.In addition, tangential channels are made in the pipe, which communicate the environmental input channel with the device chamber. As a result of this, the ambient oxygen necessary to oxidize the intermediate combustion products entering the combustion chamber of the neutralizer is supplied at the very beginning of the combustion chamber. The rest, a significant part of the environment enters the part of the combustion chamber where the oxidation process ends. This part of the environment cools the exhaust gases coming from the combustion chamber to the removal channel. The exhaust gas removal channel is tangential to the chamber of the device.

В результате этого вихревой поток выхлопных газов преобразуетс  в линейный поток, что уменьшает потери энергии на транспортирование выхлопных газов в атмосферу и сопротивление проточной части нейтрали0 затора, так как вихревой поток не перестраиваетс  в вихревой поток меньшего поперечного сечени .As a result, the vortex of the exhaust gases is converted into a linear stream, which reduces the energy loss for transporting the exhaust gases to the atmosphere and the resistance of the flow path of the neutralizer, since the vortex flow does not transform into a vortex stream of a smaller cross section.

Кроме того, устройство снабжено дополнительной кольцевой камерой, сооснойIn addition, the device is equipped with an additional annular chamber, coaxial

5 камере устройства, соединенной с ней щелевым каналом и расположенной на периферии первой,5 camera device connected to it by a slit channel and located on the periphery of the first,

В результате сепарации компонентов отработавших газов часть компонентов цен0 тробежной силой отводитс  по каналу в камеру их локализации - в дополнительную кольцевую камеру. Здесь они циркулируют до тех пор, пока не будут измельчены, окислены и расщеплены, а затем вытеснены ди5 оксидом углерода в кольцеобразную камеру.As a result of the separation of the components of the exhaust gases, part of the components by centrifugal force is diverted through the channel into the chamber of their localization - into an additional annular chamber. Here they circulate until they are crushed, oxidized and cleaved, and then displaced by carbon dioxide into a ring-shaped chamber.

Конкретное выполнение за вл емого способа приведено ниже на примере устройств , реализующих способ.A specific implementation of the claimed method is given below by the example of devices implementing the method.

0 На фиг. 1 схематически, изображено устройство , продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - устройство с тангенциальными каналами в патрубке, поперечный разрез; на фиг.4 - устройство со0 in FIG. 1 schematically shows a device, a longitudinal section; figure 2 is a section aa in figure 1; in Fig. 3 - a device with tangential channels in the pipe, a cross section; figure 4 - device with

5 ступенчатой камерой сгорани ; на фиг.5 - фильтр-ловитель в камере сгорани ; на фиг.б - камера сгорани  с дополнительной ступенчатой камерой улавливани  механических частиц; на фиг.7 - вариант дополни0 тельной ступенчатой камеры; на фиг.8 - устройство с наклонной камерой ускорени  вихревого потока; на фиг.9 - устройство с тангенциальным каналом удалени  выхлопных газов; на фиг.10 - канал удалени  вы5 хлопных газов с криволинейным диффузором; на фиг.11 - ступенчатый диффузор с патрубком; на фиг. 12 - устройство с дополнительной кольцеобразной камерой; на фиг. 13 -устройство с кольцевой камерой0 ловителем; на фиг. 14 - кольцева  камера- ловитель круглого сечени ; на фиг.15 - устройство с плоскими носител ми покрыти  катализатора; на фиг.16- устройство с ловителем.5 step combustion chamber; figure 5 - filter catcher in the combustion chamber; Fig. b shows a combustion chamber with an additional stepwise chamber for collecting mechanical particles; Fig. 7 is a variant of an additional step chamber; Fig. 8 shows a device with an inclined vortex flow acceleration chamber; Fig. 9 shows a device with a tangential exhaust gas removal channel; Fig. 10 shows a channel for removing exhaust gases with a curved diffuser; figure 11 - step diffuser with pipe; in FIG. 12 - device with an additional annular camera; in FIG. 13 - a device with an annular chamber0 catcher; in FIG. 14 - annular chamber-catcher of circular cross section; Fig. 15 illustrates a flat supported catalyst coating device; Fig.16 is a device with a catcher.

5 Устройство содержит корпус 1 с камерой 2, канал 3 ввода отработавших (выхлопных ) газов, канал 4 удалени  выхлопных газов из устройства, канал 5 ввода окружающей среды (воздуха). Корпус 1 выполнен из жаростойких материалов и имеет термоизол цию , уменьшающую потери тепла в окружающую среду. Камера 2 имеет форму тела вращени  и со.стоит из двух камер разного диаметра - камеры 6 диаметра D и камеры 7, диаметра d, при этом D значительно (в разы) больше d. Камера 6 образована боковой поверхностью 8 и торцовыми поверхност ми 9,10. Камера 7 имеет боковую поверхность 11, котора  сопр жена с торцовой поверхностью 10 с помощью криволи- нейной поверхности 12. В камере 2 расположен патрубок 13. в котором выполнен канал 5, сообщающий камеру 2 с окружающей средой. Тангенциально к боковой поверхности 8 выполнены один, два и более каналов 3 ввода выхлопных газов. Камера 7 каналом 4 соединена с атмосферой и предназначена дл  окислени  компонентов выхлопных газов и охлаждени  этих газов перед выбросом в атмосферу. Камеры 6,7. каналы 4,5 соосны друг другу. При этом канал 3 может быть выполнен посто нного сечени  (цилиндрическое, квадратное, пр моугольное или иное отверстие) или в виде сужающегос  сопла (профилированный ка- нал) 14, которое обеспечивает ускорение выхлопных газов до звуковой скорости с минимальными потер ми энергии. Канал 5 может быть выполнен посто нного сечени  или в виде сужающегос  сопла, обеспечива- ющего максимальный расход всасываемой окружающей среды (воздуха) при минимальных потер х энергии. Камера б предназначена дл  образовани  плоского вихревого потока выхлопных газов, ускорени  этого вихревого потока по мере движени  от периферии к центру - к стоку в камеру 7, а также дл  осуществлени  реакции восстановлени  оксидов азота оксидом углерода и водородом в присутствии катализатора. С целью ускорени  процесса теплового расщеплени  сложных углероводородов и реакции окислени  углерода диоксидом углерода периферийные части торцовых поверхностей 9 и 10 покрыты катализатором, например, на основе алюмосиликатов. Дл  ускорени  химической реакции восстановлени  оксидов азота до азота остальна  часть поверхностей 9 и 10 покрыта катализатором , например оксидом ИК-12-4. Дл  ускорени  химической реакции окислени  оксида углерода кислородом воздуха поверхность 11 покрыта катализатором, например , на основе смеси диоксида марганца и оксида.меди.5. The device comprises a housing 1 with a chamber 2, an exhaust (exhaust) gas input channel 3, an exhaust gas removal channel 4 from the device, an environment (air) input channel 5. The housing 1 is made of heat-resistant materials and has thermal insulation that reduces heat loss to the environment. The chamber 2 has the shape of a body of revolution and consists of two chambers of different diameters — chambers 6 of diameter D and chamber 7 of diameter d, while D is significantly (several times) larger than d. The chamber 6 is formed by a lateral surface 8 and end surfaces 9,10. The chamber 7 has a side surface 11, which is mated to the end surface 10 by means of a curved surface 12. In the chamber 2 there is a nozzle 13. in which a channel 5 is made, which communicates the chamber 2 with the environment. Tangentially to the side surface 8 are made one, two or more channels 3 of the input of exhaust gases. The chamber 7 is connected to the atmosphere by a channel 4 and is designed to oxidize the components of the exhaust gases and cool these gases before being discharged into the atmosphere. Cameras 6.7. channels 4,5 are aligned with each other. In this case, channel 3 can be made of constant cross-section (cylindrical, square, rectangular or other hole) or in the form of a narrowing nozzle (profiled channel) 14, which provides acceleration of exhaust gases to sound speed with minimal energy loss. Channel 5 can be made of constant cross-section or in the form of a tapering nozzle, which ensures the maximum consumption of the sucked-in environment (air) with minimal energy loss. Chamber b is designed to form a flat vortex of exhaust gases, to accelerate this vortex flow as it moves from the periphery to the center to the drain to chamber 7, and also to carry out the reduction reaction of nitrogen oxides with carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst. In order to accelerate the process of thermal decomposition of complex hydrocarbons and the oxidation of carbon by carbon dioxide, the peripheral parts of the end surfaces 9 and 10 are coated with a catalyst, for example, based on aluminosilicates. To accelerate the chemical reaction of the reduction of nitrogen oxides to nitrogen, the rest of the surfaces 9 and 10 are coated with a catalyst, for example, IR-12-4 oxide. To accelerate the chemical reaction of the oxidation of carbon monoxide with atmospheric oxygen, surface 11 is coated with a catalyst, for example, based on a mixture of manganese dioxide and copper oxide.

Работает устройство следующим образом .The device operates as follows.

Выхлопные газы ускор ютс  в каналах 3, закручиваютс  в камере 6 и образуют плоский вихревой поток, который продолжает ускор тьс  в камере 6, степень ускорени  определ етс  отношением D/d. Образующа с  при этом центробежна  сила отбрасывает частицы значительной массы на периферию камеры 6 к боковой поверхности 8, создава  циркулирующий кольцеобразный слой их. Пульсирующий вихревой поток, следы кислорода, значительна  температура газа и концентраци  диоксида углерода , наличие НгО, существенна  разница молекул рных весов газа и массь1 механических частиц обуславливают интенсивное измельчение частиц, тепловое рас щепление сложных углеводородов и окисление углерода (сажа, масло, кокс) диоксиды углерода С02. Легкие продукты, такие как СО, Н20, На, СН, СгН/i, быстро удал ютс  с периферии камеры 6 в камеру 7 сгорани , пересека  при этом вихревой поток оксидов азота N0 и и восстанавлива  их до азота с образованием НгО. аммиака ЫНз и С02. Промежуточные продукты горени , такие как СО, И2, СЩ, , интенсивно перемешиваютс  в камере 7 с кислородом засасываемого через канал 5 воздуха. Воздух засасываетс  разрежени ем, создаваемым вихревым потоком в камере 7. Избыток кислорода обуславливает быстрое сгорание промежуточных про дуктов горени  и мельчайших частиц, поступающих из камеры 6, при этом кислород пронизывает все горючие газы (под действием центробежной силы), а диоксид углерода С02 отбрасываетс  на периферию камеры 7, теплоизолиру  зону горени , причем легкий продукт горени  - Н20 удал етс  с периферии по направлению к центру камеры 7. Значительный объем засасываемого воздуха позвол ет охладить выхлопные газы, поступающие из камеры 7 по каналу 4 в атмосферу. Работа по всасыванию воздуха и поддержанию вихревого потока, а также охлаждение выхлопных газов уменьшают звуковую мощность этих газов.The exhaust gases are accelerated in the channels 3, swirl in the chamber 6 and form a flat vortex flow, which continues to accelerate in the chamber 6, the degree of acceleration is determined by the ratio D / d. The resulting centrifugal force casts particles of significant mass onto the periphery of the chamber 6 to the side surface 8, creating a circulating annular layer of them. A pulsating vortex flow, traces of oxygen, a significant gas temperature and concentration of carbon dioxide, the presence of HgO, a significant difference in the molecular weights of the gas and the mass1 of mechanical particles cause intensive particle size reduction, thermal decomposition of complex hydrocarbons and oxidation of carbon (soot, oil, coke) carbon dioxide CO2. Light products, such as CO, H20, Na, CH, CrH / i, are quickly removed from the periphery of chamber 6 into the combustion chamber 7, while crossing the vortex flow of nitrogen oxides N0 and reducing them to nitrogen to form NgO. ammonia LNZ and CO2. Intermediate products of combustion, such as CO, I2, CC, are intensively mixed in the chamber 7 with the oxygen of the air drawn in through the channel 5. The air is sucked in by the vacuum created by the vortex flow in chamber 7. Excess oxygen causes the rapid combustion of intermediate combustion products and the smallest particles coming from chamber 6, while oxygen penetrates all combustible gases (under the action of centrifugal force), and carbon dioxide CO2 is thrown off the periphery of the chamber 7, thermally insulating the combustion zone, and the light product of combustion - H20 is removed from the periphery towards the center of the chamber 7. A significant amount of intake air allows cooling the exhaust gases, after stupid from chamber 7 through channel 4 into the atmosphere. The work of suctioning air and maintaining the vortex flow, as well as cooling the exhaust gases reduce the sound power of these gases.

Возможно исполнение, когда в патрубке 13 выполнены тангенциальные каналы 15, сообщающие полость канала 5 с периферией камеры 7 сгорани  и обеспечивающую подачу требуемого количества кислорода в камеру 7 сгорани . Основна  часть воздуха, засасываемого через канал 5, подаетс  в зону камеры 7, где горение заканчиваетс . Это обеспечивает дальнейшее окисление компонентов и охлаждение выхлопных газов в канале 4.Execution is possible when tangential channels 15 are made in the pipe 13, communicating the cavity of the channel 5 with the periphery of the combustion chamber 7 and supplying the required amount of oxygen to the combustion chamber 7. The main part of the air sucked in through the channel 5 is supplied to the area of the chamber 7, where the combustion ends. This provides further oxidation of the components and cooling of the exhaust gases in channel 4.

В этом случае устройство работает аналогично описанному.In this case, the device operates as described.

Возможно исполнение, когда камера 7 сгорани  снабжена каналом 4, диаметр которого существенно меньше диаметра d камеры 7. Тем самым уменьшаетс  осева  составл юща  скорости вихревого потока и увеличиваетс  длительность нахождени  промежуточных продуктов горени  в камере 7 Это обеспечивает наиболее полное сгорание этих продуктов. В этом случае устройство работает аналогично описанному.It is possible that the combustion chamber 7 is provided with a channel 4, the diameter of which is substantially smaller than the diameter d of the chamber 7. Thereby, the axial component of the vortex flow velocity is reduced and the duration of the intermediate combustion products in the chamber 7 is increased. This ensures the most complete combustion of these products. In this case, the device operates as described.

Возможно исполнение, когда в камере 7 п ее торцовой зоне расположен фильтр 16, улавливающий несгоревшие механические чзсшцы и т желые углеводороды, в том числе канцерогенные компоненты, В этом случае ycipoucrBO работает аналогично описанному за исключением того, что фильтр б улавливает загр знени , не сго- песшие г камере 7, те. малую долю тех, которые поступают в устройство с выхлоп- ними It is possible to perform when a filter 16 is located in the chamber 7 in its end zone, which traps unburned mechanical particles and heavy hydrocarbons, including carcinogenic components. In this case, ycipoucrBO works in the same way as described except that the filter b catches pollution, not - Songs r chamber 7, those. a small fraction of those that enter the device with exhaust

Возможно исполнение, когда камера 7 снабжена кольцеобразной камерой 17, со- осноп кнмере 7, диаметром, значительно большим диаметра камеры 7. По периферии гамерь 17 може быть расположен фильтр 18 В лом случае устройство работает ана- лыи1 но описанному за исключением того, что пссгорешиие механические частицы и углеводороды значительного молекул рного веса отбрасываютс  центробежной силой на периферию каперы 17, где они догорают, цпркутиру  по камере 17, или улавливаютс  фильтром 18.It is possible that the camera 7 is equipped with an annular camera 17, connected to camera 7, with a diameter much larger than the camera 7. On the periphery of the camera 17, a filter 18 may be located. In the event of a case, the device operates similarly to the one described except that mechanical particles and hydrocarbons of significant molecular weight are discarded by centrifugal force on the periphery of the caper 17, where they burn out, are circulated through the chamber 17, or are captured by the filter 18.

Возможно исполнение, когда камера 17 снабжена кем фузором 19, преобразующим касательную составл ющую скорости вих- ревсго потока в псевую составл ющую и снижающем сопротивление проточной час- гп В этом случае устройство работает аналогично описанному.It is possible that the camera 17 is equipped with a fuser 19, which converts the tangent component of the velocity of the vortex flow to the psyche component and reduces the resistance of the flow part. In this case, the device operates as described.

Возможно исполнение, когда камера ускорени  вихревого потока выполнена наклонной и образована коническими поверхност ми 20 и 21. В результате этого центробежные силы прижимают частицы значительной массы к поверхности 20, котора  имеет покрытие из катализаторов. Легковесные продукты теплового процесса расщеплени  и химической реакции вытесн ютс  с периферии камеры б к центру, обеспечива  доступ реагирующих компонентов (сажа, сложные углеводороды, оксид азота N0, диоксид углерода COz) к катализатору . В этом случае устройство работает аналогично описанному.Possible execution when the vortex flow acceleration chamber is made oblique and is formed by conical surfaces 20 and 21. As a result of this, centrifugal forces press particles of significant mass to the surface 20, which has a coating of catalysts. The lightweight products of the thermal cleavage process and chemical reaction are displaced from the periphery of chamber b to the center, allowing reacting components (carbon black, complex hydrocarbons, nitric oxide N0, carbon dioxide COz) to reach the catalyst. In this case, the device operates as described.

Возможно исполнение, когда канал удалени  выхлопных газов выполнен тангенциально к камере 7 в виде отверсти  посто нного сечени  пли осесимметричного диффузора 22, замедл ющего поток выхлопных газов. Вследствие этого вихревой поток преобразуетс  в линейный, что уменьшает потери энергии при дальнейшемPossible execution when the exhaust gas removal channel is tangentially made to the chamber 7 in the form of a constant-section opening or an axisymmetric diffuser 22, which slows down the exhaust gas flow. As a result, the vortex flow is converted to a linear one, which reduces energy losses in the future.

транспортировании его в атмосферу, так как уменьшаетс  сила нормального давлени  на стенки. В этом случае устройство работает аналогично описанному за исключением того , что вихревой поток преобразуетс  в ли0 нейный.transporting it to the atmosphere, since the force of normal pressure on the walls decreases. In this case, the device operates in the same way as described except that the vortex flow is converted to linear.

Возможно исполнение, когда канал удалени  выхлопных газов выполнен с криволинейным диффузором 23, замедл ющим поток удал емых газов и снижающим уро5 вень шума, В этом случае устройство работает аналогично описанному.Execution is possible when the exhaust gas removal channel is made with a curved diffuser 23, which slows down the flow of exhaust gases and reduces the noise level. In this case, the device operates as described.

Возможно исполнение, когда диффузор 22 снабжен патрубком 24, обеспечивающим выравнивание скорости выхлопных газов поPossible execution, when the diffuser 22 is equipped with a pipe 24, providing equalization of the speed of the exhaust gases

0 поперечному сечению и уменьшающим уровень шума. В этом случае устройство работает аналогично описанному.0 cross-section and noise-reducing. In this case, the device operates as described.

Возможно исполнение, когда устройство содержит камеру 7, кольцеобразную ка5 меру 17 и тангенциальный канал 25 в виде отверсти  посто нного сечени  или диффузора . Кольцеобразна  камера 17 улавливает компоненты со значительной массой. В этом случае устройство работает аналогич0 но описанному за исключением того, что частицы значительной массы улавливаютс  в камере 17, где они циркулируют и окисл ютс  по мере измельчени  в процессе циркул ции .Possible execution when the device comprises a chamber 7, an annular chamber 5 and a tangential channel 25 in the form of a constant section opening or a diffuser. An annular chamber 17 picks up components with significant mass. In this case, the device operates similarly to that described except that particles of significant mass are captured in chamber 17, where they circulate and oxidize as they are ground during the circulation process.

5 Возможно исполнение устройства с камерой-ловителем 26 в корпусе 1. Камера 26 представл ет собой кольцевую камеру, со- осную камере 6, расположенную по периферии камеры 6 и сообщенную с камерой 65 It is possible to design a device with a camera-trap 26 in the housing 1. The camera 26 is an annular camera, coaxial to the camera 6, located on the periphery of the camera 6 and in communication with the camera 6

0 каналом 27. Канал 27 может быть горизонтальным или наклонным в виде щели, соедин ющей камеру 6 с камерой 26 по всему периметру камеры 6, Канал 27 предназначен дл  удалени  механических частиц и0 channel 27. Channel 27 may be horizontal or inclined in the form of a slit connecting the chamber 6 with the camera 26 around the perimeter of the chamber 6, channel 27 is designed to remove mechanical particles and

5 других компонентов выхлопных газов из камеры 6 в камеру 26. Дл  интенсификации процесса удалени  камера 6 выполнена с наклонной боковой поверхностью28, создающей новую силу, действующую на компо0 ненты, - вертикальную силус направлением вниз. Под действием этой силы, силы т жести и центробежной силы компоненты газов определенной массы удал ютс  в камеру 26, где они непрерывно циркулируют до тех5 other components of the exhaust gases from the chamber 6 to the chamber 26. To intensify the removal process, the chamber 6 is made with an inclined lateral surface 28, which creates a new force acting on the components - a vertical silus with a downward direction. Under the influence of this force, gravity and centrifugal force, the components of gases of a certain mass are removed into the chamber 26, where they continuously circulate until

5 пор, пока не будут измельчены, расщеплены и окислены, а продукты этих операций не будут вытеснены в камеру 6 и далее s камеру 7 диоксидом углерода, имеющим наибольший молекул рный вес из всех газов камеры б. В этом случае устройство работает5 until they are crushed, cleaved and oxidized, and the products of these operations are not forced out into chamber 6 and then chamber 7 by carbon dioxide having the largest molecular weight of all the gases in chamber b. In this case, the device works.

аналогично описанному за исключением того , что операции измельчени , расщеплени  и окислени  осуществл ютс  в камере 26, где касательна  и радиальна  составл ющие скорости вихревого потока существен- но меньшие. Камера 26 обеспечивает нейтрализацию выхлопных газов с самого начала работы ДВС.similar to that described except that the grinding, splitting and oxidation operations are carried out in chamber 26, where the tangential and radial components of the vortex flow velocity are substantially lower. The chamber 26 provides neutralization of exhaust gases from the very beginning of the operation of the internal combustion engine.

Возможно исполнение, когда камера 26 имеет покрытие катализатора или носители с покрытием катализатора. В этом случае устройство работает аналогично описанному .Possible execution, when the chamber 26 has a catalyst coating or media coated with a catalyst. In this case, the device operates as described.

Возможно исполнение, когда камера 26 имеет поперечное сечение в виде круга, что обеспечивает создание вихр  в поперечном сечении камеры 26 и интенсивное воздействие на компоненты в камере 26. В этом случае устройство работает аналогично описанному .Possible execution, when the camera 26 has a cross section in the form of a circle, which ensures the creation of a vortex in the cross section of the camera 26 and the intense impact on the components in the camera 26. In this case, the device operates similarly to that described.

Возможно исполнение, когда камера 6 заполнена тонкими шайбами 29, покрытыми с обеих сторон катализатором и установленными с зазором 30 относительно друг друга и корпуса 1. Площадь активной повер- хности катализатора резко возрастает, лишь незначительно увеличива  гидравлическое сопротивление устройства. Вследствие этого реакци  восстановлени  оксидов азота начинаетс  одновременно с началом работы двигател , поскольку шайбы 29 практически не охлаждают отработавший газ в силу малой своей массы, а скорость реакции восстановлени  существенно увеличиваетс . В этом случае устройство раЪо- It is possible that the chamber 6 is filled with thin washers 29, coated on both sides with a catalyst and installed with a gap 30 relative to each other and the housing 1. The area of the active surface of the catalyst increases sharply, only slightly increasing the hydraulic resistance of the device. As a result of this, the reduction reaction of nitrogen oxides begins simultaneously with the start of engine operation, since the washers 29 practically do not cool the exhaust gas due to their low mass, and the rate of the reduction reaction increases significantly. In this case, the device

тает аналогично описанному за исключением того, что скорость реакции восстановле ни  оксидов азота возрастзет, начинаетс  реакци  одновременно с работой двигател .melts similarly to that described except that the rate of reduction of nitrogen oxides increases, the reaction begins simultaneously with the operation of the engine.

Возможно исполнение устройства, когда камера-ловитель 26 снабжена пористым ловителем 31 механических частиц и сложных углеводородов - сажи, смоаы, свинца и его соединений, альдегидов, бензпирена и т.п. Ловитель 31 выполнен в виде кольца и установлен по периферии камеры 26 с возможностью удалени  и замены его. Высока  температура в камере 26 (400,..500°С), избыток диоксида углерода и значительна  скс рость отработавших газов в камере 26 обуславливают тепловое расщепление5 сложных углеводородов, окисление углерода диоксидом углерода и измельчение механических частиц. В этом случае устройство работает аналогично описанному за исключением того, что смола, свинец и его соединени , бе нэп ирен и частично сажа улавливаютс  ловителем 31 с момента начала работы двигател , а затем по мере прогрева двигател  и устройства происходит тепловое расщепление сложных углеводородов , окисление углерода и измельчение механических частиц вихревым потоког Легкие продукты этих операций вытесн ют с  диоксидом углерода в камеру 6 и дзле : в камеру 7.It is possible to implement the device when the trap chamber 26 is equipped with a porous trap 31 of mechanical particles and complex hydrocarbons - soot, smoa, lead and its compounds, aldehydes, benzpyrene, etc. The catcher 31 is made in the form of a ring and is installed on the periphery of the chamber 26 with the possibility of removing and replacing it. The temperature in chamber 26 is high (400, .. 500 ° C), the excess of carbon dioxide and the significant exhaust gas velocity in chamber 26 cause thermal decomposition of 5 complex hydrocarbons, carbon oxidation by carbon dioxide, and grinding of mechanical particles. In this case, the device operates in the same way as described except that resin, lead and its compounds, non-irene and partially soot are trapped by the catcher 31 from the moment the engine starts to work, and then, as the engine and the device warm up, thermal decomposition of complex hydrocarbons occurs, carbon oxidation and grinding of mechanical particles by vortex flow. The light products of these operations are displaced with carbon dioxide into chamber 6 and to the chamber 7.

(56) Авторское свидетельство СССР № 1188343.кл. F 01 N 3/08, 1985.(56) Copyright certificate of the USSR No. 1188343.cl. F 01 N 3/08, 1985.

Claims (8)

Формула изобретени The claims ,1. Способ нейтрализации отработавших газов преимущественно двигател  внутреннего сгорани  путем подачи отработавших газов в камеру, их сепарации, охлаждени  рабочей средой и каталитической очистки в камере и последующего выпуска отработавших газов в атмосферу, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности , отработавшие газы подают в камеру тангенциально, перед выпуском в атмосферу газы направл ют в дополнительную камеру , в последнюю одновременно с ними подают воздух, а в качестве охлаждающей рабочей среды используют воздух.,1. A method for neutralizing exhaust gases of a predominantly internal combustion engine by supplying exhaust gases to the chamber, separating them, cooling with a working medium and catalytic purification in the chamber and subsequently discharging the exhaust gases into the atmosphere, characterized in that, in order to increase efficiency, the exhaust gases are fed tangentially into the chamber , before being released into the atmosphere, the gases are sent to an additional chamber, the latter is supplied with air at the same time, and air is used as a cooling medium. 2.Способ по п.1, отличающийс  тем, что отработавшие газы после дополнительной камеры перед их выпуском в атмосферу локализуют во вспомогательной камере.2. The method according to claim 1, characterized in that the exhaust gases after the additional chamber are localized in the auxiliary chamber before being discharged into the atmosphere. 3.Способ по пп.1 и 2, отличающийс  тем, что отработавшие газы локализуют по периферии вспомогательной камеры.3. A method according to claims 1 and 2, characterized in that the exhaust gases are localized around the periphery of the auxiliary chamber. 4.Способ по.пп.1 - 3, отличающийс  тем, что воздух подают непосредственно в4. A method according to claims 1 to 3, characterized in that the air is supplied directly to отработавшие газы.exhaust gases. 5.Устройство дл  нейтрализации отработавших газов преимущественно двигател  внутреннего сгорани , содержащее корпус с камерой и катализатором, впускным и выпускным патрубками, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности, оно снабжено патрубком подвода воздуха, установленным соосно с камерой, частично размещенным в ней и5. A device for neutralizing exhaust gases of a predominantly internal combustion engine, comprising a housing with a chamber and a catalyst, inlet and outlet nozzles, characterized in that, in order to increase efficiency, it is provided with an air supply nozzle installed coaxially with the chamber partially placed therein and св занным с атмосферой, камера выполнена ступенчатой .в форме тела вращени , впускной патрубок тангенциально подключен к ступени большего диаметра.associated with the atmosphere, the chamber is made stepwise. in the form of a body of revolution, the inlet pipe is tangentially connected to a stage of a larger diameter. 6. Устройство по п.5, отличающеес  тем, что в патрубке подвода воздуха выполнены тангенциальные подвод щие каналы .6. The device according to claim 5, characterized in that tangential inlet channels are made in the air supply pipe. 7. Устройство по пп.5 и 6, отличающеес  тем, что выпускной патрубок выполнен7. The device according to claims 5 and 6, characterized in that the exhaust pipe is made соосно со ступенчатой камерой, и щелетангенциальным .сиисни со ступенчатой камерой, иcoaxially with the stepped chamber, and clicks tangential. blue with the stepped chamber, and 8. Устройство по пп.5-7, отличающеес  вым каналом, св зывающим камеры между тем. что оно дополнительно снабжено собой, вспомогательной камерой, выполненной g8. The device according to claims 5-7, characterized by a channel connecting the chambers. that it is additionally provided with itself, an auxiliary chamber made g жуаjua / U ГЗ Vfl / U gz vfl ЈГ./x/i-V-MЈ G. / x / i-V-M .f3j{AJ д 3. .f3j {AJ d 3. Фи. /Phi. / Фиг.ЗFig.Z &и.Ј& and.Ј соосно со ступенчатой камерой, и щелесиисни со ступенчатой камерой, иcoaxially with the stepped chamber, and slit with the stepped chamber, and вым каналом, св зывающим камеры между собой,  a channel connecting the cameras to each other, А-АAa ЯI AM -- Фиг. 6FIG. 6 &ъпф& ypf LLQZQOZLLQZQOZ i.i. Ot Ot
SU4927450 1991-04-17 1991-04-17 Method and apparatus for neutralizing exhaust gases of internal combustion engine RU2002077C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4927450 RU2002077C1 (en) 1991-04-17 1991-04-17 Method and apparatus for neutralizing exhaust gases of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4927450 RU2002077C1 (en) 1991-04-17 1991-04-17 Method and apparatus for neutralizing exhaust gases of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2002077C1 true RU2002077C1 (en) 1993-10-30

Family

ID=21569721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4927450 RU2002077C1 (en) 1991-04-17 1991-04-17 Method and apparatus for neutralizing exhaust gases of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2002077C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2135267C1 (en) Pulse device to burn fuel (versions) and process of acoustic baking of microparticles (versions)
US7377272B2 (en) Method and apparatus for membrane separation of air into nitrogen and oxygen elements for use in internal combustion engines
US5197399A (en) Pulse combusted acoustic agglomeration apparatus and process
JP3021654B2 (en) Particle light fluid heavy fluid separator
CN101680652A (en) Emission abatement assembly and correlation technique with mixing baffle
US20060277901A1 (en) Method and apparatus for controlling gas emission of an internal combustion engine
US7645432B1 (en) Exhaust treatment system and method
US4019883A (en) Vortex sulfuric acid separator
US4235845A (en) Anti-air pollution system for exhaust gas
US4052266A (en) Method and apparatus for purifying process waste emissions
RU2002077C1 (en) Method and apparatus for neutralizing exhaust gases of internal combustion engine
EP0938362A1 (en) Method for eliminating dust from a gas stream
AU2016369089B2 (en) Cooling system for emission gases of an electronically controlled engine
US3791796A (en) Anti-pollution apparatus
RU175621U1 (en) Chimney draft booster
CN213049956U (en) A exhaust gas purification equipment for job site
WO2011010439A1 (en) Smoke particle removal device
RU2211438C1 (en) Mixing-charging machine
SU1101571A1 (en) Device for cleaning exhaust gases of internal combustion engines
SU1447061A1 (en) Arrangement for discharging gas from cryogenic plant
RU2150015C1 (en) Exhaust system of internal-combustion engine
RU2096605C1 (en) Device for transferring heat energy of gaseous products of underground coal burning to heat-carrier
RU2189463C1 (en) Internal combustion engine gas exhaust device
JP2912216B2 (en) Exhaust gas treatment equipment and exhaust gas treatment equipment
SU1116194A2 (en) Muffler