RU2406837C2 - Device for control over neutralisation-dilution of exhaust of internal combustion engine - Google Patents

Device for control over neutralisation-dilution of exhaust of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2406837C2
RU2406837C2 RU2009105897/06A RU2009105897A RU2406837C2 RU 2406837 C2 RU2406837 C2 RU 2406837C2 RU 2009105897/06 A RU2009105897/06 A RU 2009105897/06A RU 2009105897 A RU2009105897 A RU 2009105897A RU 2406837 C2 RU2406837 C2 RU 2406837C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor chamber
nozzle
section
exhaust
dilution
Prior art date
Application number
RU2009105897/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009105897A (en
Inventor
Даниил Николаевич Алыменко (RU)
Даниил Николаевич Алыменко
Николай Иванович Алыменко (RU)
Николай Иванович Алыменко
Денис Викторович Поповичев (RU)
Денис Викторович Поповичев
Original Assignee
ОАО "Уральский научно-исследовательский и проектный институт галургии" (ОАО "Галургия")
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 ОАО "Уральский научно-исследовательский и проектный институт галургии" (ОАО "Галургия") filed Critical ОАО "Уральский научно-исследовательский и проектный институт галургии" (ОАО "Галургия")
Priority to RU2009105897/06A priority Critical patent/RU2406837C2/en
Publication of RU2009105897A publication Critical patent/RU2009105897A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2406837C2 publication Critical patent/RU2406837C2/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: nozzle of exhaust pipe is equipped with diaphragm of changeable cross section, while heat insulated reactor chamber has doubled case with heat insulation between cases and is made telescopic. The reactor chamber is equipped with an inlet and outlet heads furnished with diaphragms arranged correspondingly in initial and final section of heads; also the inlet head forms a gap with the nozzle of the exhaust pipe. The head at the outlet from the reactor chamber has a shape of a diffuser. The head at the inlet into the reactor chamber is made in a shape of a confusor.
EFFECT: raised efficiency of device.
4 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к применению двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и предназначено для снижения концентрации вредных выбросов отработавших газов (ОГ) в атмосферу.The present invention relates to the use of internal combustion engines (ICE) and is intended to reduce the concentration of harmful exhaust emissions (exhaust) into the atmosphere.

Известен способ нейтрализации ОГ двигателя внутреннего сгорания ДВС, включающий поступление горячих ОГ из двигателя по теплоизолированной выхлопной трубе в теплоизолированную реакторную камеру, нейтрализацию (доокисление) токсичных продуктов неполного сгорания топлива подачей дополнительного объема атмосферного воздуха в теплоизолированную реакторную камеру за счет энергии отработавших газов (пат. №2197621 Российской Федерации, МПК: F01N 3/34; Опубл. 27.01.2003).A known method of neutralizing exhaust gas of an internal combustion engine of an internal combustion engine, including the intake of hot exhaust gas from an engine through a heat-insulated exhaust pipe into a heat-insulated reactor chamber, neutralization (oxidation) of toxic products of incomplete fuel combustion by supplying an additional volume of atmospheric air to a heat-insulated reactor chamber due to the energy of exhaust gases (US Pat. No. 2197621 of the Russian Federation, IPC: F01N 3/34; Published on January 27, 2003).

Недостатком данного способа нейтрализации отработавших газов является отсутствие возможности регулировать эффективность процесса нейтрализации-разбавления.The disadvantage of this method of neutralizing exhaust gases is the inability to regulate the effectiveness of the neutralization-dilution process.

Наиболее близким по выполняемой функции и достигаемому результату к заявленному устройству является способ регулирования нейтрализации-разбавления отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, который включает изменение температуры и количества атмосферного воздуха, поступающего в теплоизолированную реакторную камеру за счет изменения производительности специального подающего устройства и(или) оборотов двигателя внутреннего сгорания, при этом регулирование эффективности нейтрализации-разбавления осуществляется за счет изменения аэродинамического сопротивления теплоизолированной реакторной камеры посредством установки на входе конфузора (и) или полутора, или тора и диффузора на выходе, а также диаметра и длины теплоизолированной реакторной камеры; теплоизоляции реакторной камеры за счет двойного корпуса и (или) теплоизоляционного наполнителя; выходного диаметра и длины сопла, установленного на выхлопной трубе и (или) расстояния между поперечными сечениями выхода из сопла и входа в теплоизолированную реакторную камеру (з. №2004128700 МПК F02B 75/10, опубл. 10.03.2006 г.).The closest in function and achieved result to the claimed device is a method for controlling the neutralization-dilution of the exhaust gases of an internal combustion engine, which includes changing the temperature and the amount of atmospheric air entering the insulated reactor chamber by changing the performance of a special feeding device and (or) engine speed internal combustion, while the regulation of the effectiveness of neutralization-dilution is carried out by and changing the aerodynamic resistance of a thermally insulated reactor chamber by installing at the inlet a confuser (s) or a half, or a torus and a diffuser at the outlet, as well as the diameter and length of the thermally insulated reactor chamber; thermal insulation of the reactor chamber due to the double shell and (or) heat-insulating filler; the outlet diameter and length of the nozzle mounted on the exhaust pipe and (or) the distance between the cross sections of the exit from the nozzle and the entrance to the heat-insulated reactor chamber (Z. No. 2004128700 IPC F02B 75/10, publ. 10.03.2006).

Недостатком данного способа регулирования нейтрализации-разбавления отработавших газов двигателя внутреннего сгорания является отсутствие возможности регулировать эффективность процесса нейтрализации-разбавления в зависимости от типа и мощности двигателя.The disadvantage of this method of regulating the neutralization-dilution of the exhaust gases of an internal combustion engine is the inability to adjust the efficiency of the neutralization-dilution process depending on the type and power of the engine.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение эффективной нейтрализации-разбавления за счет регулирования нейтрализации-разбавления ОГ ДВС.The technical result of the invention is the provision of effective neutralization-dilution by regulating the neutralization-dilution of the exhaust gas of the internal combustion engine.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для регулирования нейтрализации-разбавления отработавших газов ДВС, включающее выхлопную трубу с соплом и теплоизолированную реакторную камеру, имеющую двойной корпус с теплоизоляцией между корпусами, при этом реакторная камера снабжена входным и выходным насадками, и входной насадок образует с соплом выхлопной трубы зазор, при этом сопло выхлопной трубы оснащено диафрагмой с изменяемым сечением, реакторная камера выполнена телескопической, а входной и выходной насадки оснащены диафрагмами, расположенными соответственно в начальном и конечном сечениях насадков.The specified technical result is achieved in that the device for controlling the neutralization-dilution of the exhaust gases of the internal combustion engine, comprising an exhaust pipe with a nozzle and a thermally insulated reactor chamber having a double casing with thermal insulation between the casings, the reactor chamber is provided with inlet and outlet nozzles, and the inlet nozzle forms the nozzle of the exhaust pipe is a gap, while the nozzle of the exhaust pipe is equipped with a diaphragm with a variable cross-section, the reactor chamber is made telescopic, and the input and output nozzles equipped with diaphragms located respectively in the initial and final sections of the nozzles.

Насадок, расположенный на выходе из реакторной камеры, имеет вид диффузора - круглого или эллиптического, или квадратного, или прямоугольного сечения, а насадок, расположенный на входе в реакторную камеру, выполнен в виде конфузора круглого или эллиптического, или квадратного, или прямоугольного сечения.The nozzle located at the outlet of the reactor chamber has the form of a diffuser - round or elliptical, or square, or rectangular section, and the nozzle located at the entrance to the reactor chamber is made in the form of a confuser of round or elliptical, or square, or rectangular section.

Реакторная камера имеет форму трубы с круглым или эллиптическим сечением, или короба с квадратным или прямоугольным сечением.The reactor chamber is in the form of a pipe with a circular or elliptical cross-section, or a duct with a square or rectangular cross-section.

Сущность технического решения поясняется чертежом, где на фиг.1 - схема устройства для регулирования нейтрализации-разбавления ОГ от ДВС.The essence of the technical solution is illustrated by the drawing, where in Fig.1 is a diagram of a device for regulating the exhaust gas aftertreatment from the internal combustion engine.

Устройство для регулирования нейтрализации-разбавления отработавших газов от ДВС содержит выхлопную трубу 1 с соплом 2, которое оснащено диафрагмой 3, регулирующей выходное сечение сопла 2. Реакторная камера 4 выполнена, например, телескопической конструкции и дополнительно снабжена устройством 5 для регулирования ее длины. Камера 4 имеет двойной корпус со слоем теплоизоляции 6 между корпусами. На входе в реакторную камеру установлен насадок 7, например, в виде конфузора и (шибером) диафрагмой 8 на входном сечении. Выходной насадок 9 - диффузор оснащен диафрагмой-регулятором 10.A device for controlling the neutralization-dilution of exhaust gases from the internal combustion engine contains an exhaust pipe 1 with a nozzle 2, which is equipped with a diaphragm 3 that controls the output section of the nozzle 2. The reactor chamber 4 is made, for example, of a telescopic design and is additionally equipped with a device 5 for regulating its length. The camera 4 has a double case with a layer of thermal insulation 6 between the cases. At the entrance to the reactor chamber, nozzles 7 are installed, for example, in the form of a confuser and (gate) diaphragm 8 at the inlet section. Output nozzles 9 - the diffuser is equipped with a diaphragm-regulator 10.

Устройство для регулирования нейтрализации-разбавления ОГ от двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.A device for regulating the neutralization-dilution of exhaust gas from an internal combustion engine works as follows.

От двигателя по выхлопной трубе 1 через сопло 2 с диафрагмой 3, изменяющей выходное сечение сопла, проходит поток ОГ от ДВС и поступает в реакторную камеру 4. Через зазор между соплом 2 и входным насадком 7 подсасывается поток атмосферного воздуха. Диафрагма 3 на выходе из сопла и диафрагма 8 на входном насадке реакторной камеры регулируют соотношение ОГ и атмосферного воздуха. Смесь газов проходит в теплоизолированную камеру 4 с двойным корпусом и теплоизоляцией 6, которая создает условия для поддержания температурного режима в реакторной камере, где осуществляется реакция доокисления продуктов неполного сгорания топлива. Длина камеры 4 регулируется устройством 5, что влияет на время пребывания газов в реакторной камере, интенсифицирует процессы смешения, а также повышает степень очистки отработавших газов. Затем очищенные газы направляются в выходной насадок 9 (диффузор) с диафрагмой 10 и выходят из нейтрализатора-разбавителя в атмосферу. Диафрагма 10 регулирует процесс разбавления ОГ.From the engine through the exhaust pipe 1 through the nozzle 2 with a diaphragm 3 that changes the output section of the nozzle, the exhaust gas flows from the internal combustion engine and enters the reactor chamber 4. A stream of atmospheric air is sucked through the gap between the nozzle 2 and the inlet nozzle 7. The diaphragm 3 at the exit of the nozzle and the diaphragm 8 at the inlet nozzle of the reactor chamber control the ratio of exhaust gas and atmospheric air. The gas mixture passes into a heat-insulated chamber 4 with a double casing and heat insulation 6, which creates the conditions for maintaining the temperature in the reactor chamber, where the reaction of the oxidation of products of incomplete combustion of the fuel is carried out. The length of the chamber 4 is regulated by the device 5, which affects the residence time of gases in the reactor chamber, intensifies the mixing processes, and also increases the degree of purification of exhaust gases. Then the purified gases are sent to the outlet nozzle 9 (diffuser) with a diaphragm 10 and exit the neutralizer-diluent into the atmosphere. Aperture 10 controls the dilution of the exhaust gas.

Таким образом регулирование эффективности нейтрализации-разбавления отработавших газов ДВС в предлагаемом изобретении достигается с помощью следующих мер:Thus, the regulation of the effectiveness of the neutralization-dilution of the exhaust gases of the internal combustion engine in the present invention is achieved using the following measures:

1. Снижение аэродинамического сопротивления теплоизолированной реакторной камеры 4 установкой в начальном сечении насадка 7 в виде конфузора (фиг.1), полутора, или тора. Это способствует уменьшению потерь энергии движущихся газов, которая используется для обеспечения более интенсивного подсоса атмосферного воздуха. В целях улучшения условий нейтрализации-разбавления регулировке подлежат геометрические размеры насадка: угол конусности конфузора, длина входного насадка, площадь поперечного сечения входного насадка.1. Reducing the aerodynamic drag of a thermally insulated reactor chamber 4 by installing in the initial section a nozzle 7 in the form of a confuser (Fig. 1), one and a half, or a torus. This helps to reduce the energy loss of moving gases, which is used to provide more intensive air intake. In order to improve the conditions of neutralization-dilution, the geometric dimensions of the nozzle are subject to adjustment: the cone angle of the confuser, the length of the inlet nozzle, and the cross-sectional area of the inlet nozzle.

2. Снижение аэродинамических потерь в теплоизолированной реакторной камере 4 установкой в конечном сечении насадка в виде диффузора 9 (фиг.1). Это приведет к снижению потерь энергии движущихся газов на выходе из реакторной камеры и активизирует процесс нейтрализации-разбавления.2. Reducing aerodynamic losses in the thermally insulated reactor chamber 4 by installing a nozzle in the form of a diffuser 9 in the final section (Fig. 1). This will lead to a reduction in the energy loss of moving gases at the outlet of the reactor chamber and activates the neutralization-dilution process.

3. Изменение длины теплоизолированной реакторной камеры 4 (фиг.1) изменит время смешения атмосферного воздуха и отработавших газов и повлияет на степень нейтрализации-разбавления.3. Changing the length of the insulated reactor chamber 4 (Fig. 1) will change the mixing time of atmospheric air and exhaust gases and affect the degree of neutralization-dilution.

4. Теплоизоляция 6 реакторной камеры 4 (фиг.1) в предлагаемом изобретении осуществляется за счет двойного корпуса, в котором образовавшаяся полость заполняется либо воздухом, либо теплоизоляционным материалом. Двойной корпус защищает теплоизоляционный материал от вредного воздействия внешней среды, а за счет изменения теплоизоляции регулируются температурные режимы. В результате создаются условия для более полной и эффективной нейтрализации-разбавления вредных примесей отработавших газов ДВС.4. Thermal insulation 6 of the reactor chamber 4 (FIG. 1) in the present invention is carried out by a double casing in which the cavity formed is filled either with air or heat-insulating material. The double casing protects the insulating material from the harmful effects of the external environment, and due to changes in thermal insulation, temperature conditions are regulated. As a result, conditions are created for a more complete and effective neutralization-dilution of harmful impurities in the exhaust gases of ICE.

5. Изменение выходного сечения 3 и длины сопла 2 (фиг.1), через которые двигаются горячие отработавшие газы от двигателя, позволит регулировать количество подсасываемого из атмосферы воздуха и влиять на интенсивность процесса нейтрализации-разбавления за счет изменения скорости ОГ на выходе из сопла 2 и величины статического разряжения на входе в реакторную камеру 4.5. Changing the outlet cross section 3 and the length of the nozzle 2 (Fig. 1), through which the hot exhaust gases from the engine move, will allow controlling the amount of air drawn in from the atmosphere and affect the intensity of the neutralization-dilution process by changing the exhaust gas velocity at the exit of the nozzle 2 and the magnitude of the static vacuum at the entrance to the reactor chamber 4.

6. Изменение расстояния между конечным поперечным сечением диафрагмы 3 сопла 2 (фиг.1) и поперечным сечением на входе в насадок 7 реакторной камеры 4 позволит влиять на количество подсасываемого из атмосферы воздуха и температуру смеси газов, образующейся в камере, за счет изменения сечения, через которое проходит атмосферный воздух, что позволяет интенсифицировать процесс нейтрализации-разбавления.6. Changing the distance between the final cross-section of the diaphragm 3 of the nozzle 2 (Fig. 1) and the cross-section at the inlet of the nozzles 7 of the reactor chamber 4 will affect the amount of air drawn in from the atmosphere and the temperature of the gas mixture formed in the chamber by changing the cross-section, through which atmospheric air passes, which allows to intensify the process of neutralization-dilution.

Использование изобретения позволит существенно снизить потери мощности на преодоление газодинамического сопротивления ОГ при их прохождении через реакторную камеру, вследствие применения конусообразных диффузора и конфузора, а также изобретение позволяет регулировать эффективность процесса нейтрализации-разбавления ОГ двигателя внутреннего сгорания в зависимости от типа и мощности двигателя.The use of the invention will significantly reduce the power loss to overcome the gas-dynamic resistance of the exhaust gases as they pass through the reactor chamber, due to the use of a cone-shaped diffuser and confuser, and the invention allows to control the efficiency of the exhaust gas aftertreatment-dilution process depending on the type and power of the engine.

Источники информацииInformation sources

1. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Машиностроение, 1975. - с.95, 103, 106, 419, 4221. Idelchik I.E. Handbook of hydraulic resistance. - M.: Mechanical Engineering, 1975. - p. 95, 103, 106, 419, 422

2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. - М.: Наука, 1976, - с.445-456, 488-4972. Abramovich G.N. Applied gas dynamics. - M .: Nauka, 1976, - p. 454-456, 488-497

3. Аркадов Ю.К. Новые газовые эжекторы и эжекционные процессы. - М.: Физматлит, 2001. - с.317, 318.3. Arkadov Yu.K. New gas ejectors and ejection processes. - M .: Fizmatlit, 2001 .-- p. 317, 318.

Claims (4)

1. Устройство для регулирования нейтрализации-разбавления отработавших газов ДВС, включающее выхлопную трубу с соплом и теплоизолированную реакторную камеру, имеющую двойной корпус с теплоизоляцией между корпусами, при этом реакторная камера снабжена входным и выходным насадками, и входной насадок образует с соплом выхлопной трубы зазор, отличающееся тем, что сопло выхлопной трубы оснащено диафрагмой с изменяемым сечением, реакторная камера выполнена телескопической, а входной и выходной насадки оснащены диафрагмами, расположенными соответственно в начальном и конечном сечениях насадков.1. A device for controlling the neutralization-dilution of the exhaust gases of the internal combustion engine, comprising an exhaust pipe with a nozzle and a thermally insulated reactor chamber having a double casing with thermal insulation between the casings, the reactor chamber being provided with inlet and outlet nozzles, and the inlet nozzle forms a gap with the exhaust nozzle, characterized in that the exhaust pipe nozzle is equipped with a diaphragm with a variable cross-section, the reactor chamber is made telescopic, and the inlet and outlet nozzles are equipped with diaphragms located ootvetstvenno the initial and final sections of the nozzles. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что насадок, расположенный на выходе из реакторной камеры, имеет вид диффузора круглого, или эллиптического, или квадратного, или прямоугольного сечения.2. The device according to claim 1, characterized in that the nozzle located at the outlet of the reactor chamber has the form of a round, or elliptical, or square, or rectangular cross-section. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что насадок, расположенный на входе в реакторную камеру, выполнен в виде конфузора круглого, или эллиптического, или квадратного, или прямоугольного сечения.3. The device according to claim 1, characterized in that the nozzle located at the entrance to the reactor chamber is made in the form of a confuser of round, or elliptical, or square, or rectangular cross-section. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реакторная камера имеет форму трубы с круглым или эллиптическим сечением или короба с квадратным или прямоугольным сечением. 4. The device according to claim 1, characterized in that the reactor chamber is in the form of a pipe with a round or elliptical cross-section or a duct with a square or rectangular cross-section.
RU2009105897/06A 2009-02-19 2009-02-19 Device for control over neutralisation-dilution of exhaust of internal combustion engine RU2406837C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009105897/06A RU2406837C2 (en) 2009-02-19 2009-02-19 Device for control over neutralisation-dilution of exhaust of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009105897/06A RU2406837C2 (en) 2009-02-19 2009-02-19 Device for control over neutralisation-dilution of exhaust of internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009105897A RU2009105897A (en) 2010-08-27
RU2406837C2 true RU2406837C2 (en) 2010-12-20

Family

ID=42798400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009105897/06A RU2406837C2 (en) 2009-02-19 2009-02-19 Device for control over neutralisation-dilution of exhaust of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2406837C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009105897A (en) 2010-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101806260B (en) Multitube parallel pulse detonation combustion chamber and ignition detonation method thereof
CN106837603B (en) A kind of supersonic speed detonation engine and its propulsion system
SE7500960L (en)
RU2009105952A (en) AIR COOLED VORTEX NOZZLE HEAD
JP2018508735A5 (en)
RU2476705C1 (en) Knocking ramjet engine and method of its operation
RU2573427C2 (en) Fuel-air mix combustion and ramjet engine with spin detonation wave
RU2014152059A (en) METHOD FOR WORKING A GAS TURBINE BURNING DEVICE AND A GAS TURBINE BURNING DEVICE
GB670247A (en) Improvements in or relating to combustion apparatus
CN208416745U (en) Scramjet engine based on detonation combustion
RU2347098C1 (en) Method for operation of supersonic pulse athodyd and supersonic pulse athodyd
RU2585328C2 (en) Method of combusting fuel and detonation-deflagration ramjet engine
RU2406837C2 (en) Device for control over neutralisation-dilution of exhaust of internal combustion engine
CN201696167U (en) Multi-tube parallel-connection pulse detonation combustion chamber
RU2432483C1 (en) Intermittent detonation engine
RU157750U1 (en) TURBO-ROW AIR REACTIVE ENGINE
EP1611329A1 (en) Combustion unit for turbocharger
RU2613755C1 (en) Turboram air-jet engine
CN209469512U (en) Jet flow single point crash engine with compression and combustion and axial symmetry aircraft and lifting body aircraft
JP2019525066A (en) Internal combustion engine exhaust pipe fluid purge system
RU2433292C1 (en) Aircraft conrod-free fan engine
RU171408U1 (en) Rocket ramjet air supply system
RU2347097C1 (en) Hypersonic pulse detonating engine and method of its functioning
CN106765309B (en) A kind of direct-connected gaseous film control device for supersonic combustion
RU2624682C1 (en) Annular combustion chamber of gas turbine engine and method of working process implementation

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner