RU2601075C1 - Muffler-cleaner-electric generator for exhaust gases - Google Patents

Muffler-cleaner-electric generator for exhaust gases Download PDF

Info

Publication number
RU2601075C1
RU2601075C1 RU2015126391/06A RU2015126391A RU2601075C1 RU 2601075 C1 RU2601075 C1 RU 2601075C1 RU 2015126391/06 A RU2015126391/06 A RU 2015126391/06A RU 2015126391 A RU2015126391 A RU 2015126391A RU 2601075 C1 RU2601075 C1 RU 2601075C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zigzag
thermoelectric
housing
exhaust gases
confuser
Prior art date
Application number
RU2015126391/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Ежов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ)
Priority to RU2015126391/06A priority Critical patent/RU2601075C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2601075C1 publication Critical patent/RU2601075C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01N5/00Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy
    • F01N5/02Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy the devices using heat
    • F01N5/025Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy the devices using heat the device being thermoelectric generators
    • 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
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/10Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling in combination with sound-absorbing materials
    • 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
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02Profiting from waste heat of exhaust gases
    • 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

Abstract

FIELD: manufacturing technology.
SUBSTANCE: invention relates to internal combustion engines sound absorption and exhaust gases cleaning devices with simultaneous electric power generation. Summary of invention is that housing is equipped with diffuser and confuser accommodating vertical zigzag-shaped perforated containers, filled with pumice granules from metallurgical slags with gas channels creation between them. Housing, diffuser, confuser and detachable cover walls are made with longitudinal rectangular corrugations forming longitudinal rectangular seats, in which thermoelectric units are partially recessed, inside which zigzag rows of thermal emission converters are placed. Each zigzag rows thermionic converter is washed by ambient air, from outside thermoelectric units are interconnected in pairs by jumpers and electric capacitors, and first and last of said thermoelectric units electric capacitors are connected with current outputs.
EFFECT: technical result is higher efficiency.
1 cl, 7 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и в частности к устройствам для шумоглушения и очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания с одновременным получением электроэнергии.The present invention relates to mechanical engineering, namely to engine building and, in particular, to devices for noise attenuation and purification of exhaust gases of internal combustion engines while generating electricity.

Известно устройство для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, которое одновременно выполняет функцию шумоглушителя, содержащее корпус с входным и выпускным патрубками и фильтрующей вставкой, состоящей из перфорированных пластин, между которыми помещены разделенные сетчатыми элементами слои металлической путанки и активированного угля [А.с. СССР №1705602, МКл. F01N 3/08, 1992].A device for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine, which simultaneously performs the function of a muffler, comprising a housing with inlet and outlet pipes and a filter insert consisting of perforated plates, between which are placed separated by mesh elements layers of metal wire rope and activated carbon [A.S. USSR No. 1705602, MKl. F01N 3/08, 1992].

Основными недостатками известного устройства являются невозможность очистки отработавших газов от оксидов азота и оксидов серы, которые не сорбируются активированным углем, его низкая механическая прочность и невозможность генерации электроэнергии за счет тепла отработавших газов, что уменьшает срок эксплуатации известного устройства и снижает эффективность его работы.The main disadvantages of the known device are the inability to clean the exhaust gases from nitrogen oxides and sulfur oxides that are not adsorbed by activated carbon, its low mechanical strength and the inability to generate electricity due to the heat of the exhaust gases, which reduces the life of the known device and reduces its efficiency.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является комплексный глушитель-очиститель отработавших газов, включающий корпус, снабженный диффузором и конфузором с входным и выпускным патрубками, съемной крышкой, фильтрующей вставкой, состоящей из плоских, зигзагообразных и конусных перфорированных кожухов, соединенных между собой с образованием между ними и внутренней поверхностью корпуса, диффузора, конфузора и съемной крышки полости, при этом между плоскими перфорированными кожухами крышки и днища корпуса установлены, соприкасаясь с ними и параллельно движению отработавших газов, вертикальные зигзагообразные контейнеры с перфорированными стенками, образующие между собой зигзагообразные газовые каналы, а вышеуказанные полость и зигзагообразные контейнеры заполнены гранулами шлаковой пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 и диаметром гранул от 5 до 10 мм [Патент РФ №2465471, МПК F01N 3/08, 2012].Closer in technical essence to the present invention is a comprehensive muffler-cleaner of exhaust gases, comprising a housing equipped with a diffuser and a confuser with inlet and outlet nozzles, a removable cover, a filter insert consisting of flat, zigzag and conical perforated casings interconnected to form between them and the inner surface of the housing, the diffuser, the confuser and the removable lid of the cavity, while between the flat perforated casings of the lid and the bottom of the housing Vertical zigzag containers with perforated walls, forming zigzag gas channels between themselves, are installed in contact with them and parallel to the movement of exhaust gases, and the above cavity and zigzag containers are filled with slag pumice granules made of metallurgical slag with a basicity module of M> 1 and a granule diameter of 5 to 10 mm [RF Patent No. 2465471, IPC F01N 3/08, 2012].

Основным недостатком известного устройства является невозможность генерации электроэнергии за счет тепла отработавших газов, что снижает эффективность его работы.The main disadvantage of the known device is the inability to generate electricity due to the heat of the exhaust gases, which reduces its efficiency.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности глушителя-очистителя-электрогенератора для отработавших газов.The technical result, the solution of which the present invention is directed, is to increase the efficiency of the muffler-cleaner-electric generator for exhaust gases.

Технический результат достигается тем, что глушитель-очиститель-электрогенератор для отработавших газов включает корпус, снабженный диффузором и конфузором с входным и выпускным патрубками, съемной крышкой, внутри которого помещены вертикальные зигзагообразные перфорированные контейнеры с образованием между ними и внутренней поверхностью корпуса зигзагообразных газовых каналов, вертикальные зигзагообразные контейнеры заполнены гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 и диаметром гранул от 5 до 10 мм, стенки корпуса, диффузора, конфузора и съемная крышка выполнены с продольными прямоугольными гофрами, образующими продольные прямоугольные гнезда, в которые частично утоплены термоэлектрические звенья, состоящие из прямоугольных вставок, выполненных из упругого диэлектрического коррозионностойкого материала, внутри которых помещены зигзагообразные ряды, состоящие из термоэмиссионных преобразователей, представляющих собой пару проволочных отрезков, выполненных из разных металлов M1 и М2, спаянных на концах между собой, причем термоэлектрические звенья установлены в гнездах таким образом, чтобы большая часть каждого термоэмиссионного преобразователя зигзагообразных рядов омывалась наружным воздухом, каждое термоэлектрическое звено снаружи попарно соединены между собой с одного конца перемычкой, а другого конца электрическим конденсатором, образуя термоэлектрические секции, которые, в свою очередь, последовательно соединены между собой перемычками через электрические конденсаторы, образуя термоэлектрические блоки в форме поверхности, на которой они расположены, а первый и последний из вышеупомянутых электрических конденсаторов термоэлектрических блоков соединены с токовыводами.The technical result is achieved in that the silencer-cleaner-electric generator for exhaust gases includes a housing equipped with a diffuser and a confuser with inlet and outlet pipes, a removable lid, inside which vertical zigzag perforated containers are placed with the formation of vertical zigzag gas channels between them and the vertical surface zigzag containers are filled with pumice granules made of metallurgical slag with a basicity module M> 1 and a diameter of granules t 5 to 10 mm, the walls of the body, diffuser, confuser and removable cover are made with longitudinal rectangular corrugations forming longitudinal rectangular nests, in which thermoelectric links are partially recessed, consisting of rectangular inserts made of elastic dielectric corrosion-resistant material, inside of which zigzag rows are placed consisting of thermionic converters representing a pair of wire segments made of different metals M1 and M2, soldered at the ends between themselves, than thermoelectric links are installed in the sockets so that most of each thermionic converter of the zigzag rows is washed with external air, each thermoelectric link is externally coupled to each other at one end by a jumper and the other end by an electric capacitor, forming thermoelectric sections, which, in turn, connected in series by jumpers through electric capacitors, forming thermoelectric blocks in the form of a surface on which it are arranged, and the first and last of the above capacitors thermoelectric units are connected with current.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид глушителя-очистителя-электрогенератора отработавших газов (ГОЭГ), на фиг. 2 - разрез, на фиг. 3-7 - узлы Б, Д (компоновка ГОЭГ, устройство контейнеров и термоэлектрических секций).The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of a muffler-cleaner-exhaust gas generator (GOEG), FIG. 2 is a section, in FIG. 3-7 - nodes B, D (GOEG layout, arrangement of containers and thermoelectric sections).

ГОЭГ содержит корпус 1, снабженный диффузором и конфузором 2 и 3 с входным и выпускным патрубками 4 и 5, соответственно, съемной крышкой 6, внутри которого помещены вертикальные зигзагообразные перфорированные контейнеры 7 с образованием между ними и внутренней поверхностью корпуса 1 зигзагообразных газовых каналов 8, при этом вертикальные зигзагообразные контейнеры 7 заполнены гранулами пемзы 9, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 и диаметром гранул от 5 до 10 мм, стенки корпуса 1, диффузора 2, конфузора 3 и съемная крышка 6 выполнены с продольными прямоугольными гофрами, образующими продольные прямоугольные гнезда 10, в которые частично утоплены термоэлектрические звенья (ТЭЗ) 11, состоящие из прямоугольных вставок 12, выполненных из упругого диэлектрического коррозионностойкого материала (например, резины или пластмассы), внутри которых помещены зигзагообразные ряды 13, состоящие из термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) 14. Каждый ТЭП 14 представляет собой пару проволочных отрезков 15 и 16, выполненных из разных металлов M1 и М2, спаянных на концах между собой, причем ТЭЗ 11 установлены в гнездах 10 таким образом, чтобы большая часть каждого ТЭП 14 рядов 13 омывалась наружным воздухом, каждое ТЭЗ 11 снаружи корпуса 1 попарно соединены между собой с одного конца перемычкой 17, а с другого конца - электрическим конденсатором 18, образуя термоэлектрические секции (ТЭС) 19, которые, в свою очередь, последовательно соединены между собой перемычками 20 через электрические конденсаторы 18, образуя термоэлектрические блоки (ТЭБ) 21 в форме поверхности, на которой они расположены, а первый и последний из вышеупомянутых конденсаторов 18 ТЭБ 21 соединены с токовыводами 22 и 23, соответственно.GOEG contains a housing 1, equipped with a diffuser and a confuser 2 and 3 with inlet and outlet pipes 4 and 5, respectively, a removable cover 6, inside which are placed vertical zigzag perforated containers 7 with the formation between them and the inner surface of the housing 1 of zigzag gas channels 8, with this vertical zigzag containers 7 are filled with granules of pumice 9 made of metallurgical slag with a basic module M> 1 and a diameter of granules from 5 to 10 mm, the wall of the housing 1, diffuser 2, confuser 3 and removable the lug 6 is made with longitudinal rectangular corrugations forming longitudinal rectangular nests 10 into which thermoelectric links (TEZ) 11 are partially recessed, consisting of rectangular inserts 12 made of elastic dielectric corrosion-resistant material (for example, rubber or plastic), inside which are placed zigzag rows 13, consisting of thermionic converters (TEC) 14. Each TEC 14 is a pair of wire segments 15 and 16 made of different metals M1 and M2, soldered at the ends between by itself, and the TEZ 11 are installed in the sockets 10 so that most of each TEC 14 of the rows 13 is washed by external air, each TEZ 11 outside the housing 1 is paired with each other at one end of the jumper 17, and from the other end with an electric capacitor 18, forming thermoelectric sections (TPPs) 19, which, in turn, are connected in series by jumpers 20 through electrical capacitors 18, forming thermoelectric blocks (TEB) 21 in the form of the surface on which they are located, and the first and last of the above 18 FEB yanutyh capacitors 21 are connected with current 22 and 23 respectively.

В основу работы предлагаемого ГОЭГ, наряду с использованием пемзы 9, изготовленной из металлургических шлаков для очистки и шумоглушения, положено использование эффекта термоэлектричества. Так как в ТЭЗ 11 помещены ряды 13, состоящие из ТЭП 14, изготовленных из проволочных отрезков 15 и 16, выполненных из металлов M1 и М2, спаянные на концах между собой, то при нагреве одних спаянных концов ТЭП 14, помещенных в гнезда 6, горячими выхлопными газами и охлаждении других наружным воздухом, в ТЭЗ 11 возникает термоэлектричество [С.Г. Калашников. Электричество. - М: «Наука», 1970, с. 502-506].The work of the proposed GOEG, along with the use of pumice 9 made from metallurgical slag for cleaning and sound attenuation, is based on the use of the effect of thermoelectricity. Since rows 13, consisting of TECs 14, made of wire segments 15 and 16, made of metals M1 and M2, soldered at the ends between themselves, are placed in the TEZ 11, when heating one of the soldered ends of the TEP 14 placed in slots 6, hot exhaust gases and cooling others with outside air, thermoelectricity arises in TEZ 11 [S.G. Kalashnikov. Electricity. - M: "Science", 1970, p. 502-506].

Предлагаемый ГОЭГ работает следующим образом. Отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания через входной патрубок 4 поступают в диффузор 2, где их скорость резко падает, и они равномерно распределяются по зигзагообразным газовым каналам 8, где двигаются также зигзагообразно, что значительно турбулизует их потоки и позволяет проникать через отверстия в стенках вертикальных перфорированных зигзагообразных контейнерах 7, заполненных гранулами 9 шлаковой пемзы диаметром от 5 до 10 мм, изготовленной из основных металлургических шлаков (диаметр гранул 9 назначен из условий максимального заполнения зигзагообразных контейнеров 7 и стандартной номенклатуры размеров гранул шлаковой пемзы). Шлаковая пемза, изготовленная из основных металлургических шлаков, представляет собой материал с высокопористой механически прочной структурой (прочность на сдавливание до 2,7 МПа), состоящей из оксида кальция, оксида кремния, оксида алюминия и частично из оксида магния (CaO, SiO2, Al2O3, MnO) с модулем основности М>1 [Строительные материалы. Справочник. Под ред. Болдырева А.С. и др. - М.: Стройизд., 1989, с. 423; Домокеев А.К. Строительные материалы. - М.: Высш. школа, 1989, с. 163]. Высокое значение модуля основности придает гранулам 9 основные свойства, позволяющие сорбировать на их поверхности вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся и вредные примеси, которые присутствуют в отработавших газах (NOx, SOx, СО), а высокая пористость их структуры позволяет использовать гранулы 9 шлаковой пемзы в качестве эффективного звукопоглощающего материала [В.Н. Богословский и др. Отопление и вентиляция, Ч. II. - М.; Стройиздат, 1978, с. 391]. Кроме того, исходя из своего состава, гранулы 9 шлаковой пемзы устойчивы к коррозионному воздействию кислых компонентов выхлопных газов, широко доступны и относительно дешевы. Поток отработавших газов, проходя зигзагообразные газовые каналы 8 и многократно попадая на поверхность гранул 9 и вовнутрь их, очищается от вредных примесей (NOx, SOx, СО), которые сорбируются на поверхности и внутри гранул 9. Адсорбированные из отработавших газов оксиды азота и серы в порах гранул 9 обладают повышенной реакционной способностью, обусловленной их взаимодействием с поверхностью адсорбента-гранул 9 шлаковой пемзы [Неницеску К. Общая химия. - М.: Мир, 1968, с. 298], поэтому окисляются кислородом (кислород присутствует в отработавших газах в результате избытка воздуха, подаваемого на сжигание топлива) со скоростью большей, чем в газовой фазе с образованием легко растворимых в воде NO2 и SO3. Полученные оксиды азота и серы, в свою очередь, взаимодействуют с частицами воды, образующейся в порах гранул 9 в результате капиллярной конденсации паров воды, находящихся в отработавших газах, с образованием соответствующих кислот HNO3 и H2SO4. Кроме того, на поверхности и в порах гранул 9 оседают мелкодисперсные частицы (сажа и пр.), после чего очищенные отработавшие газы из газовых каналов 9 поступают в конфузор 3 и через выходной патрубок 5 выбрасываются в атмосферу. При этом одновременно с процессом очистки отработавших газов в ГОЭГ происходит глушение их шума путем поглощения звука высокопористой структурой гранул 9, которые находятся в зигзагообразных контейнерах 7 и продольными прямоугольными гофрами, образующими продольные прямоугольные гнезда 10 в виде длинных полос, покрывающих изнутри все стенки корпуса 1, крышки 6, диффузора 3 и конфузора 2. Одновременно горячие отработавшие газы, проходя через полость диффузора 3, газовых каналов 8 корпуса 1, конфузора 2, нагревают, устроенные в них вертикальные прямоугольные гнезда 10 и, соответственно, спаи термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) 14 ТЭЗ 11, противоположные концы которых охлаждаются наружным воздухом атмосферы. В результате нагрева спаянных концов проволочных отрезков 15 и 16 ТЭП 14 в зигзагообразных рядах 13 ТЭЗ 11, расположенных в гнездах 10, горячими отработавшими газами и охлаждении других спаянных концов ТЭП 14, расположенных снаружи, холодным воздухом, в рядах 13 ТЭЗ 11 каждой ТЭС 19 образуется термоэлектричество, которое суммируется в ТЭБ 21 и через токовыводы 22 и 23 подается потребителю. При этом проволочные отрезки 15 и 16 ТЭП 14 рядов 13 изолированы от непосредственного контакта с дымовыми газами и воздухом слоем диэлектрического коррозионностойкого материала прямоугольных вставок 12, что предохраняет металлы M1 и М2 пар 15 и 16 ТЭП 14 от коррозии и появления между ними короткого замыкания. Выполнение вставок 12 прямоугольной формы, утопленной в прямоугольные гнезда 10, обеспечивает их прочную стыковку с поверхностью гнезд 10. Кроме того, включение в конструкции ТЭС 19 и ТЭБ 21 ГОЭГ последовательно соединенных между собой электрических конденсаторов 18 значительно снижает электрическое сопротивление ТЭБ 21 и, соответственно, увеличивает силу тока на токовыводах 22 и 23.The proposed GOEG works as follows. The exhaust gases of the internal combustion engine through the inlet pipe 4 enter the diffuser 2, where their speed drops sharply, and they are evenly distributed along the zigzag gas channels 8, where they also move in a zigzag fashion, which significantly turbulizes their flows and allows them to penetrate through the holes in the walls of the vertical perforated zigzag containers 7, filled with granules 9 of slag pumice with a diameter of 5 to 10 mm, made from basic metallurgical slag (the diameter of the granules 9 is assigned from the conditions of maximum filling zigzag containers 7 and the standard range of sizes of granules of slag pumice). Slag pumice made from basic metallurgical slag is a material with a highly porous mechanically strong structure (compressive strength up to 2.7 MPa), consisting of calcium oxide, silicon oxide, aluminum oxide and partially magnesium oxide (CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , MnO) with the basicity modulus M> 1 [Building materials. Directory. Ed. Boldyreva A.S. et al. - M.: Stroyizd., 1989, p. 423; Domokeev A.K. Construction Materials. - M .: Higher. School, 1989, p. 163]. The high basicity modulus gives granules 9 basic properties that allow sorbing substances with acidic properties on their surface, which include harmful impurities that are present in the exhaust gases (NO x , SO x , CO), and the high porosity of their structure allows the use of granules 9 of slag pumice as an effective sound-absorbing material [V.N. Bogoslovsky et al. Heating and ventilation, Part II. - M .; Stroyizdat, 1978, p. 391]. In addition, based on its composition, granules 9 of slag pumice are resistant to the corrosive effects of acidic exhaust components, are widely available and relatively cheap. The flow of exhaust gases, passing through the zigzag gas channels 8 and repeatedly reaching the surface of the granules 9 and inside them, is cleaned of harmful impurities (NO x , SO x , CO) that are sorbed on the surface and inside the granules 9. Nitrogen oxides adsorbed from the exhaust gases and sulfur in the pores of granules 9 have increased reactivity due to their interaction with the surface of the adsorbent granules 9 of slag pumice [Nenitsesku K. General chemistry. - M.: Mir, 1968, p. 298], therefore, they are oxidized by oxygen (oxygen is present in the exhaust gases as a result of excess air supplied to the fuel) at a rate greater than in the gas phase with the formation of NO 2 and SO 3 readily soluble in water. The resulting oxides of nitrogen and sulfur, in turn, interact with particles of water formed in the pores of granules 9 as a result of capillary condensation of water vapor in the exhaust gases with the formation of the corresponding acids HNO 3 and H 2 SO 4 . In addition, finely dispersed particles (soot, etc.) settle on the surface and in the pores of the granules 9, after which the purified exhaust gases from the gas channels 9 enter the confuser 3 and are discharged into the atmosphere through the outlet pipe 5. At the same time, along with the exhaust gas purification process in GOEG, their noise is suppressed by sound absorption by the highly porous structure of granules 9, which are in zigzag containers 7 and longitudinal rectangular corrugations, forming longitudinal rectangular nests 10 in the form of long strips that cover all the walls of the housing 1 from the inside, cover 6, diffuser 3 and confuser 2. At the same time, hot exhaust gases passing through the cavity of the diffuser 3, gas channels 8 of the housing 1, confuser 2, are heated, arranged in them vertical rectangular nests 10 and, respectively, junctions of thermionic converters (TEC) 14 of TEC 11, the opposite ends of which are cooled by the outside air of the atmosphere. As a result of heating the soldered ends of the wire segments 15 and 16 of the TEC 14 in the zigzag rows 13 of the TEZ 11 located in the nests 10 with hot exhaust gases and cooling of the other soldered ends of the TEC 14 located outside with cold air, in the rows 13 of the TEZ 11 of each TPP 19 is formed thermoelectricity, which is summarized in the thermopile 21 and through the current leads 22 and 23 is supplied to the consumer. In this case, the wire segments 15 and 16 of the TEC 14 of the rows 13 are isolated from direct contact with flue gases and air by a layer of the dielectric corrosion-resistant material of the rectangular inserts 12, which protects the metals M1 and M2 of the pairs 15 and 16 of the TEC 14 from corrosion and the occurrence of a short circuit between them. The implementation of the inserts 12 of a rectangular shape, recessed into rectangular sockets 10, ensures their strong connection with the surface of the nests 10. In addition, the inclusion in the design of the TPP 19 and the thermoelectric heater 21 of the GOEG in series of connected electrical capacitors 18 significantly reduces the electrical resistance of the thermopile 21 and, accordingly, increases the current strength at current outputs 22 and 23.

Величина разности электрического потенциала на токовыводах 22 и 23 ГОЭГ зависит от характеристик пар металлов M1 и М2, из которых изготовлены проволочные отрезки 15 и 16 ТЭП 14, числа их в ТЭЗ 11, числа ТЭС 19 в ТЭБ 21 и количества ТЭБ 21. Полученный электрический ток можно использовать, например, для обогрева салона автомобиля зимой и для кондиционирования его летом.The magnitude of the difference in electric potential at the current outputs 22 and 23 of the GOEG depends on the characteristics of the metal pairs M1 and M2 from which the wire segments 15 and 16 of the TEC 14 are made, their number in the TEZ 11, the number of TPP 19 in the TEB 21 and the number of TEB 21. The resulting electric current can be used, for example, to heat the interior of a car in winter and to condition it in summer.

При падении активности гранул 9 их подвергают регенерации. Процесс регенерации заключается в очистке поверхности и пор гранул 9 от мелкодисперсных частиц и абсорбированных молекул вредных примесей и осуществляется путем промывки гранул 9 теплой водой (штуцера для подачи воды и ее удаления на фиг. 1-7 не показаны).When the activity of the granules 9 decreases, they are subjected to regeneration. The regeneration process consists in cleaning the surface and pores of the granules 9 from fine particles and absorbed molecules of harmful impurities and is carried out by washing the granules 9 with warm water (the nozzles for water supply and its removal are not shown in Figs. 1-7).

Размеры ГОЭГ, а также суммарный объем гранул 9, число перфорированных зигзагообразных контейнеров 7, их длина, высота и ширина, ширина газовых каналов 8, число ТЭП 14 в ТЭЗ 11, число ТЭС 19 в ТЭБ 21 и количество ТЭБ 21 определяются в зависимости от мощности двигателя внутреннего сгорания, расхода топлива, требуемых степени очистки и потери уровня звуковой мощности отработавших газов.The dimensions of the GOEG, as well as the total volume of granules 9, the number of perforated zigzag containers 7, their length, height and width, the width of the gas channels 8, the number of TEC 14 in the TEZ 11, the number of TPP 19 in the TEB 21 and the number of TEB 21 are determined depending on the capacity internal combustion engine, fuel consumption, the required degree of purification and loss of sound power level of exhaust gases.

Таким образом, предлагаемый комплексный глушитель-очиститель-электрогенератор для отработавших газов позволяет без применения дорогих и опасных химических реагентов очистить отработавшие газы от вредных примесей, снизить до требуемого уровень их звуковой мощности, используя в качестве адсорбента и шумопоглотителя гранулы шлаковой пемзы, изготовленной из основных металлургических шлаков, и одновременно обеспечивает утилизацию тепла отработавших газов на выходе из двигателя путем получения термоэлектричества, что повышает его эффективность.Thus, the proposed comprehensive silencer-cleaner-electric generator for exhaust gases allows without the use of expensive and hazardous chemicals to purify the exhaust gases from harmful impurities, reduce their sound power to the required level, using slag pumice granules made from the main metallurgical as adsorbent and noise absorbers slag, and at the same time ensures the utilization of heat of exhaust gases at the exit of the engine by obtaining thermoelectricity, which increases its efficiency activity.

Claims (1)

Глушитель-очиститель-электрогенератор для отработавших газов, включающий корпус, снабженный диффузором и конфузором с входным и выпускным патрубками, съемной крышкой, внутри которого помещены вертикальные зигзагообразные перфорированные контейнеры, заполненные гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 и диаметром гранул от 5 до 10 мм, и образующие между собой и внутренней поверхностью корпуса зигзагообразные газовые каналы, отличающийся тем, что стенки корпуса, диффузора, конфузора и съемная крышка выполнены с продольными прямоугольными гофрами, образующими продольные прямоугольные гнезда, в которые частично утоплены термоэлектрические звенья, состоящие из прямоугольных вставок, выполненных из упругого диэлектрического коррозионностойкого материала, внутри которых помещены зигзагообразные ряды, состоящие из термоэмиссионных преобразователей, представляющих собой пару проволочных отрезков, выполненных из разных металлов M1 и М2, спаянных на концах между собой, причем термоэлектрические звенья установлены в гнездах таким образом, чтобы большая часть каждого термоэмиссионного преобразователя зигзагообразных рядов омывалась наружным воздухом, каждое термоэлектрическое звено снаружи попарно соединены между собой с одного конца перемычкой, а с другого конца - электрическим конденсатором, образуя термоэлектрические секции, которые, в свою очередь, последовательно соединены между собой перемычками через электрические конденсаторы, образуя термоэлектрические блоки в форме поверхности, на которой они расположены, а первый и последний из вышеупомянутых электрических конденсаторов термоэлектрических блоков соединены с токовыводами. Silencer-cleaner-electric generator for exhaust gases, including a housing equipped with a diffuser and a confuser with inlet and outlet pipes, a removable lid, inside of which are placed vertical zigzag perforated containers filled with pumice granules made of metallurgical slag with a basicity module M> 1 and granule diameter from 5 to 10 mm, and forming between themselves and the inner surface of the housing zigzag gas channels, characterized in that the walls of the housing, diffuser, confuser and removable cover the cabinet is made with longitudinal rectangular corrugations forming longitudinal rectangular nests into which thermoelectric links are partially recessed, consisting of rectangular inserts made of elastic dielectric corrosion-resistant material, inside of which are placed zigzag rows consisting of thermionic transducers, which are a pair of wire segments made of different metals M1 and M2, soldered at the ends between themselves, and thermoelectric links are installed in the nests so In short, so that most of each thermionic converter of the zigzag rows is washed by external air, each thermoelectric link from the outside is pairwise connected to each other at one end by a jumper, and from the other end by an electric capacitor, forming thermoelectric sections, which, in turn, are connected in series by jumpers through electric capacitors, forming thermoelectric blocks in the form of the surface on which they are located, and the first and last of the above electric tric capacitors of thermoelectric blocks are connected to current leads.
RU2015126391/06A 2015-07-01 2015-07-01 Muffler-cleaner-electric generator for exhaust gases RU2601075C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126391/06A RU2601075C1 (en) 2015-07-01 2015-07-01 Muffler-cleaner-electric generator for exhaust gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126391/06A RU2601075C1 (en) 2015-07-01 2015-07-01 Muffler-cleaner-electric generator for exhaust gases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2601075C1 true RU2601075C1 (en) 2016-10-27

Family

ID=57216502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015126391/06A RU2601075C1 (en) 2015-07-01 2015-07-01 Muffler-cleaner-electric generator for exhaust gases

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2601075C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010003049U1 (en) * 2010-03-03 2010-07-08 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Device for exhaust heat utilization
RU2465471C2 (en) * 2010-10-20 2012-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Complex muffler-cleaner of exhaust gases
RU2519529C2 (en) * 2008-05-16 2014-06-10 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Electric power generator exploiting offgas heat

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2519529C2 (en) * 2008-05-16 2014-06-10 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Electric power generator exploiting offgas heat
DE202010003049U1 (en) * 2010-03-03 2010-07-08 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Device for exhaust heat utilization
RU2465471C2 (en) * 2010-10-20 2012-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Complex muffler-cleaner of exhaust gases

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2245969T5 (en) Exhaust system
WO2001015877A1 (en) Corrugated wall honeycomb structure and production method thereof
RU2009130676A (en) PARTICLE SEPARATOR, IN particular, a FILTER OF SOLID PARTICLES, FOR SEPARATION OF PARTICLES FROM THE EXHAUST GAS OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2691896C1 (en) Complex corrosion-resistant air heater
KR102011173B1 (en) Exhaust gas treatment system for abatement of white plume
RU2601075C1 (en) Muffler-cleaner-electric generator for exhaust gases
RU93042477A (en) FILTER FOR CLEANING EXHAUST GASES DIESEL ENGINES
EA002866B1 (en) System for neutralising polluting gases contained in stack effluents
KR20200020348A (en) Wet ane cooling type gas cleaning apparatus
RU2465471C2 (en) Complex muffler-cleaner of exhaust gases
RU2559241C1 (en) Sanitary and utilisation attachment for heat generator of roof boiler house
KR20120039570A (en) Exhaust cleaning system of furnaces
RU2464072C2 (en) Chimney bed
RU2002129372A (en) METHOD FOR CLEANING AIR FOR FUEL ELEMENTS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
CN108854318B (en) Honeycomb filter
RU2536749C2 (en) Integrated device to clean exhaust gases of marine engine
RU2611700C1 (en) Autonomous heat gun
RU2762927C1 (en) Complex mine air heater
RU157104U1 (en) WALL BLOCK FOR CLEANING SMOKE GASES
CN205700032U (en) Exhaust-gas treatment activated carbon adsorption and regenerating unit
RU2595289C1 (en) Complex air heater
RU2705193C2 (en) Autonomous air heater
CN106677868B (en) Diesel engine tail gas purification and heat recovery combined system
RU2797799C1 (en) Complex horizontal multi-stage adsorber
CN104190204B (en) Boiler chemical industry waste gas from incinerator one purifier

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170702