SE520156C2 - Avgasåterföring - Google Patents

Avgasåterföring

Info

Publication number
SE520156C2
SE520156C2 SE0202201A SE0202201A SE520156C2 SE 520156 C2 SE520156 C2 SE 520156C2 SE 0202201 A SE0202201 A SE 0202201A SE 0202201 A SE0202201 A SE 0202201A SE 520156 C2 SE520156 C2 SE 520156C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
catalyst
fuel mixture
exhaust gases
return conductor
fuel
Prior art date
Application number
SE0202201A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0202201D0 (sv
SE0202201L (sv
Inventor
Rolf Egnell
Torbjoern Skaanberg
Original Assignee
Calix Automotive Ab
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 Calix Automotive Ab filed Critical Calix Automotive Ab
Priority to SE0202201A priority Critical patent/SE520156C2/sv
Publication of SE0202201D0 publication Critical patent/SE0202201D0/sv
Publication of SE0202201L publication Critical patent/SE0202201L/sv
Publication of SE520156C2 publication Critical patent/SE520156C2/sv

Links

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
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2033Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using a fuel burner or introducing fuel into exhaust duct
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • F02N19/10Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines by heating of engine coolants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2228Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant controlling the operation of heaters
    • B60H2001/2237Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant controlling the operation of heaters supplementary heating, e.g. during stop and go of a vehicle
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

20 25 30 35 . . , « t a ~. n» v _~ ."ø_"_ z z: a:- - - - - n. n, v: z j I' ' I z : U (I 2 ma fordonets olika delar på ett miljövänligt sätt, speciellt vintertid vid stark kyla. Likaså är ett problem att värma fordonets kompo- nenter när fordonet inte är i drift.
I dokumentet JP 07310533 beskrivs en explosionsmotor vars av- gaser renas av en katalysator genom att katalysatorn förbränner kolväterester i avgaserna. Efter det att avgaserna har passerat katalysatorn leds avgaserna genom en absorptionsanordning där eventuella ytterligare oförbrända kolväterester absorberas. När tillräckligt med kolväten absorberats i absorptionsanordningen leds kolväteresterna tillbaka till katalysatorn genom en återleda- re. Därmed förbränns även de absorberade kolvätena varvid kol- väteutsläppen minskar. Återledaren i kombination med absorb- tionsanordningen och katalysatorn är således inrättade för att minska utsläppen av kolväten. Ingen uppvärmning av fordonet åstadkoms genom förbränningen, utan syftet är endast att minska utsläppen. l dokumentet DE 199 39 560 A1 beskrivs en explosionsmotor och en anordning som är inrättad att höja motorns temperatur vid kallstart. Anordningen är inrättad att lagra värme från motorn un- der fordonets drift. Vid en efterföljande eventuell kallstart är an- ordningen inrättad att överföra den lagrade värmen tillbaka till motorn. Överföringen av värmen sker med hjälp av en avgas- ström som leds genom anordningen och förmås att ta upp den lagrade värmen, varvid avgasströmmen leds genom motorn.
Därmed kommer motorn snabbare upp i sin arbetstemperatur.
Denna anordning är endast inriktad på att förbättra förbränningen i motorn vid kallstart. Dokumentet beskriver inte någon förbättrad värmealstring för att värma andra komponenter hos fordonet. Den i anordningen lagrade värmen tar efter en tids användning slut, varvid värmningen av motorn därmed är tidsbegränsad.
Problemet med att alstra mer värme vid användning av moderna motorer med mycket hög verkningsgrad kan lösas genom att in- rätta en extra förbränningsanordning. Ett problem med en sådan < | | - -- 10 15 20 25 30 35 , Q . - a- 520 156 förbränningsanordning är att den släpper ut avgaser med höga halter av giftiga föreningar.
REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med den föreliggande uppfinningen är att anvisa en anordning som åstadkommer en energiutvecklig, varvid åtminsto- ne en del av den utvecklade energin används till att värma kom- ponenter hos ett fordon. Vidare är ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma en energiutveckling med bibehållande av hög renhet i de utsläppta avgaserna. Ytterligare ett ändamål är att åstadkomma en anordning med en effektivare energiutveckling, företrädesvis så att anordningen tar i anspråk så lite resurser som möjligt från andra delar av fordonet.
Detta ändamål uppnås med den inledningsvis beskrivna anord- ningen varvid katalysatorn är anpassad att alstra värme under förbränningen och anordningen är anpassad att använda åtmin- stone en del av den alstrade värmen till att värma åtminstone en komponent hos fordonet, varvid anordningen vidare innefattar en återledare inrättad att överföra åtminstone en delmängd av den av katalysatorn alstrade värmen till nämnda bränsleblandning genom att tillföra bränsleblandningen en delmängd av de heta avgaser som alstras vid den katalytiska förbränningen. Genom att använda katalytisk förbränning kan dels förbränningstempe- raturen och dels bränslekoncentrationen minskas med bibehål- lande av en effektiv förbränning. Därmed kan även syrekoncent- rationen eller luft/bränsle kvoten (k) ökas varvid förbränningen även blir mer fullständig. En ökad luft/bränsle kvot innebär mins- kad temperatur under förbränningen vilket även minskar bildan- det av exempelvis NOX varvid emissionen av föroreningar mins- kar. För att erhålla en effektiv förbränning i katalysatorn krävs det att bränsleblandningen har en viss lägsta temperatur när bränsleblandningen förs in i katalysatorn. Genom att inrätta en återledare såsom beskrivits värms bränsleblandningen på ett ef- fektivt och enkelt sätt. Eftersom bränsleblandningen värms direkt utan någon omväg, exempelvis genom en värmeväxlare eller ge- 10 15 20 25 30 35 520 156 nom elektrisk värmning, minskar effektförlusterna vid förvärm- ningen av bränsleblandningen. Därtill tär anordningen mindre på andra resurser hos fordonet såsom fordonets batteri eftersom ingen eller åtminstone mindre elektrisk uppvärmning av bränsle- blandningen krävs. Vidare krävs mindre utrustning eftersom ing- en avancerad inrättning för förvärmning av bränsleblandningen behövs, såsom exempelvis en värmeväxlare. Vid införsel av av- gaser till blandningen minskar även luft/bränsle kvoten.
Enligt utföringsform av uppfinningen är återledaren inrättad att återföra avgaser till nämnda bränsleblandning under väsentligen hela den tidsperiod då anordningen är i drift. Under en förbrän- ningsperiod värms därmed bränsleblandningen till största delen av avgaserna varvid endast mycket lite eller inget av något annat energislag såsom elektricitet åtgår. Företrädesvis värms bränsle- blandningen med hjälp av något annat energislag endast i ett in- ledningsskede av förbränningsperioden innan förbränningen satt igång och inga heta avgaser ännu producerats.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen innefattar an- ordningen ett utlopp inrättat att bortföra avgaser från katalysa- torn, varvid nämnda återledare är ansluten till utloppet direkt ef- ter katalysatorn. Med att återledaren är ansluten till utloppet di- rekt efter katalysatorn avses att inga andra komponenter, anord- ningar eller inrättningar som kan kyla av avgaserna är placerade mellan katalysatorn och återledaren. Mynningen till återledaren kan fortfarande befinna sig på ett avstånd från katalysatorn, men är företrädesvis placerad så nära katalysatorn som möjligt. Där- med återförs avgaserna till bränsleblandningen direkt efter pass- agen genom katalysatorn när avgasernas värmeinnehåll är som störst.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen innefattar an- ordningen ett inlopp inrättat att införa nämnda bränsleblandning till katalysatorn, varvid nämnda återledare är ansluten till inlop- pet och inrättad att leda nämnda återförda avgaser till inloppet.
Därmed blandas de återförda avgaserna med bränsleblandningen 10 15 20 25 30 35 520 156 5 innan bränsleblandningen och avgaserna införs i katalysatorn vil- ket säkerställer en jämn uppvärmning av bränsleblandningen.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen innefattar an- ordningen ett luftinlopp inrättat att leda ett flöde av luft till anord- ningen, varvid luftinloppet innefattar ett munstycke inrättat i an- slutning till nämnda inlopp, varvid munstycket är utformat på så sätt att ett flöde åstadkommes i återledaren när luftflödet ström- mar genom munstycket. Därmed behövs ingen fläkt eller någon annan energikrävande utrustning för att åstadkomma ett flöde genom återledaren. Företrädesvis är munstycket även utformat på så sätt att turbulens uppstår i inloppet. Därmed åstadkoms en effektiv omblandning av avgaserna med bränsleblandningen.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen är återledaren inrättad att tillföra åtminstone 20% av avgasflödet från katalysa- torn till nämnda bränsleblandning. Därmed säkerställs att en till- räcklig andel av avgaserna återförs för att bränsleblandningen skall värmas till en temperatur nära tändningstemperaturen. Fö- reträdesvis är återledaren inrättad att tillföra 30% av avgasflödet från katalysatorn till bränsleblandningen. Därmed säkerställs att tändningstemperaturen uppnås.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen innefattar an- ordningen ett bränsleinlopp inrättat att tillföra bränsle till bräns- leblandningen, varvid bränsleinloppet är inrättat inuti nämnda återledare. Därmed tillförs bränslet till de heta avgaserna varvid bränslet snabbt förångas av värmen i avgaserna. En förångning av bränslet är fördelaktigt då bränslet därmed lättare blandas ut i bränsleblandningen och fördelas jämnt i hela bränsleblandning- en. Vidare är en förutsättning för förbränningen att bränslet är i gasfas.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen innefattar återledaren ett luftintag inrättat att tillföra luft till avgaserna i återledaren, varvid luftintaget är inrättat uppströms bränsleinlop- pet. Därmed kan temperaturen hos avgaserna i återledaren kon- 10 15 20 25 30 35 520 156 trolleras genom införandet av en viss mängd kall luft innan bränslet sprutas in i avgaserna. Därmed säkerställs att tempera- turen inte är så hög att bränslet självantänds i återledaren. Lika- så kan temperaturen anpassas och optimeras för en god om- blandning och förångning av bränslet med hänsyn till avgasernas och bränslets egenskaper och rådande tryckförhållanden.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen innefattar an- ordningen ett elektriskt värmeelement inrättat att alstra värme, varvid värmen tillförs bränsleblandningen, åtminstone i ett inled- ningsskede. Därmed säkerställs att bränsleblandningen erhåller en sådan temperatur att den katalytiska förbränningen initieras även när inga avgaser ännu har producerats. Företrädesvis är nämnda elektriska värmeelement inrättat inuti återledaren, varvid nämnda elektriska värmeelement är inrättat uppströms bränsle- inloppet. Därmed värms luften i återledaren innan bränslet spru- tas in i återledaren varvid bränslet förångas på samma sätt som tidigare beskrivits.
Enligt ytterligare en utföringsform innefattar anordningen en fläkt inrättad att driva avgasflödet i återledaren och att åstadkomma en omblandning av de återförda avgaserna med bränslebland- ningen. Därmed uppnås en stor driftsäkerhet eftersom avgasflö- det i återledaren ej riskerar att avstanna. Företrädesvis är nämn- da fläkt inrättad att även driva luftflödet genom luftinloppet. Där- med åstadkommer fläkten även en god omblandning av de åter- förda avgaserna med bränsleblandningen.
Enligt ytterligare en utföringsform innefattar anordningen ett ut- lopp inrättat att bortföra avgaser från katalysatorn och en värme- växlare inrättad att överföra värme från avgaserna till en fluid hos fordonet, varvid värmeväxlaren är inrättad i anslutning till nämnda utlopp och nedströms utloppets anslutning till återleda- ren. Genom att värmeväxlaren är ansluten till utloppet nedströms utloppets anslutning till återledaren utvinns värmen ur avgaser- na först efter att en del av avgaserna återförts till bränslebland- 10 15 20 25 30 35 . n v v v u n 520 156 ningen och katalysatorn. Därmed kyls inte de återförda avgaser- na ned innan de återförs.
FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar en anordning avsedd att inrättas i ett fordon och att förbränna en bränsleblandning och som innefattar en katalysator och en återledare.
Figur 2 visar ett annat exempel på en anordning enligt uppfin- ningen.
BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER I fig. 1 visas en anordning som är avsedd att inrättas i ett fordon och inrättad att förbränna en bränsleblandning. Anordningen in- nefattar en katalysator 1 inrättad att katalytiskt förbränna bräns- leblandningen. Anordningen innefattar vidare ett inlopp 3 inrättat att införa bränsleblandningen till katalysatorn 1 och ett utlopp 5 inrättat att bortföra de avgaser som bildas under förbränningen från katalysatorn 1.
Bränsleblandningen strömmar genom inloppet 3 mot katalysatorn 1. Bränsleblandningen innefattar i detta exempel kolväte och syre, men blandningen kan även innefatta exempelvis väte eller något annat bränsle. I katalysatorn oxiderar kolvätet medelst sy- ret, varvid värme utvecklas i katalysatorn 1. Katalysatorn 1 in- nefattar i detta exempel en metall som katalyserar oxidationen av kolvätet. I detta exempel innefattar katalysatorn metallen palladi- um, men katalysatorn 1 kan även innefatta exempelvis platina, koppar, rubidium, iridium eller någon annan för ändamålet passande metall eller metallegering. Katalysatorn 1 kan även in- nefatta något annat katalysatormaterial såsom ett organiskt ka- talysatormaterial.
När kolvätet i bränsleblandningen har förbränts eller oxiderats i katalysatorn 1, har bränsleblandningen omvandlats till avgaser. ... n. 10 15 20 25 30 35 . « | . .- 520 156 Avgaserna förs därefter bort från katalysatorn 1 genom nämnda utlopp 5. På grund av värmeutvecklingen i katalysatorn 1 är av- gaserna mycket heta. I detta exempel är katalysatorn 1 och bränsleblandningens sammansättning anpassade så att avgaser- na uppnår en temperatur på ungefär 1200°C. För att katalysatorn 1 skall katalysera förbränningen av bränsleblandningen krävs det att bränsleblandningen har en viss minsta temperatur när bräns- leblandningen införs i katalysatorn 1. I detta exempel krävs det att temperaturen är runt 400°C för att en reaktion i katalysatorn skall ske.
I figuren visas en återledare 7 inrättad att överföra en delmängd av den i katalysatorn 1 genom förbränningen alstrade värmen till bränsleblandningen. Återledaren 7 är inrättad att åstadkomma detta genom att tillföra bränsleblandningen en delmängd av de heta avgaserna som alstrats vid förbränningen i katalysatorn 1. I detta exempel överför återledaren 7 en tredjedel av avgasflödet i utloppet 5 tillbaka till inloppet 3. Därmed kommer ungefär en tredjedel av bränsleblandningen att bestå av heta avgaser. Efter- som de heta avgaserna väsentligen har en temperatur på 1200°C och de övriga två tredjedelarna av bränsleblandningen väsentli- gen har rumstemperatur för inblandningen av avgaserna, kommer bränsleblandningen efter omblandning med de återförda avga- serna att erhålla en temperatur på ungefär 400°C. Därmed upp- når bränsleblandningen på ett enkelt sätt den temperatur som krävs för att reaktionen i katalysatorn skall ske. I andra exempel av uppfinningen, eventuellt med andra förbränningsreaktioner och andra katalysatormaterial och temperaturförhållanden, kan en annan andel av avgasflödet i utloppet 5 återföras till inloppet 3.
Anordningen innefattar vidare ett Iuftinlopp 9 inrättat att införa friskluft till anordningen. Luftinloppet 9 innefattar en fläkt 11 in- rättad att driva ett luftflöde genom luftinloppet 9. Luftinloppet 9 innefattar vidare ett munstycke 13, varvid munstycket 13 utmyn- nar i inloppet 3. Munstycket 13 är i detta exempel en ejektor.
Munstycket 13 är därmed utformat på så sätt att munstycket 13 .M .m 10 15 20 25 30 35 520 156 9 åstadkommer avgasflödet genom återledaren 7 när nämnda luft- flöde strömmar genom munstycket 13 och in i inloppet 3. Avgas- flödet genom återledaren 7 bildas genom att ett undertryck ska- pas vid sidan om munstycket 13, när luft strömmar ut ur mun- stycket 13. Undertrycket skapas genom att munstycket 13 är av- smalnande varvid luftflödets hastighet ökar kraftigt varvid luft- trycket samtidigt minskar. Därmed krävs inte någon fläkt för att driva avgasflödet genom återledaren 7. Vidare ombesörjer ejek- torn 13 en god omblandning av luften med avgaserna varvid vär- meenergin hos avgaserna fördelas jämnt i bränsleblandningen.
Anordningen innefattar vidare ett bränsleinlopp 15 inrättat att in- föra bränsle till anordningen. Bränsleinloppet 15 är i detta exem- pel inrättat att utmynna inuti återledaren 7. l detta exempel är bränsleinloppet anslutet till återledaren 7 nära återledarens 7 an- slutning till utloppet 5. Bränslet införs således i detta exempel till den varma avgasströmmen i återledaren 7, varvid bränslet för- ångas av värmen. Eftersom bränslet befinner sig i gasform blan- das bränslet effektivt i avgaserna. Vidare sker omblandningen under en lång tid, eftersom bränsleinloppet är inrättat långt från inloppet 3. De återförda avgaserna och det förångade bränslet förs därefter in i inloppet 3 där de ytterligare blandas ut med friskluft. Ett homogent fördelat och förångat bränsle ger en för- bättrad förbränning eftersom en bränslemolekyl därmed expone- ras för fler syremolekyler än om bränslet förekommer i exempel- vis droppform. l figuren visas även en Iuftledare 17 ansluten till Iuftinloppet 9 med sin ena ände och till återledaren 7 med sin andra ände.
Luftledaren 17 är inrättad att överföra friskluft från Iuftinloppet 9 till återledaren 7. I detta exempel är luftledaren 17 ansluten till återledaren 7 uppströms bränsleinloppet 15. Därmed införs kall luft till återledaren 7, varvid den kalla luften blandas med de heta avgaserna innan bränslet sprutas in i avgaserna. Därmed kan avgasernas temperatur sänkas, innan bränslet sprutas in i avga- serna, varvid risken för självantändning i återledaren 7 minskas.
Anordningen innefattar vidare en styrbar luftventil 19 inrättad i 10 15 20 25 30 35 520 156 10 luftledaren 17. Den styrbara luftventilen är inrättad att styra luft- tillförseln till avgaserna i àterledaren 7. Därmed kan temperatu- ren i återledaren 7 styras, varvid en passande temperatur för för- ångningen av bränslet i avgaserna kan erhållas.
Anordningen innefattar vidare ett elektriskt värmeelement inrättat att värma avgaserna i àterledaren 7. l detta exempel är det elekt- riska värmeelementet inrättat att värma avgaserna i ett inled- ningsskede av en förbränningsperiod innan förbränningen kommit igång. Det elektriska värmeelementet 21 är således inrättat att initiera förbränningen genom att värma avgaserna i àterledaren 7 och därmed bränsleblandningen i inloppet 3, så att antändnings- temperaturen för den katalytiska förbränningen erhålles. Vid för- bränningen alstras värme, varvid det elektriska värmeelementet ej längre behöver värma avgaserna i àterledaren 7. Det elektris- ka värmeelementet är inrättat uppströms bränsleinloppet 15, var- vid avgaserna är varma även när bränslet sprutas in i avgaserna i ett inledningsskede av förbränningen, varvid bränslet förångas.
I ett annat exempel av uppfinningen kan förbränningen i kataly- satorn 1 ge upphov till en så låg temperatur hos avgaserna 5 el- ler så kan àterledaren 7 vara dimensionerad för ett så litet av- gasflöde att det inte räcker till för att bränsleblandningen skall uppnå antändningstemperaturen. Det elektriska värmeelementet 12 är då inrättat att värma avgaserna i àterledaren även efter det att förbränningen kommit igång.
Anordningen innefattar vidare en värmeväxlare 23 ansluten till utloppet 5. Värmeväxlaren 23 är i detta exempel inrättad ned- ströms återledarens 7 mynning till utloppet 5. Därmed kyls ej av- gaserna i utloppet 5 av innan avgaserna nått återledarens 7 mynning och en andel av avgaserna återförts. Värmeväxlaren 23 är inrättad att överföra värmen i avgaserna till en fluid hos fordo- net. Företrädesvis är nämnda fluid fordonets kylarvatten. Fluiden är avsedd att därefter cirkulera i fordonet och värma upp kompo- nenter hos fordonet. Anordningen är således anpassad att an- vända åtminstone en del av den alstrade värmen till att värma 10 15 20 25 30 35 520 156 11 komponenter hos fordonet. Exempelvis kan anordningen använ- das för att värma fordonets kupéutrymme. Anordningen kan även användas innan start av fordonet för att värma fordonets motor vid kallstart av motorn eller för att värma någon annan viktig del av fordonet vid kallstart såsom fordonets partikelfilter, eller nå- gon annan komponent känd inom teknikomrädet motorvärmare.
Anordningen innefattar vidare ett medel för att styra anordning- en. Styrmedlet visas inte i figuren. Styrmedlet kan exempelvis innefatta elektroniska kretsar eller en dator som innefattar en processor och med tillhörande mjukvara. Styrmedlet är inrättat att styra fläkten 11 och därmed inflödet av friskluft till anordning- en och den styrbara ventilen 19, som styr flödet av friskluft in till återledaren 7. Vidare är styrmedlet inrättat att styra bränslein- loppet 15 och insprutningen av bränsle till återledaren 7 och därmed bränslemängden i bränsleblandningen. Vidare är styr- medlet inrättat att styra det elektriska värmeelementet 21 och därmed den elektriska värmningen av avgaserna i återledaren 7.
Styrmedlet är således inrättat att styra initieringen av förbrän- ningen. Vidare är styrmedlet inrättat att övervaka värmeväxlaren 23. Styrmedlet är inrättat att styra effektutvecklingen hos anord- ningen och initieringen och avstängningen av förbränningen. l ett annat exempel av uppfinningen, kan även återledaren 7 innefatta en styrbar ventil för att styra avgasflödet genom återledaren 7.
Styrmedlet är då inrättat att även styra den styrbara ventilen i återledaren 7. l figur 2 visas ytterligare ett exempel på en anordning avsedd att inrättas i ett fordon och inrättad att förbränna en bränslebland- ning. Anordningen innefattar, liksom anordningen i figur 1, ett inlopp 25, en katalysator 27 och ett utlopp 29. lnloppet 25 är in- rättat att införa en bränsleblandning till katalysatorn 27. l kataly- satorn 27 sker en katalytisk förbränning av bränsleblandningen.
Vid förbränningen alstras värme och avgaser. Avgaserna bortförs genom utloppet 29. l anslutning till utloppet 29 är en återledare 31 inrättad direkt efter katalysatorn 27. Liksom tidigare innefattar återledaren 31 ett elektriskt värmeelement 33, ett luftinlopp 35 10 15 20 25 520 156 12 och ett bränsleinlopp 37. Det elektriska värmeelementet 33 är inrättat uppströms både luftinloppet 35 och bränsleinloppet 37 och luftinloppet 35 är inrättat uppströms bränsleinloppet 37. Vi- dare innefattar utloppet 29 en värmeväxlare 39 inrättad ned- ströms anslutningen till återledaren 31.
Anordningen innefattar vidare ett luftinlopp 41 inrättat att förenas med återledaren 31 till en gemensam ledare 43. Anordningen in- nefattar vidare en fläkt 45 inrättad i anslutning till den gemen- samma ledaren 43, varvid fläkten 45 är inrättad att åstadkomma ett flöde från den gemensamma ledaren 43 till inloppet 25 och därmed genom katalysatorn 47 och resten av anordningen. Där- med är fläkten 45 inrättad att driva flödet genom luftinloppet 41, återledaren 31 och genom katalysatorn 27. Vid passagen genom fläkten 45 blandas de återförda avgaserna från återledaren 31 och det däri ingående bränslet från bränsleinloppet 37 effektivt med den inströmmande luften från inloppet 41. Därefter blåser fläkten 45 bränsleblandningen in i inloppet 25 och genom kataly- satorn 27 och ut till utloppet 29. Även denna anordning kan förses med ett styrmedel, varvid styrmedlet i detta exempel även är inrättat att styra fläkten 45.
Uppfinningen är inte begränsad till de här visade utföringsfor- merna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de ef- terföljande patentkraven.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 . ~ . . = v 520 156 13 PATENTKRAV
1. En anordning avsedd att inrättas i ett fordon och inrättad att förbränna en bränsleblandning, varvid anordningen innefattar en katalysator (1, 27) inrättad att katalytiskt förbränna bränslebland- ningen, kännetecknad av att katalysatorn (1, 27) är anpassad att alstra värme under förbränningen och att anordningen är anpas- sad att använda åtminstone en del av den alstrade värmen till att värma åtminstone en komponent hos fordonet, varvid anordning- en vidare innefattar en återledare (7, 31) inrättad att överföra åtminstone en delmängd av den av katalysatorn (1, 27) alstrade värmen till nämnda bränsleblandning genom att tillföra bränsle- blandningen en delmängd av de heta avgaser som alstras vid den katalytiska förbränningen.
2. En anordning enligt kravet 1, kännetecknad av att återleda- ren (7, 31) är inrättad att återföra avgaser till bränsleblandningen under väsentligen hela den tidsperiod då anordningen är i drift.
3. En anordning enligt kravet 1 eller 2, kännetecknad av att anordningen innefattar ett utlopp (5, 29) inrättat att bortföra av- gaser från katalysatorn, varvid nämnda återledare (7, 31) är an- sluten till utloppet (5, 29) direkt efter katalysatorn (1, 27).
4. En anordning enligt kravet 1, 2 eller 3, kännetecknad av att anordningen innefattar ett inlopp (3, 25) inrättat att införa nämn- da bränsleblandning till katalysatorn (1, 27), varvid nämnda återledare (7, 31) är ansluten till inloppet (3, 25)och inrättad att leda nämnda återförda avgaser till inloppet (3, 25).
5. En anordning enligt kravet 4, kännetecknad av att anord- ningen innefattar ett luftinlopp (9) inrättat att leda ett flöde av luft till anordningen, varvid luftinloppet (9) innefattar ett munstycke (13) inrättat i anslutning till nämnda inlopp (3), varvid munstycket (13) är utformat på så sätt att ett flöde åstadkommes i återleda- ren (7) när Iuftflödet strömmar genom munstycket (13). 10 15 20 25 30 35 » | - ~ n 520 156 14
6. En anordning enligt något av föregående krav, känneteck- nad av att återledaren (7, 31) är inrättad att tillföra åtminstone 20% av avgasflödet från katalysatorn (1, 27) till nämnda bränsle- blandning.
7. En anordning enligt något av föregående krav, känneteck- nad av att anordningen innefattar ett bränsleinlopp (15, 37) in- rättat att tillföra bränsle till bränsleblandningen, varvid bränsle- inloppet (15, 37) är inrättat inuti nämnda återledare (7, 31).
8. En anordning enligt kravet 7, kännetecknad av att återleda- ren (7, 31) innefattar ett luftintag (17, 35) inrättat att tillföra luft till avgaserna i återledaren (7, 31), varvid luftintaget (17, 35) är inrättat uppströms bränsleinloppet (15, 37).
9. En anordning enligt något av föregående krav, känneteck- nad av att anordningen innefattar ett elektriskt värmeelement (21, 33) inrättat att alstra värme, varvid värmen tillförs bränsle- blandningen åtminstone i ett inledningsskede.
10. En anordning enligt kravet 9 och kravet 7 eller 8, känne- tecknad av att nämnda elektriska värmeelement (21, 33) är in- rättat inuti återledaren (7, 31), varvid det elektriska värmeele- mentet (21, 33) är inrättat uppströms bränsleinloppet (15, 37).
11. En anordning enligt något av föregående krav, känneteck- nad av att anordningen innefattar en fläkt (45) inrättad att driva avgasflödet i återledaren (31) och att åstadkomma en ombland- ning av de àterförda avgaserna med bränsleblandningen.
12. En anordning enligt något av föregående krav, känneteck- nad av att anordningen innefattar ett utlopp (5, 29) inrättat att bortföra avgaser från katalysatorn (1, 27) och en värmeväxlare (23, 39) inrättad att överföra värme från avgaserna till en fluid hos fordonet, varvid värmeväxiaren (23, 39) är inrättad i anslut- ning till nämnda utlopp (5, 29) och nedströms utloppets anslut- ning till återledaren (7, 31).
SE0202201A 2002-07-15 2002-07-15 Avgasåterföring SE520156C2 (sv)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0202201A SE520156C2 (sv) 2002-07-15 2002-07-15 Avgasåterföring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0202201A SE520156C2 (sv) 2002-07-15 2002-07-15 Avgasåterföring

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0202201D0 SE0202201D0 (sv) 2002-07-15
SE0202201L SE0202201L (sv) 2003-06-03
SE520156C2 true SE520156C2 (sv) 2003-06-03

Family

ID=20288530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0202201A SE520156C2 (sv) 2002-07-15 2002-07-15 Avgasåterföring

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE520156C2 (sv)

Also Published As

Publication number Publication date
SE0202201D0 (sv) 2002-07-15
SE0202201L (sv) 2003-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6302683B1 (en) Catalytic combustion chamber and method for igniting and controlling the catalytic combustion chamber
US8561578B2 (en) Hydrogen generator and internal combustion engine provided with hydrogen generator
CN1284722C (zh) 燃烧器,燃料重整设备,燃料电池系统及启动燃料重整系统的方法
US11421629B2 (en) Reforming system and engine system
EP1724326A1 (en) System for gasification of biomass and method for operation thereof
CN103939895B (zh) 燃油供油-汽化-调压-全预混燃烧系统及包括该系统的温差发电装置及方法
US20110258987A1 (en) Vaporizer
SE531133C2 (sv) Katalytisk brännare och reglerförfarande
CN104819037B (zh) 还原剂供应设备
SE530775C2 (sv) Värmeanordning för katalytisk förbränning av vätskeformiga bränslen samt en spis innefattande en sådan värmeanordning
US9746177B2 (en) Urea decomposition and improved SCR NOx reduction on industrial and small utility boilers
JP4797491B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
KR100699495B1 (ko) Dpf시스템용 플라즈마 반응기와 이를 이용한 입자상물질의 저감장치
SE520156C2 (sv) Avgasåterföring
US11459926B2 (en) Apparatus, system, and method for oxidizing methane in a lean-burn engine exhaust
EP3191703A1 (en) Vehicle emissions reduction system
RU2750638C1 (ru) Устройство для беспламенного получения тепловой энергии из углеводородных топлив
JP2010248943A (ja) 排ガス昇温装置
EP2682675B1 (en) Flue gas recycle system with fixed orifices
US20140255259A1 (en) Hydrogen-producing catalytic converter
WO2006099069A1 (en) Plasma fuel reformer
JP2012519249A (ja) 排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化方法
CN117846748A (zh) 具有优化的燃料空气比分配的废气加热设备
CN117846759A (zh) 带有旁路和用于调节旁路质量流的设备的废气管道
JP2001272007A (ja) 触媒燃焼式暖房装置

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed