TW201537021A - 排煙淨化處理裝置 - Google Patents

Abstract

一種排煙淨化處理裝置，係在一排氣管的進氣端至出氣端的方向依序設有一燃燒單元與一過濾單元，且該燃燒單元設有可以導引氣體形成氣旋的錐形罩；廢氣通過燃燒單元時，經由錐形罩將廢氣強制形成氣旋的同時，將適量空氣與霧化的燃料噴入該錐形罩內混合，再立即配合電熱棒予以加熱點火而將形成氣旋擾流的廢氣完全燃燒，燃燒後的廢氣氣流則通過過濾單元進行過濾後再排出；該過濾單元的排氣端可以設置一防焰單元，用以阻擋噴出的火焰，同時使火焰得以回溯對廢氣進行二次燃燒而清除積存在過濾單元的積碳，以維護柴油引擎排放廢氣的順暢。

Description

排煙淨化處理裝置

本發明涉及一種能有效將柴油引擎之排氣管所排出的廢氣完全淨化並清除過濾裝置的積碳，以維護柴油引擎排放廢氣順暢的裝置。

柴油引擎車輛因其是以壓縮點火方式引燃柴油或替代性燃料後經於氣缸內之燃燒反應將燃料之化學能依序轉換為熱能及動力輸出，因此在燃燒過程也產生各種氣、液、固態污染物，最主要為粒狀物(PM)、黑煙(smoke)、氮氧化物(NO_x)等。另外也排放一氧化碳(CO)、硫氧化物(SO_x)、二氧化碳(CO₂)、及碳氫化合物(HC)等氣狀污染物，造成破壞臭氧層、引致酸雨、提升溫室效應等全球性生態環境破壞問題，也造成人體健康的危害，因此為大眾所關切。比如氮氧化物經形成硝酸則產生酸雨，亦會破壞臭氧層、與陽光作用產生光化煙霧；粒狀污染物或黑煙中若含多環芳香烴(PAHs，polycyclic aromatic hydrocarbons)或金屬化合物則可能造成肺部、氣管、呼吸道等病變。根據全國地區空氣污染源排放資料庫TED 4.2版之推估資料顯示占全國3%機動車輛數之柴油車排放來自於所有移動污染源之46% PM與51% NO_x，尤其全國客貨運業者幾乎皆使用柴油車為運輸工具，因此如何由防制技術或管制策略著手削減柴油車排氣污染，以改善空氣品質，實為現今之重要課題。

中華民國第102213170號(M467729)則是提供一種智慧型濾煙消音裝置，其包含有：一本體，一端設為接合口，另一端設為排氣口；一氣旋混合燃燒室設於本體近接合口之該端，同時該氣旋混合燃燒室並各延伸出一燃油注料管及一氣體注料管，以將燃油及氣體導入氣旋混合燃燒室內，又，氣旋混合燃燒室中並具有一點火棒，以點燃氣體與燃料；以及一微電腦自動控制裝置，係與氣旋混合燃燒室電性連接，以引燃點火棒及控制氣旋混合燃燒室的溫度；藉此透過本體的接合口與引擎相接，使引擎所排放之廢氣在氣旋混合燃燒室中產生氣體大旋轉，之後與霧化燃油均勻混合經點火棒點火引燃，以氣旋燃燒方式提供高熱將柴油引擎排煙中之濾煙器所捕捉在陶瓷濾煙器上之黑煙顆粒再燃燒，淨化引擎廢氣。

該第102213170號雖然在一定程度上解決了傳統柴油車輛排放黑煙的問題，但結構較為複雜，仍有加以改良的空間。

本發明的主要目的，在於解決目前在排氣管內安裝有過濾單元的習知柴油引擎車輛，其藉由昇高引擎工作溫度來燃燒過濾單元濾蕊表面積碳的裝置，會因為車輛行駛環境與條件，以及駕駛人習慣的差異而無法提高引擎轉速，以致於無法提昇引擎工作溫度，致使濾蕊表面的積碳無法順利被燃燒，仍然會造成積碳，影響排氣順暢與柴油引擎工作表現的問題。

本發明的再一目的，在於改善中華民國第102213170號專利案雖然可以改善積碳燃燒不完全，但結構較複雜的問題。

本發明的主要特徵，係在一排氣管的進氣端至出氣端的方向 依序設有一燃燒單元與一過濾單元，且該燃燒單元設有可以導引氣體形成氣旋的錐形罩；廢氣通過燃燒單元時，經由錐形罩將廢氣強制形成氣旋的同時，將適量空氣與霧化的燃料噴入該錐形罩內混合，再立即配合電熱棒予以加熱點火而將形成氣旋擾流的廢氣完全燃燒，燃燒後的廢氣氣流則通過過濾單元進行過濾後再排出；該過濾單元的排氣端可以設置一防焰單元，用以阻擋噴出的火焰，同時使火焰得以回溯對廢氣進行二次燃燒而清除積存在過濾單元的積碳，以維護柴油引擎排放廢氣的順暢。

本發明對於所述燃燒單元的技術手段，係設置有一內腔，該內腔中設置一錐形罩，該錐形罩具有一小徑端與相對的一大徑端，該小徑端連接一圓筒罩並朝向該進氣端，該錐形罩接近該大徑端的壁面依序設有一圓環狀的第一排進煙區與一圓環狀的第二排進煙區，該第一排進煙區與第二排進煙區均包含有複數個長導流管與短導流管，且該長導流管與短導流管沿著該環狀呈間隔排列，其中，該圓筒罩內從其小徑端往大徑端的方向依序設置至少一空氣噴嘴、至少一燃油霧化噴嘴、與至少一電熱棒，該空氣噴嘴以管路連接至壓縮空氣源，該燃油霧化噴嘴以管路連接一幫浦燃料箱，該電熱棒電性連接一控制器；藉由將廢氣通過該長、短導流管而進入錐形罩後得以形成氣旋擾流，藉由噴入錐形罩內的霧化燃油與適量空氣混合後，進一步由電熱棒點火燃燒形成氣旋擾流的廢氣產生高熱而排向過濾單元，以對過濾單元清除積碳。

本發明的過濾單元，係將其一端連接於該燃燒單元的該錐形罩之大徑端，該過濾單元具有至少一濾蕊。

本發明可以進一步在過濾單元的排氣端設置一防焰單元，藉 由防焰單元阻擋通過過濾單元後仍可能噴出的火焰，同時使火焰回溯至過濾單元進行二次燃燒，以進步清除過濾單元濾蕊的積碳。

本發明之防焰單元的技術手段，係提供一設於該過濾單元的排氣端的網片，該網片的中央則設置一擋板，藉由該擋板阻擋噴出的火焰並使火焰回溯對廢氣進行二次燃燒後，再使廢氣通過網片排出。

1‧‧‧排氣管

11‧‧‧進氣端

2‧‧‧燃燒單元

21‧‧‧內腔

3‧‧‧錐形罩

30‧‧‧圓筒罩

3A‧‧‧第一排進煙區

3B‧‧‧第二排進煙區

31‧‧‧長導流管

32‧‧‧短導流管

4‧‧‧過濾單元

41‧‧‧濾蕊

5‧‧‧出氣端

51‧‧‧網片

52‧‧‧擋板

6‧‧‧空氣噴嘴

61‧‧‧空氣閥

7‧‧‧燃油霧化噴嘴

71‧‧‧燃油控制閥

8‧‧‧電熱棒

81‧‧‧控制器

第一圖為顯示本發明排煙淨化處理裝置之示意圖；以及第二圖為顯示本發明之防焰單元結構之局部立體示意圖。

以下配合圖式及元件符號對本發明的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

如第一圖所示，本發明提供的排煙淨化處理裝置，其較佳實施例包含有依序設置的一燃燒單元2與一過濾單元4；其中，燃燒單元2係連接至柴油引擎排氣管1的進氣端11；換言之，從排氣管1的進氣端11至出氣端5的方向依序設置該燃燒單元2與過濾單元4。

本發明之燃燒單元2具有一內腔21，該內腔21中設置一錐形罩3，該錐形罩3具有一小徑端與相對的一大徑端，其中，小徑端連接有一圓筒罩30並朝向進氣端11，大徑端的外徑周邊則密封於內腔21的內徑，其密封方式可以銲接方式來完成。該錐形罩3接近大徑端的壁面依序設有一圓環狀的第一排進煙區3A與一圓環狀的第二排進煙區3B，亦即，第一排進煙區3A相較於第二排進煙區3B更接近小徑端；該第一排進煙區3A與第二排 進煙區3B均包含有複數個長導流管31與短導流管32，且該長導流管31與短導流管32沿著該環狀呈間隔排列，在本發明的較佳實施例，該第二排進煙區3B的長、短導流管31、32數量多於第一排進煙區3A的長、流管31、32數量。

此外，在圓筒罩30內從其小徑端往大徑端的方向依序設置一空氣噴嘴6、一燃油霧化噴嘴7、與一電熱棒8，其中，空氣噴嘴6以管路連接至壓縮空氣源，並在管路設置一空氣閥61，該空氣閥61用來控制壓縮空氣經由管路噴入錐形罩3內的量；燃油霧化噴嘴7以管路連接一幫浦燃料箱(圖中未顯示)，並在管路設置一燃油控制閥71，該燃油控制閥71用來控制燃油經由管路噴入錐形罩3內的霧化噴出量；該電熱棒8則電性連接一控制器81。

所述過濾單元4的一端係連接於燃燒單元2的該錐形罩3之大徑端，該過濾單元4具有至少一濾蕊41。

在本發明的較佳實施例，還進一步在過濾單元4的排氣端設置一防焰單元(如第二圖所示)；該防焰單元包含有一網片51，該網片51的中央設有一擋板52。

本發明的排煙淨化處理改良裝置，在平常工作狀態下時，燃燒單元2不作動，柴油引擎所排放的廢氣係直接通過燃燒單元2的各個長導流管31與短導流管32後進入圓筒罩30與錐形罩3內，藉由間隔排列的長、短導流管31、32將廢氣導引而在錐形罩3內形成旋渦形態的氣旋，再通過過濾單元4的濾蕊41予以過濾後，經網片51及出氣端5排出。

當使用一段時間後，濾蕊41會因積碳阻塞造成排氣不順，此 時經由操作可控制系統命令幫浦燃料箱內的加壓泵(圖中未顯示)作動將燃油經由管路輸送到燃油控制閥71，再控制燃油控制閥71的啟動時間而將燃油輸出至燃油霧化噴嘴7噴出霧化成細小分子的油氣；於此同時，壓縮空氣源將高壓空氣輸送至空氣閥61，由空氣閥61控制輸出的空氣量，以混合前述霧化的油氣，然後由控制器81控制電熱棒8通電加熱，將霧化的油氣點火燃燒，將形成氣旋擾流的廢氣完全燃燒，燃燒後的廢氣氣流則通過濾蕊41，利用高溫廢氣將附著於濾蕊41的積碳燃燒清除；當積碳被清除到一定程度後，濾蕊41又恢復至通暢不阻塞的狀態，可順利地排出廢氣。

再者，本發明還藉由前述的防焰單元可以避免通過濾蕊41的高溫廢氣將火焰噴出出氣端5；當火焰從濾蕊41噴出時，火焰會受到擋板52阻擋，從而使火焰回溯至濾蕊41以對廢氣及積碳進行二次燃燒，充分燃燒後的廢氣則通過網片51與出氣端5排出。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖具以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

1‧‧‧排氣管

11‧‧‧進氣端

2‧‧‧燃燒單元

21‧‧‧內腔

3‧‧‧錐形罩

30‧‧‧圓筒罩

3A‧‧‧第一排進煙區

3B‧‧‧第二排進煙區

31‧‧‧長導流管

32‧‧‧短導流管

4‧‧‧過濾單元

41‧‧‧濾蕊

5‧‧‧出氣管

51‧‧‧網片

52‧‧‧擋板

6‧‧‧空氣噴嘴

61‧‧‧空氣閥

7‧‧‧燃油霧化噴嘴

71‧‧‧燃油控制閥

8‧‧‧電熱棒

81‧‧‧控制器

Claims (4)

1. 一種排煙淨化處理裝置，係在一排氣管的進氣端至出氣端的方向依序設有：一燃燒單元，具有一內腔，該內腔中設置一錐形罩，該錐形罩具有一小徑端與相對的一大徑端，該小徑端連接一圓筒罩並朝向該進氣端，該錐形罩接近該大徑端的壁面依序設有一圓環狀的第一排進煙區與一圓環狀的第二排進煙區，該第一排進煙區與第二排進煙區均包含有複數個長導流管與短導流管，且該長導流管與短導流管沿著該環狀呈間隔排列，其中，該圓筒罩內從其小徑端往大徑端的方向依序設置至少一空氣噴嘴、至少一燃油霧化噴嘴、與至少一電熱棒，該空氣噴嘴以管路連接至壓縮空氣源，該燃油霧化噴嘴以管路連接一幫浦燃料箱，該電熱棒電性連接一控制器；以及一過濾單元，其一端連接於該燃燒單元的該錐形罩之大徑端，該過濾單元具有至少一濾蕊。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之排煙淨化處理裝置，其中，該第二排進煙區的長、短導流管數量多於該第一排進煙區的長、流管數量。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之排煙淨化處理裝置，其中，該過濾單元的排氣端設有一防焰單元。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之排煙淨化處理裝置，其中，該防焰單元包含有一網片，該網片的中央設有一擋板。