TWI572774B - Intelligent Smoke Muffler - Google Patents

Description

智慧型濾煙消音裝置

本發明係有關一種改善柴油引擎所排放廢氣之黑煙或毒臭等環境危害，並且有效降低廢氣排放時的噪音之智慧型濾煙消音裝置，尤適用於以柴油引擎為動力的重機、交通工具或類似結構者。

自1892年德國工程師魯道夫．迪賽爾(Rudolph Diesel)發明了柴油引擎(Diesel Engine)，改變過去引擎的應用市場。由於柴油引擎相較於過去引擎具有在中低轉速可產生較高扭力的特性，因此，有較明顯省油效果與低二氧化碳排放的實用性。不過，柴油引擎能產出高效能的引擎動力，相對地也排放出更高汙染的廢氣，其廢氣主要物質為氮氣化合物(NO_x)以及超細懸浮微粒(PM2.5)，對環境生態具相當傷害與威脅。

因此，1990年代義大利飛雅特汽車創造出高壓共管(High Pressure Common Rail)柴油引擎，用電子控制的手段精確控制進入氣缸的柴油供給量和供油時間，由於其供油管內的壓力更高，進而提升燃料霧化的效果，使油料在引擎燃料室燃燒更完全更乾淨，噪音與震動也大幅減少，成為後續柴油引擎開發設計的標準。目前柴油引擎已比早先的設計在環境污染上有所改善，但其效果仍無法滿足現今的環保標準，因此，柴油引擎往往需額外加裝昂貴的廢氣再循環系統、碳微粒濾清器以及柴油排放觸媒還原裝置，才能有效改善其汙染廢氣的排放。

本發明的主要目的，在提供一種智慧型濾煙消音器，改善柴油引擎所排放廢氣之黑煙以及毒臭，以減少該廢氣對環境上的汙染，同時降低其引擎排放廢氣時所產生的噪音。

為達到上述目的，本發明之智慧型濾煙消音裝置，係包含：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。

本發明相較於現有技術突出的優點是：(1)消除廢氣中90~99%黑煙；(2)降低廢氣排放時噪音約30dBA；(3)搭配觸媒濾芯使用降低廢氣中96%的毒臭；(4)以氣旋式燃燒以降低黑煙顆粒再生能力，並消除黑煙中98%的碳顆粒。

由於1990年代生產製造之高壓共管柴油引擎，其排放之廢氣包括黑煙以及燃燒不完全氣體，故該廢氣在高溫環境仍具有可燃性，再經二次燃燒以及濾淨觸媒轉換可降低該廢氣對環境的污染，因此，本發明創作一種智慧型濾煙消音裝置，供給一氣旋燃燒式的環境，讓該廢氣做高 溫高熱氣旋式燃燒，並該智慧型濾煙消音裝置內的引流結構，不僅將該廢氣做再燃燒淨化且可降低排放噪音音量。另外，本發明一種智慧型濾煙消音裝置，在該排氣口連接一濾芯，用以濾淨該燃燒後氣體，更降低排放危害物質到環境中。

1‧‧‧智慧型濾煙消音裝置

11‧‧‧氣旋混合燃燒室

110‧‧‧接合口

111‧‧‧引流裝置

1111‧‧‧降音分流管

113‧‧‧排氣口

12‧‧‧燃油與氣體注料管

121‧‧‧注料管線

122‧‧‧注料管線

1221‧‧‧環形管路

1222‧‧‧斜管

123‧‧‧點火棒

13‧‧‧濾芯

A‧‧‧預燃室

E‧‧‧引擎

第一圖為智慧型濾煙消音裝置之外觀側視圖。

第二圖為智慧型濾煙消音裝置及局部放大示意圖。

第三圖為智慧型濾煙消音裝置局部透視圖。

第四圖為智慧型濾煙消音裝置之使用狀態示意圖。

第五圖為智慧型濾煙消音裝置之另一使用狀態示意圖。

第六圖為智慧型濾煙消音裝置之又一使用狀態示意圖。

第七圖為智慧型濾煙消音裝置之濾芯使用狀態示意圖。

本發明之實施方式係藉由以至下少一具體實例加以說明，讓熟悉此技藝之人士可由本發明所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。在不悖離本發明精神之基礎，本發明亦可進行各種實施內容之修飾與變更，亦或藉由其他未敘明在本說明書之不同具體實例加以實現或應用，另外，本說明書中的實施細節亦可由不同觀點做其他應用。

如第一圖及第二圖所示，本發明一種智慧型濾煙消音裝置1架構圖，其主要特徵包括：一接合口110，用以接合在引擎排煙口上；一氣旋混合燃燒室11，從該接合口110延伸一容納空間；燃油與氣體注料管12 分別以注料管線121、122連接於該氣旋混合燃燒室11，其中該注料管線121為一燃油注入管線而該注料管線122為一氣體注入管線；一點火棒123插接於該氣旋混合燃燒室11上；一微電腦自動控制裝置，係以線路連接該點火棒123之一端；以及一排氣口113，設置該氣旋混合燃燒室11出口端上，用以排放一燃燒後氣體；一濾芯13，額外加裝在該排氣口113上，將該氣旋混合燃燒室11進行氣旋式燃燒過程之燃燒後氣體做觸媒濾淨處理。

如第二圖局部放大圖所示，本發明一種智慧型濾煙消音裝置1架構圖，其中該燃油與氣體注料管12之注料管線121一燃油注料管，另一注料管線122為一氣體注料管，藉該注料管線121、122將一燃油與一氣體注入該氣旋混合燃燒室11中，使該燃油因該氣體霧化懸浮以充分混合從該接合口110收集的廢棄；而該注料管線122為一氣體注入管線，因管線形狀可使注入氣體產生氣旋，有助於該燃油與該廢棄混合。

請參考第三圖為智慧型濾煙消音裝置1局部透視圖，該注料管線121以及另一注料管線122，分別用以注入一燃油以及一氣體，特別是該注料管線122的管線形狀具有一環形管路1221設計，且其上有複數個注出口且都連接一斜管1222，當氣體由該注料管線122注入，流經該環形管路1221以及複數個斜管1222結構，在該氣旋混合燃燒室11中產生一氣旋氣體，使得該注料管線121注入之燃油被該氣體霧化並懸浮，有助於該燃油與該廢氣均勻混合，最後由該點火棒123引燃在該氣旋混合燃燒室11進行一氣旋式燃燒，並將黑煙中的碳顆粒再次燒盡，以防止黑煙顆粒堵塞濾煙器濾芯，其中該點火棒123為一DC12V點火裝置，且由一微電腦自動控制裝置操作。

氣旋混合燃燒室11中更具有一預燃室A，其一端係與氣旋混合燃燒室11連通，另一端依序分別結合注料管線121(燃油注料管)與注料管線122(氣體注料管)。

上述之環形管路1221，其係環設於預燃室A，且各斜管1222係朝向預燃室A內。

請參考第三圖為該智慧型濾煙消音裝置1局部透視圖，其中在該氣旋混合燃燒室11設置一引流裝置111，其中該引流裝置111包含一複數個降音分流管1111結構，當引擎廢氣進入該引流裝置111過程，因流經該複數個降音分流管1111結構，使得該廢氣噪音音量因該結構而降低，經實驗測量該廢氣噪音至少降低10dBA音量。

上述之引流裝置111，其係呈漸擴狀，各降音分流管1111係設於其上，引流裝置111之一端係與預燃室A結合。

各降音分流管1111其係為至少一短管及至少一長管，該短管與該長管分別具有一預定長度，該短管之長度係小於或等於該長管，該長管之長度係大於或等於該短管。

以降音分流管1111將引摯E所有排放煙氣πγ以平方換算分散於其各短管及各長管作為噪音遞減，用以降低其廢氣噪音音量以及導引廢氣流動。

請參考第四圖為該智慧型濾煙消音裝置1之使用狀態示意圖，藉該接合口110接合在引擎E排煙口上，用以收集該柴油引擎E排放之廢氣，該廢氣包括燃燒不完全氣體以及黑煙，從該注料管線121、122注 入一燃油以及一氣體與該廢氣混合，最後引進至該氣旋混合燃燒室11中，經該點火棒123引燃以進行一氣旋式燃燒過程。

該點火棒123係由一微電腦自動控制裝置控制，且該微電腦自動控制裝置亦可控制該氣旋混合燃燒室11內溫度，其溫度設定範圍有：350℃~800℃或其它溫度，目的使該油料以及氣體與該廢氣混合後有一燃燒過程所需的溫度。

如第五圖及第七圖為該智慧型濾煙消音裝置1之另一使用狀態示意圖，其中該排氣口113加裝一濾芯13，用以濾淨氣旋式燃燒過程中產生一燃燒後氣體，該濾芯13亦可過濾廢氣之黑煙毒臭。該濾芯13更包含一消音裝置，用以降低排放燃燒後氣體所生音量，其音量降低約有30dBA大小，故該濾芯13除了濾淨該燃燒後氣體以及黑煙毒臭，還能二次降低排放所產生之噪音音量。其中該濾芯13為一觸媒濾芯或非觸媒濾芯，將氣旋式燃燒過程之燃燒後氣體做更進一步濾淨處理；另外，該觸媒濾芯亦可設計為一陶瓷觸媒濾芯或貴金屬觸媒濾芯。

於本實施例中，濾芯13係為一堇青石陶瓷壁流型濾芯，可耐溫1600℃，改善過去堇青石只有耐溫1200℃，且使用在有漏機油之引擎上產生集體自燃溫度超過1300℃而損壞的情形，濾煙也可達到啟動時捕捉黑煙顆粒87%，啟動後可達90~99%之捕捉率。

請參照第四圖至第七圖，當本發明智慧型濾煙消音裝置1啟動時，氣旋混合燃燒室11燃燒之火焰，其火力亦能夠達到濾芯13，以直火燃燒濾芯13上之黑煙顆粒，使濾芯13不受黑煙顆粒阻塞。

又，微電腦自動控制裝置除能設定溫度之外，亦包括時間、語音及年度記錄管理等功能。

利用微電腦自動控制裝置除能設定溫度設定燃燒時間為十分鐘，並設定為每隔三十小時重複一次，使濾芯13不會阻塞，並且於三十小時時，以語音提醒使用者進行燃燒，使濾芯13能夠保持於最佳狀態。

本發明智慧型濾煙消音裝置1，除了用以安裝在一柴油引擎排煙口上，亦可安裝在其他引擎排煙口上以收集廢氣，將該廢氣中之黑煙與燃燒不完全氣體，透過智慧型濾煙消音裝置1該進行氣旋式燃燒，消除黑煙中的碳顆粒以及降低廢氣對環境污染，並且該廢氣因智慧型濾煙消音裝置1結構設計還可有效降低廢氣噪音音量。

前述實施內容僅例示性說明本發明之原理與其功效，以及部分運用之實施例，而非用於限制本發明之界定。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變，因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

1‧‧‧智慧型濾煙消音裝置

11‧‧‧氣旋混合燃燒室

110‧‧‧接合口

111‧‧‧引流裝置

1111‧‧‧降音分流管

113‧‧‧排氣口

12‧‧‧燃油與氣體注料管

121‧‧‧注料管線

122‧‧‧注料管線

123‧‧‧點火棒

13‧‧‧濾芯

A‧‧‧預燃室

Claims (1)

1. 一種智慧型濾煙消音裝置，係包含：一本體，一端設為接合口，另一端設為排氣口該排氣口連接一濾芯，用以濾淨該燃燒後氣體；一氣旋混合燃燒室，設於該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，該氣旋混合燃燒室中更具有一預燃室，其一端係與該氣旋混合燃燒室連通，另一端依序分別結合該燃油注料管與該氣體注料管，該預燃室更具有一環形管路，其係環設於該預燃室，並朝內設有複數斜管，該氣體注料管係與該環形管路結合，該預燃室更設有一引流裝置，其係呈漸擴狀，並設有複數降音分流管，各該降音分流管其係為至少一短管及至少一長管，該短管與該長管分別具有一預定長度，該短管之長度係小於或等於該長管，該長管之長度係大於或等於該短管，該引流裝置之一端係與該預燃室結合，用以降低其廢氣噪音音量以及導引廢氣流動，氣旋混合燃燒室中並具有一點火棒，以點燃氣體與燃油；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，以引燃該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再經氣旋混合燃燒室的燃燒，以降低對環境的污染。