WO2001040634A1 - Purificador y procedimiento para purificar fluidos expulsados por motores de combustion interna a base de liquido - Google Patents

Purificador y procedimiento para purificar fluidos expulsados por motores de combustion interna a base de liquido Download PDF

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WO2001040634A1
WO2001040634A1 PCT/MX2000/000051 MX0000051W WO0140634A1 WO 2001040634 A1 WO2001040634 A1 WO 2001040634A1 MX 0000051 W MX0000051 W MX 0000051W WO 0140634 A1 WO0140634 A1 WO 0140634A1
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purifier
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combustion engines
fluids
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Andrés VALLE MERAZA
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Valle Meraza Andres
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a flue gas purifying apparatus. More specifically it refers to a purifier for the control of pollutants from emissions produced by internal combustion of engines.
  • Air pollution is the pollution of the atmosphere with substances that are toxic or harmful. Smog or brumazon is a consequence of air pollution, the danger posed by smog is increased by the action of sunlight on combustion products that are in the air, especially sulfur dioxide, nitric oxide and gas escape called photochemical smog. It can be present very irritating and even toxic substances. Particularly intense photochemical smogs have become fatal.
  • the main pollutants that air pollution entails are:
  • the present invention is a process related to air hygiene, by means of a liquid-based purifier, which decreases the solid particles and polluting gases that internal combustion engines emit to the environment.
  • external reactors are used, such as the multiple output thermal reactor that replaces the normal manifold and consists of a chamber where carbon monoxide and unburned hydrocarbons they are mixed with air at high temperatures to, via oxidation, transform them into carbon dioxide and water; the catalytic converter, a reactor that is installed at the outlet of the manifold to take advantage of the high temperature, which at that point has carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides, which are circulated through a ceramic honeycomb coated with catalysts that favor its conversion to carbon dioxide, nitrogen and water.
  • the multiple output thermal reactor that replaces the normal manifold and consists of a chamber where carbon monoxide and unburned hydrocarbons they are mixed with air at high temperatures to, via oxidation, transform them into carbon dioxide and water
  • the catalytic converter a reactor that is installed at the outlet of the manifold to take advantage of the high temperature, which at that point has carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides, which are circulated through a ceramic honeycomb coated with catalysts
  • hydroclassifying processes such as: the centrifuge, which with motorized devices subject the liquids to the centrifugal force to separate, by weight difference, the particles contained in suspension or emulsion; the cyclonic, by means of an apparatus in whose upper part is injected tangentially and under pressure, the fluid loaded with solid particles, the centrifugal force projects these particles against the walls of the container, through which they descend to the bottom, while still rotating, while at the top, via a diver tube called a vortex, fluids more or less classified leave; and flotation in batteries, which allows to concentrate powdered particles, by means of water emulsified with oils and / or foaming agents, which when injecting compressed air or beat the water, they form air bubbles that adhere to the particles making them float, rise to the surface and overflow through the landfills;
  • washing oils which are generally derived from petroleum or coal tar, knitted moderately high boiling, used to separate certain gases or vapors of a mixture thereof and dilution;
  • gas washes which separate solid or liquid impurities by dragging a liquid.
  • This can be considered in three ways: i) by circulating the gas through a labyrinth of constantly wet walls, or by narrow anointed passages of oil or other viscous substances to which the solid particles stick; ii) polishing the liquid in an enclosure crossed by the gas, whose solid particles in contact with the dew are separated from it, such as that used in air washing systems and; iii) in cymbals of cymbals (called scrubbers or scrubbing) similar to those used for distillation and in which the ascending gas crosses countercurrently by bubbling the water that cascades down through a series of cymbals and gives it its solid and liquid particles, the gas or steam can disintegrate into small bubbles, it enters a tower, but the most common is that the tower is filled with coke or ground stone, the liquid flowing over these materials, so it has a large surface area to the gas or steam rising.
  • Another option to reduce air pollution is the conversion of fuel from gasoline to gas, but it also has the inconvenience of cost and leaves out diesel engines.
  • the present invention has as its main objective to make available a purifier and a method for purifying fluids expelled by internal combustion engines based on liquid.
  • Another objective of the present invention is to allow said purifier and combustion gas purification process, which allows to trap solid particles and reduce pollutant gases and emitted hydrocarbons.
  • the present invention consists of a purifier and method for the purification of the fluids expelled by the internal combustion engines, based on liquid; said purifier is formed by a reaction chamber that is connected in a specific section of the exhaust pipe, which conducts the fluid from the gases expelled by the internal combustion engine.
  • Said reaction chamber is made of corrosion and vibration resistant material and must also have a high heat conduction capacity, where it contains a purifying liquid that can be oil or water.
  • an intake tube is connected which its opposite end is connected to the exhaust pipe that conducts combustion emissions; said intake tube comprises a series of holes at its end that is housed within the liquid contained in said reaction chamber; through these holes distributes the fluids and lets them escape into said liquid. Said end of the intake pipe when distributing the combustion fluids, generates a bubbling due to the expulsion impulse itself.
  • Said chamber additionally comprises a series of transversely distributed plates, which make up a smaller chamber, which communicates below through the space left by the plates and the wall of the chamber itself.
  • This distribution and shaping of said plates allow the laminar movement of the liquid and said chambers are communicated from above through the space left by the plates with the upper wall, so that through this space the passage of the fluid already washed is allowed.
  • the feeding tube to the chamber can be arranged in the lower lower part, comprising an immediate ascent to the point of attachment with the exhaust, so that the upper level of the purifying liquid is below the lower level of the exhaust pipe , so that the entry of liquid into the exhaust pipe is prevented.
  • Said camera also includes in each of the steps of washing gases, between the chambers, an inclined interposed plate that allows to retain the entrained liquid or the condensation of the steam thereof, so that the inward runoff is allowed.
  • a valve with a screen which can be a chimney type, which is arranged in the upper part of the small chamber farthest from the first chamber, which allows the exit of gases and prevents the exit of the liquid.
  • Said purifier further comprising an entrance in the upper part, in coincidence with any of the small chambers, for the feeding of the liquid, as well as an outlet that allows the purge of the liquid when it is already dirty.
  • Figure 1 shows a cross section of the purifying device, reaction chamber or reactor.
  • Figure 2 shows a cross section of the purifier, with a integrated cooling system.
  • Figure 3 shows a previous view of the purifier.
  • Figure 4 shows a rear view of the purifier, illustrating the conformation and arrangement of the cooling system.
  • the operation of the purification system basically requires: a reaction chamber connected to the exhaust pipe that conducts the fluid of gases expelled by the internal combustion engine; and a purifying liquid.
  • the reaction chamber must be made of corrosion and vibration resistant material and must have a high heat conduction capacity to promote cooling of the coolant, so that aluminum material can be used.
  • FIG. 1 showing a cross-section of the purifying device, reaction chamber or reactor.
  • This figure also shows the body of the chamber 1, the gas fluid supply tube 2 connected to the exhaust pipe of the engine 3 with a joint 4 that reduces vibrations; preferably the access of the gas feeder is from the bottom, the exhaust pipe 3 must have a level higher than the liquid to prevent said liquid from entering said exhaust pipe 3; the feeder tube 2 must reach the bottom of the chamber and at that level travel as long as possible, so that, through its perforated section 5, the gases that come into contact with the liquid
  • the chamber is provided with a stabilizing plate 6, which functions as breakwaters and enables intercommunication of the 'liquid at its bottom and helps stabilize and a horizontal plate 7 prevents the immediate exit of gases to the surface of the liquid, forcing to make a longer route favoring the contact with the liquid, also in the upper internal part of the reactor, another plate 8 is understood which stops and induces the spray to reintegrate into the liquid of the chamber.
  • the chamber 1 must have sufficient space for purified gases to circulate freely and reach the outlet that is chimney-type 10 with screen 9, to allow the purified gases to escape and prevent liquid from escaping.
  • the reactor has an inlet 11 to feed the liquid and an outlet 12 for drainage.
  • the purifying liquid 13 must be maintained at an intermediate level approximately, since if it is lower than this level, its purifying efficiency could decrease and if it is greater it obstructs the circulation of the gaseous fluid, ended up by expelling liquid.
  • the purifier In the case of heavy duty engines that generate gas flows and high temperatures, the purifier must have a cooling system that prevents evaporation of the liquid, it is recommended to install tubes 15 welded to the body of the reactor and that cross it longitudinally, as shown in figures 2, 3 and 4 and an air extractor 16 as shown in figure 4 that will have a hopper to optimize the absorption of hot air.
  • the coolant that is a hydro-alkaline solution with approximately pH 10 and lubricating oil in 3 or 4%.
  • the phases of the purification procedure are the following: admission, circulation and mixing of the fluid in the liquid, whose physical and chemical reactions purify the fluid, and its escape into the environment, a) the admission and circulation of the fluid to the reaction chamber of the purifier is effected by the intake pipe connected to the engine exhaust driven by the force of expulsion of the engine, whose pressure allows it to break the resistance of the liquid to achieve; b) I a mixture of the gaseous fluid with the liquid, favored by the acidic characteristics of the oxides of carbon, nitrogen and sulfur, and the alkalinity of the liquid, as well as by the adhesion of water and lubricating oil, which impregnate particles and hydrocarbons .
  • the previous mixture favors, c) physical reactions such as: the absorption of the liquid by the solid particles that increase its density, favoring its decantation 14; the retention of hydrocarbons in both the alkaline solution and in the oil and the bubbling path of the fluid, which by density, reaches the surface and mixes with the air contained in the chamber.
  • said mixture promotes d) chemical reactions such as reduction-oxidation by the mixture of oxides and alkalis; the absorption by intimate penetration of gases and solid particles in the liquid; the diffusion of the gases in the liquid and its "heat exchange that reduces the temperature of the gases emitted to the environment; the chemical combination of the gases with the water, taking advantage of the catalytic and solvent properties of the latter, which decreases the monoxide of carbon, carbon dioxide, sulfur oxide and nitrogen oxides.
  • the main characteristics of the purifier and procedure described are: l) A reactor containing purifying liquid, through which the engine exhaust fluid is driven by the force expelled from the engine, ll) the coolant does not require supply and continuous drainage, such as liquid-based procedures used in the filtration, hydro-classification, washing or gas washing oils industry; lll) its ability to retain particles does not interfere with engine operation, as is the case with systems with solid particulate collectors; IV) is effective and efficient with gas, gasoline, diesel combustion engines, among others, whether new or used; V) the residual liquid can be processed for reuse and dispose of contaminants for other uses; Vl) reduces noise emissions and acts as an emission silencer; Vll) decreases the acidity and temperature of the exhaust gases.

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Abstract

La presente invención se refiere a un aparato purificador de gases de combustión. Más especificamente se refiere a una purificadora para el control de los contaminantes de las emisiones producidas por la combustión interna de los motores, caracterizado por comprender una cámara de reacción que contiene liquido, además de ayudas purificantes y filtrantes, en el seno del cual, desde el exterior llega un tubo de admisión, conectado en uno de sus extremos al tubo de escape del motor al cual se le va a purificar los gases; dicho tubo de admisión distribuye los fluidos en toda su longitud y los deja escapar hacia el seno del liquido a través de una serie de orificios que tiene dicho tubo de admisión, en la zona en que este está en contacto con el liquido, logrando llevar a cabo un burbujeo, por el propio impulso que el motor proporcionó a los fluidos de expulsión.

Description

PURIFICADOR Y PROCEDIMIENTO PARA PURIFICAR FLUIDOS EXPULSADOS POR MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA A
BASE DE LIQUIDO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un aparato purificador de gases de combustión. Más específicamente se refiere a una purificador para el control de los contaminantes de las emisiones producidas por la combustión interna de los motores.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La polución del aire es la contaminación de la atmósfera con sustancias que son tóxicas o dañinas. El smog o brumazón es una consecuencia de la polución del aire, el peligro que representa el smog aumenta por la acción do la luz solar sobre los productos de combustión que se hayan en el aire, especialmente el dióxido de azufre, óxido nítrico y gases de escape denominados smog fotoquímico. En él pueden hallarse presentes sustancias muy irritantes e incluso tóxicas. Los smogs fotoquímicos particularmente intensos han llegado a ser mortales.
Los principales contaminantes que conlleva la polución del aire son:
-Dióxido de azufre (SO2), principalmente desprendido de las chimeneas industriales; concentración permisible 5 partes por millón. ' -Monóxido de carbono (CO) de los tubos de escape de los automóviles; concentración permisible 50 partes por millón.
-Óxido de nitrógeno (NOx), de los humos de escape; concentraciones permisibles 5 partes por millón.
-Hidrocarburos oxigenados, de los tubos de escape de los motores.
-Formaldehído y acroleina de los humos; concentraciones permisibles 5 y 0.1 partes por millón, respectivamente.
-Polvos tóxicos, humos de carbón y otros materiales particulados. -Dióxido de carbón (CO2) de la combustión, cuyo crecimiento proporcional en la composición de la atmósfera se relaciona con su calentamiento global y las consecuencias climáticas que conlleva.
La polución del aire tiene efectos negativos sobre el medio ambiente, la salud y la economía de la sociedad; se ha observado que se incrementa en proporción directa a la producción de bienes y servicios, por lo consiguientes, si consideramos que la población tiende a incrementar, la polución lo hará en la misma tendencia, a menos que desarrollemos tecnologías que contrarresten este efecto. La presente invención, es un procedimiento referido a la higiene del aire, por medio de un purificador a base de líquido, que disminuye las partículas sólidas y gases contaminantes que los motores de combustión interna emiten al medio ambiente. "
Los motores de combustión interna se usan en unidades móviles para el transporte y fijos en múltiples y variados procesos. En la industria automotriz y del transporte se utilizan diversos aparatos purificadores, como los filtros: de aire, aceite y de combustible, caracterizados porque el elemento filtrante es sólido.
Para el control de los contaminantes de las emisiones producidas por la combustión interna de los motores, se utilizan reactores externos, como el reactor térmico múltiple de salida que sustituye al múltiple normal y consiste en una cámara donde el monóxido de carbono y los hidrocarburos no quemados se mezclan con aire a altas temperaturas para, via oxidación, transformarlos en bióxido de carbono y agua; el convertidor catalítico, reactor que se instala a la salida del múltiple para aprovechar la alta temperatura, que en ese punto tiene el monóxido de carbono, hidrocarburos y óxidos de nitrógeno, los que se hacen circular por un panal de cerámica recubierto de catalizadores que favorecen su conversión a bióxido de carbono, nitrógeno y agua.
Para controlar las partículas emitidas por los motores, se han instalado colectores filtros de elementos sólidos en los tubos de escape, con resultados deficientes, unos por baja capacidad colectora y otros por la saturación del elemento filtrante que interfiere con el funcionamiento del motor. "
En la industria se utilizan diversos procedimientos de purificación, depuración o separación; los que tienen proceso liquido son:
a)los de filtrado por presión o depresión, como el rotativo; de prensa y los ultrafiltros, que atrapan impurezas contenidas en los líquidos, principalmente en aceites; todos tienen en común el utilizar materiales porosos que atrapan partículas sólidas;
b) los procesos hidroclasificadores como: el centrífugo, que con aparatos motorizados someten a los líquidos a la fuerza centrifuga para separar, por diferencia de peso, las partículas contenidas en suspensión o emulsión; el ciclónico, mediante un aparato en cuya parte superior se inyecta tangencialmente y bajo presión, el fluido cargado con partículas sólidas, la fuerza centrífuga proyecta estas partículas contra las paredes del recipiente, por las cuales van descendiendo hasta el fondo, sin dejar de girar, mientras que por la parte superior, via un tubo buzo llamado vórtice, salen los fluidos más o menos clasificados; y de flotación en pilas, que permite concentrar partículas pulverizadas, mediante agua emulsionada con aceites y/o agentes espumantes, los que al inyectar aire comprimido o batir el agua, forman burbujitas de aire que se adhieren a las partículas haciéndolas flotar, subir a la superficie y desbordarse por los vertederos;
' c)los aceites de lavado, que son generalmente derivados del petróleo o de alquitrán de hulla, de punto de ebullición moderadamente alto, usados para separar algunos gases o vapores de una mezcla por dilución de éstos y;
d)los lavados de gases, que les separan impurezas sólidas o liquidas mediante arrastre de un líquido. Esto puede considerarse de tres maneras: i)haciendo circular el gas por un laberinto de paredes constantemente mojadas, o por pasos estrechos untados de aceite o de otras sustancias viscosas a las cuales se pegan las partículas sólidas; ii)pul erizando el liquido en un recinto atravesado por el gas, cuyas partículas sólidas en contacto con el rocío le son separadas, como el utilizado en los sistemas de lavado de aire y; iii)en columnas de platillos (denominados depuradores o scrubbing) semejantes a las usadas para la destilación y en las cuales el gas ascendente atraviesa a contracorriente burbujeando el agua que desciende en cascada por una serie de platillos y le cede sus partículas sólidas y líquido, el gas o vapor puede disgregarse en pequeñas burbujas el entra en una torre, pero lo más corriente es que la torre esté llena de coque o piedra molida, fluyendo el líquido por encima de estos materiales, por lo que presenta una gran superficie al gas o vapor que sube. Como puede apreciarse lo sistemas hidroclasíficadores, de aceite de lavado y los de lavado de gases, tienen en común el hacer entrar y salir en forma continua los líquidos purificadores, depuradores o separadores, auxiliándose para ello de motores y bombas y, por estar diseñados para procesos industriales fijos, generalmente son de gran tamaño y poca movilidad.
El problema de la polución de aire, por el crecimiento de la población, tiende a ser critico; una fuente importante de ella, son las emisiones de los motores de combustión interna, de acuerdo al estado de la técnica el mejor instrumento para disminuir las emisiones nocivas de estos, son los reactores externos, cuyos beneficios principales son el tener una larga vida útil y reducir las emisiones de monóxido de carbono, hidrocarburos y óxidos de nitrógeno; no obstante, implican complejos y costosos sistemas de control de mezclas de aire- combustible y; su reacción catalítica produce dióxido de carbono en abundancia.
Otra opción para disminuir la polución del aire es la conversión de combustible de gasolina a gas, pero también tiene el inconveniente del costo y deja fuera los motores diesel.
Las acciones contra la contaminación producida por los motores de combustión interna, han disminuido las emisiones de monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno e hidrocarburos, y con la reformulación de los combustibles se han reducido sus contenidos de plomo y azufre, pero, el control de emisiones de partículas a quedado fuera de este proceso.
Considerando lo anterior y teniendo presente las características principales de la emisiones de contaminantes de los motores de combustión interna, e desarrolló el invento motivo de esta solicitud de protección industrial, cuyas cualidades, le permiten atrapar las partículas sólidas y reducir los gases contaminantes e hidrocarburos emitidos por los motores de combustión interna.
OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene como objetivo principal hacer disponible un purificador y un procedimiento para purificar fluidos expulsados por motores de combustión interna a base de liquido.
Otro objetivo de la presente invención es permitir dicho purificador y procedimiento de purificación de gases de combustión, que permita atrapar la partículas sólidas y reducir los gases contaminantes e hidrocarburos emitidos.
Un objetivo más de la presente invención es hacer disponible dicho purificador y dicho procedimiento, que además pueda ser incorporado en motores de combustión de gas, gasolina, diesel, entre otros. Aún otro objetivo de la presente invención es permitir dicho purificador y procedimiento, que se pueda incorporar tanto a vehículos nuevos como vehículos usados.
' Otros objetivos y ventajas de la presente invención podrán ser aparentes del estudio de la siguiente descripción y los dibujos que se acompañan con fines exclusivamente ilustrativos y no limitativos.
BREVE DESCRIPCIÓN DEL INVENTO
En términos generales, la presente invención consiste en un purificador y procedimiento para la purificación de los fluidos expulsados por los motores de combustión interna, a base de liquido; dicho purificador se conforma por una cámara de reacción que se conecta en una sección determinada del tubo de escape, mismo que conduce el fluido de los gases expulsados por el motor de combustión interna.
Dicha cámara de reacción es de material resistente a la corrosión y a vibraciones y además debe tener una alta capacidad conductora de calor, en donde se contiene un líquido purificante que puede ser aceite o agua.
En la cámara de reacción que contiene el liquido con ayudas purificantes y filtrantes, se conecta un tubo de admisión que en su extremo opuesto se conecta al tubo de escape que conduce las emisiones de la combustión; dicho tubo de admisión comprende una serie de orificios en su extremo que se aloja en el seno del liquido contenido en dicha cámara de reacción; a través de dichos orificios distribuye los fluidos y los deja escapar en dicho liquido. Dicho extremo del tubo de admisión al distribuir los fluidos de la combustión, genera un burbujeo debido al propio impulso de expulsión.
Dicha cámara comprende adicionalmente una serie de placas distribuidas transversalmente, las cuales conforman una cámara de menores dimensiones, misma que se comunica por debajo a través del espacio que dejan las placas y la propia pared del fondo de la cámara. Esta distribución y conformación de dichas placas permiten el movimiento laminar del líquido y se comunican dichas cámaras por arriba a través del espacio que dejan las placas con la pared superior, do tal manera que por dicho espacio se permite el paso del fluido ya lavado.
El tubo de alimentación a la cámara, se puede disponer en la parte inferior más baja, comprendiendo una ascenso inmediato hasta el punto de unión con el escape, do manera que el nivel superior del líquido purificante queda por debajo del nivel inferior del tubo de escape, de manera que se evita la entrada del líquido en el tubo de escape.
Dicha cámara comprende además en cada uno de los pasos de gases de lavado, entre las cámaras , una placa inclinada interpuesta que permite retener el líquido arrastrado o la condensación del vapor el mismo, de manera que se permite el escurrimiento hacia el interior.
Una válvula con pantalla, que puede ser tipo chimenea, la cual se dispone en la parte superior de la cámara pequeña más alejada de la primera cámara, la cual permite la salida de gases e impide la salida del líquido.
Dicho purificador comprendiendo además una entrada en la parte superior, en coincidencia con cualquiera de las pequeñas cámaras, para la alimentación del liquido, así como una salida que permite la purga del liquido cuando este ya este sucio.
Para comprender mejor las características de la invención se acompaña a la presente descripción, como parte integrante de la misma, los dibujos con carácter ilustrativo más no limitativo, que se describen a continuación.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 muestra un corte transversal del artefacto purificador, cámara de reacción o reactor.
La figura 2 muestra un corte transversal del purificador, con un sistema de enfriamiento integrado.
La figura 3 muestra una vista anterior del purificador.
La figura 4 muestra una vista posterior del purificador, ilustrando la conformación y disposición del sistema de enfriamiento.
Para una mejor comprensión del invento, se pasará a hacer la descripción detallada de alguna de las modalidades del mismo, mostrada en los dibujos que con fines ilustrativos mas no limitativos se anexan a la presente descripción.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL INVENTO
Los detalles característicos de éste novedoso purificador y procedimiento para purificar fluido expulsados por motores de combustión interna a base de liquido, se muestra claramente en la siguiente descripción y en los dibujos ilustrativos que se anexan, sirviendo los mismos signos de referencia para señalar las mismas partes a que se hace referencia.
Para explicar el purificador y procedimiento para purificar para purificar fluidos expulsados por motores de combustión interna a base de liquido propuesto en esta invención, se expone a continuación sus requerimientos, fases del procedimiento y características principales, mediante una descripción, auxiliada con dibujos y signos de referencia, indicativos del proceso y artes.
'Para la operación del sistema de purificación se requiere básicamente: una cámara de reacción conectada al tubo de escape que conduce el fluido de gases expulsados por el motor de combustión interna; y un liquido purificante.
La cámara de reacción debe ser de material resistente a la corrosión y a las vibraciones y debe tener una alta capacidad conductora de calor, para propiciar el enfriamiento del líquido refrigerante, de manera que se puede emplear material de aluminio.
Haciendo referencia a la figura 1 que muestra un corte transversal del artefacto purificador, cámara de reacción o reactor. En dicha figura se muestra además el cuerpo de la cámara 1, el tubo de alimentación de fluido de gases 2 conectado al tubo de escape del motor 3 con una unión 4 que reduce las vibraciones; preferentemente el acceso del alimentador de gases es por la parte inferior, el tubo de escape 3 debe tener un nivel superior al líquido para evitar que dicho liquido penetra en dicho tubo del escape 3; el tubo alimentador 2 debe llegar al fondo inferior de la cámara y a ese nivel recorrer el mayor trayecto posible, para que, por su sección perforada 5 se distribuyan los gases que entran en contacto con el líquido.
La cámara está provista de una placa estabilizadora 6, que funciona como rompeolas y permite la intercomunicación del ' liquido por su parte inferior y ayuda a estabilizarlo, y una placa horizontal 7 que impide la salida inmediata de los gases a la superficie del líquido, forzándolos a efectuar un mayor recorrido favoreciendo el contacto con el liquido, asi mismo en la parte superior interna del reactor, se comprende otra placa 8 que detiene e induce al roció a reintegrarse al líquido de la cámara. La cámara 1 debe contar con espacio suficiente para que los gases purificados circulen libremente y lleguen a la salida que es de tipo chimenea 10 con pantalla 9, para permitir la salida de los gases purificados e impida el escape del líquido.
El reactor cuenta con una entrada 11 para alimentar el líquido y una salida 12 para su drenado.
El liquido purificante 13 debe mantenerse a un nivel intermedio aproximadamente, ya que si es menor a este nivel, su eficiencia purificante podría disminuir y si es mayor obstruye la circulación del fluido gaseoso, terminado por expulsar líquido.
En el caso de motores de servicio pesado que generan flujos de gases y temperaturas elevadas, el purificador debe contar con un sistema de enfriamiento que impida la evaporación del líquido, se recomienda instalar tubos 15 soldados a cuerpo del reactor y que lo atraviesen longitudinalmente, como se representa en las figuras 2, 3 y 4 y un extractor de aire 16 como el mostrado en la figura 4 que contará con tolva para optimizar la absorción del aire caliente.
El liquido refrigerante que es una solución hidro-alcalína con pH 10 aproximadamente y aceite lubricante en un 3 ó 4 %. Las fases del procedimiento de purificación son las siguientes: admisión, circulación y mezcla del fluido en el líquido, cuyas reacciones físicas y químicas depuran el fluido, y su escape al medio ambiente, a) la admisión y circulación del fluido a la cámara de reacción del purificador se efectúa por el tubo de admisión conectado al escape del motor impulsado por la fuerza de expulsión del motor, cuya presión le permite romper la resistencia del líquido para lograr; b) I a mezcla del fluido gaseoso con el liquido, favorecida por las características acidas de los óxidos de carbono, nitrógeno y azufre, y la alcalinidad del liquido, así como por la adherencia del agua y aceite lubricante, que impregnan a partículas e hidrocarburos.
La mezcla anterior propicia, c)reacciones físicas como: la absorción del liquido por las partículas sólidas que incrementan su densidad, propiciando su decantación 14; la retención de los hidrocarburos tanto en la solución alcalina como en el aceite y el recorrido burbujeante del fluido, que por densidad, llega a la superficie y se mezcla con el aire contenido en la cámara. Además dicha mezcla propicia d) reacciones químicas como las de reducción-oxidación por la mezcla de óxidos y álcalis; la absorción por penetración intima de los gases y partículas sólidas en el liquido; la difusión de los gases en el liquido y su "intercambio de calor que reduce la temperatura de los gases emitidos al medio ambiente; la combinación química de los gases con el agua, aprovechando las propiedades catalizadoras y disolventes de esta última, que disminuye el monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxido de azufre y óxidos de nitrógeno.
La e)s a I id a de gases que, por presión, atraviesan burbujeando el liquido 16 para llegar a la superficie y circular por la parte superior de la cámara 1 y, por la chimenea 10 de salida integrarse al medio ambiente y; f)la renovación del líquido contenido en la cámara de reacción 1.
La características principales del purificador y procedimiento que se describe son: l)Un reactor conteniendo líquido purificante, por el cual circula el fluido de escape del motor impulsado por la fuerza a que es expelido del motor, ll)el líquido refrigerante no requiere suministro y drenado continuo, como los procedimientos a base de líquido utilizados en la industria de filtración, hidro-clasificación, aceites de lavado o de lavado de gases; lll)su capacidad para retener partículas no interfiere con la operación del motor, como sucede con los sistemas con elementos sólidos colectores de partículas; IV)es eficaz y eficiente con motores de combustión a gas, gasolina, diesel, entre otros, sean nuevos o usados; V)el líquido residual puede ser procesado para su reuso y disponer de los contaminantes para otros usos; Vl)reduce las emisiones sonoras y actúa como silenciador de emisiones; Vll)disminuye la acidez y la temperatura de los gases de escape.
Por lo antes expuesto y de acuerdo a la práctica cotidiana, se infiere que las características del purificador y procedimiento para purificar fluidos expulsados por motores de combustión interna a base de líquido no han sido logradas por ningún otro artefacto similar y reúne en si las características, condiciones y requerimientos necesarios para cumplir su función purificadora en la operación normal de motores de combustión interna.
El invento ha sido descrito suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en la materia pueda reproducir y obtener los resultados que mencionamos en la presente invención. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de la técnica que compete el presente invento puede ser capaz de hacer modificaciones no descritas en la presente solicitud, que para la aplicación de estas modificaciones en una estructura determinada o en el proceso de manufactura del mismo, se requiere de la materia reclamada en las siguientes reivindicaciones, dichas estructuras deberán ser comprendidas dentro del alcance de la invención.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E SHabiendo descrito suficientemente la invención, se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo expresado y contenido en las siguientes cláusulas reivindicatorías.
1. Purificador, a base de liquido, de fluidos expulsados por motores de combustión interna, caracterizado por comprender una cámara de reacción que contiene líquido, además de ayudas purificantes y filtrantes, en el seno del cual, desde el exterior llega un tubo de admisión, conectado en uno de sus extremos al tubo de escape del motor al cual se le va a purificar los gases; dicho tubo de admisión distribuye los fluidos en toda su longitud y los deja escapar hacia el seno del liquido a través de una serie de orificios que tiene dicho tubo de admisión, en la zona en que este esta en contacto con el líquido, logrando llevar a cabo un burbujeo, por el propio impulso que el motor proporcionó a los fluidos de expulsión.
2. Purificador, a base de liquido, de fluidos expulsados por motores de combustión interna, tal y como se reclama en la reivindicación anterior, caracterizado porque el tubo de admisión entra por la parte más baja del purificador, y tiene un ascenso rápido hasta el tubo de escape en la zona en que se haya determinado conectarse, quedando el nivel superior del liquido del purificador por debajo del nivel inferior del tubo de escape para no permitir la entrada de liquido en el tubo de escape.
' 3. Purificador, a base de liquido, de fluidos expulsados por motores de combustión interna, tal y como se reclama en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque distribuidas transversalmente, la cámara de reacción comprende una serie de placas que forman cámaras más pequeñas, que se comunican, por debajo a través del espacio que dejan las placas y la pared del fondo de la cámara, permitiendo el movimiento laminar del líquido, comunicándose por arriba dichas cámaras a través del espacio que dejan las placas con la pared superior, permitiendo el paso del fluido ya lavado.
4. Purificador, a base de líquido, de fluidos expulsados por motores de combustión interna, tal y como se reclama en la reivindicación anterior, caracterizado también porque en cada uno de los pasos de gases lavados entre las cámaras se interponen una placa inclinada que permite retener el liquido arrastrado o la condensación del vapor del mismo, permitiendo su escurrimiento hacia el interior.
5. Purificador, a base de líquido, de fluidos expulsados por motores de combustión interna, tal y como se reclama en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porqje comprende además: una válvula con pantalla, que puede ser tipo chimenea, en la parte superior de la cámara pequeñas más alejada de la primera cámara, válvula que permite la salida de gases e impide la salida del liquido; una entrada en la parte superior, en coincidencia con cualquiera de las pequeñas cámaras, para alimentación del liquido; y finalmente una salida para permitir la purga del liquido cuando este ya esté muy sucio.
6. Purificador, a base de líquido, de fluidos expulsados por motores de combustión interna, tal y como se reclama en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho líquido esta seleccionado del conjunto formado por aceite o agua.
7. Procedimiento para la purificación de los fluidos expulsados por motores de combustión interna, caracterizado porque uno de los pasos de dicho procedimiento es hacer burbujear dichos fluidos, aprovechando el propio impulso que traen los fluidos al salir del motor, en un liquido que comprende ayudas purificantes y filtrantes; porque se amortigua la agitación del liquido originado por el burbujeo y porque se le elimina a los gases ya purificados el líquido que pueda arrastrar en forma de vapor o de partículas pequeñas en suspensión.
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