WO2012175768A1 - Sistema de tratamiento de gases de escape de motor de combustión interna - Google Patents

Sistema de tratamiento de gases de escape de motor de combustión interna Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a modification of the traditional exhaust system of internal combustion engines improving the quality of the gases expelled into the atmosphere
  • the internal combustion engine is a type of machine that obtains mechanical energy directly from the chemical energy of a fuel, which burns inside a combustion chamber. When combustion occurs in a closed enclosure, it is called an internal combustion engine. The production of this mechanical energy, with the combustion of a fuel, carries with it the production and expulsion outside of the so-called gases from combustion.
  • Pollution standards usually focus on measuring the contaminants that carry these gases.
  • the aim of the invention is to create an additive to traditional exhaust pipes to reduce the gas outlet temperature and then reduce the content of particles and other contaminants.
  • the present invention achieves said objective by means of a composite system that passes the gases, in the first place, through a water container filter, which includes a radiator to stop its cooling; secondly, the gases pass through one or several individual ducts, added to the collector itself and joined in solidarity with the outlet ducts of the latter, in order to eliminate the possible residual water in the liquid or fog phase present in the gases and, thirdly, the resulting gases are passed through a filter of fibers, preferably metallic, bathed in oil. After these three steps, the gases go outside through the traditional expulsion system. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS.
  • Figure 1. Shows a section resulting from making a longitudinal cut to the cooling system of the exhaust gases.
  • Figure 2. Shows a perspective of the cooling system.
  • Figure 3. Shows an exploded view of the cooling system, specifically, the capsule
  • Figure 4. Shows the hood (7) gas concentrator, where they will pass once they leave the water filter.
  • Figure 5. Shows the filter of sheets or fibers, preferably of steel, with oil bath.
  • Figure 6. Shows the modification to be made in the manufacturer's conventional exhaust manifold and exclusive for each model, in order to produce heat exchange between the gases that the engine expels and the cooled and filtered gases in the filter water container, represented in figure 1.
  • the water cooler ( Figure 1) bases its operation on a double heat exchanger tube (1), preferably of copper, and of adequate diameter to the volume of gases of each engine, which enters the gas treatment system from its top and that by means of a double coil (2), it produces the pre-cooling of the gases, ending inside the capsule (4), where the gases are released by some outlets (3), producing a bubbling and dispersion of the gases in small bubbles, forcing them to pass through a multi-perforated plate (5), causing a decrease in the temperature of the gases due to the passage of water, which is introduced and removed by means of two connections (17), to finally exit the gases through the top (6), concentrated by a hood (7), I walk towards the modified collector ( Figure 6).
  • a double heat exchanger tube (1) preferably of copper, and of adequate diameter to the volume of gases of each engine, which enters the gas treatment system from its top and that by means of a double coil (2), it produces the pre-cooling of the gases, ending inside the capsule (4), where the gases are released by some outlets
  • Figure 1 has a water level control system, which is not specified therein, whose objective is only to maintain the same water level, as well as a temperature control device, so that the cooling water is maintained at an optimum temperature that allows it to fulfill its function, when entering and exiting through the ducts (17) destined for the circulation of water that come from the corresponding radiator.
  • the assembly of figure 1 has a blind lid with airtight closure, which allows the control and maintenance of waste.
  • sheets (8) are placed, as separators.
  • the filter of sheets or fibers preferably of steel, consists of a container containing fibers or sheets (12), bathed in oil.
  • the gases once they enter through the mouth (13), are released into a chamber to, subsequently, by the pressure itself through the holes (14) of the filter base, enter the area where the fibers are or mesh, which reduce polluting particles.
  • the connections between the different elements, consisting of the gas conduction tubes, will be manufactured according to each engine model.

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Abstract

La presente invención se basa en la modificación del sistema de escape, primero haciendo pasar los gases a través de un filtro contenedor de agua, que pretende eliminar la temperatura de los gases de salida, segundo se hacen pasar por conductos solidarios al colector de salida con el fin de eliminar los vapores que pudiesen quedar, y en una tercera etapa se hacen pasar los gases por un filtro de fibras metálicas bañado en aceite que pretende eliminar los residuos sólidos y bajar el contenido de elementos contaminantes.

Description

SISTEMA DE TRATAMIENTO DE GASES DE ESCAPE DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.
OBJETO DE LA INVENCIÓN.
La presente invención se refiere a una modificación del sistema de escape tradicional de motores de combustión interna mejorando la calidad del los gases expulsados a la atmósfera
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.
El motor de combustión interna es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible, que arde dentro de una cámara de combustión. Cuando la combustión se produce en un recinto cerrado, se denomina motor de combustión interna. La producción de esa energía mecánica, con la combustión de un combustible, lleva consigo la producción y expulsión al exterior de los denominados gases procedentes de la combustión.
Los estándares de polución suelen centrase en la medición de los contaminantes que llevan estos gases.
El incremento de todo tipo de combustión conlleva el incremento de agentes contaminantes en el ambiente, debido al aumento de las concentraciones de los elementos antes indicados, en referencia a los que existen en la naturaleza en su proporción natural.
La invención se plantea como objetivo crear un añadido a los tubos de escape tradicionales para disminuir la temperatura de salida de gases y, luego, reducirles el contenido de partículas y demás contaminantes.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.
La presente invención consigue dicho objetivo mediante un sistema compuesto que hace pasar los gases, en primer lugar, por un filtro contenedor de agua, que incluye radiador parar su enfriamiento; en segundo lugar, los gases pasan por uno o varios conductos individuales, añadidos al propio colector y unidos solidariamente con los conductos de salida de éste, con el objeto de eliminar la posible agua residual en fase líquida o de niebla presente en los gases y, en tercer lugar, se pasan los gases resultantes por un filtro de fibras, preferentemente metálicas, bañado en aceite. Después de estos tres pasos, los gases salen al exterior a través del sistema tradicional de expulsión. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS.
A continuación se explica el objeto de la invención a titulo de ejemplo, mediante unas formas de realización representadas en los dibujos que se muestran:
Figura 1.- Muestra una sección resultante de efectuar un corte longitudinal al sistema enfriador de los gases de salida.
Figura 2.- Muestra una perspectiva del sistema enfriador.
Figura 3.- Muestra un despiece del sistema enfriador, concretamente, la cápsula
(4).
Figura 4.- Muestra la capucha (7) concentradora de gases, por donde pasarán éstos una vez abandonen el filtro de agua.
Figura 5.- Muestra el filtro de láminas o fibras, preferentemente de acero, con baño de aceite.
Figura 6.- Muestra la modificación a realizar en el colector de escape convencional del fabricante y exclusivo para cada modelo, con el objeto de que se produzca el intercambio de calor entre los gases que expulsa el motor y los gases enfriados y filtrados en el filtro contenedor de agua, representado en la figura 1.
DESCRIPCIÓN DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA. Los gases procedentes de la combustión salen por el colector de escape modificado (Figura 6) en dirección al enfriador (Figura 1) que dispone de al menos dos conductos añadidos - objeto de la modificación de los colectores -, solidariamente fijados a los de salida, para permitir su calentamiento y poder eliminar por vaporización el agua residual presente en fase líquida, cuando los gases regresen camino del filtro de aceite (Figura 5).
El enfriador de agua (Figura 1) basa su funcionamiento en un doble tubo intercambiador de calor (1), preferentemente de cobre, y de diámetro adecuado al volumen de gases de cada motor, que entra al sistema de tratamiento de gases por su parte superior y que mediante un doble serpentín (2), produce el pre-enfriamiento de los gases, terminando en el interior de la cápsula (4), donde los gases son liberados por unas salidas (3), produciéndose un borboteo y dispersión de los gases en pequeñas burbujas, obligándolos a pasar por una placa multiperforada (5), provocándose una bajada de la temperatura de los gases debido al paso del agua, la cual se introduce y se retira mediante sendas conexiones (17), para finalmente salir los gases por la parte superior (6), concentrados por una capucha (7), camino en sentido al colector modificado (Figura 6).
La figura 1, dispone de un sistema de control de nivel de agua, que no se especifica en el mismo, cuyo objetivo es únicamente mantener un mismo nivel de agua, asi como un dispositivo de control de temperatura, para que el agua enfriadora se mantenga a una temperatura óptima que le permita cumplir su función, al entrar y salir por los conductos (17) destinados a la circulación de agua que provienen del correspondiente radiador.
El conjunto de la figura 1, dispone de una tapa ciega con cierre hermético, que permite el control y mantenimiento de los residuos.
Entre el filtro representado en la Figura 3 y la capucha (7), existe un espacio, debido a la diferencia de diámetros entre ambos, que permite la circulación de agua, tal como muestra la Figura 1.
Para evitar el retroceso de los gases en la salida 3, se colocan unas láminas (8), a modo de separadores.
Los gases de salida por el tubo (6) se dirigen nuevamente al colector modificado (Figura 6), los cuales entran por los conductos (9), según muestra la Figura 6, donde se pretende eliminar, mediante el aumento de temperatura que se obtiene del intercambio de calor, el agua líquida residual que pueda quedar. Los conductos (9) procedentes del conducto 6, ya bifurcado, se encuentran unidos solidariamente (10) a las salidas (11) del colector.
Una vez que pasa por los conductos solidaros al colector, los gases van hacia el filtro de aceite representado en la figura 5.
El filtro de láminas o fibras, preferentemente de acero, consiste en un recipiente que contiene fibras o láminas (12), bañadas en aceite. Los gases, una vez que entran por la boca (13), se liberan en una cámara para, posteriormente, por la propia presión a través de los orificios (14) de la base del filtro, entrar en la zona donde están las fibras o malla, que reducen las partículas contaminantes. Una vez los gases ya han pasado por la malla (12), salen por los orificios (15), continúan por el conducto (16) de salida que enlaza con los conductos tradicionales, parar su expulsión al exterior, libre de temperatura y partículas nocivas. Las conexiones entre los diferentes elementos, consistentes en los tubos de conducción de los gases se fabricarán de acuerdo a cada modelo de motor.

Claims

REIVINDICACIONES
Ia.- Sistema de tratamiento de gases de escape de motor de combustión interna caracterizado por ubicarse o insertarse previamente al sistema tradicional de expulsión y estar compuesto de tres etapas, por las que se hacen fluir los gases de expulsión, donde la primera etapa consiste en un filtro contenedor de agua con radiador incluido; la segunda consiste en la adición de uno o varios conductos (9) unidos solidariamente a las salidas (11) del colector de gases de escape, y la tercera consiste en un filtro de malla, preferentemente metálica, bañado en aceite.
2a. Sistema de tratamiento de gases de escape de motor de combustión interna, según reivindicación Ia, caracterizado porque el filtro contenedor de agua, que constituye la primera etapa del sistema, consiste en un depósito preferentemente de sección circular, que incorpora:
- dos orificios (17) para entrada y salida de agua de enfriamiento, situados en la superficie perimetral cilindrica, y de una boca en la tapa superior del depósito cilindrico, por la que se introducen los tubos (2) del serpentín y el conducto (6) que sirve de descarga a los gases de expulsión ya enfriados, camino del colector, según figura 6, al que enlazarán a través de los conductos (9);
- uno o varios serpentines (2) por los que fluyen los gases de expulsión procedentes del motor, dispuestos de tal forma que se permita el intercambio de calor entre los gases y el agua de enfriamiento, y que descargan los gases a mitad de la cápsula (4), tras haberse introducido los tubos (2) por la parte inferior de esta cápsula (4);
- una capucha (7), reductora de la sección de salida de los gases del enfriador, que se acopla a la cápsula (4) y que descarga al conducto (6), con la característica adicional de que el diámetro de la sección constante de esta pieza es mayor que el diámetro de la cápsula (4);
- una cápsula (4) donde descargan los gases procedentes del motor a través de las salidas (3) de los conductos (2), que incorpora aguas arriba de la descarga de los gases una placa multiperforada (5) y, aguas abajo, unas placas o láminas (8), a modo de separadores, que no cubren la totalidad de la sección de la cápsula (4) donde se encuentran situadas. 3a. Sistema de tratamiento de gases de escape de motor de combustión interna, según reivindicaciones Ia y 2a, caracterizado porque el colector de escape, que muestra la Figura 6, comprende uno o varios tubos de retorno (9) de los gases procedentes del enfriador de agua, unidos solidariamente a los de salida (11) del motor.
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