WO2016207462A1 - Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a photocatalytic device for the exhaust pipe of motor vehicles that eliminates the pollutants contained in the exhaust gases, among others NO x , VOCs and carbonaceous particles, produced in combustion in the engine.
- the object of the invention is a photocatalytic device for the exhaust pipe of motor vehicles comprising a preferably helical support designed to minimize the loss of load, on whose surface the photocatalyst is arranged, for example on the Ti02 base, presenting the maximum surface area at Exhaust gas passage, where a lamp whose peak wavelength emission is adjusted for maximum photocatalyst performance is incorporated inside.
- No. 2 is the pollutant that has the most unfavorable values in Madrid capital, and is responsible for the "beret" of pollution that we see in Our horizon many days.
- VOCs volatile organic compounds
- the photocatalytic devices that carry out a control and / or elimination of the evaporative emissions of motor vehicles are normally associated with the canister to carry out a photocatalysis reduction of the evaporative emissions from the bleeding of the active carbon formed by said canister.
- Catalytic devices based on chemical products such as urea that seek to comply with current emission regulations are also known. To do this, vehicles must have a system that helps reduce emissions as much as possible.
- the SCR Selective Catalytic Reduction
- Urea is injected into the SCR and triggers a chemical reaction in the catalyst that converts NOx into a mixture of nitrogen and water vapor.
- this urea-based catalytic device generates C0 2 during the transformation of NO x , in addition to requiring a periodic replacement of the urea for the device to continue functioning.
- the photocatalytic device for the exhaust pipe of motor vehicles of the present invention does not generate more C0 2 during the transformation of NO x and does not need a continuous supply of chemical products for its operation, solving all the above drawbacks.
- the present invention relates to a photocatalytic device for the exhaust pipe of motor vehicles that eliminates the pollutants contained in the exhaust gases, among others NO x , VOCs and carbonaceous particles, produced in combustion in the engine.
- the photocatalytic device for the exhaust pipe of motor vehicles comprises a preferably helical support designed to minimize the loss of load, on whose outer surface a photocatalyst is arranged, which makes the helical support present the maximum surface at the passage of gases escape
- the photocatalytic device for the exhaust pipe of motor vehicles also comprises a lighting device arranged inside the support, whose wavelength is adjusted for maximum photocatalyst performance.
- the preferably helical support where the focatalyst is arranged, due to the shape of its surface has the maximum surface at the passage of the exhaust gases, consequently increasing the efficiency of the photocatalyst.
- the photocatalyst device for the exhaust pipe of motor vehicles of the present invention is designed so as not to deactivate, for which it comprises a water supply device applicable on the photocatalyst arranged on the support for washing and eliminating nitrates deposited on the Photocatalyst that would deactivate it over time.
- the lighting device is switched on when the vehicle engine starts and turns off when the contact is removed.
- the lighting device disposed inside the support comprises a photocatalytic glass that makes the lighting device have self-cleaning properties and does not lose efficiency by fouling with the exhaust gases.
- the support can be made of a ceramic, metallic, glass, cement-based material or any other material resistant to the operating conditions.
- the final device may be composed of one or more of the units described above (support with the photocatalyst and lighting device),
- the photocatalytic device for the exhaust pipe of motor vehicles of the present invention has unique characteristics due to its shape, lamp treatment and the possibility of cleaning for photocatalyst regeneration.
- Figure 1 shows a schematic view of a unit of the photocatalytic device for the exhaust pipe of motor vehicles of the present invention. PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
- the photocatalytic device for exhaust pipe (8) of motor vehicles comprises at least one unit of:
- a preferably helical support (1) preferably of ceramic, metallic, cement-based or glass material, or other material resistant to the high temperatures at which the gases exit through the exhaust pipe, on whose outer surface it is arranged a photocatalyst (2), for example on the basis Ti0 2 , and
- the lighting device (3) is preferably an LED lamp whose wavelength is adjusted for maximum photocatalyst performance (2).
- the photocatalyst device for exhaust pipe (8) of motor vehicles further comprises a water supply device applicable on the photocatalyst (2), which is preferably a water conduit (4) with outlet nozzles (5) for application of water on the preferably helical support (1) and in this way wash and remove the nitrates deposited on the photocatalyst (2).
- the water conduit (4) can be a derivation of the windshield wiper cleaning conduit of the vehicle, which allows water to be applied on the photocatalyst while water is applied on the windshield of the vehicle.
- the lighting device (3) disposed inside the preferably helical support (1) comprises a photocatalytic glass (6) which makes the lighting device have self-cleaning properties and does not lose efficiency by fouling with the exhaust gases.
- the photocatalyst device comprises a tube (7) inside which the elements described above are housed, where said tube is internally coated with a reflective material so that there are no dark areas where the photocatalyst (3) would not act.
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Abstract
La presente invención se refiere a un dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor que elimina los contaminantes que contienen los gases de escape, entre otros NOx, COVs y partículas carbonosas, producidos en la combustión en el motor y que comprende un soporte preferiblemente helicoidal diseñado para minimizar la pérdida de carga,en cuya superficie se dispone el fotocatalizador, por ejemplo en base TiO2, presentando la máxima superficie al paso de los gases de escape, donde en su interior lleva incorporada una lámpara LED cuyo pico de emisión de longitud de onda está ajustado para el máximo rendimiento del fotocatalizador.
Description
DISPOSITIVO FOTOCATALÍTICO PARA TUBO DE ESCAPE DE VEHÍCULOS A
MOTOR
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor que elimina los contaminantes que contienen los gases de escape, entre otros NOx, COVs y partículas carbonosas, producidos en la combustión en el motor.
El objeto de la invención es un dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor que comprende un soporte preferiblemente helicoidal diseñado para minimizar la pérdida de carga, en cuya superficie se dispone el fotocatalizador, por ejemplo en base Ti02, presentando la máxima superficie al paso de los gases de escape, donde en su interior lleva incorporada una lámpara cuyo pico de emisión de longitud de onda está ajustado para el máximo rendimiento del fotocatalizador. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Uno de los mayores problemas medioambientales con que se enfrentan las administraciones locales, y específicamente las grandes aglomeraciones urbanas, es el de las emisiones contaminantes.
Por ejemplo, de entre los diferentes contaminantes contemplados por la actual normativa vigente (RD 102/2011), el N02 es el contaminante que presenta valores más desfavorables en Madrid capital, y es el responsable de la "boina" de contaminación que vemos en nuestro horizonte muchos días. Así, en la actualidad, se está estudiando mucho la incorporación de aditivos fotocatalíticos en la composición de los materiales para pavimentación y, de esta manera, reducir el impacto medioambiental de los contaminantes presentes en la atmósfera, por su capacidad de eliminación de NOx y otros contaminantes, principalmente COVs (compuestos orgánicos volátiles). Sin embargo, es mucho más limpio y eficiente el incorporar el fotocatalizador en el foco de emisión, el escape de los vehículos a motor.
Los dispositivos fotocatalíticos que llevan a cabo un control y/o eliminación de las emisiones evaporativas de vehículos a motor normalmente van asociados al canister para llevar a cabo una reducción por fotocatálisis de las emisiones evaporativas provenientes del sangrado del carbón activo que forma dicho canister.
Se conocen además dispositivos catalíticos basados en productos químicos como la urea que persiguen cumplir las normativas vigentes sobre emisiones. Para ello, los vehículos deben disponer de un sistema que ayude a reducir al máximo posible las emisiones. El SCR (Reducción Catalítica Selectiva) es uno de ellos. La urea se inyecta en el SCR y desencadena una reacción química en el catalizador que convierte el NOx en una mezcla de nitrógeno y vapor de agua. Sin embargo este dispositivo catalítico basado en la urea genera C02 durante la transformación del NOx, además de necesitar una reposición de la urea periódicamente para que el dispositivo siga funcionando.
El dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor de la presente invención no genera más C02 durante la transformación del NOx y no necesita un aporte continuo de productos químicos para su funcionamiento, solventando todos los inconvenientes anteriores.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor que elimina los contaminantes que contienen los gases de escape, entre otros NOx, COVs y partículas carbonosas, producidos en la combustión en el motor.
El dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor comprende un soporte preferiblemente helicoidal diseñado para minimizar la pérdida de carga, en cuya superficie exterior se encuentra dispuesto un fotocatalizador, lo que hace que el soporte helicoidal presente la máxima superficie al paso de los gases de escape.
El dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor comprende además un dispositivo de iluminación dispuesto en el interior del soporte, cuya longitud de onda está ajustada para el máximo rendimiento del fotocatalizador. De esta manera, el soporte preferiblemente helicoidal donde se encuentra dispuesto el focatalizador, debido a la forma de su superficie, presenta la máxima superficie al paso de los gases de escape aumentando en consecuencia la eficiencia del fotocatalizador.
El dispositivo fotocatalizador para tubo de escape de vehículos a motor de la presente invención está diseñado de forma que no se desactive, para lo cual comprende un dispositivo suministrador de agua aplicable sobre el fotocatalizador dispuesto sobre el soporte para lavar y eliminar los nitratos depositados sobre el fotocatalizador que lo desactivarían con el paso del tiempo. Opcionalmente el dispositivo de iluminación se enciende con el arranque del motor del vehículo y se apaga al quitar el contacto.
Opcionalmente, el dispositivo de iluminación dispuesto en el interior del soporte comprende un cristal fotocatalítico que hace que el dispositivo de iluminación tenga propiedades autolimpiantes y que no pierda eficacia por ensuciamiento con los gases de escape.
El soporte puede ser de un material cerámico, metálico, de vidrio, de base cemento o de cualquier otro material resistente a las condiciones de funcionamiento.
El dispositivo final puede estar compuesto de una o varias de las unidades descritas anteriormente (soporte con el fotocatalizador y dispositivo de iluminación),
Por tanto, respecto al estado de la técnica, el dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor de la presente invención presenta características singulares por su forma, tratamiento de la lámpara y posibilidad de limpieza para regeneración del fotocatalizador.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 muestra una vista en esquema de una unidad del dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor de la presente invención.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A continuación se procederá a describir de manera detallada el dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor de la presente invención.
El dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor comprende al menos una unidad de:
- un soporte preferiblemente helicoidal (1), preferentemente de material cerámico, metálico, de base cemento o de vidrio, u otro material resistente a las elevadas temperaturas a las que salen los gases por el tubo de escape, en cuya superficie exterior se encuentra dispuesto un fotocatalizador (2), por ejemplo en base Ti02, y
- un dispositivo de iluminación (3) dispuesto en el interior del soporte preferiblemente helicoidal (1), donde el dispositivo de iluminación (3) es preferentemente una lámpara LED cuya longitud de onda está ajustada para el máximo rendimiento del fotocatalizador (2).
El dispositivo fotocatalizador para tubo de escape (8) de vehículos a motor comprende además un dispositivo suministrador de agua aplicable sobre el fotocatalizador (2), que preferentemente es un conducto de agua (4) con unas boquillas de salida (5) para la aplicación de agua sobre el soporte preferiblemente helicoidal (1) y de esta manera lavar y eliminar los nitratos depositados sobre el fotocatalizador (2). El conducto de agua (4) puede ser una derivación del conducto de limpieza del limpiaparabrisas del vehículo, lo que permite aplicar agua sobre el fotocatalizador a la vez que se aplica agua sobre el parabrisas del vehículo.
El dispositivo de iluminación (3) dispuesto en el interior del soporte preferiblemente helicoidal (1) comprende un cristal fotocatalítico (6) que hace que el dispositivo de iluminación tenga propiedades autolimpiantes y que no pierda eficacia por ensuciamiento con los gases de escape.
El dispositivo fotocatalizador comprende un tubo (7) en cuyo interior se alojan los elementos descritos anteriormente, donde dicho tubo está recubierto interiormente con un material reflectante para que no queden zonas oscuras en que no actuaría el fotocatalizador (3).
EJEMPLO
Se propone el uso de un soporte helicoidal (1) basado en una espiral de vidrio recubierta con una pasta en base Ti02 como fotocatalizador (2), con una lámpara de potencia 4 W como dispositivo de iluminación (3), que arroja una intensidad de luz de 20 W/m2, sin material reflectante, con un reactor de volumen =0.5 I, a un caudal de 0.5 l/min y concentración de NOx de 500 ppb, temperatura de 25°C y humedad relativa (HR) del 40%.
Con este dispositivo fotocatalizador así configurado, el porcentaje de eliminación de NO fue del 77%.
Claims
1. - Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor que comprende al menos una unidad, la cual a su vez comprende:
- un soporte (1) en cuya superficie exterior se encuentra dispuesto un fotocatalizador
(2), y
- un dispositivo de iluminación (3) dispuesto en el interior del soporte (1)
caracterizado por que comprende además un dispositivo suministrador de agua (4, 5) aplicable sobre el fotocatalizador (2) para eliminar los nitratos depositados sobre el dicho fotocatalizador (2).
2. - Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor según reivindicación 1 caracterizado por que el dispositivo suministrador de agua (4, 5) es un conducto de agua (4) con unas boquillas de salida (5).
3. - Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor según reivindicación 2 caracterizado por que el conducto de agua (4) es una derivación del conducto de limpieza del limpiaparabrisas del vehículo.
4.- Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el dispositivo de iluminación (3) dispuesto en el interior del soporte (1) comprende un cristal fotocatalítico (6).
5.- Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende un tubo (7) en cuyo interior se alojan el resto de elementos, donde dicho tubo está recubierto interiormente con un material reflectante.
6.- Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el soporte (1) es helicoidal.
7.- Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el soporte (1) es de material cerámico, metálico o de vidrio.
8.- Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el soporte es de un material de base cemento.
9. - Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el fotocatalizador
(2) es un fotocatalizador en base Ti02.
10. - Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el dispositivo de iluminación (3) es una lámpara LED.
1 1. - Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape (8) de vehículos a motor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que consta de una sola unidad.
Applications Claiming Priority (2)
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2016
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Also Published As
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| ES2597804A2 (es) | 2017-01-23 |
| ES2597804R2 (es) | 2017-03-06 |
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