Нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

(51) 5 Р 01 Х 3 28 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ЗОБ РЕТЕНИ(54) НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Использование: машиностроение, двигателивнутреннего сгорания, устройства дпя очистки отработавших газов. Сущность изобретения: выходная решетка каталитического реактора нейтрализатора вьеолнена в виде гофрированного пористого стакана покрытого активированным наполнитепеае, размещенного на цилиндрическом участке выОПИСАН ходного патрубка и образующего вторую ступень очистки. Нижняя по потоку газа торцевая стенка корпуса расположена наклонно относительно входной решетки реактора и связана с входным патрубком. Стакан выполнен коническим и связан с выходным патрубком резьбовым соединением, гофры стакана выполнены в виде резьбы с крупным шагом, расположенной на его внешней и внутренней поверхностях В корпусе нейтрализатора может быть размещен конический удлинитель, верхняя часть которого снабжена отверстиями и выполнена заодно с входной решеткой по всей ее длине, а нижняя - заодно с нижней торцевой стенкой корпуса по всей его длине. Предусмотрена возможность подачи во внутреннюю полость гофрированного стакана аммиака через зжектирующее сопло. 3 злфлы. 4 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для очистки отработавших двигателей внутреннего сгорания,Известны каталитические нейтрализаторы отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащие каталитический реактор с входными и выходными решетками, имеющими отверстия и заполненные катализатором на носителе, работающем в режиме псевдосжиженного слоя.Недостатком таких нейтрализаторов является то, что, во-первых, слой катализатора создает повышенные противодавления и тем самым приводит к снижению мощности двигателя на 8.10 Д, во-вторых, затруднена возможность размещения второй ступени очистки по причине "вспучивания" катализатора на носителе в результате псевдосжиженил.Известны также нейтрализаторы отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащие последовательно установленный циклон и реактор с входной и выходной решетками, между которыми размещен псевдосжижаемый слой катализатора на носителе, подсоединительный патрубок,Такие нейтрализаторы создают значительные противодавления, что приводит к снижению мощности двигателей на 1012 и увеличению расхода топлива, кроме того, затруднено размещение второй ступени очистки с достаточно развитыми поверхностями катализаторов,Целью изобретения является повышение эффективности очистки и снижение противодавления.Поставленная цель достигается тем, что в нейтрализаторе, ссдержащем входной и выходной патрубки, каталитический реактор с псевдосжиженным слоем нейтрализатора на носителе с образованием ступени очистки отработавших газов, согласно изобретению выходная решетка выполнена в виде гофрированного пористого стакана, который установлен на цилиндрическом участке выходного патрубка с образованием второй ступени очистки, причем стенки гофрированного стакана насыщены активным наполнителем, а нижняя стенка реактора выполнена с уклоном относительно входной решетки реактора, Гофрированный пористый стакан может быть выполнен коническим, а складки гофра представляют резьбу с крупным шагом, которая выполнена как на внутренней, так и на наружной поверхности, а соединение стакана с выход 5 10 представляет собой прямоугольник. Выход ная решетка нейтрализатора (реактора) выполнена в виде гофрированного пористого стакана 7, стенки которого насыщены активным наполнителем, образующим вторую ступень очистки, Выходной патрубок 2 име ет цилиндрический участок 8, выступающийвнутрь реактора 4. Длина цилиндрического участка 8 выбрана достаточной для установки стакана 7. Складки гофра на стенки 7 могут быть выполнены в виде резьбы 9 с крупным шагом, нанесенной как на внеш 25 30 35 40 45 ным патрубком выполнено в виде резьбы, Кроме того, впускной патрубок может быть снабжен соосным коническим удлинителем,который продлен внутрь нейтрализатора до противоположной стенки, а входная решетка выполнена заодно с верхней поверхностью соосного конического удлинителя, на верхней поверхности выполнены отверстия, обращенные в сторону реактора, при этом нижняя поверхность соосного конического удлинителя изготовлена заодно с нижней по потоку торцевой стенкой нейтрализатора. Внутренняя поверхность каталитического нейтрализатора может быть выполнена с теплоэащитным покрытием в виде напыленного керамического материала, Кроме того, во внутреннюю полость гофрированного пористого стакана введено соосное зжектирующее сопло для подачи газа, например аммиака,Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием зжектора в гофрированном пористом стакане второй ступени очистки. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".В известных решениях не обнаружено совокупности отличительных признаков, характеризующих предлагаемое техническое решение и используемых с аналогичной целью, поэтому техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг,1 изображен продольный разрез нейтрализатора; на фиг.2 - то же, вариант; на фиг.3 - разрез А - А на фиг,2; на Фиг,4 - пористый стакан с соплом.Нейтрализатор содержит входной патрубок 1 и выходной патрубок 2, внутри корпуса 3 нейтрализатора выполнен реактор 4, внутренний обьем которого разделен сетчатой перегородкой 5, на которую помещен катализатор 6, представляющий первую ступень очистки отработавших газов. Корпус 3 нейтрализатора выполнен коробчатым, т,е, его вертикальное сечение2002078 35 40 45 50 55 ней, так и на внутренней поверхности стакана. Такое выполнение обеспечивает увеличенную поверхность стакана и, следовательно, уменьшенные гидравлические потери на перетекание газа внутрь стакана. С целью дальнейшего уменьшения гидравлических потерь стакан 7 выполнен коническим, что обеспечивает постоянство скорости отработавших газов вдоль оси стакана. Резьба на внутренней поверхности стакана 7 может служить для установки его на цилиндрический участок 8, наружная поверхность которого может быть выполнена также с резьбой.Входной патрубок 1 нейтрализатора также может быть снабжен соосным коническим удлинителем 10, продленным внутрь нейтрализатора до противоположной стенки 11, и перегородка 5 реактора 4 может быть выполнена в виде отверстий 12, обращенных вверх, т,е. в сторону реактора 4; при этом нижняя поверхность конического удлинителя 10 выполнена заодно с днищем 13 нейтрализатора.Днище 13 (нижняя стенка) нейтрализатора выполнена с уклоном относительно сетчатой перегородки 5 таким образом, чтобы обеспечить постоянство скорости отработавших газов вдоль оси движения газов и равномерный подвод их к сетчатой перегородке 5, что позволяет уменьшить гидравлические потери, С зтой же целью удлинитель 10 выполняется коническим, Кроме того, выполнение удлинителя 10 коническим позволяет обеспечить плавный (без скачков сечений) переход от цилиндрического входного патрубка 1 к внутреннимполостям корпуса 3 нейтрализатора,Нейтрализатор также может быть выполнен с теплозащитным покрытием в виде напыленного на внутренний поверхности реактора 4 слоя теплозащитного керамического материала 14.Во внутреннюю полость гофрированного пористого стакана 7 может быть введено эжектирующее сопло 15, к которому через трубопровод 16 осуществляется подача газа, например аммиака. для создания среды,Формула изобретения 1. НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с нижней и верхней по потоку газа торцевыми стенками, входным патрубком и выходным патрубком, имеющим цилиндрический участок, каталитический реактор с входной и выходной решетками и псевдосжиженным слоем катэлизатора на носителе, об 5 10 15 20 25 30 способствующей восстановлению окислов азота.Описываемый нейтрализатор работает следующим образом.Отработавшие газы поступают через входной патрубок 1 к нижней поверхности сетчатой перегородки 5 и проходят через перегородку и слой катализатора 6 первой ступени очистки, псевдосжижают катализатор 6 на носителе. очищаются от вредных веществ в окислительно-восстановительной среде и выходят к наружной поверхности гофрированного стакана 7. Затем отработавшие газы проходят через поры стакана и дополнительно очищаются от вредных примесей. Удаление газов осуществляется через внутреннюю полость стакана 7 и выходной патрубок 2,Одновременно с поступлением отработавших газов во входной патрубок 1 осуществляется подача газа, например аммиака, во внутреннюю полость стакана 7 с помощью трубопровода 16 и зжектирующего сопла 15, При этом во внутренней полости стакана 7 создается среда, способствующая восстановлению окислов азота, Кроме того, в результате истечения газа из сопла 15 в стакане 7 создается разрежение, способствующее фильтрации отработавших газов через стенки стакана, т.е, создается эффект зжекции,Предложенный нейтрализатор обеспечивает снижение гидравлических потерь на 10.15 и повышение эффективности очистки на 5;4 за счет увеличения поверхности активного слоя катализатора на гофрированном стакане.По сравнению с прототипом предлагаемый нейтрэлизатор отработавших газов обеспечивает уменьшение насосных потерь за такт выпуска двигателя внутреннего сгорания и повышение топливной экономичности на 12, э также снижение вредных выбросов двигателя на 57 ь.(56) Авторское свидетельство СССРМ 236127, кл. Р 01 й 3/08, опублик. 1969. разующим первую ступень очистки, отличающийся тем. что, с целью повышения эффективности и снижения противо- давления, выходная решетка выполнена в виде гофрированного пористого стакана, покрытого активированным наполнителем, размещенного на цилиндрическом участке выходного патрубка и образующего вторую ступень очистки, нижняя торцевая стенка расположена наклонно относитель 2002078но входной решетки реактора и связана с входным патрубком,2. Нейтрализатор по п,1, отличающийся тем, что стакан выполнен коническим с основанием, обращенным к выходному патрубку, и связан с последним резьбовым соединением, гофры стакана выполнены в виде резьбы с крупным шагом, расположенной на его внешней и внутреинеи поверхностях,3. Нейтрализатор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен размещенным в корпусе коническим удлинителем, верхняя часть которого снабжена отверстиями и выполнена за одно с входной решеткой по всей ее длине. а нижняя - за одно с нижней торцевой стенкой корпуса по всей .ее длине,4. Нейтрализатор по пп.1 и 3, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен 10эжектирующим соплом для подачи аммиа ка, сообщенным с внутренней полостью гофрированного пористого стакана.2002078 Составитель Д.ДавыденкоТехред М, Моргентал Корректор О.Кравцова Редактор Н,Цалихина Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 Заказ 3162 Производственно-издательский комбинахЛЗатент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101