[发明专利]内燃机废气净化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气净化装置，该装置尤其适合于各种类型的内燃机，不管是柴油发动机，四冲程发动机，还是涡轮发动机。更具体地说，涉及一种汽车废气净化装置，它可消除来自内燃机排气歧管较大百分率的有害气体。

背景技术

目前，不仅是汽车制造商，而且还有一般工业部门都日益意识到保护环境的重要性，所以，在实际生活中，对轿车、货车、厢式汽车和各种车辆同样都要有一安装废气净化装置的标准。例如在欧洲，欧洲汽车制造商协会为欧洲汽车工业制定出一个目标，要求他们生产的发动机二氧化碳排放物(CO₂)不应超过140g/km(平均耗油量5.6l/100，km)。

众所周知，内燃机产生大量有害气体，如一氧化碳和二氧化碳，氮氧化合物，碳氢化合物，颗粒物，黑烟等，只要这些物质排出，就会污染大气。因此，有许多城市由于众多的车辆流量及其所在地区地势，给当地居民带来高度危险的污染程度，如同墨西哥域联邦区或智利圣地亚哥情况那样。

这就是为什么出现要在汽车上安装催化剂和其他废气净化装置，而不是实际需要的其它可能的方法，以便把发动机所排废气的污染程度减少到最低水平。

大多数已知技术的废气净化装置包括前净化装置和净化装置，前者处理一氧化碳，后者则贮存和处理氮氧化合物。大多数这种装置能够最大程度地减少高度污染的气体，如HC、CO₂、CO等。

在现有技术中，已有数种废气净化装置。例如，下面的美国专利仅是作这种用途的装置的示例，其中有：美国专利第6.342.192号；美国专利第6.340.066号；美国专利第6.338.244号；美国专利第6.338.243号。

但这些专利没有一个达到本发明所提出的目标；通过废气流分层处理装置来净化气体，而不用采取阻塞气体排出的措施。实际上，本发明已达到如下所述效果之一是，发动机功率增强，耗油量减少。实验证明，所述功率的提高从根本上是由于上述废气分层处理的结果。广为人知的是阻塞废气排出直接影响到发动机性能，而且传统的催化剂放入过滤元件会造成湍流，阻塞气体排出。

所以，本发明不像以前技术那样放任何元件，如催化剂，贵重矿物蜂窝状结构，以留住污染颗粒，而大多数以前技术所提解决方法中却是如此。

推荐的解决方法主要特点是分层处理来自发动机的气流，推荐的装置中没有一个零件直接阻塞废气排出通路，而是将其分层，把具有不同物理/化学特性的污染气体与非污染气体分离并排除，这样就将废气净化，下面将予以详述。

发明内容

本发明的目的是废气净化装置，用以减少和/或消除自内燃机、无论是狄塞尔内燃机、还是奥托发动机排气歧管来的污染气体。

推荐的废气净化装置能减少有害气体排放物，中和烟气。它利用那些未燃烧的气体(HC，CO₂，CO)，将其与一般气流分开，作为进气流体送到发动机，这样就使耗油量减少，发动机功率增强。该装置是这样设计的，即通过改进气体流过的管道截面，调整其温度下的速度，从而改变气流的物理特性。

该装置不含可活动件，即没有电气元件和/或电子器件，也没有任何其他阻塞普通气流的机件，因此无需任何维护。

本装置适合各种类型的汽车，如轿车，厢式汽车，商用汽车，轻型和重型货车，客车，农业机械，筑路机械等。

按照著名的发动机检验中心完成的实施例，废气中的HC含量显著减少，在某些情况下，从10ppm降到2ppm，而不必在发动机中作任何调整或改进。

而且，烟气量降低至0.04％，或CO值低到0％，或CO₂值低到1.3％，均为体积百分数。

基本上，本发明主要包括废气净化装置，该装置有一静室，来自发动机的气体通过该室，在这里气体膨胀形成涡流，而后气体进入定中心器—乳化器—扩散器组件，然后是气体分层管，带通向发动机气体回收出口的湍流室，最后是最终排气管。

本发明还包括内燃机废气处理方法，主要包括以下步骤：

—引导来自内燃机排气歧管的废气，并使废气在静室内快速膨胀；

—使气流经过第一传统过滤过程；

—离开滤清器的气流产生冲击，使气流中存在的颗粒物与水汽分离且产生被分流供以后处理的CO；

—迫使剩余气流通过水平细长孔和第二传统滤清器；

—离开滤清器的气流速度加快，两股冷空气流被喷射，分流部分位于气流外部部分内的热气体以便以后处理；

—未分流的剩余外部气流与步骤c)和e)内的其余已经分流的污染气体一起进行分流，回到发动机进气歧管；