[发明专利]用于卡车的排气扩散器

说明书

技术领域

本发明涉及安装在卡车排气系统上用于稀释和扩散排气以便将其释放到环境中的装置。

背景技术

卡车中的排气处理装置需要进行维护程序，其能产生如下情形，即，排气温度远高于在车辆正常使用期间的温度。例如，捕获煤烟和废蒸汽中的其它微粒物的柴油机微粒过滤器需要再生过程，以烧掉所收集的微粒物。该过程要求进入柴油机微粒过滤器中的排气的温度要超过600℃。对于卡车中的柴油发动机，正常运行的排气温度为大约425℃。

将较高温度的蒸汽排放到环境中会造成麻烦，特别是对于在封闭环境中运行的卡车来说。卡车通常具有从卡车驾驶室附近的底盘立起的排气烟管。高温排气能在卡车驾驶室或拖车上产生过热点，或者将热气引向建筑物(例如在装载码头处)或者引向突出的树。

所需要的是一种降低内燃机的排气温度的装置。

发明内容

本发明包括一种安装在排气管上的排气扩散器，它是相对短但比较宽的烟管。该扩散器允许所进入的排气及其热能在较大容积内扩散。该烟管引起由于浮力导致的流，该流是由于低密度高能排气流与较高密度的周围环境空气之间的密度差而产生的。该浮力引起的流或“烟囱效应”导致环境空气流入排气扩散器中，该环境空气与热排气混合并且冷却热该排气。

本发明进一步包括出口，该出口作为安装在烟管顶部处的轴对称气窗而形成。所述气窗包括中央分流器以径向平衡气流分布。该出口气窗限定了比排气管的出口更大的面积，由此也用作扩散器。在排气流从出口流出时，该扩散器使排气流减速，这允许排气流与额外的环境空气容易地混合，这使排气进一步冷却。“烟囱效应”和“扩散器混合效应”二者的组合使排气冷却的程度是二者仅靠其自身所不能实现的。

通过增大直径来弥补由于高度减小而造成的烟囱效应的损失，以便更好地利用流动能。

根据本发明的排气稀释和扩散装置包括第一管和第二扩散器管，该第一管形成用于排气导管的竖直指向的出口，该第二扩散器管安装成从第一管的出口接收排气流，该第二管的直径大于第一管的直径，以限定环绕该第一管的出口的环境空气入口间隙，并且该第二管足够宽以允许排气在第二管中膨胀和扩散。该装置还包括分散出口，该分散出口安装在第二管的末端处并且构造为将排气径向向外引导，由扩散器出口限定的面积大于第一管的出口的面积。

附图说明

参照下面结合附图给出的详细描述将更好地理解本发明，在图中：

图1以透视图示出了排气烟管稀释和扩散元件的实施例；

图2是图1的排气烟管稀释和扩散元件的分解图；以及

图3是本发明的排气烟管稀释和扩散元件的示意图，示出了特定的尺寸关系。

具体实施方式

本发明涉及在排气释放到周围空气中的部位处安装在卡车排气系统上的装置。特别地，本发明是一种安装在柴油机微粒过滤器下游的排气导管上的装置，以在广阔区域内使离开该柴油机微粒过滤器的热气体扩散。根据本发明的另一方面，提供了一种结构，以利用环境空气来稀释排气并且在比通常的排气烟管更大的区域内扩散该稀释的排气，从而防止形成过热点并更快地散热。

图1显示了根据本发明一实施例的稀释器/扩散器装置的透视图。该装置包括第一管10，该第一管10可安装在重型卡车的排气烟管(未示出)上。第一管10可包括减小直径的接头12，该接头12能插入到卡车排气烟管中，以便于该装置的安装。重型卡车使用标准的5英寸直径的排气管，本发明容易适于匹配该标准管，但如将会理解的，本发明也可适用于其它尺寸的排气管。

第一管10具有排气口或出口(图1中未示出，参见图3中的出口14)，该排气口或出口布置在第二管20或扩散器内部。第二管20的直径比第一管10的直径大，从而限定环绕该第一管的入口间隙22。该入口间隙22允许环境空气进入第二管20中，以与从第一管10进入该第二管中的排气混合。在气体流过时，排气和环境空气在第二管20中混合。

扩散器20制造得与第一管10的排气口相比足够宽，使得所进入的排气在该扩散器的内部容积中膨胀并减速。

为冷却排气，根据本发明的装置依靠流过第二管20的排气的浮力来引起环境空气流入该第二管中。该浮力或烟囱效应由较热排气产生，该较热排气在第二管20中膨胀并逐渐形成压力梯度从而引起环境空气进入该第二管中。因此，下面将进一步描述的本发明的两个特征包括：第二管20与所述第一管相比足够宽，以允许离开该第一管的排气膨胀；以及，第二管20的至少一部分和第一管10竖直定向，以允许热排气借助于浮力效应而携带环境空气。