УСТРОЙСТВО НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к двигателестроению и может быть использована для снижения концентрации вредных выбросов в атмосферу.
Известно устройство нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, состоящее в смешении отработавших газов с атмосферным воздухом в реакторной камере, атмосферный воздух в реакторную камеру поступает за счет энергии потока отработавших газов, причем выхлопную трубу и реакторную камеру теплоизолируют. За счет кислорода, находящегося в атмосферном воздухе, происходит нейтрализация (доокисление) токсичных продуктов неполного сгорания топлива. Передачу атмосферного газа производят через эжектор, в виде сопла выхлопной трубы, с прохождением отработанных газов с высокой температуры отработавших газов, [патент РФ №2197621 МПК F01N 3/34 опубл. 27.01.2003 БИ №3 авторов Алыменко Н.И. и др. «Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания»].
Недостатком данного технического решения является низкая эффективность снижения концентрации токсических продуктов неполного сгорания топлива.
Известно устройство нейтрализации, содержащее внешнюю и внутреннюю реакторные камеры, выхлопную трубу, сопло. Поток выхлопных газов разделяют на один из которых пропускают через внешнюю реакторную камеру, а второй - через внутреннюю. Внешняя реакторная камера снаружи не имеет теплоизоляционного слоя, а на ее внутренней стороне установлены перегородки. Внутренняя реакторная камера имеет перегородки внутри и снаружи. Устройство оснащено соплами для впрыска паров воды во внешнюю реакторную камеру, установленными на выходе потока выхлопных газов из внешней реакторной камеры. Во внешнюю камеру за счет эффекта эжекции поступает воздух. [патент РФ №2265735 МПК F01N 3/08, опубл. 10.12.2005, авторы Ковалев В.Г. и др. «Устройство нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания»].
Недостатком данного устройства является низкая эффективность снижения концентрации токсических продуктов неполного сгорания топлива.
Техническим результатом является повышение эффективности нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания и снижение концентрации токсических продуктов неполного сгорания топлива.
Технический результат достигается тем, что в устройство нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее выхлопную трубу от двигателя внутреннего сгорания, реакторную камеру, состоящую из внешней и внутренней камер, внешняя камера выполнена без теплоизоляционного слоя и на внутренней стороне установлены перегородки, внутренняя камера выполнена с платиновыми перегородками снаружи и внутри, и сопла для впрыскивания паров воды, установленные на выходе потока выхлопных газов, дополнительно введены и последовательно соединены нагреватель воды, водяной бак с водяным насосом и электродвигателем и П-образный контур, который размещен внутри внутренней реакторной камеры, огибает ее внутренние перегородки, соединен с входом водяного бака через нагреватель воды, проходит через внешнюю реакторную камеру, огибает внешние перегородки внутренней реакторной камеры и перегородки внешней реакторной камеры.
В устройстве отсутствует тепловая изоляция реакторной камеры, так как поддержание температурного режима для полной нейтрализации токсических продуктов, неполного сгорания во внутренней реакторной камере происходит за счет доокисления выхлопных газов снаружи внутренней реакторной камеры и нагревом водяным контуром.
Устройство оснащено соплами для впрыскивания паров воды во внешнюю реакторную камеру, что обеспечивает снижение концентрации токсичных продуктов, т.е. продуктов неполного сгорания. При этом смесь потоков выхлопных газов с атмосферным воздухом и парами воды имеет меньшую плотность, чем атмосфера в приземном слое.
На фиг.1 представлена схема устройства нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.
Устройство нейтрализации выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания состоит из выхлопной трубы от двигателя внутреннего сгорания 1; внешней реакторной камеры 2; внутренней реакторной камеры 3; сопла 4; реакторной камеры 5; потока выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания 6; потока атмосферного воздуха 7; смеси потоков выхлопных газов с атмосферным воздухом 8; перегородок внешней реакторной камеры 9; внутренних перегородок внутренней реакторной камеры 10; внешних перегородок внутренней реакторной камеры 11; сопла для впрыскивания паров воды 12; смеси потоков выхлопных газов с атмосферным воздухом и парами воды 13; электродвигателя 14; муфты 15; водяного насоса 16; водяного бака 17; нагревателя 18; П-образного водяного контура 19.
Реакторная камера 5 содержит внутреннюю реакторную камеру 3 и внешнюю реакторную камеру 2. Внешняя реакторная камера 2 имеет перегородки 9 внешней реакторной камеры. Внутренняя реакторная камера 3 оснащена перегородками снаружи и внутри. Снаружи расположены внешние перегородки 11 внутренней реакторной камеры, а внутри - внутренние перегородки 10 внутренней реакторной камеры. Причем внешние перегородки внутренней реакторной камеры являются внутренними перегородками внешней реакторной камеры. Внутренние перегородки 10 внутренней реакторной камеры изготовлены из пластин катализатора, покрытых платиной.
Также большим преимуществом предлагаемого технического решения является создание двух потоков выхлопных газов (за счет оснащения устройства двумя реакторными камерами 2 и 3).
Работа устройства осуществляется следующим образом. По выхлопной трубе от двигателя внутреннего сгорания 1 через сопло 4 проходит поток выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания 6, направленный во внешнюю 2 и внутреннюю 3 реакторные камеры.
Во внешнюю реакторную камеру 2 за счет эффекта эжекции поступает поток атмосферного воздуха 7, образуя смесь потоков выхлопных газов двигателя с атмосферным воздухом 8. Эта смесь, проходя через перегородки 9 внешней реакторной камеры, установленные на внутренней стороне внешней реакторной камеры 2, и внешние перегородки 11 внутренней реакторной камеры, установленные на внешней стороне внутренней реакторной камеры 3, и соприкасаясь с ее внешней поверхностью, постоянно подогревается, в результате чего происходит доокисление выхлопных газов.
Поток выхлопных газов, попавший во внутреннюю реакторную камеру 3, проходит через внутренние перегородки 10 внутренней реакторной камеры, установленные внутри ее и изготовленные из платины. За счет соприкосновения с поерхностью перегородок и увеличения времени нахождения в реакторных камерах происходит нейтрализация выхлопных газов. Температурный режим, необходимый для нейтрализации выхлопных газов, обеспечивается подводом к внутренней реакторной камере 3 тепла, полученного в ходе доокисления токсичных продуктов неполного сгорания топлива во внешней реакторной камере. Чтобы повысить окисление токсичных продуктов, в устройстве установлен П-образный контур 10, по которому циркулирует горячая вода, подводимая водяным насосом 16 от бака 17. Горячая вода поступает в бак 17 из нагревателя 18. Насос 16 приводится в действие при помощи электродвигателя 14.
На выходе потока выхлопных газов из внешней реакторной камеры устанавливают сопла для впрыскивания паров воды 12, позволяющие впрыскивать в камеру пары воды для образования смеси потоков выхлопных газов с атмосферным воздухом и парами воды 13.
Предполагаемое устройство снижает концентрацию токсичных продуктов неполного сгорания топлива в приземном слое атмосферы за счет уменьшения плотности выхлопных газов, выходящих из реакторных камер на 7-10%.