Каталитический нейтрализатор для тепловоза

Полезная модель относится к устройствам, совмещающим функции искрогасителя и нейтрализатора выхлопных газов, в частности, двигателей внутреннего сгорания, например, для тепловоза ТЭМ18ДМ.
Известен искрогаситель для выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №2016213, опубл. 15.07.1994), содержащий улитку с тангенциальным впускным и осевым выпускным патрубками и размещенный в полости улитки центростремительный направляющий аппарат с лопатками, изогнутыми в направлении движения выхлопных газов.
Недостатком данного технического решения является то, что техническое решение позволяет осуществлять искрогашение выхлопных газов, но не позволяет проводить их нейтрализацию.
Известен каталитический нейтрализатор и способ его изготовления (патент РФ №2756492, опубл. 30.09.2021), в котором каталитический нейтрализатор содержит корпус, переходные, входной с фланцем и отводящий патрубки, каталитические блоки, расположенные внутри корпуса.
Недостатком данного технического решения является необходимость изготовления отдельного корпуса, входных, выходных и переменных патрубков, встраивания всего нейтрализатора выхлопных газов в выхлопной канал двигателя внутреннего сгорания тепловоза, что требует определенных технических решений по доработке всего агрегата двигателя внутреннего сгорания тепловоза.
Проблемой, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является проблема необходимости конструктивной доработки агрегата двигателя внутреннего сгорания тепловоза при включении в выхлопной канал двигателя внутреннего сгорания нейтрализатора выхлопных газов.
Данная проблема решается за счет того, что каталитический нейтрализатор встроен непосредственно в корпус искрогасителя, осуществляя функции как искрогашения, так и нейтрализации выхлопных газов.
Технический результат состоит в упрощении конструкции агрегата двигателя внутреннего сгорания тепловоза, в котором реализованы функции искрогашения и нейтрализации выхлопных газов.
Далее в описании представлен один из возможных, но не единственный вариант реализации заявляемого технического решения.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 показано расположение штатного искрогасителя на тепловозе.
На фиг. 2 показан общий вид штатного искрогасителя на тепловозе на примере искрогасителя тепловоза ТЭМ18ДМ.
На фиг. 3 показан вариант исполнения каталитического нейтрализатора тепловоза.
На фиг. 4 показан вариант исполнения каталитического блока нейтрализатора.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами.
1 - тепловоз;
2 - штатный искрогаситель;
3 - входной патрубок;
4 - улитка;
5 - выходной патрубок;
6 - крышка искрогасителя;
7 - корпус искрогасителя;
8 - центростремительный направляющий аппарат с лопатками;
9, 11, 16, 17-крепежные элементы;
10 - входной патрубок;
12-улитка;
13 - выходной патрубок;
14 - корпус;
15 - каталитический блок нейтрализатора.
Как известно в конструкции тепловоза 1 присутствует штатный искрогаситель 2 для снижения вероятности возникновения пожара при работающем двигателе внутреннего сгорания за счет попадания несгоревших искр во внешнюю среду (см. фиг. 1).
При этом штатный искрогаситель (см. фиг. 2) состоит из входного патрубка 3, улитки 4, выходного патрубка 5, крышки искрогасителя 6, корпуса искрогасителя 7, центростремительного направляющего аппарата с лопатками 8 и имеет крепежные элементы 9.
Искрогашение в штатном искрогасителе 2 тепловоза 1 происходит за счет разворота потока выхлопных газов и прохождения его через центростремительный направляющий аппарат с лопатками 8.
При этом, если центростремительный направляющий аппарат с лопатками 8 заменить на каталитический блок нейтрализатора так, чтобы обеспечивался необходимый ток выхлопных газов, оставив при этом остальные части штатного искрогасителя 2 неизменными, то будет происходить искрогашение за счет поворота потока выхлопных газов и взаимодействия искр с пластинами каталитического блока нейтрализатора, при этом одновременно будет происходить очистка выхлопных газов, т.к. высокая температура выхлопных газов будет разогревать пластины каталитического блока нейтрализатора, в результате чего будет происходить химическая реакция взаимодействия материала пластин каталитического блока нейтрализатора с выхлопными газами двигателя внутреннего сгорания.
Заявляемое техническое решение может быть реализовано разными способами, например, на фиг. 3 показан вариант исполнения каталитического нейтрализатора тепловоза, в котором в корпусе 14 штатного искрогасителя, имеющем тангенциальный входной патрубок 10, улитку 12, крепежные элементы 11, 16, 17, на входе в осевой выходной патрубок 13 установлен каталитический блок нейтрализатора 15 с возможностью поступления выхлопных газов в нижнюю часть каталитического блока нейтрализатора 15, при этом каталитический блок нейтрализатора 15 занимает всю верхнюю часть корпуса 14. Крепежные элементы 11, 16, 17 имеют возможность крепления в местах крепления штатного искрогасителя.
Каталитический блока нейтрализатора (фиг. 4) выполнен известным способом, например, в виде спирально сходящихся пластин, упакованных в единый блок. Выхлопные газы проходят через множество узких каналов за счет чего увеличивается площадь взаимодействия выхлопных газов с пластинами каталитического блока нейтрализатора, повышая эффективность как процесса искрогашения, так и нейтрализации выхлопных газов.
Использование корпуса 14 и присоединительных элементов (входной патрубок, улитка, крепежные элементы) штатного искрогасителя с размещением в нем каталитического блока нейтрализатора 15 на входе в выходной патрубок 13 с возможностью поступления выхлопных газов в нижнюю часть каталитического блока нейтрализатора 15, все это позволяет совместить в одном устройстве процесс нейтрализации и искрогашения, исключить необходимость доработки и изменения конструкции агрегата двигателя внутреннего сгорания на тепловозе при установке на нем нейтрализатора выхлопных газов, достигая таким образом заявляемый технический результат, заключающийся в упрощении конструкции агрегата двигателя внутреннего сгорания тепловоза, в котором реализованы функции искрогашения и нейтрализации выхлопных газов.