Geometria výfuku pre akumuláciu častíc

Číslo patentu: E 15438

Dátum: 28.03.2010

Autori: Sher Eran, Katoshevski David, Ruzal Michal

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Táto prihláška potvrdzuje výhody prihlášky z amerických predbežných prihlášok 61/164,477 podaných 30. marca 2009.0002 Tento vynález sa vzťahuje na delenie malých čiastočiek a konkrétnejšie nazoskupovaníe submikrónových čiastočiek v potrubí s geometriou stojatej vlny.0003 Častice vysielané z výfukových potrubí vozidiel so sebou prinášajú vážne zdravotné riziká a riziká pre životné prostredie, konkrétne pokiaľ ide o naftové motory. Častice, ktoré majú veľkosť od nanometrov po mikrometre (ďalej označené len ako submikrónové častice) prinášajú riziko pre zdravie ažívotné prostredie. Keďže submikrónové častice sú veľmi malé, môže sa ľahšie dostať do dýchacieho systému. Ďalej čas pobytu v prostredí s menším časticami vo vzduchu je oveľa dlhší. Napríklad častica s veľkosťou 0,1 mikróna zostane vo vzduchu asi 100 krát dlhšie ako častica s veľkosťou 1 mikrón. submikrónové častice zo sebou teda prinášajú dvojaké riziko (a) dlhšie vystavenie a (b) jednoduchší prienik do pľúc. Toto riziko je popísané v mnohých akademických dokumentoch, ako aj na webovej stránke US-EPA. Vysielané častice škodia aj rastlinám a dokonca aj povrchu budov a historických pamiatok. Výraz inhalovateľné častice sa tu používa zameniteľne s výrazom submikrónové častice. 0004 Zvýšením veľkosti častice na úkor zníženia počtu submikrónových častíc sa teda zníži vyššie uvedené riziko vyplývajúce zo submikrónových častíc pre zdravie a životné prostredie. Výraz fiItrovateľné častice, tak ako sa tu používa, sa vzťahuje na častice,ktoré sú dostatočne veľké na to, aby inhalujúce organizmy živých subjektov vo všeobecnosti a najmä ludské bytosti, dokázali ñltrovať tie častice, ktoré sa ñltrovat dajú,čím sa zabráni vstupu tiltrovatelných častíc do pľúc. Filtrovateľné častice zodpovedajú aj časticiam, ktoré dokáže zachytiť mechanický filter.0005 Zostupovanie submikrónových častíc spôsobuje koaguláciu a vznik veľkýchčastíc, čím sa znižuje počet submikrónových častíc. Preto je potrebné a bolo by vhodnémat prístroj, ktorý bude zoskupovat submikrónové častice do väčších častíc, prednostne ñltrovatelných častíc, a tým sa zníži počet submikrónových častíc, napríklad submikrónových častíc vystupujúcich z výfukového systému motora ako je naftový motor. 0006 Matematickú analýzu vzťahujúcu sa na zoskupovanie submikrónových častíc nájdeme v publikácii D. Katoshevski, Characteristics of Spray Grouping/ Non-Grouping Behavior, Aerosol and Air Quality Research. Vyd. 6 (1), s. 54-66, 2006. Táto analýza uvádza, že ked rýchlosť častice nesúcej submikrónovej častice, ako je vzduch, má tvar pohyblivej vlny, častice, ktoré unáša takáto vlna, môžu tvoriť skupiny v špeciñckom rozsahu parametrov. Takáto vlna existuje v rôznych systémoch. ako v prípade častíc v morskej vode, kde sa vlna pohybuje, popísaných v publikácii Vwnter, C. at al, Grouplng Dynamics of Suspended Matter in Tidal Channels, J. Geophysical Research (JGR), Vyd. 112 CO 8010, doi 10.1029/2005 JC 003423, 2007.0007 WO 2007 101 246 A 2 uvádza vylepšený výkon naftového časticového filtra s pomocou aglomerácie zvukových častíc, kde je výfukové potrubie podrobené zvukovým vlnám pre aglomeráciu častíc pred vstupom do ñltra.0008 Podla informácií z tohto vynálezu sa tu nachádza výfukové potrubie pre palivový spaľovací motor s dutým telesom, teleso má vnútorný povrch, vonkajší povrch, prvý otvorený koniec, druhý otvorený koniec a pozdĺžnu os, kde je vnútorný povrch tvarovaný tak, aby vytvoril geometriu stojatej cyklickej vlny minimálne s dvomi cyklami.0009 Ked plyn obsahujúci inhalovateľné častice vstupuje do výfukového potrubia cez prvý otvorený koniec a vychádza cez výfukové potrubie cez druhý otvorený koniec,významné množstvo inhalovateľných častíc sa zoskupi pre vznik tiltrovateľných častíc,ktoré prúdia dovnútra výfukového potrubia, čím sa výrazne zvyšuje množstvo tiltrovatelných častíc a výrazne sa znižuje množstvo inhalovateľných častíc.0010 Typicky sa pozdĺžna os nachádza v horizontálnej polohe. Avšak valternatívach tohto vynálezu je pozdĺžna os vystavená vertikálne, pričom druhý otvorený koniec sa zdvíha s ohľadom na prvý otvorený koniec. V ostatných alternatívach tohto vynálezu je pozdĺžna os vystavená diagonálne, pričom druhý otvorený koniec sa zdvíha s ohladom na prvý otvorený koniec.0011 Typicky môže byt prierez výfukového potrubia radlálny, polygonálny, eliptický alebomôže mat iný tvar.0012 Stojatá cyklická vlna obsahuje úzky radiálny rozmer DN a široký radiálny rozmer Dw kde úzky radiálny rozmer DN je výrazne menší ako široký radiálny rozmer DW. Pomer DW/DN priamo ovplyvňuje tendenciu zoskupovania submikrónových častíc.0013 Oblast rýchlosti U vo výfukovom potrubí predstavuje oblasť rýchlosti stojatej vlny, vyrátanú nasledovne UU-U,wąkx)mz)c)kde Ua je priemerná rýchlosť, Cje konštanta, Ub je amplitúda, mje uhlová frekvencia vlnyk kde Tje uvedená perióda vlny a kje uvedené číslo vlny , kde L je daná dĺžka vlnya kde konštanta Cje zvolená pre dosiahnutie maximálnych a minimálnych hodnôt rýchlosti DW a DN.0014 Normalizovaná oblast rýchlosti Ujekde rýchlosti sú normalizované s charakteristickou rýchlosťou UC, kde UC w/k x je normalizovaný s k a t s w a kde hviezdička označuje parameter bez rozmerov a kde dochádza k výraznému zoskupovaniu, keď0015 Tento vynález plne pochopíte u podrobného popisu uvedeného nižšie a sprievodných výkresov, ktoré sú uvedené len na základe obrázkov a príkladov, a tým nie sú obmedzujúce v zmysle tohto vynálezu a kdeOBR. 1 je obrázok, ktorý ilustruje príklad dráh častíc zobrazujúcich vznik dvochOBR. 2 je obrázkom prierezu výfukového potrubia, podľa znázornení tohto vynálezuOBR. 3 a zobrazuje príklad kruhového prierezu výfukového potrubia zobrazeného na Obrázku 2OBR. 3 b zobrazuje priklad eliptického prierezu výfukového potrubia zobrazeného na Obrázku 2OBR. 4 a graficky ilustruje zoskupovanie častíc v dôsledku zmien rýchlosti prietoku vo vnútri výfukového potrubia zobrazeného na Obrázku 2OBR. 4 b graficky ilustruje sínusoidnú zmenu rýchlosti prietoku častíc v čase, pričom dochádza k prietoku vo vnútri výfukového potrubia zobrazeného na Obrázku 2OBR. 5 schematicky ilustruje experimentálne nastavenie s operatívne pripojeným výfukom naftového motora paralelne s rovným bežným oceľovým potrubím a s cyklickým výfukovým potrubím podľa znázornení z tohto vynálezu, ako aj zväčšeného obrázku jedného cyklu cyklického výfukového potrubiaOBR. 6 grañcky ilustruje zníženie množstva inhalovatelných častíc, ktoré vystupujú z výfukového potrubia, zobrazeného na Obrázku 5, v porovnaní s inhalovatelnými časticami vystupujúcimi z bežného rovného potrubiaOBR. 7 graficky ilustruje vplyv cyklického výfukového potrubia, podľa znázornení tohto vynálezu, pri distribúcii velkosti častícOBR. 8 graficky ilustruje vplyv zaťaženia motora na distribúciu veľkosti častíc OBR. 9 graficky ilustruje vplyv rýchlosti motora na distribúciu veľkostí častícOBR 10-12 sú grafické ilustrácie dráh častíc. zoskupovanie častíc sa dobre pozoruje pri B 1 ked sa B zvyšuje, tendencia zoskupovania sa oslabujeOBR. 13 graficky ilustruje približný okrajový náčrt návrhu bežného dizajnu zbiehajúceho sa potrubia, podľa tohto vynálezuOBR. 14 schematicky ilustruje experimentálne nastavenie s operatívne pripojeným výfukom naftového motora, paralelne k rovnému bežnému ocelovému potrubiu a k cyklickému výfukovému potrubiu, podľa preferovaných variáciítohto vynálezu, nakolko cyklické výfukové potrubie je uvedené vo vertikálnom smere

MPK / Značky

MPK: F01N 3/021, B01D 51/06, F01N 3/037, F01N 3/033

Značky: částic, geometria, výfuku, akumuláciu

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/31-e15438-geometria-vyfuku-pre-akumulaciu-castic.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Geometria výfuku pre akumuláciu častíc</a>

Podobne patenty