Vložka pro ocelový plášť kolena výfukového potrubí pro katalytické čištění výfukových plynů vznětových motorů

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

vynález se týká vložky pro ocelový plášť kolena výfukové-ho potrubí pro katalytické čištění výfukových plynů vznětových motorů.V souvislosti se zmenšujícími se světovými zásobami ropy jsou ropné produkty a tím i pohonné látky pro spalovaci motory stále dražší. Usíluje se proto o konstrukcí motorů s co možná nejmenší spotřebou pohonných látek. Alternativním řešením tohoto problému je vznětový motor s minimálně asi o 5 0/0 vyšším stupněm účinnosti než mají motory poháněné motorovým benzinem. Kromě toho jsou známy tak zvané koncepty s nízkým obsahem oleje pro benzínové motory avšak tyto nejsou ještě konstrukčně plně vyzrálé.S nejčastějšími vznětovými motory je spojena povinnost dodržovat bez katalyzátoru všechny t. č. platné normy pro mezní množství výfukových plynů. To ale nevylučuje skutečnost, že vznětové motory zamořují často okolí a že při procentuálním zvyšovaní přípustných hodnot by z tohoto mohl vyrůst pořádný problém.Vznětové motory emitují totiž vedle škodlivin vypuzovaných i benzinovými motory,jako kysličníku uhelnatého, uhlovodíků a kysličníků dusíku, v závislosti na svém provozu, i částice sazí, popřípadě nejjemnější kapky kondenzátu nebo konglomerátu partículates. Tyto particulateď jsou částice obzvláště bohaté na kondenzované polynukleární uhlovodíky, přičemž o některých z nich bylo zjištěno, že by mohly být kancerogenní. K emitovaným látkám patří i aldehydy, které přispívají k zamořování okolí zápachem.V mnoha. zemích jako například ve Spojených státech amerických se nyní dbá na to, aby se uváděly mezní hodnoty škodlivin a particulates tj. častíc ve výfukových plynech vznětových motorů, které nelze již dosáhnout opatřeními, týkajícími se motoru.Pvomocí zpětného odvádění výfukových plynů lze sice dosáhnout například snížení emise N 04, avšak toto vede současně k nadměrnému zvýšení iparticulatesĺiná řešení snížení množství škodlivin z výfukových plynů vznětových motorů navrhují zachycovat saze a částice kondenzátu V odlučovačích kapek particulate traps. Vzhledem k tomu, že ale teploty výfukových plynů vznětových motorü obvykle nestačí ke spálení sazí - k tomu je zapotřebí minimálně 450 °C - je nutné dbát na zvýšení teploty výfukových plynů pro regeneraci odlučovačů, aby se zabránilo akumulací sazí a kondenzátu a tím ucpání odlučovačů. Toto lze mimo jiné provádět tak, že se směs vzduchu a pohonné hmoty periodicky mísí s tuky a tím se dosáhnou vyšší tepploty odpadních plynů. Mísení směsi vzduchu a pohonné směsi je ale spojene s dodatečnou spotřebou pohonné směsi a částečně by opět rušilo prednosti vznětového motoru.Kromě toho může zapálení nahromaděných častíc sazí nebo kondenzátu vést k nekontrolovatelnému nebo dokonce explosivnímu hoření a spolu s tím k destrukcí odlučovače popřípadě celého výfukového.systému, Těkavé uhlovodíky, obsažené ve vý fukovém plynu vznětových motorů, kyslíčnik uhelnatý, jakož i látky, zatěžující okolí zápachem, jako aldehydy se přirozeně nemohou odlouěit sedimentací nebo pod., k jejích odstranění je zapotřebí katalytické konverze.Bylo by sice možné použít pro odbourání uvedených škodlivín katalyzátor, například na bázi monolitického keramického ztužovacího tělesa viz USP 3597165, avšak takoveto uspořádání by se s ohledem na to, že jsou upevňována relativně daleko od motoru pomalu povlékala sazemí a ztrácela by proto často rychle svou účinnost. Částice particulates mohou ale bez potíží procházet kanály ztužovacího tělesa aniž by se odbourávaly.iná zařízení si dodatečně při použití katalyzátoru vypomáhají filtrem pro odlučování částic sazí a kondenzátu. čištění tohoto filtru se provádí mechanicky vytřepáváním částic viz brit. patent 1 425 386. Stále ale ještě přetrvává problém spočívající v tom, že částice na dodateěně zařazeném katalyzátoru prakticky nezreagují.Vynález se proto týká vložky pro ocelový plášť výiukového potrubí pro katalyticke čištění výfukových plynů vznětových motorů, vytvořené z Chromové oceli, obsahující hliník, odolné vůči teplotě a korozi a s nosičem katalyzátoru povlečeným katalyticky aktivním materiálem, sestávající ze smotku,kterýpmá vytvořena protilehl.á rovinná čela, jejíž podstata spočívá v tom. že mezi jednotlivými vrstvami smotku jsouna protilehlých čelech vytvořeny úseky, které jsou uzavřený krycím prostředkem, přičemž vždy proti zakrytá-mu úseku na jednom čele je vytvořen na čele protilehlém druhý úsek oitevřený.Jednotlivé vrstvy smotku jsou vytvořeny ze zvlněné a rovné síťoviny.V alternativním provedení jsou jednotlivé vrstvy smotku vytvořeny ze zvlněného plechu a rovné sítoviny.Podle dalšího provedení jsou jednotlivé vrstvy vytvořeny ze zvlněné síťoviny a rovného plechu.Kryci prostředek uzavírající vždy jeden úsek je vytvořen z keramického materiálu,například z tvrzené hmoty talku a vodniho skla nebo ze svařovatelné hmoty, například Chromové oceli.Kryci prostředek může být vytvořen šablonou ve tvaru čepičky, dosedající a upevněné na čele smotku a obklopující zčástiplášť smotku, přičemž její díry vytváří úse ky mezi jednotlivými vrstvamí smotku. Nad minimálně jednou vrstvou síťoviny může být na čele nasunuta obruba tvaruU, přízpůsobená příslušnému profilu, která je na této upevněna.Pro fixaci uspořádání sítoviny se ukázalo být dobrým řešením svařovat nebo spájet obruby s vrstvami plošně nebo bodově. Vrstvy, vyrobené ze střídavě nejméně jedné zvlněné vrstvy nebo zvlněné síťovlny a minimálně jedné rovné uzavřené nebo přerušované krycí vrstvy se s výhodou pro další mechanické upevnění na čelní straně svaří nebo sletuje.Takto vyrobená uspořádání síťoviny se mohou obvyklým způsobem, například galvanickým pokovováním nebo impregnací ušlechtilým kovem a/nebo neušlechtílým kovem povlékat. Mohou se ale také zpracovat na nosnou matrlci, impregnovatelnou roztoky aktivních kovových katalyzátorů,povlečenou materiálem, který je obvyklý jako nosný materiál pro katalyzátory. Při tom jsou podle jedné formy provedení vložky jednotlívé vrstvy na svém povrchu povlečeny nosičem, podporujícím katalýzu, nejčastějl kysličníkern kovu s velkým povrchem,jako aktívním kysličníkem hlinitým A 110) do té míry, že část průřezu otvoru přerušovaných vrstev, tj. vrstev síťoviny zůstává volný, tj. část průřezu otvorů přerušovaných vrstev je uzavřena uvedeným kysličníkem kovu. Filtrační účinek je zde nastaven podle šíře pórů.Další forma provedení s obzvláště intenzívním filtračním účinkem spočíva v tom. že celý průřez otvoru přerušovaných vrstev síťoviny je povlečen porézní vrstvou kovového kysličníku, podporujícího katalýzu,například aktlvního kysličníku hlinitého. Filtračni účinek je zde nastaven podle porézity vrstvy kysličníku.ako přísady podporující katalýzu se do uvedeného kysličníku kovu mohou ještě vestavovat další prvky jako cér, zirkon, železo, nikl, vzácne zeminy nebo jejích kombinace. Mezivrstva nosiče se potom běžným způsobem opatří vlastním katalyzátorem.Kryci prostředek, používaný pro uzavírání čelních ploch je vytvořen z materiálu odolného vůči teplotě a korozi. Kryci prostředek může sestávat z keramické hmoty,svařovatelného přídavného materiálu nebo pájky nebo z dosedající a/nebo přlpevněne šablony, která je popřípadě vytvořena jako děrovaná maska obepínající zčásti plášť smotku.ako krycí prostředek pro úseky čelních ploch se hodí zejména ucpávky z keramické hmoty, která sestává z talku a vodního skla. Touto hmotou jsou u popsaných uspořádání sítoviny jednotlivé kanály tak ucpány, že střídavě proti sobě leží uzavřený konec kanálu a Otevřený konec kanálu, tj. u splrálového uspořádání sítov 1 ny sousedí uzavřený úsek čelních ploch se dvěma otevřenými úseky čelních ploch a obráceně.Zakrytí úseku čelních ploch se může provést take tak, že se vytvoří šablona, dosedající a/nebo upevnčná na čelní plochy, popří 6padě se vytvoří jako děrovaná nebo štěrbínová maska, obepínající zčásti plášť smotku, která slouží pro uzavření odpovídajících konců kanálů.Maska se může uspořádat tak, že u spirálovitě navinuté, výlučně ze sítoviny zhotovené matrice, necháva střídavě zakrytá a odkryté úseky odpovídající šířce dvojnásobně amplitudy zvlnění, přičemž na protilehlých čelních plochách jsou proti sobě uspořádaný vždy otevřené a uzavřené úseky. Tím se dosáhne toho, že výfukový plyn vstupující v jednom otevřeném úseku čelní plochy nemůže vystoupit na úseku, který je protilehlý této čelní ploše, nýbrž se musí protlačit mezistěnou matrice propustnou pro plyn.Spirálové segmenty otvorů mohou vést až těsně okolo obvodu smotku, přičemž musí být zaručene, že pro zabránění by-pass účinku, tj. účinku obtoku, je vždy uspořádáno odpovídající přeplátování uzavřených částí čelních ploch. Rovněž je možné uspořádat segmentová dělenI pl-och se spirálovitě uspořádanými štěrbinaml pomocí lichých čísel.Čelní plochy shora popsaného druhu mohou být uzavřeny svařovacím materiálem nebo pájkou.Použitá sítovina může představovat pás s velikosti ok od 0,25 až do 0.025, s výhodou 0,1 až 0,05 mm, a s tlouštkou drátu 0,15 až 0,025, s výhodou 0,1 až 0,05, zejména pak 0,07 mm.ako uzavřené krycí vrstvy se používají kovové pásy s tlouštkou stěny menší než 0,15 mm.Šířka a výška buněk, obklopených střídavě uspořádanými hladkými a zvlněnými vrstvami by neměla být menší než 0,5 mm.Zvlněná vrstva může být různě vytvarovaná. je výhodné, když má tvar sinusové vlny neho evolventy nebo obdélníkový nebo čtvercový tvar.Pro používané uspořádání sítovlny se hodí především plechy a sítovina, které sestávají ze slitiny železa, chrömu, hliníku a popřípadě céru nebo ytria a obvyklých legovacích přísad, popřípadě jiných materiálů odolných vůči teplotě a vůči opalu.Uspořadání síťoviny ve formě smotku se může pro mechanické stabilizování provést v ocelovém plášti, otevřeném na čelní ploše a s tímto se mohou pevně spojit sletováním nebo svařením. Předností může být tepelná izolace ocelového pláště materiálem izolujicím vůči vysokým teplotám.estliže se filtrační katalyzátor musí ínstalovat, například z důvodů potřeby místa,na místech s chladnějšími teplotami výfukových plynů nebo pokud se má začít s odbouráváním sazí a particulates již během fáze studeného startu, tak může být výhodné instalovat pro filtrační katalyzátor přívody proudu ke kontinuálnímu nebo periodíckému galvanlckému ohřevu vrstev.Uspořádání síťoviny podle vynálezu lze používat V čističkách výfukových plynů, jako filtr pro prach a/nebo aerosoly a/nebo jako nosnou matrici pro katalyzátory. Za výhodnou oblast použití lze považovat čištění výfukových plynů vznětových motorů. Při tom se filtrační katalyzátor umisťuje V kolenu výfukového potrubí přímo na bloku motoru. Odbourání oxidovatelných těkavých složek výfukového plynu se může při tom provádět souběžně pomocí uspořádání vhodného katalytického povlaku. je ale také možné zařadit za formu provedení vytvořenou výlučne jako filtrační uspořádání normální katalyzátor nebo katalyzator vytvorený podle vynálezu.vynález bude dále blíže popsán pomocí různých plně účinných forem provedení, které jsou znázornený na výkresech.obr. 1 a půdorys a obr. lb narys válcového smotku u něhož úsek čelní plochy uzavřený zátkou leží proti otevřenému úseku čelní plochyobr. za a 20 dvě možné formy krycich šablon pro případ, kdy navinutá matrice, tj. smotek sestává kromě vnějšího obalu celá ze sĺťoviny, jakož i dílčí pohled na řez takovýmto smotkem na obr. 2 h.obr. 3 různé kombinační možností uspořádání síťoviny popřípadě plechuobr. 4 schematicke uspořádání sítoviíiy s přívody proudu pro galvanický ohřev vrstev.jak je zřejmě z obr. 1 sestava provedení podle vynálezu ze spirálovitě navinutých vrstev smotku z hladké slťoviny 12 nebohladkého plechu 13 a zvlněné sítoviny 12. Tímto způsobem vytvořené kanály jsou na jednom čele vždy v jednom úseku uzavřeny, zatímco na čele protilehlém tomuto úseku 1 je druhý úsek 2, který je Otevřený. ako uzávěr slouží krycí prostředek 3, V tomto případě zátka z keramické hmoty, sestávající například z tvrzené hmoty ze směsi talku a vodního skla. Výfukový plyn, proudící ve směru šípky 4, vstupuje čelní plochou s otevřenými kanály filtru, proníká vrstvami 5 sítoviny 12 a vystupuje na druhém konci otevřenou stranou kanálů.Pro použití v systému výfukového potru bí u motorových vozidel je smotek nalícovan do kovového pláště a a s tímto spojen.ako krycí prostředek 3 k částečnémtt uzavření druhých úseků 2 čelních ploch se hodí ale i děrovana maska nebo maska se štěrbinami, jak je to znázorněno na obr. 2.Obr. Za a Zo představují alternativní formy provedení masky se štěrbinami. Těmito jsou zakryty kruhové segmenty 7, 11 čelních ploch, zatímco nezakryté segmenty t), 1 U jsou uzavřený na protilehlých plochách. Obr. 2 b ukazuje řez válcovým uspořádáním síťovíny 12, ve kterém je schematicky znazorněn průběh proudění odpadního výfukového plynu, pomocí šipek 4, vrstvami 5 sítoviny 12. Maska se štěrbinami, používaná pro zakrytí, může být vytvořena jako čepička 9 a může být pevné spojene se smotkem svařením nebo sletováním.jak ukazuje obr. 3 existují různé kombinační možnosti vytvoření sítoviny 12 a plechu 13. Tak mohou zvlněné nebo zřasené vrstvy sestávat ze sítoviny 12 a krycí vrstvy z hladké kovové fólie ~ plechu 13 - nebo naopak zvlněné vrstvy mohou sestávat z kovové fólie - plechu 13 - a krycí vrstvy ze síťoviny 12. Existuje ale také možnost vyrobit obě vrstvy ze síťoviny 12.ak je uvedene vpředu může být výhod né, když se filtrační katalyzátor před uvedením motoru do chodu předehřeje pomocí zámku zapalování a časového relé a tak zejména ve tázi studeného startu vznětového motoru odbourat vznikající množství sazí a particulateď tj. častíc. Toto lze použít i během normálních fazí provozu, například při příliš nízke teplotě odpadnlch výfukových plynů nebo při příliš velkém nahromadění sazi na filtru a tím vyvolané zvýšené ztráty tlaku v systému výfukového potrubí.Na obr. 4 je schematicky znázorněna možnost galvanlckého ohřevu filtračního katalyzátoru podle vynálezu pomocí normální autobaterie. Tak může být například proudový okruh zapojen automaticky během startu například po dobu 30 sekund. Potom přejimá kontrolní funkci nad průtokem proudu bud časové relé, nebo spínač diferenčního tlaku.1. Vložka pro ocelový plášť kolene výfukového potrubí pro katalytické čištění výfukových plynů vznětových motorů, vytvořená z Chromové oceli, obsahující hliník,odolné vůči teplote a korozi a s nosičem katalyzátoru povlečeným katalyticky aktivním materiálem, sestávající ze smotku, který má vytvořena protilehlá rovinná čela, vyznačujicí se tím, že mezi jednotlivými vrstvami smotku jsou na protilehlých čelech vytvořeny úseky l, 2, které jsou uzavřeny krycím prostředkem 3, přičemž vždyproti zakrytému úseku 1 na jednom čele je vytvořen na čele protilehlém druhý úsek 2 Otevřený.2. Vložka podle bodu 1, vyznačujicí se tím, že jednotlivé vrstvy smotku jsou vytvořeny ze zvlněné a rovné sitovlny (121.3. Vložka podle bodu 1, vyznačujicí se tím, že jednotlivé vrstvy jsou vytvořeny ze zvlněného plechu 13 a rovné síťoviny 12, 4. Vložka podle bodu 1, vyznačujicí se tím, že jednotlivé vrstvy jsou vytvoreny ze5. vložka podle bodu 1, vyznačující se tím, že krycí prostředek 3 je vytvořen z keramického materiálu, například z tvrzené směsi talku a vodního skla nebo ze sva» řovatelné hmoty například Chromové oce 11.6. vložka podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že krycí prostředek 3 sestává ze šablony tvaru čepičky 9 dosedající a upevněné na čelní ploše smotku, a obklopující zčásti plášť smotku, jejíž díry vytváří jseky 1, 2).

MPK / Značky

MPK: F01N 3/10

Značky: plášť, ocelový, vznětových, potrubí, vložka, výfukových, výfukového, motorů, čištění, plynů, kolena, katalytické

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-247056-vlozka-pro-ocelovy-plast-kolena-vyfukoveho-potrubi-pro-katalyticke-cisteni-vyfukovych-plynu-vznetovych-motoru.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Vložka pro ocelový plášť kolena výfukového potrubí pro katalytické čištění výfukových plynů vznětových motorů</a>

Podobne patenty