CN102840011A

CN102840011A - 一种电击穿式柴油机颗粒净化器

Info

Publication number: CN102840011A
Application number: CN2011101663107A
Authority: CN
Inventors: 高玉琴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2012-12-26

Abstract

一种电击穿式柴油机颗粒净化器，用于柴油机尾气颗粒的过滤与再生。该净化器包括两个分净化器（10、20），高压静电发生器（30），电流传感器（41、42），控制装置（50）；所述的分净化器前端设有可控阀门（12、22），可控阀门的后端联通有助燃管（2）。分净化器内有过滤陶瓷，过滤陶瓷内设有若干根电极，所述的电极与高压静电发生器的正、负端连接，电流传感器的输入端串接在高压静电发生器电流回路中，其输出端接控制装置；控制装置具有两个输出端接可控阀门；其有益效果是：1、过滤陶瓷内颗粒积累量较少时，也能再生，柴油机的附加油耗得以降低；2、再生燃烧时温度不会过高，过滤陶瓷不会受到伤害；3、过滤陶瓷内颗粒起燃后，能立即改变助燃气流量，使颗粒充分燃烧，减少电火花发生的次数，减少电能消耗。

Description

一种电击穿式柴油机颗粒净化器

技术领域

本发明涉及一种电击穿式柴油机颗粒净化器，用于柴油机尾气颗粒的过滤与再生。

背景技术

现有技术的柴油机颗粒净化器包括对柴油机尾气颗粒的过滤的过滤陶瓷，再生时使颗粒起燃的电加热器，助燃的空气进气装置；当陶瓷中的颗粒积累到一定量时（即颗粒将陶瓷基本填满），对陶瓷进行再生即通过燃烧将陶瓷中颗粒清除，需要说明的是如果陶瓷中的颗粒没有达一定的量，会燃烧不干净；该技术方案对颗粒的净化效果很高，但是也存在不足之处：1、陶瓷在过滤颗粒时，随着颗粒的积累，使柴油机的排气背压不断增大，使柴油机的油耗增大；2、如果颗粒积累量过大时燃烧过程中温度会偏高，使陶瓷损伤而失去过滤功能。

申请号为2009100360256的发明专利“柴油机尾气净化器”，它采用经前级过滤器、集碳除碳装置、后级过滤器三级过滤的方式过滤柴油机尾气颗粒，为不增加背压由前级过滤器、集碳除碳装置过滤较大颗粒，后级过滤器过滤极细微颗粒，以使后级过滤器中的颗粒积累速度减慢；为保护前级过滤器、集碳除碳装置，再生时不直接对其燃烧，而是采用气流冲刷方式去除其中的颗粒；其过滤与再生的过程可自动完成；对后级过滤器采用其他方法装置来清洁；其不足之处是：1、虽然后级过滤器中颗粒积累速度减慢即柴油机的背压增加减慢，但柴油机的背压仍然在增加；2、清洁后级过滤器（过滤陶瓷）中的颗粒，需要增加其他方法装置，使用不方便。

发明内容

针对上述的不足本发明提供一种电击穿式柴油机颗粒净化器，以克服过滤时背压过大使柴油机油耗增大，以及再生时燃烧温度偏高使陶瓷损伤的缺陷；其过滤与再生过程可自动完成。该净化器包括连接柴油机排气管的进气管1，分净化器10、20，产生电火花的高压静电发生器30，检测电火花的电流传感器41、42，自动控制过滤与再生过程的控制装置50；

所述的分净化器10通过分进气管11与进气管1连接，分进气管11上设有可控阀门12，分净化器10包括壳体13，壳体13内有过滤陶瓷14，过滤陶瓷14内设有若干根电极15、16；电极15从过滤陶瓷14的前端插入，电极16从过滤陶瓷14的后端插入；电极15、16在过滤陶瓷14的气流流向截面上均匀分布；

所述的分净化器20通过分进气管21与进气管1连接，分进气管21上设有可控阀门22，所述的分净化器20包括壳体23，壳体23内有过滤陶瓷24，过滤陶瓷24内设有若干根电极25、26；电极25从过滤陶瓷14的前端插入，电极26从过滤陶瓷14的后端插入；电极25、26在过滤陶瓷24的截面上均匀分布；

所述的高压静电发生器30的一端连接到电极16、26，另一端通过电流传感器41、42的输入端分别连接到电极15、25；电流传感器41、42的输出端接控制装置50；控制装置50具有输出端分别接可控阀门12、22，控制其动作；

所述的分进气管11、21之间联通有助燃管2，助燃管位于可控阀门12、22的后端。

与现有技术相比本发明的有益效果是：1、选择合适的电压使过滤陶瓷内颗粒积累量较少时也能再生，柴油机的背压保持在较低的状态，因使用过滤陶瓷而带来附加油耗得以降低；2、由于再生时颗粒积累量较少，再生时温度不会过高，过滤陶瓷不会受到高温伤害；3、过滤陶瓷内颗粒起燃后，通过助燃管改变助燃气流量，使颗粒充分燃烧，降低再生后陶瓷的压力降，进一步降低附加油耗；同时减少电火花发生的次数，减少电能消耗；4、自动控制使用方便。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是控制装置方框图。

具体实施方式

现对照附图说明本发明的优选的实施例。

本发明电击穿式柴油机颗粒净化器，包括连接柴油机排气管的进气管1，分净化器10、20，高压静电发生器30，电流传感器41、42，控制装置50；

所述的分净化器10通过分进气管11与进气管1连接，分进气管11上设有可控阀门12，分净化器10包括壳体13，壳体13内有壁流式过滤陶瓷14，过滤陶瓷14内设有若干根电极15、16；电极15从过滤陶瓷14的前端插入，电极16从过滤陶瓷14的后端插入；电极15、16在过滤陶瓷的截面上均匀分布；

所述的分净化器20通过分进气管21与进气管1连接，分进气管21上设有可控阀门22，所述的分净化器20包括壳体23，壳体23内有壁流式过滤陶瓷24，过滤陶瓷24内设有若干根电极25、26；电极25从过滤陶瓷24的前端插入，电极26从过滤陶瓷24的后端插入；电极25、26在过滤陶瓷的截面上均匀分布；

所述的可控阀门为电动阀门或气动阀门；所述的电极用不锈钢材料制成。

本实施例中过滤陶瓷为壁流式其直径为190毫米、长度200毫米，从陶瓷前、后端插入的电极数均为20根。

所述的高压静电发生器30的负端连接到电极16、26，其正端通过电流传感器41、42的输入端分别连接到电极15、25；电流传感器41、42的输出端接控制装置50；控制装置50具有两个输出端接可控阀门12、22，控制其动作。

所述的控制装置50能根据电流传感器41、42的信号，进行逻辑判断，控制可控阀门12、22动作。

电击穿式柴油机尾气颗粒净化器的再生的工作原理是：高压静电发生器的正端、负端分别接过滤陶瓷内的电极，电极之间构成一静电场，静电场电压为4KV至8KV，过滤陶瓷过滤的颗粒为导电物质，当陶瓷内颗粒层较薄时，不会产生击穿，当陶瓷内颗粒积累到一定量时，击穿电压降低，产生电火花使颗粒积热、起燃。颗粒燃烧掉后，击穿电压提高，电火花消失。

其工作过程是分净化器10与分净化器20交替进行过滤与再生。步骤为：先接通静电发生器电源使静电发生器工作，然后可控阀门12打开、可控阀门22关闭，尾气从分进气管11进入分净化器10，尾气中的颗粒由过滤陶瓷14捕捉，再生时打开可控阀门22、关闭可控阀门12，部分尾气经助燃管2进入过滤陶瓷14；过滤陶瓷14再生的同时大部分尾气从分进气管21进入分净化器20，尾气中的颗粒由过滤陶瓷24捕捉；过滤陶瓷24再生时，打开可控阀门12、关闭可控阀门22，部分尾气经助燃管进入过滤陶瓷24，而这时分净化器10进行过滤；如此循环工作。

电火花的产生与静电场的电压和颗粒积累量有关，电压高容易产生电火花，颗粒积累的量大也容易产生电火花。但颗粒积累量大的话，柴油机的背压会增大致使油耗增大，为使柴油机的背压在过滤状态时不致增加过大，可增大静电场电压，本实施例中静电场电压为7KV，可在颗粒积累较低的状态下产生电火花，对过滤陶瓷进行再生。

再生时当尾气流量较大时，会带走电火花产生的热量，使颗粒不能积热，而在火花区的颗粒燃烧掉后，击穿电压提高、电火花消失，使位于火花区后段的颗粒因温度不够而不能燃烧，致使电火花发生频繁消耗电能。为克服这一缺陷设置了助燃管，使进入再生状态（即产生电火花）的陶瓷中的尾气流量合适，不至于带走大量热量，使颗粒迅速积热达到起燃点。试验表明再生时只要陶瓷中有少量的尾气流过，该尾气中的氧在当电火花消失时仍能对颗粒助燃。改变助燃管的内径可得到合适的尾气流量，使颗粒得到充分燃烧。

为及时改变尾气流量，在静电场电流回路中设置了电流传感器41、42，当有电火花产生时电流传感器有电流信号输出到控制装置50，控制装置为一单片机系统，单片机内编有判断控制程序，具体地说：控制装置开机后，先令可控阀门12或可控阀门22中的一个打开，另一个关闭，然后根据四种情况分别对可控阀门12、22进行控制：1、当电流传感器41有电流（即过滤陶瓷14中有电火花）、电流传感器42无电流时，控制装置50的输出信号使可控阀门22打开、可控阀门12关闭，仅部分尾气进入过滤陶瓷14；2、当电流传感器41无电流、电流传感器42有电流时（即过滤陶瓷24中有电火花），输出信号使可控阀门12打开、可控阀门22关闭，仅部分尾气进入过滤陶瓷24；3、当电流传感器41、42都有电流，输出信号使可控阀门12、22保持上次状态，让先进入再生状态的陶瓷，继续燃烧；4、当电流传感器41、42都无电流，输出信号使可控阀门12、22还是保持上次状态，让先进入过滤状态的陶瓷继续过滤。

所述的电流传感器能隔离高压电压，可采用光电藕合器件或电磁脉冲藕合器件。

试验情况如下：

在试验台架上柴油机输出功率不变，现有技术的净化器（其结构主要包括过滤陶瓷和电加热器及助燃空气进气装置）和本发明的净化器所用的电源由柴油机上的发电机提供，现有技术的过滤陶瓷与本发明的过滤陶瓷规格相同，为壁流式、直径190毫米、长度200毫米，柴油机分别带两种净化器运行2小时，运行过程包括过滤与再生，装有现有技术的净化器过滤再生过程为两次耗油量为19.6公斤，而装有本发明的净化器过滤再生过程为6次耗油量为18.7公斤；柴油机不带净化器运行2小时，耗油量为18.4公斤；试验结果表明柴油机使用本发明净化器的附加油耗比现有技术净化器的附加油耗低。

Claims

1.一种电击穿式柴油机颗粒净化器，其特征在于：该净化器包括连接柴油机排气管的进气管（1），分净化器（10、20），产生电火花的高压静电发生器（30），检测电火花的电流传感器（41、42），自动控制过滤与再生过程的控制装置（50）；

所述的分净化器（10）通过分进气管（11）与进气管（1）连接，分进气管（11）上设有可控阀门（12），分净化器（10）包括壳体（13），壳体（13）内有过滤陶瓷（14），过滤陶瓷（14）内设有若干根电极（15、16）；

所述的分净化器（20）通过分进气管（21）与进气管（1）连接，分进气管（21）上设有可控阀门（22），所述的分净化器（20）包括壳体（23），壳体（23）内有过滤陶瓷（24），过滤陶瓷（24）内设有若干根电极（25、26）；

所述的高压静电发生器（30）的一端连接到电极（16、26），其另一端通过电流传感器（41、42）的输入端分别连接到电极（15、25）；电流传感器（41、42）的输出端接控制装置（50）；控制装置（50）具有输出端分别接可控阀门（12、22），控制其动作；

所述的分进气管（11、21）之间联通有助燃管（2），助燃管位于可控阀门（12、22）的后端。

2.根据权利要求1所述的电击穿式柴油机颗粒净化器，其特征在于：所述的电极（15）从过滤陶瓷（14）的前端插入，电极（16）从过滤陶瓷（14）的后端插入；所述的电极（25）从过滤陶瓷（24）的前端插入，电极（26）从过滤陶瓷（24）的后端插入，电极（15、16、25、26）均在过滤陶瓷的截面上均匀分布。

3.根据权利要求1所述的电击穿式柴油机颗粒净化器，其特征在于：所述的电极（15、16、25、26）的数量均为20根。

4.根据权利要求1所述的电击穿式柴油机颗粒净化器，其特征在于：所述的电流传感器为光电耦合器或电磁脉冲耦合器。