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漏泄气体的催化净化.pdf

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漏泄 气体 催化 净化
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摘要
申请专利号:

CN200710186920.7

申请日:

2007.11.13

公开号:

CN101229485A

公开日:

2008.07.30

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法?#19978;?#24773;: 发明专利申请公布后的?#28216;?#25764;回IPC(主分类):B01D 53/94申请公布日:20080730|||实质审查的生效|||公开
IPC分类号: B01D53/94; F01M13/04 主分类号: B01D53/94
申请人: 迪尔公司
发明人: R·E·温索尔
地址: 美国伊利诺伊州莫林约翰迪尔路
优?#28909;ǎ?/td> 2006.11.13 US 11/598350
专利代理机构: ?#27844;?#19987;利代理(香港)有限公司 代理人: 温大鹏
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法律状态
申请(专利)号:

CN200710186920.7

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2013.06.05|||2010.01.13|||2008.07.30

法律状态类型:

发明专利申请公布后的?#28216;?#25764;回|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种用于净化漏泄气体的组件具有电加热器和以串联关系被置于漏泄气体导管中的下游催化剂,所述漏泄气体导管从引擎的曲轴箱通往大气。所述加热器受到控制器的控制以便在通往所述催化剂的入口处保持由温度传感器确定的选定温度。对所述漏泄气体的加热使所述漏泄气体的温度升高至使所述催化剂处于活化状态的温度以便对所述漏泄气体流的组分进行氧化。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用于具有燃烧室和位于所述燃烧室外部的内室的内燃机的漏气组件,所述漏气组件包括:
用于使流体从所述内室通往大气的通路;
被置于所述通路中的催化剂;和
被置于所述通路中且位于所述催化剂与所述内室之间的加热器。

2.  根据权利要求1所述的漏气组件,其中所述加热器将所述通路中的所述流体加热至使所述催化剂处于活化状态的温度。

3.  根据权利要求2所述的漏气组件,其中所述加热器将所述通路中的所述流体加热至大约200℃。

4.  根据权利要求2所述的漏气组件,进一步包括用于控制所述加热器将所述通路中的流体加热所达到的程度的控制单元。

5.  根据权利要求4所述的漏气组件,进一步包括位于所述加热器与所述催化剂之间且至少邻近所述催化剂的位置处的温度传感器,所述传感器为所述控制单元提供温度信号以便调节所述催化剂的温度。

6.  根据权利要求1所述的漏气组件,其中所述催化剂的材料选自包括铂、钯以及铂和钯的组合的组群。

7.  根据权利要求1所述的漏气组件,其中通过所述通路的所述流体流达到10m3/hr且所述加热器在高达500瓦的容量下进行加热。

8.  根据权利要求1所述的漏气组件,其中所述加热器和所述催化剂位于单个壳体中。

9.  一种内燃机,所述内燃机包括:
壳体;
可在所述壳体内在相关联的燃烧室中进行往复运动的多个活塞,所述活塞被连接到曲轴上,所述曲轴轴颈接合在所述壳体内以便提供旋转输出;
所述壳体具有位于所述燃烧室外部的内室;
用于使流体从所述内室流至大气的通道;
催化剂,所述催化剂被置于所述通道中,从而使得从所述内室到达大气的流体在所述催化剂上通过;和
加热器,所述加热器被置于所述通道中且位于所述催化剂与所述壳体之间以便对到达所述催化剂的所述流体进行加热。

10.  根据权利要求9所述的内燃机,其中所述加热器将所述通道中的所述流体加热至使所述催化剂处于活化状态的温度。

11.  根据权利要求10所述的内燃机,其中所述加热器将所述流体加热至大约200℃。

12.  根据权利要求11所述的内燃机,进一步包括用于控制所述加热器对所述通路中的所述流体进行加热的控制单元。

13.  根据权利要求12所述的内燃机,进一步包括位于所述通道中且位于所述加热器与所述催化剂之间的温度传感器,所述温度传感器被置于邻近所述催化剂的位置处且为所述控制单元提供信号以便控制所述加热器。

14.  根据权利要求9所述的内燃机,其中所述催化剂材料选自包括铂、钯以及铂和钯的组合的组群。

15.  根据权利要求9所述的内燃机,其中通过所述通道的所述流体流达到10m3/hr且所述加热器具有高达500瓦的容量。

16.  根据权利要求9所述的内燃机,其中所述加热器和所述催化剂位于单个壳体中。

17.  根据权利要求9所述的内燃机,进一步包括位于所述内室与所述通?#20998;?#38388;的用于防止油滴进入所述通路的部件。

18.  一种用于对来?#38405;?#29123;机的漏泄气体进行净化的方法,所述内燃机具有将所述漏泄气体引导至大气的通道,所述方法包括以下步骤:
对所述通道中的漏泄气体进行加热;并且
使所述经过加热的漏泄气体在到达大气之前在催化剂上通过。

19.  根据权利要求18所述的方法,其中所述漏泄气体被加热至使所述催化剂处于活化状态的温度。

20.  根据权利要求18所述的方法,其中所述漏泄气体被加热至200℃的温度。

21.  根据权利要求18所述的方法,其中所述漏泄气体的流速达到10m3/hr且加热速率达到500瓦。

22.  根据权利要求18所述的方法,其中所述催化剂材料选自包括铂、钯以及铂和钯的组合的组群。

说明书

说明书漏泄气体的催化净化
技术领域
本发明涉及内燃机,且更特别地,本发明涉及对来自这些引擎的漏泄气体进行的处理。
背景技术
往复式内燃机具有在适当的汽缸中进行往复运动的一系列活塞。这些活塞被连接至曲轴以便将往复运动转换为旋转输出。所有往复式内燃机具有一定量的气体,所述气体从燃烧室经过活塞到达引擎的内室,所述内室通常被称作曲轴箱。
对于在压缩冲程结束?#34987;?#32773;接近结束时利用吸入空气的压缩所产生的热量以便点?#21152;扇剂?#21943;射系统喷射的?#21058;?#20174;而提供燃烧和功率输出的重型柴油机类型的内燃机而言,漏泄气体所带来的问题更为严重。这些引擎通常进行?#26032;?#22686;压,从而使得在压缩冲程开始时的增压可高于大气压力。该因素以及其它因素例如柴油机引擎的常态高压缩会导致漏泄气体从汽缸经过活塞进入罩住曲轴和引擎的其它运行机构的曲轴箱内。
在过去,漏泄气体被直?#20248;?#21040;大气中。这样做的原因在于:将气体包含在曲轴箱中是不可能的,因为压力最终会逐渐积聚并导致通过各个密封件和其它垫圈产生泄漏。
排放物法律中最近的提案规定:漏泄气体(所述漏泄气体也被称作曲轴箱排气)必须被包括作为法规规定的排放物的一部分。这意味着:来自曲轴箱的任何流体产物必须经过处理或者以某种方式经过处置。一种方法是将漏泄气体引导进入?#26032;?#22686;压器压缩机的入口内,从而使得漏泄气体与新鲜空气混合并被引擎的燃烧过程所消耗。然而,由于漏泄气体中存在油粒以及未燃烧的烃,因此这些气体进入压缩机入口内可能导致在压缩机上形成沉积物。在?#26032;?#22686;压器利用高压力比压缩机的情况下,压缩机的排出温度可能足够高达到导致产生结焦的程度。
其它制造商利用精心设计的液体分离和过滤装置以便除去排放物。所利用的过滤装置需要周期性地进行更换,这进一步增加了保养引擎的复?#26377;?#21644;成本。即便在漏泄气体流经过过滤的情况下,仍然没有完全除去受法规限制的漏泄气体流组?#31181;?#30340;排放物。
因此,在本领域中需要提供对通过漏泄气体流通路的流体的净化。
发明内容
在一种形式中,本发明包括一种用于具有燃烧室和位于所述燃烧室外部的内室的内燃机的漏气组件。所述组件包括从所述内室通往大气的用于流体的通路且催化剂被置于所述通路中。加热器被置于所述通路中且位于所述催化剂与所述内室之间。
在另一种形式中,本发明包括一种具有壳体和可在所述壳体内在相关联的燃烧室中进行往复运动的多个活塞的内燃机。所述活塞被连接到曲轴上,所述曲轴轴颈接合在所述壳体内以便提供旋转输出。所述壳体具有位于所述燃烧室外部的内室且所述引擎具有用于使流体从所述内室流至大气的通道。催化剂被置于所述通道中,从而使得从所述内室到达大气的流体在所述催化剂上通过。加热器被置于所述通道中且位于所述催化剂与所述壳体之间以便对到达所述催化剂的所述流体进行加热。
在又一种形式中,本发明包括一种用于对来?#38405;?#29123;机的漏泄气体进行净化的方法,所述内燃机具有将所述漏泄气体引导至大气的通道。所述方法具有以下步骤:对所述通道中的所述漏泄气体进行加热且随后使所述经过加热的漏泄气体在到达大气之前在催化剂上通过。
附图说明
图1示出了体现本发明的内燃机和漏泄气体净化组件的外部透视图且图中示意性地示出了相关联的部件。
具体实施方式
唯一的示图图1示出了通常由附图标记10表示的内燃机。内燃机10具有引擎曲轴箱12,其中一系列汽缸衬套(未示出)接收活塞(也未示出),所述活塞进行往复运动且被连接至曲轴,所述曲轴通过飞轮14提供旋转输出。正如本文中所述,引擎10是压缩引擎或柴油机类型的引擎,其中压缩热量被用于点燃从?#21058;?#21943;射系统16喷射进入燃烧室内的?#21058;稀H剂?#21943;射系统16可以是包括液压机械类型、高压共轨类型(high pressure common rail)或组合式喷射器类型的多种类型中的一种类型。在这些?#21058;?#31995;统中,出于其自身目的考虑,都要在适当的时间计量出适当量的?#21058;?#20197;便由引擎10提供所需功?#21097;?#21516;时仍保持排放物输出处于当地和国家法规机构所规定的限度内,这对于引擎应用而言是适当的。
如前文中所述,柴油机引擎具有来自引擎燃烧室的旁通气体流。漏泄气体是引擎运行循环中很正常的一部分且是由于活塞环反转以及气体通过活塞环的端隙所造成的。漏泄气体从燃烧室行进经过活塞到达引擎10中的内室(未示出)。该室的一部分包括罩住连杆、曲轴和用于引擎10的油箱的曲轴箱12的下部部分。典型的?#23548;?#26159;:箱体12内的?#24050;由?#33267;头部18,所述头部具有一组摇杆或其它凸?#31181;?#26426;构以便对引擎内的提升阀进行致动从而接纳进入的空气并允许从燃烧室中排出废气。头部18被摇杆罩20和由摇杆罩20限定边界的空间所覆盖且头部18通过适当的通道被连接至引擎箱体12内的室。除了所限定的用于使油从摇杆罩20到达曲轴箱12的下部部?#31181;?#30340;油箱的路径以外,这些通道通常包括用于向下?#30001;?#33267;安装于下部的凸?#31181;?#30340;推杆的通道。摇杆罩20的壳体内部,且因此引擎10的内室,通过导管24内的通道22通往大气,所述导管被连接至摇杆罩20上的开口26。导管24?#30001;?#33267;引擎的下部部分且具有使内室通往大气的开口28。部件27被置于摇杆罩20中以便阻挡大的油滴流入通道22。该部件可以以通过一系列隔板的迂回路径或者金属网格的形式存在。本领域的技术人员应该易于理解:可使用其它方法防止大的油滴进入通道22。
壳体30被插置在导管24中以使得通道中的所有流体流都通过壳体30。加热器34被置于室30的上游端32处。催化剂36被置于加热器34的下游且温度传感器38位于二者之间但邻近催化剂36的位置处。加热器34可以是通过线路40接收来自控制器42的功率的典型的电阻加热器。控制器42通过线路46接收来自适当功率源44的功率。功率源44通常将会是引擎/车辆电气系统。通常,功率源将会提供处于适用于车辆的电气系统的水平下的直流电压。控制器42通过线路40将电流引导至加热器34以便将通过导管24的流体加热至使催化剂36处于活化状态的温度。为?#23435;?#25511;制系?#31243;?#20379;闭合回路,来自温度传感器38的信号通过线路48被馈送至控制器42。为了简化本发明的理解起见,并未对这种控制方案的?#38468;?#36827;行?#33268;邸?#28982;而,应该理解:可以模拟或数字的形式实施控制以便对在催化剂36中和在所述催化剂上通过的流体的温度进行适当的控制。
催化剂材料可选自包括铂、钯和二者组合的贵金属。本领域的技术人员应该易于理解:可选择具有同等适用性的其它催化剂材料。
加热器34的作用在于将通道22中的流体从约100℃的温度加热达到至少200℃且优选250℃的温度,从而使得催化剂36能够作用在漏泄气体上以便在通过开口28将漏泄气体排放至大气之前对旁通导管中的组分进行氧化。漏泄气体以气溶胶的形式存在,所述气溶胶主要包括小油滴以及一些碳和痕量的磨损碎屑以及飘尘。颗粒尺寸介于0.1至3微米的范围内,且绝大部?#31181;?#37327;分布落入0.5至2微米之间。该颗粒分布使得气溶胶很可能被?#23435;?#20837;。通过将气体加热至所指示的温度,催化剂36使烃和润滑油发生氧化从而使得即便不消除被排放至大气的来?#38405;?#20123;组分的气溶胶,也会使所述气溶胶最少化。
加热器的容量取决于引擎条件且特别是取决于引擎排量。对于9升的引擎而言,加热器的容量可高达约500瓦。然而,本领域的技术人员应该易于理解:引擎可被设置成其它形式且将需要具有不同容量的加热器。这种系统使得不需要复杂的过滤系统以及随后对这种过滤器进行清洗和/或更换。
尽管已经对优选实施例进行了描述,但应该理解:可在不偏离所附权利要求书所限定出的本发明的范围的情况下做出多种变型。

关于本文
本文标题:漏泄气体的催化净化.pdf
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