CN204900027U - 可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置，其包含有一外壳体，内设有一容置空间；一隔离孔板组件，该隔离孔板组件设有至少两个气流隔离孔板，该气流隔离孔板嵌设于该外壳体内壁，且相邻的气流隔离孔板之间填充有颗粒触媒，又该气流隔离孔板上设有至少一个高压放电体固定孔；至少一个高压放电体，各高压放电体分别穿设并固定于各该气流隔离孔板的各高压放电体固定孔；该气流隔离孔板上穿设固定有高压放电体，并于相邻的气流隔离孔板之间填充颗粒触媒，从而可以高压放电方式烧除颗粒触媒捕捉到的碳微粒，无需明火燃烧并可避免加热不均，因而可保持稳定的清除积碳效果，进而使本实用新型可达到大幅提高安全性及再生效能的目的。

Description

可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽油或柴油引擎排放系统的过滤装置，尤指一种可大幅提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置。

背景技术

汽油或柴油发电机排放的废气中含有碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)以及微粒排放物质等污染物，其中，微粒排放物质大部分是由碳或碳化合物的微小颗粒组成，为空气中细悬浮微粒(PM2.5)的主要来源之一，这些污染物会对人体或环境均造成严重危害，因而，目前在汽车或柴油车上通常会安装有触媒转化器(CatalyticConverter)或柴油碳微粒滤清器(DieselParticulateFilter，DFB)，例如中国台湾专利公报第M467729号即公开了一种“智能型滤烟消音装置”，如图1所示，其主要包含一气旋混合燃烧室11、一燃油与气体注料管12、一点火棒13以及一滤净器14，该气旋混合燃烧室11具有一接合口111，用以与引擎排气管相连接，该滤净器14可为陶瓷触媒滤芯或贵金属触媒滤芯，该智能型滤烟消音装置的工作原理为通过燃油与气体注料管12将燃油及气体分别注入该气旋混合燃烧室11中并与引擎排放的废气混合，再由该点火棒13引燃燃油，从而可将废气中的碳微粒烧掉，最后废气可再经过滤净器14进行进一步滤净处理。

如图1所示，该现有的智能型滤烟消音装置虽可清除废气中的碳微粒，但仍有部分有待改进之处：首先，滤净器14设置在气旋混合燃烧室11的后段，为了使大部分碳微粒在进入滤净器14之前被烧除，避免滤净器14内的触媒因积碳而影响寿命及过滤效果，该气旋混合燃烧室11必须持续性地燃烧碳微粒，如此一来，将大幅增加燃油的消耗量与成本；另外，使用燃油及点火棒13产生的明火来清除碳微粒的做法存在相当大的安全风险，其相关的燃料储存、连接输送设备容易因人为维修、保养的操作不当或疏忽而增加意外发生的几率；最后，火焰容易受气流动力影响热流分布及加热效果，导致燃烧效率降低并影响碳微粒的烧除率，所以，如何针对上述不足加以改进，即为本案案发明人欲解决的技术困难点。

实用新型内容

有鉴于现有的引擎滤烟装置使用燃油与火焰来烧除碳微粒，具有较高的安全风险，且加热或燃烧效率易受气流影响而降低，因此本实用新型的目的在于发展一种较安全且可高效能地清除触媒表面积碳的微粒捕捉装置。

为了达到以上目的，本实用新型提供了一种可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置，其包含：一外壳体，内设有一容置空间，该外壳体的两端分别设有一进气口与一出气口，又该外壳体设有至少一个触媒填充口；一隔离孔板组件，设置于该外壳体内部的容置空间中，该隔离孔板组件设有至少两个气流隔离孔板，该气流隔离孔板上设有多个透孔，又该气流隔离孔板嵌设于该外壳体内壁，从而使相邻的两个气流隔离孔板之间形成一个独立的触媒容置空间，该触媒容置空间内填充有颗粒触媒，又该气流隔离孔板上设有至少一个高压放电体固定孔；至少一个高压放电体，各该高压放电体设置于外壳体的容置空间内，且各高压放电体分别穿设并固定于各该气流隔离孔板的各高压放电体固定孔，又该高压放电体在与各高压放电体固定孔相穿设的位置分别套设有绝缘件，从而使高压放电体实通过绝缘件与高压放电体固定孔穿设固定。

在本实用新型的一实施例中，该外壳体为圆柱状的金属壳体，且该气流隔离孔板为圆形板体。

在本实用新型的一实施例中，该气流隔离孔板的周缘环设有至少两个卡合部，又各该卡合部以等间隔方式设置。

在本实用新型的一实施例中，该隔离孔板组件进一步包含有至少两个隔离孔板固定件，该隔离孔板固定件上设置有被卡合部，且该被卡合部的数量及设置位置与气流隔离孔板的数量及设置位置相对应，又该隔离孔板固定件的被卡合部与气流隔离孔板的卡合部相卡合。

在本实用新型的一实施例中，该隔离孔板固定件为长条状的矩形体，且该卡合部与被卡合部均为凹槽。

在本实用新型的一实施例中，该高压放电体为直流式高压放电棒。

在本实用新型的一实施例中，该高压放电体能够替换为至少一个电热丝。

在本实用新型的一实施例中，触媒填充口的数量与位置分别与触媒容置空间的数量及位置相对应。

本实用新型于气流隔离孔板上穿设固定有高压放电体，并于相邻的气流隔离孔板之间填充颗粒触媒，从而可以高压放电方式烧除颗粒触媒捕捉到的碳微粒，除了无需明火燃烧以大幅降低安全风险外，同时还可避免加热不均的问题，因而可保持稳定的清除积碳效果，进而使本实用新型可达到大幅提高安全性及再生效能的目的。

附图说明

图1为现有的智能型滤烟消音装置的结构示意图；

图2为本实用新型的侧视示意图；

图3为本实用新型中的气流隔离孔板的结构示意图；

图4为本实用新型中的气流隔离孔板与隔离孔板固定件相互卡合的局部放大示意图；

图5为本实用新型的动作示意图。

附图标记说明：11-气旋混合燃烧室；110-接合口；12-燃油与气体注料管；13-点火棒；14-滤净器；3-外壳体；31-容置空间；32-进气口；33-出气口；34-触媒填充口；4-颗粒触媒；5-隔离孔板组件；51-气流隔离孔板；511-透孔；512-高压放电体固定孔；513-卡合部；52-隔离孔板固定件；521-被卡合部；6-高压放电体；61-绝缘件；A1-废气；A2-废气。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型提供一种可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置，其包含：

一外壳体3，在本实施例中，该外壳体3为圆柱状的金属壳体，该外壳体3内设有一容置空间31，该外壳体3的两端分别设有一进气口32与一出气口33，其中该进气口32用以与一汽油引擎或柴油引擎的排气管相连接，该出气口33则用以与一消音管(muffler)相连接，在此，本实用新型与现有的触媒转化器或柴油碳微粒滤清器的安装方式是相同的，又该外壳体3设有至少一个触媒填充口34，该触媒填充口34与容置空间31相连通，从而使颗粒触媒4可由此处填入该外壳体3内，在本实施例中，该触媒填充口34的数量为两个；

一隔离孔板组件5，该隔离孔板组件5设置于该外壳体3内部的容置空间31中，该隔离孔板组件5设有至少两个气流隔离孔板51，如图3所示，该气流隔离孔板51上设有多个透孔511，如图5所示，从而使各透孔511可供车辆引擎所排放的废气A1通过，又该气流隔离孔板51以与气流方向相垂直的角度竖直嵌设于该外壳体3内壁，也即在本实施例中，该气流隔离孔板51为圆形板体，藉此，使相邻的两个气流隔离孔板51之间可形成一个独立的触媒容置空间，此外，该气流隔离孔板51上设有至少一个高压放电体固定孔512，在本实施例中，该高压放电体固定孔512的数量为六个，且各该高压放电体固定孔512以等间隔方式环绕设置于该气流隔离孔板51上；

其中，该透孔511的孔径小于颗粒触媒4的粒径，以避免颗粒触媒4通过透孔511，作为一较佳的实施方式，该透孔511的实际孔径尺寸可设在1mm～1.5mm之间，虽然越小的孔径可具有越好的过滤效果，但同时也会大幅提高加工难度与制作成本，因此，将透孔511的孔径设定在上述范围内为可兼顾过滤效果、加工复杂度与制造成本的较佳方案；

此外，在本实施例中，该气流隔离孔板51的数量为三个并以等间距方式设置，如此即可形成两个独立的触媒容置空间，同时，该两个触媒填充口34的位置也分别与这两个触媒容置空间相对应，一般而言，增加气流隔离孔板51的数量可具有较佳的过滤效果(此时通常触媒填充口34的数量也需对应增加)，但实际上可依外壳体3的整体长度或使用者需求来调整变化，本实用新型对此并不加以限定；

如图2及图3所示，其中，作为本实用新型的一种较佳实施方式，该气流隔离孔板51的周缘环设有至少两个卡合部513，又各该卡合部513以等间隔方式设置，该卡合部513可为凹槽，且该隔离孔板组件5尚可进一步包含有至少两个隔离孔板固定件52，一般而言，该隔离孔板固定件52的数量与卡合部513的数量相对应，该隔离孔板固定件52上设置有被卡合部521，且该被卡合部521的数量及设置位置与气流隔离孔板51的数量及设置位置相对应，也即在本实施例中，各该隔离孔板固定件52上分别设有三个被卡合部521，又该隔离孔板固定件52的被卡合部521与气流隔离孔板51的卡合部513相卡合，如图4所示，该隔离孔板固定件52可为长条状的矩形体，且该被卡合部521可为凹槽，藉此，使各气流隔离孔板51与隔离孔板固定件52相卡合后实现定位效果，以避免气流隔离孔板51在外壳体3内移位，进而使本实用新型可具有较佳的可靠度，此外，在本实施例中，该气流隔离孔板51绘示有六个卡合部513，因此该隔离孔板固定件52的数量也为六个，如此可更稳固地定位该气流隔离孔板51，但此处气流隔离孔板51的卡合部513与隔离孔板固定件52的数量仍可根据实际需求调整变化；

至少一个高压放电体6，各该高压放电体6设置于外壳体3的容置空间31内，且各高压放电体6分别穿设并固定于各该气流隔离孔板51的各高压放电体固定孔512，该高压放电体6具体可为高压放电棒，又该高压放电体6在与各高压放电体固定孔512相穿设的位置分别套设有绝缘件61，从而使高压放电体6实际上通过绝缘件61与高压放电体固定孔512相穿设固定，该绝缘件61可为陶瓷绝缘套，又该绝缘件61用以避免高压放电体6因漏电而无法正常工作，此外，由于在本实施例中，该气流隔离孔板51绘示有六个高压放电体固定孔512，因此也可对应地设置有六个高压放电体6，由于该颗粒触媒4填充于高压放电体6周围，该高压放电体6通过高压放电原理产生电弧，从而使电弧可于各颗粒触媒4之间窜流，从而可将颗粒触媒4表面所吸附的碳微粒予以烧除，使触媒达到再生(regeneration)的效果，又，按照高压放电体6所连接的电源种类，该高压放电体6可分为直流式高压放电棒或交流式高压放电棒，其中，又以直流式高压放电棒为优选方案，藉此，使该高压放电体6可直接连接车上的电瓶，从而无需再额外搭配车用的电源转换器进行直交流转换，进而可兼具简化结构与节省成本的功效，此外，在其他可行的实施例中，该高压放电体6也可改用电热丝代替，其与高压放电体6的差异在于，电热丝无法产生高压电弧，故与现有技术一样均为通过明火燃烧来去除碳微粒，但电热丝与高压放电体6一样无需使用燃料，故仍然可比现有技术具有更高的安全性；

如图3与图5所示，当车辆引擎所排放的废气A1由该进气口32进入容置空间31后，气流隔离孔板51以与气流方向相垂直的角度竖直嵌设于该外壳体3内壁，废气A1会通过该气流隔离孔板51的各透孔511，此时，各气流隔离孔板51之间填充有颗粒触媒4，从而可通过催化机制将废气A1中的污染物转换为无害物质，例如将一氧化碳(CO)或碳氢化合物(HC)转换为二氧化碳(CO₂)与水(H₂O)等等，前述催化反应涉及的具体原理均为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述，同时，各该颗粒触媒4表面也可吸附(捕捉)废气A1中所含的碳微粒，最后，经过净化后的废气A2即可由出气口33排出，此外，当各该颗粒触媒4表面上的积碳达一定程度时，该高压放电体6即可工作而释出电弧，电弧即可将颗粒触媒4表面上的积碳予以烧除，在此，值得一提的是，现有技术中以明火烧除碳微粒的方式存在温度随火舌距离越远而降低，导致烧除效果不均的问题，或是必须额外设置导流叶片等机构，如此则会造成结构复杂及成本提高，本实用新型采用高压放电体6，其高压电弧可直接于各相邻的颗粒触媒4上窜流，故烧除碳微粒的效果不受距离的限制，从而可在最大程度上精简该高压放电体6的设置数量，进而降低成本，但当增加该高压放电体6的数量时，则可具有提高触媒再生效率的效果，故实际实施中高压放电体6的数量也可根据使用者需求调整；

如图2所示，本实用新型于气流隔离孔板51上穿设固定有高压放电体6，并于相邻的气流隔离孔板51之间填充颗粒触媒4，使颗粒触媒4填充于高压放电体6周围，从而可以高压放电方式烧除颗粒触媒4捕捉到的碳微粒，除了无需明火燃烧以大幅降低安全风险，同时还可避免加热不均的问题，因而可保持稳定的清除积碳效果，进而使本实用新型可达到大幅提高安全性及再生效能的目的。

Claims (8)

1.一种可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置，其特征在于，包含：

一外壳体，该外壳体内设有一容置空间，该外壳体的两端分别设有一进气口与一出气口，又该外壳体设有至少一个触媒填充口；

一隔离孔板组件，设置于该外壳体内部的容置空间中，该隔离孔板组件设有至少两个气流隔离孔板，该气流隔离孔板上设有多个透孔，又该气流隔离孔板嵌设于该外壳体内壁，从而使相邻的两个气流隔离孔板之间形成一个独立的触媒容置空间，该触媒容置空间内填充有颗粒触媒，又该气流隔离孔板上设有至少一个高压放电体固定孔；

至少一个高压放电体，各该高压放电体设置于外壳体的容置空间内，且各高压放电体分别穿设并固定于各该气流隔离孔板的各高压放电体固定孔，又该高压放电体在与各高压放电体固定孔相穿设的位置分别套设有绝缘件，从而使高压放电体实通过绝缘件与高压放电体固定孔穿设固定。

2.根据权利要求1所述的可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置，其特征在于，该外壳体为圆柱状的金属壳体，且该气流隔离孔板为圆形板体。

3.根据权利要求2所述的可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置，其特征在于，该气流隔离孔板的周缘环设有至少两个卡合部，又各该卡合部以等间隔方式设置。

4.根据权利要求3所述的可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置，其特征在于，该隔离孔板组件进一步包含有至少两个隔离孔板固定件，该隔离孔板固定件上设置有被卡合部，且该被卡合部的数量及设置位置与气流隔离孔板的数量及设置位置相对应，又该隔离孔板固定件的被卡合部与气流隔离孔板的卡合部相卡合。

5.根据权利要求4所述的可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置，其特征在于，该隔离孔板固定件为长条状的矩形体，且该卡合部与被卡合部均为凹槽。

6.根据权利要求1所述的可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置，其特征在于，该高压放电体为直流式高压放电棒。

7.根据权利要求1所述的可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置，其特征在于，该高压放电体能够替换为至少一个电热丝。

8.根据权利要求1所述的可提高安全性及再生效能的微粒捕捉装置，其特征在于，触媒填充口的数量与位置分别与触媒容置空间的数量及位置相对应。