CN111485975B - 凝并装置及汽车尾气排放系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种凝并装置及汽车尾气排放系统，涉及汽车尾气处理技术领域。所述凝并装置包括壳体以及至少一个凝并单元，壳体具有进风口和出风口，且形成有连通进风口和出风口的风道，各凝并单元设于风道内，凝并单元包括多个嵌套设置且相互间隙配合的套筒以及挡风板，其中，各套筒沿气流行进方向延伸且两端开口，且套筒的筒壁上贯设多个通孔，最外层的套筒与壳体之间，相邻两个套筒之间，以及最内层的套筒内均形成有通道，至少部分所述通道的进风侧对应所述进风口，全部所述通道由交错布置的第一通道和第二通道组成，所述第二通道的出风侧对应所述出风口；挡风板设于第一通道的出风侧，用以使第一通道中的气流通过通孔进入所述第二通道中。

Description

凝并装置及汽车尾气排放系统

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理技术领域，特别涉及一种凝并装置及汽车尾气排放系统。

背景技术

汽车排放越来越严格，国6阶段排放将颗粒数纳入排放控制，颗粒数排放控制成为汽车排放的难题，特别对于汽油发动机。汽车排放在机外净化的颗粒控制主要靠颗粒捕集器。但颗粒捕集器对颗粒的捕集有一定的效率，特别是汽油机的颗粒捕集器，效率要低一些，主要是因为太小的颗粒是无法被捕集的。

所谓凝并就是小颗粒通过一些机理作用合并成大颗粒的过程。促进微粒凝并的因素有紊流、重力、静电力和光泳等。凝并的速率还受到温度、压强、湿度、声波等因素的影响。最常见的凝并方式为荷电凝并，但制造电场的装置较为复杂，且要消耗电，成本高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种凝并装置，旨在提供一种结构简单、凝并效果好的凝并装置。

为实现上述目的，本发明提出一种凝并装置，包括壳体以及至少一个凝并单元，所述壳体具有进风口和出风口，且形成有连通所述进风口和所述出风口的风道，各所述凝并单元设于所述风道内，所述凝并单元包括：

多个嵌套设置且相互间隙配合的套筒，各所述套筒沿气流行进方向延伸且两端开口，且所述套筒的筒壁上贯设多个通孔，其中，最外层的所述套筒与所述壳体之间，相邻两个所述套筒之间，以及最内层的所述套筒内均形成通道，至少部分所述通道的进风侧对应所述进风口，全部所述通道由交错布置的第一通道和第二通道组成，所述第二通道的出风侧对应所述出风口；以及，

挡风板，设于所述第一通道的出风侧，用以使所述第一通道中的气流通过所述通孔进入所述第二通道中。

可选地，所述套筒设有两个，外套筒套设在内套筒的外周，以使得所述外套筒的外侧壁与所述壳体的内壁之间，以及所述内套筒的内部构成两个所述第一通道，所述外套筒的内侧壁与所述内套筒的外侧壁之间间隔形成所述第二通道。

可选地，所述通孔的孔径在自所述第一通道到所述第二通道的方向上逐渐变小。

可选地，所述凝并装置还包括节流板，所述节流板设于所述风道内，且位于所述凝并单元的进风侧，并与所述壳体的内壁连接，所述节流板上贯设有多个节流孔，且至少部分所述节流孔构成所述通道的入口。

可选地，所述节流孔的孔径在气流行进方向上逐渐变小。

可选地，所述凝并装置还包括喷水结构，所述喷水结构设于所述风道内，且位于所述凝并单元的进风侧，用以向所述风道内喷洒水雾。

可选地，所述喷水结构包括喷头本体，所述喷头本体设于所述壳体内且沿气流行进方向延伸，所述喷头本体的侧壁上设有多个喷水孔。

可选地，所述喷水结构还包括通过管道依次连接的水箱、水泵以及过滤器，所述过滤器与所述喷头本体连接。

可选地，所述凝并装置还包括整流板，所述整流板设于所述风道内，且位于所述凝并单元的出风侧，并与所述壳体的内壁连接，所述整流板分为对应所述第二通道的出风侧的主流风区、以及非主流风区，所述整流板上贯设有多个整流孔，其中，分布在所述主流风区的所述整流孔的孔径小于分布在所述非主流风区的所述整流孔的孔径。

本发明进一步提出一种汽车尾气排放系统，包括：

发动机，设有排气管；

如上所述的凝并装置，所述进风口与所述排气管连通；以及，

颗粒捕集器，所述颗粒捕集器与所述出风口连通，用以除去从所述出风口排出的气流中的大颗粒。

本发明的技术方案中，通过设置多个嵌套设置且相互间隙配合的套筒，形成第一通道和第二通道，并在套筒的侧壁上贯设有多个通孔，再在第一通道的出风侧设置挡风板，迫使第一通道中的气流通过通孔进入第二通道中，由于通孔的节流加速作用，与第二通道相邻的两个第一通道中的气流加速进入第二通道并在此交汇混合，气体的涡流强度增大，气流里的颗粒相互碰撞凝并的几率大大增加，从而提高了凝并效率，降低了气流中的颗粒数。同时颗粒经过凝并后尺寸变大，颗粒捕集器的捕集效率也会增加。本发明结构简单、凝并效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的凝并装置的一实施例的示意图；

图2为图1中A的放大图；

图3为本发明提供的汽车尾气排放系统一实施例的示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、外、内……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

目前的凝并装置结构复杂，凝并效果差。

鉴于此，本发明提出一种凝并装置及汽车尾气排放系统，旨在提供一种结构简单、凝并效果好的凝并装置。图1为本发明提供的凝并装置的一实施例的示意图；图2为图1中A的放大图；图3为本发明提供的汽车尾气排放系统一实施例的示意图。

请参照图1，本发明提出的凝并装置100，包括壳体1以及至少一个凝并单元2，壳体1具有进风口和出风口，且形成有连通进风口和出风口的风道，各凝并单元2设于风道内，凝并单元2包括多个嵌套设置且相互间隙配合的套筒21以及挡风板23，其中，各套筒21沿气流行进方向延伸且两端开口，且套筒21的筒壁上贯设多个通孔211，最外层的套筒21与壳体1之间，相邻两个套筒21之间，以及最内层的套筒21内均形成有通道22，至少部分通道22的进风侧对应进风口，全部通道22由交错布置的第一通道221和第二通道222组成，第二通道222的出风侧对应出风口；挡风板23设于第一通道221的出风侧，用以使第一通道221中的气流通过通孔211进入第二通道222中。

本发明的技术方案中，设计一种凝并装置100及汽车尾气排放系统，通过凝并单元2的多个嵌套设置且相互间隙配合的套筒21，形成第一通道221和第二通道222，套筒21的侧壁上贯设有多个通孔211，再在第一通道221的出风侧设置挡风板23，使得第一通道221中的气流通过通孔211进入第二通道222中，最终气体从第二通道222流向出风口。通过通孔211的节流加速作用，以及气体流通截面积的减小，增大了气体的涡流强度，有利于将气体中小的颗粒凝并为大颗粒，这样颗粒的数量就会下降，能够达到降低颗粒数的目的。同时颗粒经过凝并后尺寸变大，颗粒捕集器300的捕集效率也会增加。本发明结构简单、凝并效果好。

对于凝并单元2中套筒21的数量，本发明不做限制，优选地，请参照图1和图2，套筒21设置两个，具体地，外套筒套设在内套筒的外周，以使得外套筒的外侧壁与壳体1的内壁之间，以及内套筒的内部构成两个第一通道221，外套筒的内侧壁与内套筒的外侧壁之间间隔形成所述第二通道222。

图2中箭头方向为气体流动的方向，气体进入第一通道221和第二通道222中，由于挡风板23的作用，第一通道221中的气体通过通孔211节流加速后进入第二通道222中，被节流加速后在第二通道222中继续向后流动，在此过程中，气体中的小颗粒被凝并为大颗粒，结构简单，凝并效果好。

为了加强节流效果，在本发明实施例中，请参照图2，通孔211的孔径在自第一通道221到第二通道222的方向上逐渐变小，使气体的速度增加。

进一步地，请参照图1和图2，凝并装置100还包括节流板3，节流板3设于风道内，且位于凝并单元2的进风侧，并与壳体1的内壁连接，节流板3上贯设有多个节流孔31，且至少部分节流孔31构成通道22的入口。在气体进入凝并单元2之前，先使气体经节流板3节流加速，进一步增加气体的涡流强度，优化凝并效果。具体地，气流通过节流板3后被分成三股气流，一股气流直接进入第二通道222，一股气流进入中间的第一通道221，一股气流进入外围的第一通道221，由于挡风板23的限制，进入第一通道221的气流受迫进入第二通道222，三股气流在第二通道222中发生对流碰撞，对流碰撞加速凝并进程，使小颗粒结合为大颗粒，减少了颗粒数量。

此外，请参照图2，节流孔31的孔径在气流行进方向上逐渐变小，使气体的速度进一步增加。

进一步地，请参照图1和图2，凝并装置100还包括喷水结构4，喷水结构4设于风道内，且位于凝并单元2的进风侧，用以向风道内喷洒水雾。水雾增大了风道内气体的湿度，使得颗粒的表面粘度增加，有利于颗粒相互间凝聚，强化凝并效果。

为了使喷嘴均匀地喷洒水雾，在本发明实施例中，请参照图1，喷水结构4包括喷头本体41，喷头本体41设于壳体1内且沿气流行进方向延伸，喷头本体41的侧壁上设有多个喷水孔411。从各个方向喷水，水喷出后会碰撞到壳体1内壁被反射，从而保证整个气流截面上都有水雾存在，保证对气流的加湿效果。

此外，请参照图3，喷水结构4还包括通过管道依次连接的水箱42、水泵43以及过滤器44，过滤器44与喷头本体41连接。具体地，水箱42中的水经水泵43加压后输送至过滤器44，过滤掉水中的固体颗粒，之后纯净的水被输送至喷头本体41，经喷水孔411喷出，防止喷雾中的固体颗粒对气体的凝并效果产生影响。

经过凝并单元2的气体从第二通道222向出风口流动，由于第二通道222的截面积比壳体1的截面积小，使得气体在整个壳体1内流动不均匀，为了克服上述缺陷，在本发明实施例中，请参照图1，凝并装置100还包括整流板5，整流板5设于风道内，且位于凝并单元2的出风侧，并与壳体1的内壁连接，整流板5分为对应第二通道222的出风侧的主流风区51、以及非主流风区52，整流板5上贯设有多个整流孔53，其中，分布在主流风区51的整流孔53的孔径小于分布在非主流风区52的整流孔53的孔径。气体经过第二通道222排出后，被整流板5进一步阻挡节流，由于对应于第二通道222的主流风区51的整流孔53孔径较小，阻力相应较大，相应地，非主流风区52的孔径较大，阻力较小，所以气体会向非主流风区52分散，气体经过主流风区51和非主流风区52的整流孔53的整流之后，在壳体1内腔横截面上的分布均匀。均匀分布的气流有利于后期对气体中大颗粒的捕集。

本发明进一步提出一种汽车尾气排放系统，请参照图3，汽车尾气排放系统包括发动机200、凝并装置100以及颗粒捕集器300，其中，发动机200设有排气管201；凝并装置100为如上所述的凝并装置100，进风口与排气管201连通，用于对汽车排放的尾气中的小颗粒进行凝并；颗粒捕集器300与出风口连通，用以除去从出风口排出的气流中的大颗粒。通过凝并装置100的凝并作用，将汽车尾气中的小颗粒凝并为大颗粒，之后再经颗粒捕集器300捕集，使得其中的固体颗粒被吸收，结构简单，效率较高。

此外，请参照图3，汽车尾气排放系统还包括ECU 600和继电器700，发动机200在进行台架标定时，会识别出颗粒排放较大的一些工况点。当发动机200运行至颗粒排放大的工况点时，ECU 600控制继电器700结合，水泵43工作，纯净水经电子水泵43加压后进入雾化喷嘴喷射雾化。实现自动控制，节省人力物力。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种凝并装置，其特征在于，包括壳体以及至少一个凝并单元，所述壳体具有进风口和出风口，且形成有连通所述进风口和所述出风口的风道，各所述凝并单元设于所述风道内，所述凝并单元包括：

多个嵌套设置且相互间隙配合的套筒，各所述套筒沿气流行进方向延伸且两端开口，且所述套筒的筒壁上贯设多个通孔，其中，最外层的所述套筒与所述壳体之间，相邻两个所述套筒之间，以及最内层的所述套筒内均形成通道，至少部分所述通道的进风侧对应所述进风口，全部所述通道由交错布置的第一通道和第二通道组成，所述第二通道的出风侧对应所述出风口；以及，

挡风板，设于所述第一通道的出风侧，用以使所述第一通道中的气流通过所述通孔进入所述第二通道中；

所述通孔的孔径在自所述第一通道到所述第二通道的方向上逐渐变小。

2.如权利要求1所述的凝并装置，其特征在于，所述套筒设有两个，外套筒套设在内套筒的外周，以使得所述外套筒的外侧壁与所述壳体的内壁之间，以及所述内套筒的内部构成两个所述第一通道，所述外套筒的内侧壁与所述内套筒的外侧壁之间间隔形成所述第二通道。

3.如权利要求1所述的凝并装置，其特征在于，所述凝并装置还包括节流板，所述节流板设于所述风道内，且位于所述凝并单元的进风侧，并与所述壳体的内壁连接，所述节流板上贯设有多个节流孔，且至少部分所述节流孔构成所述通道的入口。

4.如权利要求3所述的凝并装置，其特征在于，所述节流孔的孔径在气流行进方向上逐渐变小。

5.如权利要求1所述的凝并装置，其特征在于，所述凝并装置还包括喷水结构，所述喷水结构设于所述风道内，且位于所述凝并单元的进风侧，用以向所述风道内喷洒水雾。

6.如权利要求5所述的凝并装置，其特征在于，所述喷水结构包括喷头本体，所述喷头本体设于所述壳体内且沿气流行进方向延伸，所述喷头本体的侧壁上设有多个喷水孔。

7.如权利要求6所述的凝并装置，其特征在于，所述喷水结构还包括通过管道依次连接的水箱、水泵以及过滤器，所述过滤器与所述喷头本体连接。

8.如权利要求1所述的凝并装置，其特征在于，所述凝并装置还包括整流板，所述整流板设于所述风道内，且位于所述凝并单元的出风侧，并与所述壳体的内壁连接，所述整流板分为对应所述第二通道的出风侧的主流风区、以及非主流风区，所述整流板上贯设有多个整流孔，其中，分布在所述主流风区的所述整流孔的孔径小于分布在所述非主流风区的所述整流孔的孔径。

9.一种汽车尾气排放系统，包括：

发动机，设有排气管；

如权利要求1至8任意一项所述的凝并装置，所述进风口与所述排气管连通；以及，

颗粒捕集器，所述颗粒捕集器与所述出风口连通，用以除去从所述出风口排出的气流中的大颗粒。

Images