ITMI941145A1

ITMI941145A1 - Sistema per la purificazione di gas di scarico

Info

Publication number: ITMI941145A1
Application number: IT001145A
Authority: IT
Inventors: Isao Yamamoto
Original assignee: Isao Yamamoto
Priority date: 1994-04-05
Filing date: 1994-06-02
Publication date: 1995-12-02
Also published as: JPH07279648A; GB9408763D0; IT1270155B; CN1141816A; DE4421133A1; KR950029538A; GB2288342B; FR2718187B1; CN1074939C; GB2288342A; FR2718187A1; US5464458A; DE4421133C2; KR0139490B1; ITMI941145A0

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

"Sistema per la purificazione dì gas di scarico"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda la rimozione di un prodotto contenuto in gas di scarico e la riduzione della quantità scaricata di componenti utili contenuti nei gas di scarico.

Per raggiungere lo scopo indicato, viene previsto un sistema per la purificazione di gas di scarico, comprendente una porzione a corpo cilindrico formata mediante collocazione, in continuo, di una pluralità di camere, in linea, una porzione ad ugello per l'eiezione di un fluido presentante una pressione predeterminata, essendo formata in almeno una camera della porzione a corpo, una porzione di compressione per alimentare, sotto pressione, un fluido attraverso un passaggio di alimentazione a pressione, in modo tale che il fluido possa venire eiettato dalla porzione ad ugello, una porzione a serbatoio per il fluido, collegata alla porzione di compressione attraverso un primo passaggio di alimentazione, una porzione di raccolta prevista nella camera, una porzione a serbatoio per il fluido raccolto, collegata alla porzione di raccolta attraverso un passaggio di raccolta, una porzione di estrazione dopo la raccolta disposta in una parte centrale del passaggio di raccolta e adatta a raccogliere il fluido e un prodotto separato dai gas di scarico, da parte del fluido, dalla porzione ad ugello, la parte raccolta nel serbatoio del fluido e la porzione di compressione essendo in comunicazione fra loro attraverso un secondo passaggio di alimentazione e mezzi di controllo in comunicazione con la porzione ad ugello, con la porzione di compressione e con la porzione di aspirazione e di raccolta e adatta al controllo, allo scopo di purificare i gas di scarico.

CAMPO DI UTILIZZAZIONE INDUSTRIALE

La presente invenzione si riferisce ad un sistema per la purificazione di gas di scarico e riguarda, in particolare, un sistema di purificazione di gas di scarico per la purificazione di gas di scarico di un motore, montato a bordo di un veicolo.

I motori termici vengono considerati, in generale, come motori a benzina, motori diesel, motori rotanti, e così via. Un sistema di scarico del motore è dotato di un catalizzatore per la purificazione dei gas di scarico e di un dispositivo di eliminazione dei rumori rappresentato da un cosiddetto silenziatore o marmitta di scarico, adatto a ridurre il rumore allo scarico.

Un catalizzatore include un catalizzatore di ossidazione, un catalizzatore di riduzione e un catalizzatore a tre vie. Questo catalizzatore è del tipo a pastiglie, o a granuli, del tipo Morris (del tipo a piastrine) o simili.

II catalizzatore di ossidazione riduce il monossido di carbonio CO e riduce gli idrocarburi (HC) contenuti nel gas di scarico, sfruttando il fenomeno dell'ossidazione, mentre il catalizzatore di riduzione riduce gli Nox, vale a dire gli ossidi di azoto, contenuti nel gas di scarico, mediante riduzione.

Il rimanente catalizzatore a tre vie riduce i tre componenti rappresentati da CO, HC e NOx contenuti nei gas di scarico.

Recentemente, si è verificata una tendenza ad una notevole restrizione dei gas di scarico, particolarmente da quei veicoli che sono dotati di motori diesel. Sono state studiate varie contromisure per la riduzione del carbonio contenuto nei gas di scarico, sotto,forma di "fumo nero".

Nei motori diesel precedentemente indicati, un olio leggero viene spruzzato nell'aria aspirata, dopo che l'aria è stata fortemente compressa, in modo tale da ottenere l'esplosione dell'aria e dell'olio leggero, senza accensione. Poiché il motore diesel non è dotato di un carburatore, a differenza di quanto si riscontra nei motori a benzina, l'efficienza di aspirazione dell'aria risulta elevata. Inoltre, poiché il tempo di combustione è lungo, il rendimento termico risulta elevato. Inoltre, poiché il consumo di combustibile risulta inferiore nei confronti dei motori a benzina, il motore diesel risulta economico.

Tuttavia, i motori diesel presentano un determinato inconveniente rappresentato dal fatto che poiché la pressione di compressione e la pressione di accensione risultano di valore elevato, il peso del motore diesel risulta maggiore rispetto ad un motore a benzina, mentre aumentano i rumori e le vibrazioni nell'autoveicolo, con il risultato che la massima velocità di rotazione del motore non può venire aumentata oltre un certo limite mentre è difficile l'ottenimento di un motore diesel di piccole dimensioni. A causa delle ragioni precedentemente indicate, il motore diesel viene generalmente montato a bordo di veicoli di grandi dimensioni.

In un sistema tradizionale, adottato per la purificazione dei gas di scarico, un catalizzatore a tre vie viene previsto, ad esempio, su di una parte intermedia di un sistema di scarico del motore e, pertanto, è possibile ridurre le componenti nocive contenute nei gas di scarico.

Tuttavia, il catalizzatore a tre vie svolge soltanto una funzione che rappresenta la funzione originale di un catalizzatore a tre vie, per la riduzione delle tre componenti rappresentate da CO, HC e Nox, come componenti nocive contenute nei gas di scarico,mentre non esplica la funzione di raccolta del carbonio come componente utile contenuto in un gas scaricato da veicoli equipaggiati con motori diesel.

L ' eliminatore dei rumori esplica soltanto la funzione di riduzione del rumore di scarico da un motore a benzina o da un motore diesel e non esplica alcuna funzione per quanto concerne la raccolta del carbonio come componente utile contenuto nei gas di scarico che viene scaricato dai veicoli equipaggiati con un motore diesel.

Come risultato esiste l'inconveniente che il carbonio, sotto forma di nero viene scaricato dai veicoli equipaggiati con un motore diesel, creando in tal modo una delle cause di inquinamento dell'aria.

D'altra parte, non esiste alcun dispositivo per la spruzzatura di un fluido nei gas di scarico e nei prodotti raccolti rappresentati, ad esempio, da CO, HC e NOx, carbonio, e così via, sotto forma di componenti dannosi contenuti nei gas di scarico e, pertanto, viene fortemente auspicato uno sviluppo di un dispositivo di questo tipo.

Conseguentemente, in conformità con i principi della presente invenzione viene previsto, per ovviare agli inconvenienti precedentemente citati, un sistema che consenta la purificazione dei gas di scarico e caratterizzato dal fatto di comprendere una porzione a corpo cilindrico formata disponendo, in continuo, una pluralità di camere in linea, una porzione ad ugello per eiettare un fluido ad una pressione predeterminata formato in almeno una delle camere della porzione a corpo, una porzione di compressione per alimentare, sotto pressione, un fluido attraverso un passaggio di alimentazione a pressione, in modo tale che il fluido possa venire eiettato dalla porzione ad ugello, una porzione a serbatoio di fluido collegata alla porzione di compressione attraverso un primo passaggio di alimentazione, una porzione di raccolta prevista nella camera, una porzione a serbatoio per la raccolta del fluido, collegata alla porzione di raccolta attraverso un passaggio di raccolta, una porzione di estrazione dopo la raccolta disposta in una parte intermedia del passaggio di raccolta e adatta a raccogliere il fluido e un prodotto separato dai gas di scarico da parte del fluido proveniente dalla porzione ad ugello, la porzione raccolta dal serbatoio del fluido e la porzione di compressione comunicando fra loro per il tramite di un secondo passaggio di alimentazione e mezzi di controllo in comunicazione con la porzione ad ugello, con la porzione di compressione e con la porzione di aspirazione e di raccolta e in grado di operare un controllo per la purificazione dei gas di scarico.

In virtù dello sviluppo della presente invenzione, realizzata in conformità con quanto descritto, quando i prodotti devono venire raccolti dai gas di scarico, un fluido presentante una pressione predeterminata viene eiettato, da un ugello, in almeno una camera della porzione a corpo, in modo tale da determinare un raffreddamento dei gas di scarico per effetto del fluido, per cui i prodotti possono venire separati dai gas di scarico, il fluido e i prodotti venendo raccolti dalla porzione di raccolta della camera, detto fluido venendo riportato nella porzione a serbatoio per il fluido raccolto, attraverso la porzione di aspirazione mentre i prodotti vengono efficacemente rimossi dai gas di scarico.

La presente invenzione risulterà più evidente dall’analisi della seguente descrizione dettagliata, la quale deve essere considerata in unione ai disegni allegati, nei quali:

le figure 1, 2, 3a-3d illustrano una prima forma pratica realizzativa della presente invenzione;

le figure 4, 5 e 6 illustrano una seconda forma pratica realizzativa della presente invenzione; e

la figura 7 illustra una terza forma pratica realizzativa della presente invenzione.

Le figure 1, 2, 3a-3d illustrano una prima versione della presente invenzione. Nella figura 1, il numero di riferimento 2 denota un sistema utilizzato per la purificazione dei gas di scarico, mentre in questa figura, il riferimento 4 contraddistingue un tubo di scarico di un motore rappresentato, ad esempio, da un motore diesel, non illustrato.

Il sistema 2 per la purificazione dei gas di scarico include una porzione a corpo cilindrico 8 formata disponendo, in continuo, una pluralità di camere ossia, ad esempio, tre camere contraddistinte dai riferimenti 6-1, 6-2 e 6-3, in linea.

La porzione terminale del tubo di scarico 4 della figura 1, sul lato a valle, è collegata ad una prima apertura 10-1 in grado di porre in comunicazione una porzione esterna con la prima camera 6-1 della porzione a corpo 8. La prima apertura 10-1 è formata in una prima parete di separazione 12-1.

Una seconda apertura 10-2, per porre in comunicazione la prima camera 6-1 con la seconda camera 6-2, è formata in una seconda parete di separazione 12-2; una terza apertura 10-3, per porre in comunicazione la seconda camera 6-2 con la terza camera 6-3 è formata in una terza parete di separazione 12-3, mentre una quarta apertura 10-4 per porre in comunicazione la terza camera 6-3 con la porzione esterna, è formata in una quarta parete di separazione 12-4.

Rispetto alle posizioni delle aperture corrispondenti alla prima-quarta apertura 10-1, 10-2, 10-3 e 10-4, secondo quanto rappresentato nelle figure 3(a)—3(d), deve essere rilevato che la prima apertura 10-1 è formata in una parte centrale della prima parete di separazione 12-1, la seconda apertura 10-2 è presente in una posizione sfalsata verso destra dal centro della seconda parete di separazione 12-2, la terza apertura 10-3 è disposta in una posizione sfalsata, verso sinistra, dal centro della terza parete di separazione 12-3, mentre la quarta apertura 10-4 è formata in una parte centrale della quarta parete di separazione 12-4, rispettivamente.

Un lato terminale posteriore nella seconda camera 6-2, vale a dire il lato della terza parete di separazione 12-3, è dotato di un membro 14 utilizzato per la schermatura di un liquido, ad esempio umidità. Questo membro di schermatura nei confronti dell'umidità, indicato in 14, viene riscaldato ad una temperatura di livello elevato, per mezzo del calore dei gas di scarico, allo scopo di provocare l'evaporazione dell'umidità passante attraverso lo stesso. Nel caso in cui una notevole quantità di umidità passasse attraverso l'apertura, il membro 14 di schermatura nei confronti dell'umidità, renderebbe liquida l'umidità e, pertanto, l'umidità resa liquida è costretta a cadere verso una porzione di fondo della seconda camera 6-2.

Il sistema 4 comprende un ugello 16 che rappresenta una parte ad ugello utilizzata per eiettare un fluido costituito, ad esempio, da acqua, ad una pressione predeterminata, formata in almeno una camera 6 della porzione a corpo 8 mentre comprende pure un elemento di compressione 20 utilizzato per alimentare, sotto pressione, un fluido attraverso un .passaggio di alimentazione a pressione 22, in modo tale che il fluido possa venire eiettato dall'ugello 16, mentre comprende una parte 24 a serbatoio per il fluido, tale serbatoio essendo collegato alla porzione di compressione 20 attraverso un primo passaggio di alimentazione 22, una porzione di raccolta 26 presente nella camera 6, una porzione a serbatoio 30 per la raccolta del fluido, collegata alla porzione di raccolta 26 attraverso un passaggio di raccolta 28, una porzione di estrazione 32 dopo la raccolta, disposta in una posizione intermedia del passaggio di raccolta 28 e atta a raccogliere l'acqua, come un fluido e un prodotto separato dai gas di scarico, per mezzo dell'acqua dall'ugello 16, la porzione 30 a serbatoio per il fluido raccolto e la porzione di compressione 20, essendo in comunicazione fra loro per il tramite di un secondo passaggio di alimentazione 34 e mezzi di controllo 36 in comunicazione con l'ugello 16, la porzione di compressione 20 e la porzione di estrazione dopo la raccolta, e adatti ad operare un controllo appropriato per la purificazione dei gas di scarico.

In modo più specifico, una porzione di separazione rappresentata, ad esempio, dal filtro 38 per la separazione di un prodotto composto da carbonio ottenuto mediante polverizzazione dei componenti contenuti nel gas di scarico raffreddato da un getto d'acqua atomizzato, proveniente dall’ugello 16 e dall'acqua proveniente dall'ugello 16, viene ottenuta fra la porzione di raccolta 26 e la porzione di estrazione dopo la raccolta 32, in corrispondenza di una parte intermedia del passaggio di raccolta 28.

Nella prima camera 6-1 della porzione a corpo 8 gli ugelli 16 sono disposti in corrispondenza di due posizioni nella parte frontale e nella parte posteriore della stessa, mentre uno, o una pluralità di ugelli 16, sono disposti in modo tale da dirigere il flusso verso una parte generalmente centrale della prima camera 6-1, in accordo con quanto rappresentato nella figura 2.

Un regolatore 40 per la regolazione della pressione del getto di fluido costituito, ad esempio, da un getto d'acqua, ad una pressione prestabilita, è disposto in corrispondenza di una parte intermedia di un passaggio di alimentazione 18 a pressione, per porre in comunicazione l'ugello 16 con la porzione di compressione comportante l'impiego di una pompa di compressione. Il regolatore 40 e la porzione 24 a serbatoio per il fluido, comunicano fra loro per il tramite di un passaggio di ritorno 42, in modo tale che una pressione elevata, nel regolatore 40, possa venire ritornata alla porzione a serbatoio per il fluido 24, attraverso il passaggio di ritorno 42.

Secondo quanto rappresentato nelle figure 1 e 2, una porzione di raccolta 26, rappresentata da un dispositivo principale, viene prevista su di una parte di fondo della prima camera 6-1, mentre una porzione di raccolta preliminare 44, sotto forma di un dispositivo sussidiario, viene prevista su di una parte di fondo della seconda camera 6-2. La porzione 30 a serbatoio per la raccolta del fluido, è collegata alla porzione di raccolta 26 e alla porzione di raccolta preliminare 44, attraverso il passaggio di raccolta 28. Un primo filtro 38-1 e un secondo filtro 38-2, a titolo di esempio, utilizzati per separare l'acqua e il carbonio, come un prodotto e la porzione di estrazione dopo la raccolta 32, comprendente una pompa di estrazione, vengono previsti in corrispondenza di una parte intermedia del passaggio di raccolta 28, nell'ordine indicato.

Il primo filtro 38-1 e il secondo filtro 38-2 vengono realizzati con l'impiego di un materiale ceramico, o di altro materiale appropriato e gli stessi sono del tipo a cartuccia amovibile, in modo tale che possa venire condotto un processo predeterminato, dopo la raccolta del prodotto.

Una quantità d'acqua pari, all'incirca, a cinquanta litri, in totale, viene alimentata alla porzione 24 a serbatoio per il fluido e raccolta nella porzione 30 a serbatoio di raccolta.

I quattro ugelli 16 precedentemente indicati, la porzione di compressione 20, la porzione di estrazione dopo la raccolta, indicata in 32 e il regolatore 40 sono collegati al complesso di controllo 36 comprendente un calcolatore e vengono controllati in modo tale da consentire lo svolgimento di una appropriata operazione di raccolta in accordo con un segnale di controllo proveniente dal complesso di controllo 36.

Nel caso in cui un veicolo, non rappresentato, comporti un calcolatore, il complesso di controllo 36 può utilizzare tale calcolatore. Nel caso in cui il veicolo non fosse dotato di un calcolatore, può essere utilizzato un calcolatore adatto per questo scopo.

Per la raccolta dei prodotti, ad esempio del carbonio contenuto nei gas di scarico, un getto d'acqua atomizzato, con una pressione prestabilita, viene eiettato dall'ugello 16 nella prima camera 6-1 della porzione a corpo 8, per mezzo di un sistema a getto d'acqua pressurizzato, costituente un gorgogliatore di lavaggio, i gas di scarico in uscita dal tubo di scarico 4 venendo rapidamente raffreddati dall'acqua atomizzata, in modo tale che i componenti contenuti nei gas di scarico possano venire polverizzati allo scopo di ottenere il carbonio.

Successivamente, l'acqua e il prodotto ottenuti vengono lasciati gocciolare verso la parte di fondo della prima camera 6-1, l'acqua e il prodotto vengono raccolti dalla porzione di raccolta 26 e, successivamente, l'acqua e il prodotto vengono separati per mezzo del primo filtro 38-1 e del secondo filtro 38-2. L'acqua, dopo la separazione, viene ritornata nel serbatoio per il fluido, attraverso la porzione di estrazione 32, in modo tale da rimuovere effettivamente il prodotto dai gas di scarico. Il prodotto raccolto dal primo filtro 38-1 e dal secondo filtro 38-2 viene eliminato in corrispondenza di intervalli di tempo prestabiliti, oppure dopo un tempo di impiego programmato, in modo tale da poter operare una pulitura dei filtri o la sostituzione degli stessi, per il tramite di un sistema a cartuccia.

In questo tempo, l'acqua ritornata alla porzione a serbatoio 30 per il fluido, viene alimentata alla porzione di compressione 20 da parte del secondo passaggio di alimentazione 34, in modo tale che la stessa possa venire nuovamente eiettata nella prima camera 6-1.

Operando in questo modo, è possibile una rimozione del carbonio, come prodotto dai gas di scarico, in misura dell'80% circa. Come risultato, la quantità di scarico di fumo nero può venire ridotta, eliminando in tal modo la causa o un fattore di inquinamento dell'aria. Questo risulta particolarmente vantaggioso per impieghi pratici.

Poiché la quantità di acqua eiettata può venire variata con l'ausilio dei mezzi di controllo 36, in accordo con le condizioni di guida di un veicolo, non rappresentato, il carbonio, come prodotto, può essere effettivamente raccolto e, conseguentemente, viene migliorata la convenienza di impiego.

Inoltre, in un sistema di scarico per un veicolo, non rappresentato, se la porzione a corpo 8 viene prevista su di una porzione laterale a valle del dispositivo di eliminazione dei rumori (non rappresentato}, è possibile evitare un possibile inquinamento del soppressore di rumori da parte del carbonio come prodotto e, pertanto, possono essere sfruttate sia la funzione di purificazione dei gas di scarico sia le funzioni di eliminazione dei rumori e, pertanto, il complesso risulta vantaggioso dal punto di vista pratico.

Inoltre, in un sistema di scarico di un veicolo, non rappresentato, se la porzione a corpo 8 viene prevista su di una porzione sul lato a monte di un eliminatore, o soppressore di rumori (non rappresentato), può essere evitato un possibile inquinamento del soppressore dei rumori da parte del carbonio, come prodotto e, pertanto, possono venire sfruttate entrambe le funzioni consistenti nella purificazione dei gas di scarico e nella funzione di eliminazione dei rumori e, pertanto, il complesso risulta particolarmente vantaggioso nel suo impiego pratico.

Le figure 4-6 illustrano una seconda forma pratica realizzativa della presente invenzione. In questa seconda versione, quelle porzioni che esplicano le stesse funzioni associate alla prima forma pratica realizzativa, sono state contraddistinte dagli stessi numeri di riferimento e la descrizione verrà riportata utilizzando gli stessi riferimenti numerici corrispondenti.

La caratteristica precipua di questa seconda versione è rappresentata dal fatto che il sistema 2 per la purificazione dei gas di scarico viene realizzato integralmente con un soppressore dei rumori 50 che risulta collegato al sistema di scarico ed opera in modo tale da ridurre il rumore allo scarico.

Deve essere rilevato che il soppressore dei rumori 50, collegato al tubo di scarico di un motore, non rappresentato e costituito, ad esempio, da un motore diesel viene realizzato secondo una configurazione cilindrica ottenuta disponendo, in continuo, e a titolo di esempio, quattro camere rappresentate dalla prima-quarta camera di espansione 6A-1, 6A-2, 6A-3 e 6A-4, disposte in linea.

Una porzione terminale, dal lato a valle, del tubo di scarico 4, collegata ad un lato a monte del soppressore dei rumori 50, è connessa ad una prima apertura 10-1 che pone in comunicazione una parte esterna con la prima camera di espansione 6-1 formata in modo tale da incrementare la funzione di eliminazione dei rumori. La prima apertura 10-1 viene realizzata in una prima parete di separazione 12-1.

Una seconda apertura 10-2 per porre in comunicazione la prima e la seconda camera di espansione 6A-1 e 6A-2 è formata in una seconda parete di separazione 12-2; una terza apertura 10-3, per porre in comunicazione la seconda e la terza camera di espansione 6A-2 e 6A-3 è formata in una terza parete di separazione 12-3; una quarta apertura 10-4, per porre in comunicazione la terza e la quarta camera di espansione 6A-3 e 6A-4 è formata in una quarta parete di separazione 12-4 mentre una quinta apertura 10-5, per porre in comunicazione la quarta camera di espansione 6A-4 con una porzione esterna, è formata in una quinta parete di separazione 12-5, rispettivamente.

Rispetto alle posizioni delle aperture della prima-quinta apertura 10-1, 10-2, 10-3, 10-4 e 10-5, secondo quanto rappresentato nelle figure 6(a)-6(e), la prima apertura 10-1 è formata in una parte centrale della prima parete di separazione 12-1, la seconda apertura 10-2 è formata in una posizione sfalsata verso sinistra dal centro della seconda parete di separazione 12-2, la terza apertura 10-3 è formata in una posizione sfalsata verso destra dal centro della terza parete di separazione 12-3, la quarta apertura 10-4 è formata in una posizione sfalsata, come nella seconda apertura 10-2, a sinistra dal centro della quarta parete di separazione 12-4, mentre la quinta apertura 10-5 è formata in una parte centrale della quinta parete di separazione 12-5, rispettivamente.

Un lato in corrispondenza dell'estremo posteriore, nella terza camera 6A-3, vale a dire un lato della quarta parete di separazione 12-4 è dotato di un membro 14 per la schermatura nei confronti dell'umidità. Il membro di schermatura 14 nei confronti dell'umidità, viene riscaldato I : sino ad una temperatura di valore elevato, per mezzo del calore di scarico, allo scopo di provocare l'evaporazione dell'umidità passante attraverso lo stesso. Nel caso in cui si verifichi la presenza di una notevole quantità di umidità, il membro 14 di schermatura nei confronti dell'umidità, converte la stessa in liquido, per cui l'umidità in forma liquida può cadere verso una porzione di fondo della terza camera di espansione 6A-3.

Il sistema 4 comprende un ugello 16 per l'eiezione dell'acqua sotto forma di un fluido atomizzato, ad una pressione prestabilita, nella seconda camera di espansione 6A-2 del sistema di eliminazione del rumore 50, comprende una porzione di compressione 20 per alimentare l'acqua sotto pressione attraverso un passaggio di alimentazione dell'acqua pressurizzata, indicato in 18, in modo tale che l'acqua atomizzata possa venire eiettata, dall'ugello 16, una porzione a serbatoio per il fluido 24 collegata alla porzione di compressione 20 attraverso un primo passaggio di alimentazione 22 ed una porzione di raccolta 26 prevista su di una porzione di fondo della seconda camera di espansione 6A-2.

Il sistema 4 comprende pure una porzione a serbatoio 30 per la raccolta del fluido, collegata alla porzione di raccolta 26, attraverso un passaggio di raccolta 28, un filtro 38 come una porzione di separazione per la separazione dell'acqua e del carbonio, mediante polverizzazione del prodotto contenuto nel gas di scarico raffreddato, da parte dell'acqua atomizzata, dall'ugello 16 ed una porzione di estrazione 32, dopo la raccolta, disposta nel punto di mezzo del passaggio di raccolta 28, la porzione a serbatoio 30 per il fluido raccolto e la porzione di compressione 20, essendo in comunicazione fra loro attraverso un secondo passaggio di alimentazione 34 e mezzi di controllo 36 in comunicazione con l'ugello 16, la porzione di compressione 20 e la porzione 32 di estrazione dopo la raccolta e in grado di operare un controllo, allo scopo di purificare i gas di scarico.

In modo più specifico, nella seconda camera di espansione 6A-2 dell ' eliminatore, o soppressore dei rumori 50, quattro ugelli 16 sono disposti in quattro posizioni, in totale, vale a dire in due posizioni della parte frontale e posteriore corrispondenti e in due parti indirizzate verso una parte generalmente centrale della seconda camera di espansione 6A-2, secondo quanto rappresentato nella figura 5.

Un regolatore 40, per regolare la pressione del getto d'acqua sino ad un valore prestabilito, è disposto in corrispondenza di una parte intermedia di un passaggio di alimentazione a pressione 18, per porre in comunicazione l'ugello 16 con la porzione di compressione 20 comportante l'impiego di una pompa di compressione. Il regolatore 40 e la porzione 24 a serbatoio, per il fluido, comunicano fra loro per il tramite di un passaggio di ritorno 42, in modo tale che una pressione di livello eccessivo, nel regolatore 40, possa venire riportata nella porzione a serbatoio 24 per il fluido, attraverso il passaggio di ritorno 42.

Secondo quanto rappresentato nelle figure 4 e 5, una porzione di raccolta 26, come un dispositivo principale, viene prevista su di una porzione di fondo della seconda camera di espansione 6A-2 mentre una porzione di raccolta preliminare 44, come un dispositivo sussidiario, viene prevista su di una porzione di fondo della terza camera di espansione 6A-3. La porzione 30 a serbatoio per il fluido raccolto, è collegata alla porzione di raccolta 26 e alla porzione di raccolta preliminare 44 attraverso il passaggio di raccolta 28. Due fra il primo filtro 38-1 e il secondo filtro 38-2, a titolo di esempio, per separare l'acqua e il carbonio e la porzione di estrazione 32 dopo la raccolta, comprendente una pompa di estrazione, vengono previsti in corrispondenza di una parte intermedia del passaggio di raccolta 28, nell'ordine indicato .

Il primo filtro 38-1 e il secondo filtro 38-2, vengono realizzati con l'impiego di un materiale ceramico, o di altro materiale appropriato e gli stessi sono del tipo a cartuccia amovibile, in modo tale che dopo la raccolta del prodotto possa venire condotto un processo appropriato.

Una quantità totale d'acqua pari, all'incirca, a cinquanta litri viene alimentata alla porzione a serbatoio di fluido 24 e alla porzione a serbatoio per il fluido raccolto 30.

I quattro ugelli 16 precedentemente indicati, la porzione di compressione 20, la porzione 32 di estrazione dopo la raccolta e il regolatore 40 vengono collegati ai mezzi di controllo 36 comportanti un calcolatore e vengono controllati in modo tale da condurre una operazione di raccolta predeterminata in accordo con un segnale di controllo generato dai mezzi di controllo 36.

DESCRIZIONE DEL FUNZIONAMENTO

Per la raccolta di carbonio contenuto nei gas di scarico, per mezzo del collegamento del dispositivo di eliminazione dei rumori 50 al tubo di scarico del motore diesel, dall'ugello 16 viene eiettata, nella seconda camera di espansione 6A-2 dell 'eliminatore, o soppressore dei rumori 50, acqua nebulizzata ad una pressione prestabilita, i gas di scarico che circolano, verso il basso, attraverso il tubo di scarico 4 venendo rapidamente raffreddati per mezzo dell'acqua nebulizzata e, pertanto, i componenti contenuti nel gas di scarico vengono polverizzati, con produzione di un prodotto del carbonio.

Successivamente, l'acqua e i prodotti ottenuti vengono lasciati gocciolare verso la porzione di fondo della seconda camera di espansione 6A-2, l'acqua e i prodotti vengono raccolti dalla porzione di raccolta 26 mentre, successivamente, l'acqua e il prodotto vengono separati dal primo filtro 38-1 e dal secondo filtro 38-2. L'acqua, dopo la separazione, viene ritornata alla porzione 30 a serbatoio per il fluido raccolto, attraverso la porzione di estrazione 32, rimuovendo quindi, efficacemente il prodotto dai gas di scarico.

In questo tempo, l'acqua ritornata alla porzione a serbatoio 30 per il fluido raccolto, viene alimentata alla porzione di compressione 20, da parte del secondo passaggio di alimentazione 34, in modo tale che la stessa possa venire nuovamente eiettata nella seconda camera di espansione 6A-2

Operando in questo modo, il carbonio dai gas di scarico può essere rimosso in ragione dell'80% circa. Inoltre, possono venire rimossi, o ridotti, CO, CH e NOx, o altri prodotti. Conseguentemente, la quantità di scarico di fumo nero può essere ridotta in modo tale da eliminare una causa dell'inquinamento dell'aria e, pertanto, il complesso proposto risulta vantaggioso in termini di impiego pratico .

Poiché la funzione di raccolta del carbonio, come prodotto, si somma alla funzione esplicata dal dispositivo di riduzione dei rumori 50, questo dispositivo può essere fatto funzionare in modo tale da ridurre il rumore allo scarico il che risulta vantaggioso in vista dell'impiego pratico. Inoltre, la disposizione del riduttore di rumore 50, nel veicolo, viene facilitata in uno spazio di montaggio limitato e non esiste il pericolo di richiesta di un maggior spazio. Inoltre, la costruzione non risulta eccessivamente complicata, la fabbricazione viene facilitata mentre i costi possono venire ridotti. Ovviamente, questo ri-sulta economicamente vantaggioso.

Poiché la quantità d'acqua che viene spruzzata può venire variata, sotto il controllo dei mezzi di controllo 36, in funzione di una condizione di marcia di un veicolo, non rappresentato, il carbonio può venire raccolto in modo efficace e, conseguentemente, viene migliorata la convenienza di impiego corrispondente.

Come precedentemente indicato, la figura 7 illustra una terza forma pratica realizzativa della presente invenzione.

Nella prima versione, l'acqua veniva eiettata come un fluido e veniva raccolto carbonio come prodotto utile, contenuto nei gas di scarico. La caratteristica di questa terza versione è rappresentata dal fatto che un gas viene utilizzato come un fluido anziché utilizzare un liquido.

In altri termini, come gas possono venire utilizzati aria compressa, anidride carbonica gassosa, azoto gassoso, gas furon, elio gassoso, argon gassoso e altri gas. Tutti questi gas, come base, esplicano una funzione di raffreddamento, presentano un basso punto di infiammabilità e sono economici.

I gas includono, fra altri, quelli ottenuti mediante neutralizzazione di un gas di scarico ossidato, in accordo con un processo di alcalinizzazione e quelli ottenuti mediante ionizzazione, in accordo con un processo elettrolitico.

Secondo quanto rappresentato nella figura 7, una porzione a serbatoio 60 per il fluido è costituita da una bombola a pressione, mentre una porzione a serbatoio per il fluido raccolto, è costituita da una bombola 62.

II filtro 38, come una porzione di separazione per separare il gas e il prodotto rimosso dai gas di scarico che vengono raffreddati dal gas proveniente dall'ugello 16, viene previsto in corrispondenza del punto di centro del passaggio di raccolta 28. Opportuni filtri costituiti, ad esempio, da due dei primi e secondi filtri 38-1 e 38-2, vengono previsti, parimenti, in corrispondenza del punto di mezzo del passaggio di raccolta 28 ma risultano sfalsati verso la porzione di raccolta 26 e il lato corrispondente alla porzione preliminare di raccolta 44, dalla posizione in cui è disposta la porzione di estrazione 32 dopo la raccolta.

Successivamente, disponendo la porzione a corpo 8 sul sistema di scarico di un veicolo dotato di un motore diesel, non rappresentato, i gas di scarico, che sono stati ossidati dal gas miscelato con il gas di scarico, possono venire ossidati per mezzo di un gas di neutralizzazione o di ionizzazione. Conseguentemente, i componenti nocivi, come prodotti dai gas di scarico quali, ad esempio, CO, HC e NOx, possono venire raccolti, mentre la quantità scaricata delle componenti CO, HC e NOx nocive può venire ridotta e, conseguentemente, è possibile eliminare le cause, o fattori che provocano l'inquinamento dell'aria.

Poiché la quantità di gas, sotto forma di un getto, può venire variata per mezzo del complesso di controllo 36, in conformità con la condizione di guida di un veicolo, non rappresentato, è possibile raccogliere, effettivamente, gli NOx e, conseguentemente, è possibile migliorare l'uso del sistema.

Rispetto ai gas, deve essere rilevato che impiegando un gas economico, in grado di svolgere una funzione di raffreddamento e caratterizzato da un basso punto di infiammabilità, non esiste il pericolo di accensione del gas, nell'impiego ed è possibile quindi migliorare il grado di sicurezza globale. Inoltre, è possibile ridurre il costo associato al carburante che viene utilizzato il che risulta vantaggioso in vista dell'impiego pratico e dell'economia.

La presente invenzione non è limitata alla prima-terza versione precedentemente descritte, poiché possono essere apportate varie modifiche e varianti rispetto a quanto precedentemente indicato.

Ad esempio, nella prima, nella seconda e nella terza forma pratica realizzativa della presente invenzione, il funzionamento del complesso per la raccolta dei prodotti rappresentati, ad esempio, dai componenti nocivi quali, ad esempio, il carbonio, CO, HC e NOx viene controllato con l'ausilio di mezzi di controllo. Deve essere rilevato che è possibile che il funzionamento venga avviato quando l'interruttore di accensione del veicolo viene attivato, mentre viene arrestato il funzionamento del complesso quando l'interruttore viene spento e, pertanto, possono venire omessi i mezzi di controllo.

Nella seconda forma pratica realizzativa della presente invenzione, le posizioni di apertura della prima-quinta apertura formate nella primaquinta parete di separazione, risultano in accordo con quanto rappresentato nelle figure 6{a)-6(e). Tuttavia, le posizioni di apertura possono essere rappresentate da posizioni simmetriche nei confronti di quelle della seconda forma pratica realizzativa, oppure possono venire adottate altre posizioni a condizione che la distanza dei passaggi dei gas di scarico attraverso il dispositivo di riduzione del rumore venga impostata di valore elevato.

Inoltre, nella prima versione della presente invenzione, il fluido eiettato nella porzione a corpo è costituito da acqua. Tuttavia, è pure possibile che un prodotto chimico rappresentato, ad esempio, da calcio, o da altri prodotti, venga eiettato unitamente all'acqua per cui altri componenti nocivi, contenuti nei gas di scarico, oltre al carbonio, quali CO, HC e NOx possano venire raccolti unitamente al carbonio.

Inoltre, nella prima-terza forma pratica realizzativa della presente invenzione, è possibile depurare i gas di scarico generati da un veicolo munito di un motore diesel. Tuttavia, è pure possibile che il sistema di purificazione dei gas di scarico venga previsto su di un sistema di scarico di un veicolo equipaggiato di un motore normale o su di un sistema di scarico di altro tipo dotato di un motore, allo scopo di consentire la depurazione dei gas di scarico del motore.

Nella seconda forma pratica realizzativa della presente invenzione, il sistema di purificazione dei gas di scarico è disposto integralmente sul dispositivo di riduzione del rumore. Tuttavia, il sistema di purificazione, o depurazione dei gas di scarico può essere formato da parti diverse dal sistema di eliminazione, o di riduzione del rumore. Ad esempio, è possibile che il sistema di purificazione, o depurazione dei gas di scarico venga formato integralmente con un dispositivo catalizzatore, in modo tale che il dispositivo catalizzatore possa svolgere la funzione addizionale di raccolta di carbonio, oltre alla propria funzione originale caratteristica di rimozione dei componenti CO, HC e NOx che costituiscono i componenti nocivi presenti nei gas di scarico.

Inoltre, nella prima-terza forma pratica realizzativa della presente invenzione, l'ugello viene utilizzato come una parte ad ugello per l'eiezione di un fluido costituito, ad esempio, da un liquido, o per l'eiezione di un gas. Alternativamente, è possibile adottare un sistema venturi nel quale la portata dei gas di scarico viene sfruttata, un sistema di scarico o di alimentazione in cui viene utilizzata la pressione associata ad un fluido, oppure è possibile impiegare altre tecniche note.

Inoltre, deve essere rilevato che è pure possibile che la funzione di raccolta di carbonio, mediante eiezione di acqua, in conformità con la prima forma pratica realizzativa della presente invenzione, venga comunemente adottata unitamente alla funzione di raccolta dei componenti nocivi quali, ad esempio, CO, HC e NOx, mediante eiezione di un gas, in accordo con la terza forma pratica realizzativa della presente invenzione.

In accordo con quanto precedentemente descritto, in conformità con i principi della presente invenzione, viene previsto un sistema per la purificazione di gas di scarico, comprendente una porzione a corpo cilindrico formata mediante collocazione, in continuo, di una pluralità di camere, in linea, una porzione ad ugello per l'eiezione di un fluido presentante una pressione predeterminata, essendo formata in almeno una camera della porzione a corpo, una porzione di compressione per alimentare, sotto pressione, un fluido attraverso un passaggio di alimentazione a pressione, in modo tale che il fluido possa venire eiettato dalla porzione ad ugello, una porzione a serbatoio per il fluido, collegata alla porzione di compressione attraverso un primo passaggio di alimentazione, una porzione di raccolta prevista nella camera, una porzione a serbatoio per il fluido raccolto, collegata alla porzione di raccolta attraverso un passaggio di raccolta, una porzione di estrazione dopo la raccolta disposta in una parte centrale del passaggio di raccolta e adatta a raccogliere il fluido e un prodotto separato dai gas di scarico, da parte del fluido, dalla porzione ad ugello, la parte raccolta nel serbatoio del fluido e la porzione di compressione essendo in comunicazione fra loro attraverso un secondo passaggio di alimentazione e mezzi di controllo in comunicazione con la porzione ad ugello, con la porzione di compressione e con la porzione di aspirazione e di raccolta e adatta al controllo, allo scopo di purificare i gas di scarico. Conseguentemente, il prodotto derivato dai gas di scarico e, in particolare, il carbonio, quando come fluido viene impiegata acqua, può essere rimosso in ragione dell'80% circa. Come risultato, la quantità scaricata di fumo nero può venire ridotta, in modo tale da eliminare una causa, o fattore di inquinamento dell'aria. Questo risulta vantaggioso per l'uso pratico. Inoltre, poiché la quantità d'acqua eiettata può venire variata per mezzo dei sistemi di controllo, in accordo con una condizione di guida di un veicolo, il prodotto può venire raccolto in modo efficiente e, conseguentemente, è possibile migliorare la convenienza di impiego del complesso. Inoltre, in un sistema di scarico di un veicolo, se la porzione a corpo viene prevista su di una porzione laterale a monte, o a valle rispetto a un dispositivo di riduzione dei rumori, possono venire utilizzate entrambe le funzioni per la purificazione dei gas di scarico e per la riduzione dei rumori, questa funzione essendo svolta dal dispositivo di riduzione del rumore. Questo risulta particolarmente vantaggioso nell'impiego pratico. Inoltre, se la funzione associata alla raccolta di un prodotto viene integralmente associata all ' eliminatore, o riduttore del rumore, il sistema di riduzione dei rumori può essere fatto funzionare in modo tale da ridurre il rumore allo scarico il che, ovviamente, risulta vantaggioso per l'uso pratico. Inoltre, la sistemazione viene facilitata in uno spazio di montaggio limitato per il dispositivo di riduzione del rumore nel veicolo e non esiste il pericolo di dover occupare uno spazio maggiore. Inoltre, la costruzione non risulta eccessivamente complicata, la fabbrica zione risulta facile ed è possibile ridurre i costi Ovviamente, questo risulta economicamente vantaggio so. Inoltre, se un gas viene utilizzato come i fluido, in accordo con quanto indicato, nel caso in cui la porzione a corpo venga prevista sul siste ma di scarico di un veicolo, è possibile la raccolta di componenti dannose, sotto forma di un prodotto dai gas di scarico, tali prodotti essendo rappresen tati da CO, HC e NOx, come risultato di una miscela dei gas di scarico e del combustibile, la quantità di scarico dei componenti nocivi CO, HC e NOx potendo venire ridotta mentre, di conseguenza, è possibile eliminare la causa, o il fattore di inquinamento dell'aria. Questo risulta vantaggioso dal punto di vista pratico. Inoltre, se come fluido viene utilizzato un gas economico, in grado di svolgere una funzione di raffreddamento e presentante un basso punto di infiammabilità, non esiste il pericolo di accensione del gas, nell'impiego ed è quindi possibile aumentare il grado di sicurezza. Inoltre, il costo del combustibile da utilizzare, può venire ridotto il che, ovviamente, risulta vantaggioso dal punto di vista dell'impiego pratico e dell'economia.

Come precedentemente indicato, la figura 4 rappresenta una vista schematica di un dispositivo di eliminazione dei rumori in accordo con la seconda forma pratica realizzativa della presente invenzione, mentre la figura 5 rappresenta una vista schematica in sezione della seconda camera, mentre la figura 6 riporta una vista schematica illustrante le posizioni di apertura della prima-quinta apertura formate nel dispositivo di riduzione del rumore, in cui (a^ rappresenta una vista schematica illustrante la posizione della prima apertura formata nella prima parete di separazione, (b) rappresenta una vista schematica illustrante la posizione dell'apertura rappresentata, in questo caso, dalla seconda apertura formata nella seconda parete di separazione, (c:) è una vista schematica illustrante la posizione della terza apertura formata nella terza parete di separazione, (d) illustra una vista schematica della posizione della quarta apertura formata nella quarta parete di separazione mentre (ej costituisce una vista schematica illustrante la posizione della quinta apertura formata nella quinta parete di separazione.

Come precedentemente indicato, la figura 7 riporta una vista schematica di una porzione del corpo di un sistema utilizzato per la depurazione dei gas di scarico in accordo con la terza forma pratica realizzativa della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema per la purificazione dei gas di scarico, caratterizzato dal fatto che comprende una porzione a corpo cilindrico formata disponendo, in modo continuo, una pluralità di camere in linea, una porzione ad ugello per l'eiezione di un fluido presentante una pressione prestabilita, formata in almeno una camera di detta porzione a corpo, una porzione di compressione per l'alimentazione, sotto pressione, di un fluido attraverso un passaggio pressurizzato di alimentazione, in modo tale che il fluido possa venire eiettato da detta porzione ad ugello, una porzione a serbatoio per il fluido, collegata a detta porzione di compressione attraverso un primo passaggio di alimentazione, una porzione di raccolta prevista in detta camera, una porzione a serbatoio per il fluido raccolto, collegata a detta porzione di raccolta, attraverso un passaggio di raccolta, una porzione di estrazione dopo la raccolta, disposta in una parte intermedia di detto passaggio di raccolta e adatta a raccogliere il fluido e un prodotto separato da un gas di scarico, da parte del fluido proveniente da detta porzione ad ugello, detta porzione a serbatoio per il fluido raccolto e detta porzione di compressione essendo collegate fra loro, attraverso un secondo passaggio di alimentazione e mezzi di controllo comunicanti con detta porzione ad ugello, con detta porzione di compressione e con detta porzione di estrazione dopo la raccolta e in grado di operare un controllo per la purificazione dei gas di scarico.
2. Sistema per la purificazione, o depurazione dei gas di scarico secondo la rivendicazione 1, in cui detto fluido è costituito da un liquido.
3. Sistema per la purificazione di gas di scarico secondo la rivendicazione 1 in cui detto fluido è costituito da un gas in grado di esplicare una funzione di raffreddamento e presentante un basso punto di infiammabilità, detto gas essendo economico.