一種低溫等離子體後處理裝置、柴油機及汽車的製作方法

2023-06-09 02:51:21 1

本實用新型屬於尾氣淨化技術領域，涉及一種低溫等離子體後處理裝置，尤其是涉及一種用於淨化柴油機尾氣顆粒物的低溫等離子體(Non-thermal plasma，簡稱NTP)後處理裝置、柴油機及汽車。

背景技術：

眾所周知，柴油機具有高燃油經濟性、高可靠性和低維護成本等特點。但是其尾氣排放，特別是微粒排放量一般要比同功率汽油機高几十倍甚至更多，因此，微粒排放對環境的汙染嚴重製約了柴油機的發展。隨著柴油車日益廣泛的應用和柴油車排放標準的日益嚴格，首要任務就是降低微粒和氧化氮的排放量。對於微粒而言，採用後處理技術控制微粒排放已成為必然趨勢；而基於NTP的靜電捕集技術是一種很有應用前景的技術措施。該技術能有效地將柴油機排氣微粒吸附於捕集器表面並形成微粒聚集體，具有淨化效率高、能耗低、無二次汙染的優點。為了及時有效的清除被吸附的微粒聚集體，提高捕集效率，需要了解並利用微粒聚集體的特性，而微粒聚集體採集系統的NTP後處理裝置則是最重要的組成部分。

因此，設計一種用於淨化柴油機尾氣顆粒物的NTP後處理裝置就顯得十分必要。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種淨化柴油機尾氣顆粒物的低溫等離子體後處理裝置、柴油機及汽車，用以及時有效的清除被吸附的微粒聚集體，提高捕集效率。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種淨化柴油機尾氣顆粒物的低溫等離子體後處理裝置，包括：

金屬腔體；

固定於所述金屬腔體內腔下表面的集塵極；

螺接於所述金屬腔體上表面的絕緣材料；

固定於所述絕緣材料上的芒刺電極組；

所述絕緣材料周圍加工有環形槽。

其中，所述金屬腔體為長方體。

其中，所述金屬腔體的上表面具有一開口，該開口與所述金屬腔體的進氣端的距離為5倍管徑。

其中，所述絕緣材料安裝在所述開口內。

其中，所述絕緣材料為雲母。

其中，所述芒刺電極組為25針芒刺電極。

其中，所述集塵極為鋁板。

其中，所述芒刺電極組與所述集塵極之間的距離為9-13mm。

本實用新型還提供了一種柴油機，包括如上所述的低溫等離子體後處理裝置。

本實用新型還提供了一種汽車，包括如上所述的柴油機。

本實用新型的上述技術方案至少具有如下有益效果：

本實用新型依據電暈放電原理進行設計，採用針-板放電方式，實現了低起暈電壓的目的；將金屬腔體設計為長方體，使該裝置對柴油機尾氣有一定的作用時間，且使氣體流動和反應充分；將絕緣材料及其上的芒刺電極組安裝在與進氣端5倍管徑的距離處，保證氣體在芒刺電極組附近已發展均勻；將芒刺電極組作為放電極，鋁板作為集塵極，結構簡單且能產生高密度的等離子體，過濾效率高、微粒捕集率高、阻力小、能耗低且捕集粒徑範圍廣；將芒刺電極組和集塵極之間的距離設計為9-13mm，使該裝置的最高擊穿電壓達到15KV。該裝置還不會造成由於發動機排氣背壓升高而導致的燃油經濟性下降的問題、可同時淨化柴油機尾氣中的NO、HO、NOx、PM等非常規排放物等諸多優勢。

附圖說明

圖1是本實用新型的NTP後處理裝置內部結構剖視圖。

圖2是本實用新型的NTP處理器的外部結構俯視圖。

附圖標記說明：

1-金屬腔體，2-芒刺電極組，3-絕緣材料，4-集塵極，5-環形槽。

具體實施方式

為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

如圖1-圖2所示，本實用新型的一實施例提供了一種低溫等離子體後處理裝置，包括：金屬腔體1；固定於所述金屬腔體1內腔下表面的集塵極4，所述集塵極4為鋁板；螺接於所述金屬腔體1上表面的絕緣材料3；固定於所述絕緣材料3上的芒刺電極組2；所述絕緣材料3周圍加工有環形槽5。

其中，所述金屬腔體1為長方體，所述金屬腔體1的上表面具有一開口，所述絕緣材料3安裝在所述開口內，所述25針芒刺電極組以5排5列的方式均勻分布在絕緣材料3上，使該裝置對柴油機排氣有一定的作用時間，使氣體流動和反應充分，過濾效率高，微粒捕集率高、阻力小、能耗低且捕集粒徑範圍寬，實現同時淨化柴油機尾氣中的NO、HC、NOx、PM等非常規排放物的目的。其中，所述開口與所述金屬腔體1的進氣端的距離為5倍管徑，保證了進入NTP後處理裝置內的氣體流動在所述芒刺電極組2附近時已發展均勻；所述絕緣材料3為雲母，該雲母具有較高的介電常數、較好的絕緣性能、加工性能和經濟性能，能在所述金屬腔體1和所述芒刺電極組2之間起到很好的絕緣作用；所述絕緣材料3周圍加工的所述環形槽5增加了所述絕緣材料3的爬電距離，使其大於安全的爬電距離。所述芒刺電極組2與所述集塵極4之間的距離為9-13mm，保證了本實用新型的NTP後處理裝置的最高擊穿電壓達到15KV。

本實用新型是基於電暈放電原理設計的，最高擊穿電壓為15KV，電暈放電形式採用較為簡單的針-板放電，使本裝置具有低起暈電壓和高擊穿電壓。本實用新型的工作過程為：在該NTP後處理裝置的芒刺電極組和集塵極之間施加負高壓電，所述芒刺電極組2與高壓直流電的負高壓端連接，作為放電極；所述集塵極4接地，這樣針板之間就會形成拋物線式的電場強度分布，芒刺電極組2與集塵極4之間的高電場將其周圍的空氣電離，形成高密度的低溫等離子體。柴油機尾氣在通過該NTP後處理裝置時，微粒吸附放電極附近空氣電離後產生的電子，使其自身帶上負電荷，在電場力作用下不斷向所述集塵極4表面沉積而實現微粒的捕集，從而達到降低柴油機尾氣微粒排放的作用。

本實用新型又一實施例提供了一種柴油機，其中，包括如上所述的NTP後處理裝置。

相應的由於本實用新型實施例的NTP後處理裝置應用於柴油機，因此，本實用新型實施例還提供了一種柴油機，其中，上述NTP後處理裝置的所述實現實施例均適用於該柴油機的實施例中，也能達到相同的技術效果。

本實用新型的再一實施例提供了一種汽車，包含如上所述的柴油機。

相應的由於本實用新型實施例的柴油機，應用於汽車，因此，本實用新型實施例還提供了一種汽車，其中，上述柴油機的所述實現實施例均適用於該汽車的實施例中，也能達到相同的技術效果。

以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。