[實用新型]一種用于燃油發動機的空心體排氣管

有效

• 申請號: 201420056315.3
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN203948152U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 卡多施瓦斯基大衛;魯賽邁克爾;謝爾伊蘭
• 申請（專利權）人: 派銳有限公司
• 主分類號: F01N13/08
• 分類號: F01N13/08
• 代理公司: 上海百一領御專利代理事務所(普通合伙) 31243
• 代理人: 陳貞健

技術領域

本實用新型涉及小顆粒的積聚，尤其涉及在幾何結構的駐波的排氣管中的亞微顆粒的分組。?

技術背景

關于來自汽車排氣管尤其是來自柴油機的排放顆粒存在很大的健康和環境問題。所具有的尺寸范圍從納米到微米的顆粒(簡稱為“亞微顆粒”)對健康和環境造成了危險。因為亞微顆粒尺寸小，所以更易于該亞微顆粒滲透過呼吸系統。此外，在空氣中的更小尺寸顆粒的滯留時間更長得多。例如，在空氣中的0.1微米的顆粒的滯留時間將比1微米的顆粒的長大約100倍。因此，亞微顆粒存在兩倍的危險：(a)更長時間的曝光；以及(b)更易于滲透到肺。該危險在大量的學術論文以及US-EPA網站中描述。所發射的顆粒也危害到植被甚至是樓房和紀念碑的表面。術語“可吸入顆粒”在本文中與“亞微顆粒”可交替地使用。?

因此，以減少亞微顆粒數量為代價來提高顆粒的尺寸將降低由亞微顆粒所施加的對健康和環境造成的上述危險。本文所使用的術語“可過濾顆粒”指的是顆粒足夠大，以使一般的有生命物體尤其是人類的呼吸器官能夠過濾可過濾顆粒，從而防止可過濾顆粒進入到肺中。可過濾顆粒也相應于可以由機械過濾器所捕抓的顆粒。?

亞微顆粒的分組使更大尺寸的顆粒凝固和形成，從而降低亞微顆粒的數量。因此，具有將亞微顆粒分組成更大尺寸顆粒(優選地可過濾顆粒)的設備從而降低亞微顆粒(例如排放自諸如柴油機等的發動機的排氣系統的亞微顆粒)的數量是需要且將是有利的。?

關于亞微顆粒的分組的數學分析(在《Aerosol?and?Air?Quality??Research》中第6(1)卷第54-66頁由D.Katoshevski于2006年撰寫的《Characteristics?of?Spray?Grouping/Non-Grouping?Behavior》)被通過引用合并，用于所有的目的，正如本文所充分闡述的。該分析顯示，當承載亞微顆粒的物體(諸如空氣)的速度具有移動波的形狀時，由這種波所承載的顆粒可以形成具有在特定范圍內的參數的組。這種波存在于各種系統中，諸如在其中波是移動的海水中有顆粒的情況下，其在Winter，C.等人在《J.Geophysical?Research(JGR)》的卷112、C08010，doi10.1029/2005JC003423，2007中所發表的《Grouping?Dynamics?of?Suspended?Matter?in?Tidal?Channels》中描述，其通過引用被合并，用于所有的目的，正如本文所充分闡述的。?

實用新型內容

根據本實用新型的教導，提供了一種用于燃油發動機的空心體排氣管，所述空心體具有內表面、外表面、第一敞開端部、第二敞開端部和縱向軸線，其中該內表面被成形以形成具有至少兩個周期的駐周期波的幾何結構。當包括可吸入顆粒的氣體通過第一敞開端部進入排氣管并且通過第二敞開端部流出排氣管時，大量的吸入顆粒被分組以形成可過濾顆粒，同時流動到排氣管的內側，因此極大地增加了可過濾顆粒的數量并且極大地降低了可吸入顆粒的數量。通常，該縱向軸線水平地設置。在本實用新型的變型中，縱向軸線垂直地設置，其中第二敞開端部相對于第一敞開端部提升。在本實用新型的其他變型中，縱向軸線對角地設置，其中第二敞開端部相對于第一敞開端部提升。?

通常，排氣管的橫截面可以是圓形的、多邊形的、橢圓的或其它形狀。駐周期波包括窄的徑向尺寸D_N和寬的徑向尺寸D_W，其中窄的徑?向尺寸D_N極大地小于寬的徑向尺寸D_W，比值D_W/D_N直接地影響亞微顆粒的分組趨勢。?

其中在排氣管內側的速度場U是駐波速度場，如以下所計算的：?

U＝U_a-U_bcos(kx)(sin(ωt)+C)，?

其中U_a是平均速度，C是常量，U_b是幅度，ω是波的角頻率；?其中T是所述波周期，以及k是所述波數：其中L是所述波長，以及，其中所述常量C被選擇以分別在D_W和D_N處獲得最大速率和最小速率。?

其中如果歸一化的速度場U*是：?