技术领域
[0001] 本实用新型属于机动车废气处理技术领域，具体涉及一种机动车废气净化分离及循环冷却系统。
背景技术
[0002] 随着现代工业的快速发展，车辆的急剧增加和废弃物的排放等，大气污染问题越来越严重，也使得人类赖以生存的环境得到严重污染，特别是空气中的PM2.5细颗粒物正在不知不觉的危害到了人类自身的健康。PM2.5细颗粒物主要来源于
汽车尾气排放以及工业废气，PM2.5细颗粒物可穿过
呼吸道深达
肺泡等组织并沉积，进而进入血液循环，最终引起肺癌等各种
疾病。而传统的汽车尾气处理装置对于颗粒较大的微粒有较好的过滤作用，而对PM2.5细颗粒物的过滤作用较差，因此不能满足人们的处理需要。实用新型内容
[0003] 实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决
现有技术中的不足，提供一种机动车废气净化分离及循环冷却系统。
[0004] 技术方案：本实用新型所述的一种机动车废气净化分离及循环冷却系统，包括机动车
发动机、
增压设备、分离器、自动控制系统、增压调节器、收集器和净化装置，所述的机动车发动机废气输出端与增压设备输入端连接，所述增压设备输出端与分离器的进气口连接，所述分离器的出气口分别连接有颗粒物
传感器和收集器，收集器输出端连接有净化装置，所述增压调节器与增压设备连接；所述自动控制系统两路
信号输入，两路信号输出，输入的信号为
油门的位移量和检测净化出气端的颗粒物浓度转换为0-5V标准
电压量；输出为两路为分离器
输出电压量控制
阀门开度和增压调节器的
增压压力；
[0005] 所述的分离器包括冷端管，通过
套管与此冷端管相连接的热端管，设在所述套管内的螺旋发生器，设在所述套管上的进气口，设在所述热端管内的
整流器、调节阀和热气出口，所述的螺旋发生器由一端与所述冷端管相连接的主螺旋发生器，套接在此主螺旋发生器另一端的辅螺旋发生器所组成，所述的辅螺旋发生器与所述的热端管相连接，所述的辅螺旋发生器由辅
涡流腔室，均匀设在此辅涡流腔室外圆周，且与所述辅涡流腔室的截面圆相切的一组辅
喷嘴所组成，所述的辅涡流腔室为喇叭形的扩
口腔室，且扩口端朝向热端管；
[0006] 所述的净化装置包括与分离器热气输出端连接的尾气净化本体，所述尾气净化本体包括消音室和次级净化室，消音室的一侧与尾气接管连接处设置尾气入口，另外一侧设置为尾气出口，在所述尾气入口处设置初级净化网，所述初级净化网为双层结构，在所述初级净化网之间填充催化剂；在消音室内与尾气出口连接有一根消音管，所述消音管的另外一端设置有壁上带孔的支管，所述次级净化室内设置净化
棉，在与所述消音管垂直方向上的次级净化室一侧设置净化出口。
[0007] 进一步的，所述机动车发动机包括
汽油发动机和
柴油发动机。
[0008] 进一步的，所述机动车发动机输出的废气经空压机增压至6-8kg后输送至分离器的进气端。
[0009] 进一步的，所述冷端管内设有冷端孔板，此冷端孔板内设有渐扩的冷气出口。
[0010] 进一步的，所述热端管的外部设有
散热片。
[0011] 进一步的，所述扩口腔室的扩口
角度α为5°-80°。
[0012] 进一步的，所述辅喷嘴为圆锥形渐缩喷嘴，且缩口端与所述的辅涡流腔室相连通，所述辅喷嘴数目为1-7个。
[0013] 进一步的，所述辅喷嘴与辅涡流腔室的截面圆的夹角β为2°-6°。
[0014] 进一步的，所述主螺旋发生器的喷嘴最小截面积为主涡流腔室截面积的0.1-0.25倍。
[0015] 进一步的，所述初级净化网之间填充分子筛催化剂。
[0016] 有益效果：本实用新型的机动车废气净化分离及循环冷却系统结构设计合理，可有效对发动机排出的氮
氧化物等废气进行高效率的分离和净化，通过通过对分离器进行改进，提高了分离转化效率，大大降低了有害物质的排放，同时分离后的冷气可以对发动机进行冷却散热，从而延长了发动机的使用寿命。
附图说明
[0017] 图1为本实用新型的处理系统结构图；
[0018] 图2为本实用新型的分离器结构示意图；
[0019] 图3为本实用新型的辅螺旋发生器的结构示意图；
[0020] 图4为图3的A-A结构剖视图；
[0021] 图5为本实用新型的净化装置结构示意图。
具体实施方式
[0022] 下面结合具体
实施例对本
发明的技术方案作进一步详细说明。
[0023] 如图1所示的一种机动车废气净化分离及循环冷却系统，包括：
[0024] 机动车发动机、增压设备、分离器、自动控制系统、增压调节器、收集器和净化装置，所述的机动车发动机废气输出端与增压设备输入端连接，所述增压设备输出端与分离器的进气口连接，所述分离器的出气口分别连接有颗粒物传感器和收集器，收集器输出端连接有净化装置，颗粒物传感器输出连接至发动机进行散热，所述增压调节器与增压设备连接；所述自动控制系统两路信号输入，两路信号输出，输入的信号为油门的位移量和检测净化出气端的颗粒物浓度转换为0-5V标准电压量；输出为两路为分离器输出电压量
控制阀门开度和增压调节器的增压压力。
[0025] 如图2、3和4所示，本实用新型的分离器结构示意图。包括冷端管1，通过套管2与此冷端管1相连接的热端管3，设在所述套管2内的螺旋发生器，设在所述套管2上的进气口10，设在所述热端管3内的整流器5、调节阀6和热气出口7，所述的螺旋发生器由一端与所述冷端管1相连接的主螺旋发生器9，套接在此主螺旋发生器9另一端的辅螺旋发生器8所组成，所述的辅螺旋发生器8与所述的热端管3相连接，所述的辅螺旋发生器8由辅涡流腔室13，均匀设在此辅涡流腔室13外圆周，且与所述辅涡流腔室13的截面圆相切的一组辅喷嘴14所组成，所述的辅涡流腔室13为喇叭形的扩口腔室，且扩口端朝向热端管3。
[0026] 压缩气体经进气口10进入螺旋管时，会经由套管2内的气体通道分别进入主螺旋发生器9的喷嘴和辅螺旋发生器8的辅喷嘴14，两股气体分别沿切线进入主螺旋发生器9的圆柱形腔室和辅涡流腔室13，在主螺旋发生器9的腔室形成的气旋在辅涡流腔室13被加强，并经辅涡流腔室13的扩口改变了气旋的角度，增大了螺旋管内部热气与冷气的压差，热气流向热气出口7移动，经由整流器5、调节阀6排出，此时由于冷端出口的压力小于热端出口，一部份气体由气旋中心返回经过辅涡流腔室13和主螺旋发生器9的圆柱形腔室两级
能量分离后，由冷气出口12排出，有效增加了能量分离的效率与温差。
[0027] 所述的冷端管1内设有冷端孔板11，此冷端孔板11内设有渐扩的冷气出口12，气旋内层的冷气经此冷气出口12分离出来。现有技术中，通常将冷气出口12与主螺旋发生器9做成一体形式，不利于更换，在冷端管1内设置冷端孔板11，可根据实际使用需要，将不同孔径的冷端孔板11与不同的螺旋发生器搭配使用，节省原料的同时还增强了螺旋管使用的通用性。
[0028] 所述的辅喷嘴14为圆锥形渐缩喷嘴，缩口端与所述的辅涡流腔室13相连通，辅喷嘴14与辅涡流腔室13的截面圆的夹角β为2°-6°，数目可以设置为1-7个，扩口腔室的扩口角度α为5°-80°，可以起到辅助能量交换和整流的作用。
[0029] 所述的热端管3的外部设有
散热片4，增大了热端管3的散热面积，使中心部分冷气流的能量尽快以热传导的方式由内层向外层传递，以得到
温度更低的冷气流。同时，散热片4的设置避免了由于热端管3温度过高而带来的操作危险性。
[0030] 所述的主螺旋发生器9的喷嘴最小截面积为主涡流腔室截面积的0.1-0.25倍，形成涡流效果最好。
[0031] 本实用新型的分离器，通过在原有主螺旋发生器9的
基础上增加了辅螺旋发生器8，使进入主涡流发生器9的气旋在辅螺旋发生器8内被加强，并改变了气旋的角度，增大了螺旋管内部热气与冷气的压差，从而增强了能量分离的效率与温差，达到增强螺旋管的温降与提高制冷系数的目的。经实际测试结果显示，在进气压力为0.6MPa，进气温度为15℃时，可得到到最低温度为-53℃的冷气，其最大温降达到68℃。当耗气量为325L/min时，最大制冷量能达到257W,冷效比达到0.791，制冷能效提高8％以上。
[0032] 如图5所示的净化装置结构图。包括与热气出口7连接的尾气净化本体，尾气净化本体包括消音室24和次级净化室27，消音室24的一侧与热气出口7连接处设置尾气入口，另外一侧设置为尾气出口，在尾气入口处设置初级净化网22，初级净化网22为双层结构，在所述初级净化网22之间填充分子筛催化剂；在消音室24内与尾气出口连接有一根消音管，消音管的另外一端设置有壁上带孔的支管23，次级净化室27内设置净化棉25，净化棉25采用防火棉材质，防火棉由涤纶
纤维原料经梳理铺网成型后，利用低熔点粘合纤维混合而成。净化棉25设置在尾气出口处，在尾气净化本体上设置用于填充净化棉25的槽，进一步，净化棉25还可以通过网孔板压紧(图中未标示)，网孔板置于凹槽内，有助于起到好的净化作用，净化后的气体便于在次级净化室27内形成缓冲后再从净化出口26排出，还可以在净化棉25后的次级净化室27内布置一层稀土催化剂，深度对尾气处理，进一步提高净化效果。在与消音管垂直方向上的次级净化室27一侧设置净化出口26，消音室24和次级净化室27通过隔板隔开，消音管的直径与尾气出口的直径吻合，在尾气净化本体上设置凹槽，隔板设置于凹槽内。
[0033] 从热气出口7出来的分离后烟气首先经过初级净化网22的催化剂的作用，然后再通过次级净化室27，在次级净化室27内通过净化棉25的
吸附作用，支管23增加尾气与消音管的
接触面积，引导气流，有助于消音。
[0034] 本实用新型的净化分离及循环冷却系统的原理是：机动车发动机排出的热废气经过空压机进行增压后，输送至分离器的进气端；当增压后的废气进入螺旋管的冷气发生器的时候，便可从冷气端得到冷气，从热气端得到热气。压缩废气喷射进螺旋管
涡流室后，气流以高达每分钟一百万转的速度旋转着流向螺旋管热气端出口，一部分气流通过控制阀流出，剩余的气体被阻挡后，在原气流
内圈以同样的转速反向旋转，并流向螺旋管冷气端。在此过程中，两股气流发生热交换，内环气流变得很冷，从冷气端流出(净化后的冷气)，外环气流则变得很热，从热气端流出(净化后的废气)。从冷气端流出的净化后的冷气连接至发动机对发动机进行散
热处理，而从热气端流出的净化后的废气进入净化装置进行净化，具体净化过程为：从热气出口7出来的分离后烟气首先经过初级净化网22的催化剂的作用，然后再通过次级净化室27，在次级净化室27内通过净化棉25的吸附作用，支管23增加尾气与消音管的接触面积，引导气流，有助于消音。
[0035] 冷气流的温度及流量大小可通过调节螺旋管热气端阀门控制。螺旋管热气端出气比例越高，则螺旋管冷气端气流的温度就越低，流量也相应减少。热气端装有一个小型的可调节阀门，有手动调节旋钮，这样就可以手动调节冷气的温度和气量。涡流发生器是一个可互换的固定部件，它用于控制压缩空气的容积，并可以按不同的流量和温度范围进行选择。
[0036] 本实用新型的机动车废气净化分离及循环冷却系统结构设计合理，可有效对发动机排出的氮氧化物等废气进行高效率的分离和净化，通过通过对分离器进行改进，提高了分离转化效率，大大降低了有害物质的排放，同时分离后的冷气可以对发动机进行冷却散热，从而延长了发动机的使用寿命。
[0037] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
