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1、(10)申请公布号 CN 104047680 A (43)申请公布日 2014.09.17 C N 1 0 4 0 4 7 6 8 0 A (21)申请号 201410212691.1 (22)申请日 2014.05.20 F01N 3/08(2006.01) F01N 3/20(2006.01) F01N 3/28(2006.01) F01N 3/021(2006.01) (71)申请人周家镳 地址 315200 浙江省宁波市镇海区鼓楼东路 27号翰林国际826室 (72)发明人周家镳 (74)专利代理机构宁波市天晟知识产权代理有 限公司 33219 代理人张文忠 (54) 发明名称 燃油汽。
2、车尾气二氧化碳仿生净化器 (57) 摘要 本发明公开了燃油汽车尾气二氧化碳仿生净 化器技术，解决现有汽车三元催化转化器无法转 化尾气二氧化碳、净化PM2.5问题。借鉴绿色植物 光合作用原理，应用仿生科技及催化反应工程，人 工仿造光合作用，利用汽车废气残余热量、动能和 自体供电，配置仿生管内设人工电场，布多组镀钯 电极电网，在电势及贵金属催化双重作用下，尾气 中水被电离成氢和氧；含氢尾气进入以天然沸石 为介质的反应器，该介质具有高吸附、过滤及催化 特性，二氧化碳与氢合成为糖类有机物，逸出副产 品氧，实现二氧化碳转化及PM2.5过滤。为防止反 应产物沉积而失活，设计洗涤排污系统。本净化器 兼具消声。
3、功能，可取代现有二级消声器。本发明在 汽车制造和环保领域有重大现实意义。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104047680 A CN 104047680 A 1/2页 2 1.燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器，其特征是：采用模块式组合结构，由仿生管 (1)、隔板横梁(2)、催化反应器(3)、锥形帽(4)、及锥面底盖(5)五大部件构成；所述部件 采用的材质，除绝缘材料均为耐热不锈钢。 2.根据权利要求1所述的燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器，其特。
4、征是：所述仿生管 (1)位于净化器的前部，由尾气导入管(1a)、人工电场外套管(1b)、联结套管(1c)、压紧螺 母(1d)、人工电场集成(1e、1f、1g、1h、1j)、法兰座(1i)、碳烟丝网捕集器(1k)、电源接线盒 (1L)等组成；所述尾气导入管(1a)内径与汽车尾气管外径一致，端头加工螺纹，配压紧螺 母(1d)旋接，末端套装在一次挤压成型双口径联接套管(1c)小管外，焊接；人工电场外套 管(1b)插装在联接套管(1c)大管内孔中，以螺钉紧固连接，自上口端局部开两条平行而扇 面互成60角，6mm宽43mm长的槽口便于电极电网片接配电源导线；联接套管(1c)大管下 口同样开平行槽两条，长。
5、12mm、宽6mm；所述人工电场外套管(1b)内置人工电场，嵌装有沿 无底的绝缘陶瓷杯(1e),侧壁开两条与外套管相同槽口，宽8mm；杯内分层铺设镀钯不锈钢 丝电极电网片(1f)(网眼12目、镀层厚12m)，正负极各四片，共四组，正负极电网以 3mm厚云母垫圈间隔绝缘，每组电网间以6mm厚绝缘陶瓷垫圈区隔；所述仿生管(1)末端套 配法兰座(li),焊接紧固；人工电场集成完毕，组装时以橡胶石棉垫圈(1j)调整找平。 3.根据权利要求1所述的燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器，其特征是：所述隔板横 梁(2)厚6mm，是仿生管(1)与催化反应器(3)的过渡联接部件；安装位置处于净化器整体 重心部位，设耳。
6、环吊挂于汽车底梁作承重支撑；其朝仿生管(1)面中心通孔有3mm深环形凹 槽，供仿生管(1)插装联接，外围有螺孔，以圆柱头内六角螺钉与所述仿生管(1)之法兰座 (1i)紧固连接；隔板横梁(2)之背面与催化反应器外套筒(3a)的平口焊接，兼作与锥形帽 (4)的联接法兰；隔板横梁(2)开有6个35mm圆孔，减轻自重，兼作向锥形帽内腔填充绝 热材料之操作孔。 4.根据权利要求1所述的燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器，其特征是：所述催化反 应器(3)由外套筒(3a)和内胆(3b)组成；外套筒(3a)采用不锈钢薄壁管制成，一端平口与 隔板横梁(2)焊接，另一端挤压出宽15mm宽法兰面，以供与锥面底盖法兰面连。
7、接；所述外套 筒内腔装反应器内胆(3b)；内胆由两层口径各异的圆孔网格板围成焊接，圆孔直径4mm，网 孔中心行距、排距为7mm，交错呈梅花状排列，底部封闭，前端以盖封口，中央为尾气混合气 体走气道；所述环形空腔内填装反应介质天然沸石，粒度710mm，介质层厚汽油车3.5cm， 柴油车4.5cm，内胆外壁焊有三片互成90角方向的翼板，作导向及加强筋；装配位置的顶 面无翼板，供洗涤管(5b)插入；所述反应器外套筒与内胆间的环形空腔为集气排气道；所 述反应器内胆(3b)为插装式，以翼板定位，以锥面底盖(5)中心集气排气管(5a)之顶板加 调节垫压紧固定，可拆卸更新。 5.根据权利要求1所述的燃油汽车。
8、尾气二氧化碳仿生净化器，其特点是：所述锥形帽 (4)一次挤压成型，小口有15mm长直筒段，戴帽时紧套仿生管尾气导入管(1a)外壁，旋紧压 紧螺母(1d)；大口有15mm宽平面法兰，与隔板横梁(2)法兰圈以圆柱头内六角螺钉、螺母、 弹簧垫圈、弧形压板紧固连接；在相对于人工电场电极电网接线侧，帽壁开10mm电源线穿 线孔，外装电源接线盒(1L)；仿生管戴帽后将净化器已组装部分倒置，从反应器外套筒内 径隔板横梁预留孔向帽内空腔充填保温绝热材料膨胀蛭石，盖0.8mm厚平板封口。 6.根据权利要求1所述的燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器，其特征是：尾部锥面底 权 利 要 求 书CN 104047680 A。
9、 2/2页 3 盖(5)一次挤压成型，大口有15mm宽法兰面，与反应器外套筒(3a)下口法兰面间，衬2mm厚 橡胶石棉密封垫圈，以圆柱头内六角螺钉、螺母、弹簧垫圈、弧形压板紧固连接；所述锥面底 盖(5)小口焊有中心集气排气管(5a)，以2mm厚顶板封口焊接，底盖内腔处管壁布满8mm 集气孔，间距3mm；底盖锥面顶部焊洗涤管插入导管(5c),底部焊排污管(5d)；洗涤管(5b) 可自由插入，插入段开0.5mm喷水孔，径向间隔60呈半圆分布，轴向间距15mm；非洗涤时 以管堵封口；反应器内胆洗涤，可溶解清除介质层内反应生成物及过滤物微粒，防止反应器 失活，保持净化效率。 7.根据权利要求2所述的燃。
10、油汽车尾气二氧化碳仿生净化器，其特征是：所述仿生管 (1)人工电场采用汽车自体供电；电源接自汽车直流供电系统，额定电压汽油车12伏，重 型柴油车24伏；电源线截面4mm，允许负载电流值25安；锥形帽外设置电源接线盒(1L), 内装电木接线板，有盒盖防尘；并联出线，分支导线截面1mm，套绝缘防护套管，分别接于 正负电极电网片(1f),电极排列顺序前正后负；人工电场导电后，产生电极电势，在贵金属 催化剂钯共同作用下，混合气体中水电离分解成H 和O + ，完成人工光合作用的“光反 应”。 8.根据权利要求4所述的燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器，其特征是：所述催化 反应器(3)应用气固相固定床催化反应。
11、器工程技术，采用浙江特有的天然沸石作介质，具 有高效过滤，吸附混合气体中二氧化碳分子的特性，置留在介质中的二氧化碳与氢充分接 触、催化而产生还原反应，完成人工光合作用的“暗反应”，实现二氧化碳转化，并过滤降低 PM2.5含量。 9.根据权利要求1所述的燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器，其特征是：所述仿生管 尾气导入管(1a)前部内设置碳烟丝网捕集器(1k),过滤、阻隔尾气中碳烟微粒进入人工电 场，防止电极电网因积碳而发生断路事故；捕集器采用不锈钢丝网，网格80目，柴油车设四 层，其中两层镀钯；汽油车两层，一层镀钯；在催化剂存在下，炭沉积物在400时会被尾气 中的残余氧烧掉，使捕集器再生。 10.。
12、燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器，其特征是：仿生净化器安装于一级消声器之 后，汽车尾部，作三元催化转化器后的二级净化；尾气在催化反应器(5)中，反应消耗了热 量，衰减了动能，具有消声功能，可取代现有的二级消声器；仿生净化器与一级消声器排气 管(6a)的联接，设计采用连接管(6b)与双口径连接螺母(6c)变径对接；连接管(6b)进气 端内插入一级消声器排气管(6a),以紧定螺钉紧固并作密封处理；出气端与仿生管尾气导 入管(1a)以连接螺母旋接；变化连接管(6b)尾气入口端内孔的形状规格；形状规格为直 孔或变径孔；一个因素，就能实现仿生净化器产品定型和标准化，应用于不同车型的新车或 旧车改造。 权 。
13、利 要 求 书CN 104047680 A 1/7页 4 燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器 技术领域 0001 本发明涉及环保及汽车制造技术领域，尤其涉及燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化 器。 背景技术 0002 随着世界工业化进程，由矿物燃料应用而排放巨量二氧化碳与PM2.5微尘，所产 生的大气温室效应已危及地球气候失调，气温变暖，海平面上升；以及对空气的重度污染而 出现雾霾天气，严重威胁人类的生存环境。防治空气污染，减少二氧化碳排放，是当今世界 普遍关注的重大环保课题。 0003 资料表明，由汽车尾气排放的二氧化碳已占总排放量的35%，是碳排放的主要来 源，也是大气PM2.5的主因。截止2008。
14、年，世界汽车保有量已突破9亿辆，並以3000万辆/ 年的速度增长。至2011年底，中国已有各类机动车1.03亿辆。预计到2020年，全球汽车 保有量将达到12亿辆（其中中国为1.31.5亿辆）。届时，汽车所消耗的石油将达到每年 55亿吨，交通用油将占全球石油总消耗的62%。可以预见，汽车尾气的二氧化碳排放仍将大 幅增长，情势十分严峻。 0004 汽车尾气的净化，早在20世纪70年代中期，美国发明了三元催化转化器，将汽车 废气所含对人体有害的三种物质：一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物，转化为无害的二氧化 碳、水和氮。欧共体规定自1993年1月起，各国出售的新车必须配置三元催化转化器，并制 定了国际。
15、通用的欧-欧排放标准。 0005 然而，汽车尾气中被视为对人体无害却对大气存在严重危害的二氧化碳，由于技 术上的原因，至今仍是世界性难题。随着世界气象会议对碳排放目标的确立，限制汽车二氧 化碳排放出现了新动向，欧盟制定新标准：强制规定自2015年起，汽车尾气二氧化碳排放 量必须降至130克/公里以下，不达标的新车一律不准出厂，2020年强制降至95克/公里。 未雨绸缪，中国汽车制造业必须早有行动。 0006 节能与新能源汽车的研发正方兴未艾。混合动力汽车、纯电动汽车在节能、二氧化 碳减排、降低PM2.5方面已取得良好的技术效果。然而，纯电动汽车因电池、电机、电控等核 心技术在世界范围内的发展仍。
16、相对缓慢，充电设备等技术配套设施仍相对落后，其全面商 业化仍需相当时日。预见一、二十年内燃油汽车仍将维持主力地位。在现有条件下，研发并 实现燃油汽车尾气二氧化碳减排，PM2.5净化，仍具有重大现实意义。 发明内容 0007 本发明旨在研发一种燃油汽车尾气二氧化碳转化及PM2.5净化的新技术。仿生净 化器借鉴自然界绿色植物光合作用原理，应用仿生科技和催化反应工程，使尾气中二氧化 碳转化为糖类有机物（碳水化合物），并净化PM2.5微尘，继现有三元催化转化器之后，作二 级净化，使汽车尾气净化技术更臻完美。 0008 光合作用原理及反应机理概述： 说 明 书CN 104047680 A 2/7页 5 。
17、众所周知，绿色植物在阳光照射下吸收能量，因光电效应而产生电子、电流，其叶子不 断地吸收空气中的二氧化碳，根从土壤中吸取水，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放 氧的过程称为光合作用。其反应机理可以简单地用如下公式表示： 能源（阳光） 二氧化碳 + 水 葡萄糖 + 氧气 叶绿体（催化剂） （原料） （转化器） （产品） （副产品） 人类对自然界的光合作用原理尚未完全研究清楚，其中不少秘密仍有待探索。然而 如下几方面要素已被确认： 1、光合作用的发生必须由外界提供能量，阳光辐射为绿色植物提供了必要的热量和能 量； 2、光合作用中，存在于绿色植物叶子中的叶绿体吸收阳光，发生光电效应而产生电子， 电子。
18、在传递过程中形成电流； 3、植物利用自身的叶子吸收空气中的二氧化碳，根从土壤中吸取水，经茎、叶中纤维的 毛细作用将水提升至叶面，为光合作用准备好了原料； 4、光合作用的过程大体分为“光反应”和“暗反应”两个步骤。“光反应”是叶绿体里的 叶绿素接受阳光能量所产生的电子、电流，使叶内的水电离而分解成氢和氧；“暗反应”是氢 和二氧化碳合成为糖类有机物并贮存多余的能量，同时释出氧。 0009 5、叶绿素为植物光合作用的强催化剂。 0010 本发明的技术思路： 1、 燃油汽车尾气二氧化碳仿生净化器是借鉴绿色植物依靠光合作用，将二氧化碳与 水同化，接受阳光能量先将水分解成氢与氧（光反应），再令氢与二氧化碳。
19、合成为糖类有机 物并释放出氧（暗反应）的工作原理和反应机理，结合燃油汽车的实际，营造相仿的人工光 合作用条件，实现二氧化碳的无害转化。 0011 2、植物光合作用的反应参与物质二氧化碳和水，从空气及土壤中吸取；而仿生净 化器的人工光合作用，则由燃油汽车废气自身提供。汽油车废气含H 2 O 1012%，与所含CO 2 1013%基本平衡；柴油车废气含H 2 O 1.47%、CO 2 7%，水量不足的补充，可结合汽车节能 技术燃油掺水节油或采用喷水节油器，既可解决高压缩比发动机爆燃问题，并能提高发动 机的动力性，降低油耗量，也必然增加了废气中的含水量，自然满足了废气中二氧化碳与含 水量的平衡。 0。
20、012 3、利用燃油汽车废气中含有几乎与发动机所作有效功同等的能量（排气温度 400900，压力1.964.90/），取代外供能源阳光。尾气经三元催化转化器作一 级净化，由于采用低压降设计，以及净化过程为放热反应与绝热处理，出口尾气温度及压力 仍能满足二级净化的能量要求；采用汽车自身直流电源供电，构建人工电场，实现水的电离 分解，比阳光能源更直接、可靠；设计仿生管，在尾气通道中置人工电场，配置多组金属电极 电网，实施多级电离，提高“光反应”效果；金属电网片表面镀贵金属催化剂钯，镀层厚1 2m。钯具有吸氢及强催化作用，且价格便宜。镀钯电极有多相电催化作用，能使电离的反 应速率激增。 说 明 书C。
21、N 104047680 A 3/7页 6 0013 4、设计供“暗反应”的催化反应器。反应器内胆填装反应介质天然沸石，为浙江特 有。天然沸石具有很大比表面积，其晶格中存在很多大小均一的通道和空腔，比表面积高达 3001000m/克，具有强吸附、过滤和催化特性，而且价格低廉。催化反应器为气固相固定 床构造，尾气由仿生管完成“光反应”后，含氢混合气体进入反应器中央通道，以低压降径向 穿越介质层，氢与二氧化碳产生还原反应，合成糖类有机物，为吸热反应。由尾气提供热量 和动能，导致尾气温度和速度的衰减，有消声功能，故仿生净化器可取代原设计的二级消声 器。 0014 5、燃油汽车尾气中含有不同程度的碳烟微。
22、粒（汽油车较轻、柴油车严重）。为防 止碳烟进入人工电场在电极电网中沉积而发生断路事故，特别在仿生管前部尾气通道中， 设置碳烟丝网捕集器（由多层80目金属丝网组成，部分镀钯），因有催化剂存在，沉积物在 400时就会被尾气中的残余氧烧掉，使捕集器再生。 0015 6、催化反应器内胆介质层沉积的反应生成物和过滤微尘，需要经常清除，以免失 活，为此设计洗涤和排污系统。 0016 7、由于水电离“光反应”需要消耗热量、能量，而催化反应二氧化碳被氢还原生成 碳水化合物之“暗反应”为吸热反应，同样要消耗热量，为此净化器锥形帽内腔必须填充保 温绝热材料膨胀蛭石，保证有足够热源。 0017 8、仿生净化器设计采。
23、用模块式组合结构，以法兰和紧固件装配连接，便于检修、维 护或更新。 0018 本发明的具体技术方案： 1、仿生净化器采用模块式组合结构，由仿生管、隔板横梁、催化反应器、锥形帽、锥面底 盖五大部件构成。所述部件采用的材质，除绝缘材料均为耐热不锈钢。 0019 2、所述仿生管位于净化器的前部，由尾气导入管、人工电场外套管、联接套管、压 紧螺母、人工电场集成、法兰座、碳烟丝网捕集气、电源接线盒等组成。所述尾气导入管内径 与汽车尾气管外径一致，端头加工螺纹，配压紧螺母，末端套装在一次挤压成型双口径联接 套管小管外，焊接；人工电场外套管插装在联接套管大管内孔中，以螺钉紧固连接，自上口 端局部开两条平行而。
24、扇面互成60角、6mm宽、43mm长的槽口，便于电极电网片接配电源导 线；联接套管大管下口同样开平行槽两条，长12mm、宽6mm。上述人工电场外套管内置人工 电场，嵌装有沿无底的绝缘陶瓷杯，侧壁开两条与外套管相同槽口，宽8mm；杯内分层铺设 镀钯不锈钢丝电极电网片（网眼12目，镀层厚12m），正负极各四片，共四组，正负极电 网以3mm厚云母垫圈间隔绝缘，每组电网间以6mm厚绝缘陶瓷垫圈区隔。上述仿生管末端 套配法兰座，焊接紧固。人工电场集成完毕，组装时以橡胶石棉垫圈调整找平。 0020 3、上述隔板横梁厚6mm，是仿生管与催化反应器的过度联接部件。安装位置处于净 化器整体重心部位，设耳环吊挂于。
25、汽车底梁作承重支撑。其朝仿生管面中心通孔有3mm深 环形凹槽，供仿生管插装联接，外围有螺孔，与上述仿生管之法兰座以圆柱头内六角螺钉紧 固连接。隔板横梁之背面，与催化反应器外套筒的平口焊接，兼做与锥形帽的联接法兰。隔 板横梁开有六个35mm圆孔，减轻自重，兼作向锥形帽内腔填充绝热材料之操作孔。 0021 4、上述催化反应器由外套筒和内胆组成。外套筒采用不锈钢薄壁管制成，一端平 口，与隔板横梁焊接，另一端挤压出宽15mm宽法兰面，以供与锥面底盖法兰面联接。上述外 套筒内腔装反应器内胆。内胆由两层口径各异的圆孔网格板围成焊接，圆孔直径4mm，网孔 说 明 书CN 104047680 A 4/7页 7。
26、 中心行距、排拒为7mm，交错成梅花状排列，底部封闭，前端以盖封口，中央为尾气混合气体 走气道。上述环形空腔内填装反应介质天然沸石，粒度710mm，介质层厚汽油车3.5， 柴油车4.5；内胆外壁焊有三片互成90角方向的翼板，作导向及加强筋。装配位置的 顶面无翼板，供洗涤管插入；上述反应器外套筒与内胆间的环形空腔为集气排气道；上述 反应器内胆为插装式，以翼板定位，以锥面底盖中心集气排气管之顶板加调节垫压紧固定， 可拆卸更新。 0022 5、上述锥形帽一次挤压成型，小口有15mm长直筒段，带帽时紧套仿生管尾气导入 管外壁，旋紧压紧螺母；大口有15mm宽平面法兰，与隔板横梁法兰圈，以弧形压板、圆柱头。
27、 内六角螺钉、螺母、弹簧垫圈紧固连接，在相对于人工电场电极电网接线侧帽壁开10mm电 源线穿线孔，外装电源接线盒；仿生管带帽后，将净化器已组装部分倒置，从反应器外套管 内隔板横梁预留孔，向帽内空腔充填保温绝热材料膨胀蛭石，盖0.8mm厚平板封口。 0023 6、尾部锥面底盖一次挤压成型，大口有15mm宽法兰面，与反应器外套筒下口法兰 面间衬2mm厚橡胶石棉密封垫圈，以弧形压板、圆柱头内六角螺钉、螺母、弹簧垫圈紧固连 接；上述锥面底盖小口焊有中心集气排气管，以2mm厚顶板封口焊接，底盖内腔处管壁布满 8mm集气孔，间距3mm；底盖锥面顶部焊洗涤管插入导管，底部焊排污管。洗涤管可自由插 入，插入段。
28、开0.5mm喷水孔，径向间隔60呈半圆分布，轴向间距15mm。非洗涤时以管堵 封口。反应器内胆洗涤，可溶解清除介质层内反应生成物及过滤物微粒，防止反应器失活， 保持净化效率。 0024 7、上述仿生管人工电场采用汽车自体供电。电源接自汽车直流供电系统，额定电 压汽油车12伏，重型柴油车24伏；电源线截面4mm,允许负载电流值25安；锥形帽外设置 电源接线盒，内装电木接线板，有盒盖防尘；并联出线，分支导线截面1mm,套绝缘防护套 管，分别接于正负电极电网片，电极排列顺序前正后负。人工电场导电后，产生电极电势，在 贵金属催化剂钯共同作用下，混合气体中水电离分解成H - 和O + ，完成人工光合作用。
29、的 “光反应”。 0025 8、上述催化反应器应用气固相固定床催化反应器工程技术，采用浙江特有的天然 沸石作介质，具有高效过滤、吸附混合气体中二氧化碳分子的特性，置留在介质中的二氧化 碳与氢充分接触、催化而产生还原反应，完成人工光合作用的“暗反应”，实现二氧化碳转 化，并过滤降低PM2.5。 0026 9、上述仿生管尾气导入管前部，设置碳烟丝网捕集气，过滤、阻隔尾气中碳烟微粒 进入人工电场，防止电极电网因积碳而发生断路事故。捕集气采用不锈钢丝网，网格80目， 柴油车设四层，其中两层镀钯；汽油车两层，一层镀钯。在催化剂存在下，炭沉积物在400 时会被尾气中的残余氧烧掉，使捕集气再生。 0027 。
30、10、仿生净化器安装于一级消声器之后，汽车尾部，作三元催化转化器后的二级净 化。尾气在催化反应中，反应消耗了热量，衰减了动能，具有消声功能，可取代现有的二级消 声器。仿生净化器与一级消声器排气管的联接，设计采用连接管与双口径连接螺母变径对 接。连接管进气端插入一级消声器排气管，以紧定螺钉紧固并作密封处理；出气端与仿生管 尾气导入管以连接螺母旋接。变化连接管尾气入口端内孔的形状规格（直孔或变径孔）一个 因素，就能实现仿生净化器产品定型和标准化，应用于不同车型的新车或旧车改造。 0028 本发明的优点和效果： 说 明 书CN 104047680 A 5/7页 8 二氧化碳仿生净化器充分利用燃油汽车。
31、排放尾气中的残余热量、动能和自体供电 作人工光合作用所必需的能源，稳定、可靠。与三元催化转化器比较，同样无需外来的 能源及物料供应；而贵金属催化剂的用量少，催化反应介质天然沸石廉价、高效，净化器制 作和运行成本低；设计采用模块式组合结构、法兰连接，便于维护、检修和拆装更新；反应 器内胆设洗涤排污系统，常态化清除反应产物及过滤物，防止失活，保持效率和使用寿命； 仿生净化器既弥补了三元催化转化器不能转化二氧化碳和净化PM2.5的功能不足，是汽车 尾气的二级净化装置，又可替代二级消声器。 0029 二氧化碳仿生净化器应用仿生科技和催化反应器工程，实现燃油汽车尾气二氧化 碳转化和PM2.5净化，无疑是。
32、汽车工业和环保领域的重大技术创新。 附图说明 0030 图1是汽油车尾气二氧化碳仿生净化器主体结构示意图； 图2是柴油车尾气二氧化碳仿生净化器主体结构示意图； 图3是仿生管人工电场结构示意图； 图4是催化反应器内胆洗涤排污系统示意图； 图5是仿生净化器与一级消声器连接组装示意图。 具体实施方式 0031 以下结合附图对本发明实施例作详细描述。 0032 结合附图1、2对本发明汽油车和柴油车两型实施例燃油汽车尾气二氧化碳仿生 净化器的结构组成及连接方式描述于下：两型车净化器结构基本相同，由仿生管1、隔板横 梁2、催化反应器3、锥形帽4、锥面底盖5五大部件组成，设计采用模块式组合结构，主要参 数比。
33、较于下： 总长mm(含尾气管) 最大外径mm 反应器直径mm 总重 汽油车 630 180 150 7.5 柴油车 650 240 190 10 仿生管1位于净化器前部，由尾气导入管1a、人工电场外套管1b、联接套管1c、压紧螺 母1d、绝缘陶瓷杯1e、镀钯电极电网片1f、云母绝缘垫圈1g、绝缘陶瓷垫圈1h、法兰座1i、 橡胶石棉垫圈1j、碳烟丝网捕集气1k、电镀接线盒1L等组成；隔板横梁2是净化器前部仿 生管1与中部催化反应器3的连接之桥；催化反应器3位于净化器中部，由反应器外套筒3a 和内胆3b组成；锥形帽4是仿生管的绝热及保护装置；锥面底盖5位于净化器尾部，有中心 集气排气管5a、洗涤管。
34、5b、插入导管5c及排污管5d组成，是反应生成物的汇集、排泄系统。 0033 连接组合顺序及方式：将上述隔板横梁2背平面与反应器外套筒3a的平口端焊 接，构成联结法兰面；置平该面，将仿生管1之人工电场外套管1b插装在其中心环形凹槽 内，套入法兰座1i焊接，凹槽底铺2mm厚橡胶石棉板垫圈1j；将绝缘陶瓷杯1e嵌装入人工 电场外套管1b内，保持两者槽口相合；将镀钯电极电网片1f接电源分导线，顺槽口嵌装平 铺入陶瓷杯，正负极电网片以云母绝缘垫圈1g相互间隔；每组电网间以绝缘陶瓷垫圈1h区 隔；顶面用橡胶石棉板垫圈填平压紧；将尾气导入管1a插入联结套管1c之小管端，焊接； 联结套管1c之大管端开有12。
35、mm长、6mm宽相夹60的平行槽，将其套入人工电场集成管 说 明 书CN 104047680 A 6/7页 9 中，并以四枚d5mm十字槽半沉头螺钉紧固连接，再以圆柱头内六角螺钉将法兰座1i与隔板 横梁2紧固连接。部件1与2合为一个整体。 0034 将漏斗状锥形帽4之小口套入仿生管1前部的尾气导入管1a,再将人工电场电网 导线束穿经锥形帽上穿线孔。大口平面法兰与隔板横梁法兰面对准螺孔，以弧形压板、圆柱 头内六角螺钉、螺母、弹簧垫圈紧固连接；小口部以压紧螺母1d螺纹旋接封口。正负电极电 网导线束接入电源接线盒1L。 0035 将已组装的净化器部分倒置，从反应器外套筒3a中，经隔板横梁2所开预留孔。
36、向 锥形帽4内空腔填充绝热保温材料膨胀蛭石，盖0.8厚平板封口；将已装满天然沸石介质 的反应器内胆3b加盖封口，插装入反应器外套筒3a，靠内胆外侧的翼板导向、定位，中央走 气道与仿生管中心通道对接。 0036 锥面底盖5小口插装中心集气排气管5a，焊接紧固；排气管焊有顶板封口，管壁布 满8集气孔，间距3；顶部和底部分别焊接洗涤管插入导管5c及排污管5d，洗涤管5b 可自由插入。催化反应器外套筒3a)的下口平面法兰与锥面底盖5大口的平面法兰组装时， 中间加2厚橡胶石棉板密封垫圈，对准螺孔，以弧形压板、圆柱头内六角螺钉、螺母、弹簧 垫圈紧固连接。反应器内胆3b被锥面底盖5之中心集气排气管5a顶板压。
37、紧紧固。 0037 整套净化器各零部件的组合连接全部描述完毕。 0038 以下结合图3，对仿生管人工电场的结构及工作原理描述如下：上述人工电场由 四组电极电网构成，嵌装于壁厚5有沿透底的绝缘陶瓷杯盘1e内；正负电极两片电网1f 为一组，以3厚云母垫圈间隔绝缘，电网材质为不锈钢镀钯丝网，网孔12目，镀钯层厚1 2m；相邻两组电网以6厚陶瓷垫圈1h间隔绝缘；人工电场电源接自汽车自体直流供 电系统；额定电压汽油车12伏，重型柴油车24伏，电源线截面4，允许负载电流值25 安，并联出线，分导线截面1，正负极各四路接入电网片；电源线接线盒1L)固定在锥形 帽外壁，上预留10穿线孔。 0039 正负电极电。
38、网通电时，产生电极电势，汽车尾气高速穿越电网时，混合气体高能粒 子发生激烈碰撞，在电势和贵金属催化剂钯的催化作用下，水电离分解成氢和氧，多组电网 产生多次电离，完成人工光合作用的“光反应”而生成氢。 0040 以下结合图4，对催化反应器内胆3b洗涤排污系统作如下描述：汽车尾气含CO 2 、 H 2 等混合气体自仿生管1进入催化反应器3中心通道，径向穿越内胆3b环形天然沸石介质 层，因天然沸石的强吸附、过滤及催化特性，CO 2 被H 2 还原反应生成糖类有机物及副产品氧， 氧随尾气逸出，糖类有机物在介质层沉积，尾气中PM2.5微粒被介质过滤吸附。为防止反应 器失活，影响净化效率，采用反应器内腔3。
39、b定时喷淋洗涤及排污措施。在锥面底盖5上沿 顶端设洗涤管插入导管5c，焊接，洗涤管5b)可自由插入反应器外套筒3a与内胆3b间环 形空腔的顶部；洗涤管插入段开0.5喷水孔，管壁下半圆呈径向间隔60、轴向间距15 分布。在锥面底盖5下沿最低处设排污管5d，焊接；洗涤作业时，清水经加压自洗涤管5b 喷孔喷出，清水自内胆上半部介质层喷淋落经下半部介质层，污水在底部汇集，自排污管排 出。 0041 以下结合图5，对仿生净化器与一级消声器对接组装作如下描述：仿生净化器的 安装位置于一级消声器之后，靠近汽车尾部。尾气经三元催化转化器处理后作二级净化。二 者的连接，设计采用连接管6b与双口径连接螺母6c变径。
40、对接。将一级消声器排气管6a插 说 明 书CN 104047680 A 7/7页 10 入连接管6b进气口，以紧定螺钉紧固并作密封处理；出气端与仿生管尾气导入管1a以连接 螺母6c旋接。只需变化连接管6b尾气入口端内孔的形状规格直孔或变径孔与一级消声器 排气管6a相匹配一个因素，就能实现仿生净化器产品定型和标准化，可应用于不同车型的 新车或旧车改造。上述仿生净化器，其尾气在催化反应器中消耗了热量，衰减了动能，具有 消声功能，故可取代二级消声器。 0042 以下再结合附图1至5，对汽车尾气二氧化碳仿生净化器的工作原理和净化流程 作进一步描述： 汽车发动，气缸运转、排气，电机启动充电；电源向仿生管。
41、1人工电场供电；正负电极电 网1f通电产生电离电势；汽车尾气进排气管，经三元催化转化器作一级净化处理后，所含 一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物被转化；混合气体成分中含二氧化碳、水、氮和氢，尾气 经一级消声器排气管6a进入仿生净化器连接管6b，导入仿生管尾气导入管1a，经碳烟丝网 捕集器1k滤去碳烟微粒，进入仿生管人工电场；高速气体粒子与电极电网1f激烈碰撞，在 电离电势与贵金属催化剂钯的双重作用下，H 2 O被电离分解成H - 和O + ；混合气体导入催 化反应器3，径向穿越反应器内胆3b，CO 2 和H 2 被介质天然沸石粒层过滤、吸附、催化共同作 用下，CO 2 被H 2 还原生成碳水化合。
42、物CH 2 O糖类有机物和O 2 ，PM2.5被过滤；O 2 随残余气体自 反应器内胆3b释出，尾气经集流、在锥面底盖5内汇集，通过中心排气管5a排出车外，完成 了仿生净化器转化CO 2 、净化PM2.5的全过程。 0043 定时清除反应器内胆天然沸石介质层内的反应生成物及物理过滤物，采用洗涤装 置是防止反应器失活、保持净化效率的重要技术手段。 0044 本发明优点在于：汽车尾气二氧化碳仿生净化器与现有三元催化转化器比较，一 是能转化尾气中的二氧化碳和净化PM2.5，效率分别可达50%和80%，两者结合使用相得益 彰；二是同样无需提供外来能源及物料；三是贵金属催化剂的用量少、运行和制造成本低，。
43、 催化反应介质天然沸石廉价、高效，属稀缺资源，浙江独具优势；四是具有消声功能，可取代 二级消声器；五是模块式组合结构，法兰连接，便于检修、维护和拆装更新；仿生科技在 工业上的实际应用，在技术领域有创新意义。 0045 本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型， 都不会脱离本发明的范围。 说 明 书CN 104047680 A 10 1/5页 11 图 1 说 明 书 附 图CN 104047680 A 11 2/5页 12 图 2 说 明 书 附 图CN 104047680 A 12 3/5页 13 图 3 说 明 书 附 图CN 104047680 A 13 4/5页 14 图 4 说 明 书 附 图CN 104047680 A 14 5/5页 15 图 5 说 明 书 附 图CN 104047680 A 15 。