废气净化装置 本发明涉及废气净化装置，具体地说涉及车辆所装发动机的废气净化装置所用的废气净化技术。
通常所指的发动机为汽油发动机、柴油机以及轮子发动机等。发动机的排气系统装有净化废气用的触媒剂和降低排气噪声用的噪音限制器，即所谓消音器或者消声器。
触媒剂包括氧化触媒剂、还原触媒剂和三元触媒剂。这类触媒剂的外形可为球形(颗粒状)、莫里斯型(片状)等等。
氧化触媒剂利用氧化现象减少废气中所含CO(一氧化碳)和HC(碳化氢)，还原触媒剂通过还原作用减少废气中所含NOx(氮的氧化物)。
剩下的三元触媒剂则减少废气中所含的三种组分：CO、HC和NOx。
近来出现了几种限制废气，特别是那些带柴油机车辆的废气的趋势，研究了许多防范废气中所含碳(即为＂黑烟＂)的方案。现行柴油机中是在把空气强烈地压缩之后，将轻质油成雾状喷到这种压缩的空气中，于是未点火的空气和轻质油迅速膨胀。由于柴油机不像汽油机那样装有汽化器，因而气体的压缩效率很高。而且由于燃烧时间长，热效率就高。此外，所烧的燃料比汽油机少，所以柴油机经济。
不过柴油机也有其不尽人意之处，即由于压缩压力及膨胀压力都很高，使得柴油机重量增大，并且增大了噪音和振动，结果不能提高柴油机的最大转速，也难以减小其尺寸。由于上述理由，柴油机总是用在大型车辆上。
普通的废气净化装置中，多在发动机排气系统地中间部分提供三元触媒剂，以便使废气中所含三种有害成份CO、HC和NOx都能减少。
但是，这种三元触媒剂只具有减少废气中所含三种有害成份CO、HC和NOx的能力，这是三元触媒剂的固有特性，它不能收集装有柴油机的车辆排放的废气中所含的有害成份碳。
嗓音限制器只具有减少汽油机或柴油机的排气噪声的能力，而不能收集装有柴油机的车辆排放的废气中所含的有害成份碳。
于是就有这样的不足，即从装有柴油机的车辆排放出作为黑烟的碳，成为防染空气的一个原因。
另一方面，尚缺少一种装置能够给废气喷洒流体，同时还能收集废气中所含的有害成份，诸如CO、HC和NOx以及碳等；急需设计出这样的装置。
因此，为消除上述不足，本发明提供一种废气净化装置，其特征是包括一个由多个依序串接成一排的腔室组成的圆柱形主体；用来喷洒流体，将形成预定压力的流体喷射到主体的至少一个腔室中的喷咀部分；将流体在受压情况下送过供压管，以便使之从喷咀喷出的加压部分；经第一供送通道与加压部分相连的储液器；设在腔室中的收集部分；通过收集通道与收集部分相连的收集流体储存器；位于收集通道中途的该收集--利用回收部分适合于收集流体，以及收集利用来自喷咀部分的流体从废气中分离出来的有害成分；收集流体储存器和通过第二供送通道彼此连通的加压部分；控制装置，它与喷咀、加压部分以及收集一利用回收部分连通，用来控制对废气的净化。
随着本发明的这种结构的完成，当从废气中收集到各种成份时，就把有预定压力的流体自喷咀喷洒到主体部分的至少一个腔室中，利用这种流体使废气冷却，以便把各种有害成份从废气中分离出来，再从该腔室中的收集部分将这种流体和各种成分收集起来，通过回收部分使液体返回到收集流体储存器部分，同时从废气中有效地除去各种有害成份。
正如上面所详细描述的，本发明给出一种废气净化装置，它包括一个由多个依序串接成一排的腔室组成的圆柱形主体；将形成预定压力的流体喷射到主体的至少一个腔室中的喷咀；将流体在受压情况下送过供压管，以便使其自喷咀喷出的加压部分；经第一供送通道与加压部分相连的储液器；设在腔室中的收集部分；通过收集通道与收集部分相连的收集流体储存器；位于收集通道中途的收集--利用回收部分，该回收部分适合于收集流体及收集利用这种来自喷咀部分的流体从废气中分离出来的有害成份；通过第二供送通道彼此联通的收集流体储存器部分和加压部分；控制装置，它与喷咀、加压部分以及收集--利用回收部分连通，用以控制废气的净化。因此，能除去废气中的有害成份，特别是用水做为流体时，可除去废气中大约80％的碳。从而，能降低黑烟的排放量，消除污染空气的原因和因素。这是一种实用的优点。而且，可由控制装置根据车辆的行驶情况来改变水量，有效地收集各种有害成分，因而使用更方便。另外，如果在车辆的排气系统中，将这样的主体部分设置于噪音限制器的上游侧部分或者下游侧部分，则可以利用其净化废气的功能和噪音限制器所具有的消除噪音的功能。这也是一种实用的优点。此外，如果收集有害成分与噪声限制器浑然处于一体，则噪声限制器可用于降低排气噪声，这又是一种实用的优点。再者，可使限制噪音限制器在车辆中的安装空间变得很容易，而无需担心增加这种安装空间。另外，其结构并不很复杂，不仅制造容易，而且可降低成本。这又是经济上的优点。而且，如果当把这种主体装于车辆的排气系统时，采用气体做为流体，则可收集废气中的各种有害成份，诸如，随废气与气体混合在一起的CO、HC以及NOx，降低了有害成份CO、HC和NOx的排放量，从而消除了污染空气的原因和因素。此外，如果采用具有冷却功能、可燃性也差的廉价气体做为流体，则不必担心气体在使用过程中的燃烧；并能改善安全性。另外，可降低所用气体的成本，这既是一种实用的优点也是一种经济方面的优点。
以下参照附图详细描述本发明的几种具体实施方式，其中：
图1是本发明第一种实施方式的废气净化装置主体部分示意图；
图2是第一腔室的断面示意图；
图3是表示主体部分中可形成的第一开口至第四开口的位置示意图，其中图3(a)是表示在第一间壁上形成的第一开口的开口位置示意图，图3(b)表示在第二间壁上形成的第二开口的开口位置示意图，图3(c)是表示在第三间壁上形成的第三开口的开口位置示意图，图3(d)是表示在第四间壁上形成的第四开口的开口位置示意图；
图4是本发明第二种实施方式的噪音限制器示意图；
图5是第二腔室的断面示意图；
图6是表示噪音限制器中所形成的第一开口至第五开口的开口位置示意图，其中图6(a)是表示在第一间壁上形成的第一开口的开口位置示意图，图6(b)是表示在第二间壁上形成的第二开口的开口位置示意图，图6(c)是表示在第三间壁上形成的第三开口的开口位置示意图，图6(d)是表示在第四间壁上形成的第四开口的开口位置示意图，而图6(e)是表示在第五间壁上形成的第五开口的开口位置示意图。
图7是本发明第三种实施方式的废气净化系统主体部分示意图。
图1至3表示本发明的第一种实施方式。图1中的参考标号2表示废气净化装置，标号4表示未予示出的诸如柴油机的发动机排气管。
废气净化装置2包括一个由多个(譬如三个)依序串接排列的第一至第三室6-1，6-2和6-3组成的圆柱体形主体8。
排气管4在下游侧面端部与第一开口10-1相连，该开口10-1适合于外界与主体8的第一室6-1相连通，它形成于第一间壁12-1上。
在第二间壁12-2上形成连通第一室6-1与第二室6-2的第二开口10-2；在第三间壁12-3上形成连通第二室6-2与第三室6-3的第三开口10-3，而第四间壁12-4上形成使第三室6-3与外部连通的第四开口10-4。
第一开口至第四开口10-1、10-2、10-3和10-4的相应开口位置如图3(a)至图3(b)所示。第一间壁12-1的中央部位形成第一开口10-1；第二间壁12-2的中心偏右位置形成第二开口10-2；第三间壁12-3的中心偏左位置形成第三开口10-3；而第四间壁的中央部位形成第四开口10-4。
第二室6-2的后端侧面，即第三间壁12-3的一侧，有一个部件14，用来挡住液体如潮气。利用排气的热量将这个阻挡潮气的部件14加热至高温，把经过它的潮气蒸发掉。在有大量潮气通过时，这个阻挡潮气的部件14将潮气液化，液化了的潮气滴落到第二室6-2的底部。装置4包括喷咀部分的喷咀16，其将形成预定压力的液体水喷射到主体8的至少一个室6中。还有一个加压部分20，使流体在受压情况下经过供压管22，由喷咀16喷出；还包括一个储液器24，通过第一供送通道22与加压部分20相连；还包括一个设在腔室6中的收集部分26；还有收集流体储存器30，它通过收集通道28与收集部分26相连；还包括一个收集--利用回收部分32，它位于收集通道28的中途，用于收集流体水和利用来自喷咀16的水从废气中分离出的有害成分；该收集流体的储存器30与加压部分20通过第二供送通道34互相连通；还有与喷咀16、加压部分20及收集--利用回收部分32连通的用来控制废气净化的控制装置36。
更准确地说，在收集部分26与处于收集通道28中部的收集--利用回收部分32之间设有一个分离部分，譬如过滤器38，用来分离由碳构成的有害成份，这里的碳是被来自喷咀16的雾化了的水以及喷咀16的水所冷却的废气中所含的各种组份被喷成雾状而得到的。
在主体8的第一室6-1中，在其前后两个位置处装有喷咀16；而且把一个或多个喷咀16都安装得像图2所示那样指向第一室6-1中心部分的形式。
在使喷咀16与带加压泵的加压部分20连通的供压管18中间部位装有调节器40，将液体(水)的喷射压力调整至预定的压力值。调节器40经回收通道42与储液器24彼此连通，以使调节器40中的过剩压力可通过此回收通道42返回储液器24。
如图1和2所示，第一室6-1的底部设有作为主装置的收集部分26，同时在第二室6-2的底部设有作为辅助装置的初级收集部分44。收集液体储存器30经收集通道28与收集部分26和初级收集部分44相连。在收集通道28的中间部分依次设有用来使水与碳组分分离的第一过滤器38-1和第二过滤器38-2，以及带抽吸泵的收集--利用回收部分32。第一过滤器38-1和第二过滤器38-2由陶瓷或者其它材料制成，并做成可取下的盒状，以便在收集到有害成分之后进行预定的处置。
给储液器24和收集液体储存器30加入总量大约为50升的水。
上述喷咀16、加压部分20、收集--利用回收部分32以及调节器40等四部分都与由计算机构成的控制装置36相连，并受其控制，按照该控制装置36的控制信号实行预定的控制操作。
当车辆(未示出)带有计算机时，控制装置36就可以采用这个计算机；若车辆没有计算机，则可将一个计算机简单地装到车辆上。
现在来描述其工作过程。
为了收集废气中所含的碳组分，利用压水喷射装置(洗涤器)将成雾状的具有预定压力的水自喷咀16喷入主体8的第一室6-1中，由该种雾状水快速冷却向下游流过排气管4的废气，从而使废气中所含的各种有害组分加以雾化，以便产生碳成分。
接着，使水和碳成分一起滴落到第一室6-1的底部，由收集部分26将水和碳成分收集起来，随后再由第一过滤器38-1和第二过滤38-2将水和碳成分离开。分离后的水通过回收部分32返回到收集液体储存器30中，从而有效地清除掉废气中的碳成分。在每个预定的时间间隔或每个预定的使用时间后取下由第一过滤器38-1和第二过滤器38-2所收集的碳成分，以便进行清扫或换上一个盒式装置。
这时，把返回到收集液体储存器30的水经第二供送通道34送至加压部分20，以便再次喷入第一室6-1中。
这样做以后，可除去废气中大约80％的碳成分，从而可降低黑烟的排放量，消除了污染空气的原因或因素。这是一种实用的优点。
由于可根据车辆(未示出)的行驶情况可由控制装置36来改变喷水量，所以能有效地收集碳组分，增强了使用的方便性。
此外，如果将这种主体8设在车辆排气系统中的噪音限制器(未示出)下游一侧，就能避免碳成分对噪音限制器的可能的污染，也就可以利用废气净化的功能及消除噪音的功能，这又是一种实用的优点。
另外，如果将这种主体8设在车辆排气系统中的噪音限制器(未示出)上游一侧，就可避免碳成分对噪音限制器的可能的污染，也就可以利用废气净化的功能及消除噪音的功能，这也是一种实用的优点。
图4至6表示本发明的第二种实施方式。在这个例子中，具有与第-种实施方式同样功能的那些部分都用同样的参考标号来表示，并使用这样的参考标号来描述它们。
第二种实施方式的特点是把废气净化装置2与连到排气装置的噪音限制装置50做成一体的，并且运用其来降低排气噪音。
也即连到诸如柴油机那样的发动机(未示出)的排气管上的噪音限制器50做圆柱体状的膨胀形式，四个腔室第一至第四膨胀室6A-1、6A-2、6A-3和6A-4依次串接成一排。
连到噪音限制器50上游一侧的排气管4的下游端接在第一开口10-1处，这个开口使第一膨胀室6A-1与外面连通。第一膨胀室用来增强噪音消除功能。第一开口10-1形成于第一间壁12-1上。
在第二间壁12-2上形成第二开口10-2，使第一膨胀室6A-1和第二膨胀室6A-2连通；在第三间壁12-3上形成第三开口10-3，使第二膨胀室6A-2和第三膨胀室6A-3连通；在第四间壁12-4上形成第四开口10-4，把第三膨胀室6A-3和第四膨胀室6A-4连通；在第五间壁12-5上形成第五开口10-5，使第四膨胀室6A-4与外面连通。
第一到第五开口10-1、10-2、10-3、10-4和10-5的开口位置如图6(a)到图6(e)所示。其中第一间壁12-1的中央部位形成第一开口10-1；第二间壁12-2的中心偏左位置处形成第二开口10-2；第三间壁12-3的中心偏右位置处形成第三开口10-3；像第二开口10-2那样，在第四间壁12-4的中心偏左位置处形成第四开口10-4；而在第五间壁12-5中央部位形成第五开口10-5。
在第三膨胀室6A-3后端侧处，即第四间壁12-4的一侧设有部件14，用以挡住潮气。利用排气的热量将这个阻挡潮气的部件14加热至高温，把经过它的潮气蒸发掉。在有大量潮气通过时，这个阻挡潮气的部件14将潮气液化，液化了的潮气滴落到第三膨胀室6A-3的底部。
装置4包括喷嘴16，其将有预定压力里雾状液体的水喷射到噪音限制器50的第二膨胀室6A-2中；还有一个加压部分20，使水在受压情况下被送过供压管18，以便使雾状水从喷嘴16喷出，还包括一个储液器24，通过第一供送通道22与加压部分20相连；还包括设在第二膨胀室6A-2底部的收集部分26。
装置4还包括收集液体储存器30，它通过收集通道28与收集部分26相连；作为分离部分的过滤器38，其用来分离水和碳，这里的碳是由来自喷咀16和位于收集通道28中途的收集--利用回收部分32的雾化水对废气中所含的成分进行冷却和雾化而成的；通过第二供送通道34互相连通的收集液体储存器30和加压部分20；还有与喷咀16、加压部分20及收集--利用回收部分32连通的并用来控制废气净化的控制装置36。
更准确地说，在噪音限制器50的第二膨胀室6A-2中共有四个喷咀分布于四个位置处，即如图5所示第二膨胀室6A-2中的前部和后部的两个位置及直指其中心的两处位置。
在使喷嘴16与带加压泵的加压部分20连通的供压管18中间部位装有将水的喷射压力调整至预定压力的调节器40。调节器40经回收通道42与储液器24彼此连通，以使调节器40中的过剩压力可通过此回收通道42返回到储液器24。
如图4和图5所示，第二膨胀室6A-2的底部设有作为主装置的收集部分26，同时在第三膨胀室6A-3的底部设有作为辅助装置的初级收集部分44。收集液体储存器30经收集通道28与收集部分26和初级收集部分44相连。在收集通道28的中间部分依次设有用来使水与碳组分分离的第一过滤器38-1和第二过滤器38-2，以及带抽吸泵的收集--利用回收部分32。
第一过滤器38-1和第二过滤器38-2由陶瓷或者其它材料制成，并做成可取下的盒子类型，以便在收集到有害成分之后进行预定的处置。
给储液器24和收集液体储存器30加入总量大约为50升的水。
上述喷嘴16、加压部分20、收集--利用回收部分32以及调节器40等四部分都与由计算机构成的控制装置36相连，并受其控制，按照该控制装置36的控制信号实行预定的控制操作。
现在来描述其工作过程
为了通过把噪音限制器50连到柴油机排气管来收集废气中所含的碳，将有预定压力的雾状水自喷嘴16喷入噪音限制器50的第二膨胀室6A-2中，使得经排气管4流入的废气被这种雾状水急速冷却，从而废气中所含的各种组分成被雾化，除去碳成分。
接着，水和碳成分一起滴落到第二膨胀室6A-2的底部，由收集部分26将水和碳成分收集起来，随后再由第一过滤器38-1和第二过滤器38-2将水和碳成分分离。分离后的水通过回收部分32被回收到收集液体储存器30中，从而有效地清除掉废气中的碳成分。
这时，把收集液体储存器30回收的液体经第二供送通道34送至加压部分20，以便再次喷入第二膨胀室6A-2中。
这样做以后，可除去废气中大约80％的碳成分。此外还能除去或减少CO、HC和NOx或者其它有害成分。因此，可以降低黑烟排放量，消除空气污染源，这是一种实用的优点。
由于给噪音限制器50附加了收集有害成分碳的功能，所以可用这种嗓音限制器50降低排气噪音，这也是一种实用的优点。另外在有限的安装空间内很容易装这种车辆噪音限制器50，而不必担心会增加安装空间。而且这种结构并不太复杂，制做也容易，还能降低成本，这又是一种经济上的优点。
由于可根据车辆(未示出)的行驶情况由控制装置36来改变喷水量，所以能有效地收集碳组分，增强了使用的方便性。
图7表示本发明的第三种实施方式。
在第一种实施方式中，是以水做为流体被喷洒的，以便收集
废气中所含的有害成分碳。在这种第三实施方式中，其特点是用气体代替液体来做为流体的。
这就是说，可以使用诸如压缩空气、碳酸气体、氮气、氟利昂气、氦气、氩气以及其它气体。所有这些气体的基本点在于要具有冷却功能，而且可燃烧性差，并且应是廉价的。
这些气体尤其包括那些按照一种碱化处理，使被氧化的废气中和所得的气体，以及按照电解处理由离子化所得的气体。
如图7所示，储液器60由一压力储气罐构成，并且收集液体储存器62也是由压力储气罐构成的。
设在收集通道28中途的过滤器38，作为分离部分把气体和从被来自喷咀16的气体冷却的废气中取出的有害成分分开。各过滤器，如第一过滤器38-1和第二过滤器38-2同样位于收集通道28的中途，不过从收集--利用回收部分32所在位置算起更偏向收集部分26和初级收集部分44一些。
此外，通过给具有柴油机车辆的排气系统设置(没有示出)这种主体8，就可以使已由与废气混在一起的气体氧化的废气由中和气体或离子化气体来氧化。因此可收集废气中的有害成分，如CO、HC和NOx，降低有害的CO、HC和NOx的排放量，从而可以消除那些污染空气的原因和因素。这是一种实用的优点。
由于可根据车辆的行驶情况由控制装置36来改变喷气量，就能有效地收集NOx成分，从面增加了使用的方便性。
就气体而言，通过使用具有冷却功能、可燃性又差的廉价气体，就无需担心气体在使用过程中燃烧，可使安全性得到改善。此外，还可降低所用气体的成本，这具有既实用，又经济的优点。
本发明并不限于上述第一种到第三种实施方式，可以作出很多变型和改进。
譬如，在本发明的第一种到第三种实施方式中，由控制装置来控制收集由那些有害组分如碳、CO、HC和NOx所构成的有害成分的操作。然而，也可以在接通车辆的点火开关时即开始工作，而当关断该点火开关时即停止操作，从而可省去控制装置。
在本发明的第二种实施方式中，是如图6(a)至图6(e)所示那样来设置第一至第五间壁上所形成的第一至第五开口的开口位置的。但是，由于第二实施方式的开口位置或者甚至其它实施方式的开口位置，只要能把废气通过噪音限制器的通道距离设置得开阔一些，因此这些开口位置可以是呈对称位置。
另外，在本发明的第一种实施方式中，喷入主体的流体是水。但是，也可以将化学成分、钙或者其它物品与水一起喷入其中，从而可将废气中所含的碳以外的有害组分，如CO、HC和NOx随碳一起被收集。
再有，在本发明的第一种至第三种实施方式中，对柴油机的废气进行了净化处理。但是，这种废气净化装置也可设置在常规发动机车辆的排气系统上，或者车辆以外的有发动机的排气系统上，用以净化从发动机排放出来的废气。
在本发明的第二种实施方式中，将废气净化装置与噪音限制器装为一体。但是，这种废气净化装置可以和其他部件做成一体，而不是与噪音限制器做成一体部件。例如，可将这种废气净化装置与触媒装置做成一体，从而使触媒装置在其原有的清除废气中所含CO、HC和NOx等有害成分功能的基础上又增加了收集碳的功能。
此外，在本发明的第一种至第三种实施方式中，采用喷嘴作为喷哂诸如液体或气体等流体的喷咀部分。另一方面，也可以采用文杜里喷管装置利用废气在该装置中的流率，或者那种利用由流体来保持压力的排放装置，或者其它公知技术。
另外，一般可把本发明第一种实施方式中通过喷水来收集碳的功能与本发明第三种实施方式中通过喷气体收集诸如CO、HC和NOx等有害成分的功能一起应用。