Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.

„„SU„„1221392 A (51) 4 F 01 N 3 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ („,:;,.",- :- ::::::-,1/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ аа,ц,„, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Дие. 7 (21) 3747479/25-06 (22) 26.04.84 (46) 30.03.86. Бюл. № 12 (71) Новосибирский ордена Трудового

Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Г.Е. Мелиди, В.Ф. Федоров, П.Т, Гайдин, Л.Г. Логунова, Н.Н. Петров, Л.С. Гребенщиков и P.Â. Малов (53) 621.43.068(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 977843, кл. F 01 N 3/08, 1979. (54)(57) СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ путем их ионизации в нейтрализаторе, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, поток газов завихряют на впускном участке нейтрализатора, разделяют его на три равных потока в разделительных патрубках нейтрализатора, потоки ионизируют плазмой тлеющего разряда, направленного перпендикулярно их движению, при помощи электродов, выполненных в виде провода и набора колец, установленных вдоль оси патрубков, причем первый поток обрабатывают отрицательной плазмой, второйположительной, а третий — биполярной. е

1221392

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для нейтрализации отработавших газов двигателей внутреннего сгорания °

Цель изобретения — повышение эф- 5 фективности нейтрализации.

На фиг. 1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 1; 1О

1 на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 2.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит входной патрубок 1, в котором размещен клапан 15

2 и соосно установлены завихритель

3, разделяющие — средний патрубок 4 и объединенные в нем между собой боковые патрубки 5 и 6, в которых размещены разрядные электроды 7-9, сборник 10, на выходе которого установлены разрядные электроды 7-9, сборник 10, на вьг(оде которого установлена заслонка 11, бункер 12, соединенный с входным патрубком i посрецством канала 13, и выходной патрубок 14. Клапан 2 соединен посредством пружинно-рычажной связи 15 с заслонкой 11. Каждый из.электродов 7-9 выполнен в виде впрессованного в стенки соответствующих патрубков колец 16 (электродов), покрытых диэлектриком, и установленного вдоль оси патрубка провода 17 (противоэлектро-. да). В местах размещения электродов

7-9 разделяющие патрубки 4-6 выполне35 ны одинакового сечения из диэлектрического материала для обеспечения обработки равного объема выхлопного газа. Патрубки 4-6 связаны со сборником 10,. который в свою очередь связан с бункером 12 каналом 13. В патрубке 4 к кольцевым разрядным электродам 16 и противоэлектроду 17 подключено переменное высокое напряжение для создания биполярных тлею45 щих разрядов. В патрубке 5 к кольцевым. разрядным электродам 16 подключенр высокое выпрямленное напряжение положительной полярности, а к противоI

50 электроду 17, выполненному в виде провода, — отрицательной, для создания положительных тлеющих разрядов.

В патрубке 6 к кольцевым разрядным электродам 16 подключено высокое выпрямленное напряжение отрицательной полярности, а к противоэлектроду

17 — положительной, для создания отрицательных тлеющих разрядов.

Устройство работает следующим образом.

На разрядные электроды 7-9 подают высокое напряжение, в результате чего возникает тлеющий разряд (от каждого кольца 16 к противоэлектроду

17), состоящий из сплошной завесы холодной плазмы (высокоионизированный воздух с концентрацией ионов в

1 см =10 - 101 ). При этом возле электрода 7 в патрубке 5 возникает положительный, возле электрода 8 в патрубке 4 биполярный, а возле электрода 9 в патрубке 6 отрицательный тлеющие разряды, направленные перпендикулярно осям патрубков и потокам газа.

Выхлопные газы, содержащие вредные примеси, возникающие в результате сгорания воздушно-топливной смеси во время такта сжатия в двигателе внутреннегосгорания,поступают во входной патрубок 1 и в момент выхлопа газов, попадая на клапан 2, который под динамическим воздействием совершает по-, ступательное движение, при этом происходит перемещение пружинно-рычажной связи 15 которое вызывает разворот крыльев заслонки 11 навстречу потоку. При этом происходит перекрытие потока газов.

Далее поток, проходя через завихритель 3, закручивается и возникающая при этом центробежная сила отбрасывает твердые частицы сажевых образований, несгоревшего топлива, масла и капель воды в пристенную часть входного патрубка f, которые затем поступают по каналу 13 в бункер 12.

Далее газовый поток поступает в разделяющие патрубки 4-6, причем пристенный поток, содержащий более крупные примеси, попадает в средний патрубок

4, а поток с меньшим содержанием примесей — в боковые патрубки 5 и 6. Это обусловлено тем, что под действием центробежных сил, возникающих при прохождении потока сквозь завихритель

3, крупные примеси сбрасываются в пристенную область. При этом в патрубке 4 молекулы окислов, ионизируясь и многократно перезарядившись, активно адсорбируют на крупных примесях„ а окислы азота, углерода и серы,взаимодействуя с отрицательным ионом гидроксила, получаемым воздействием тлеющего разряда на пары воды, образуют азотную, угольную и серную кислоты. Одновременно. в пат1221392

Далее потоки из патрубков 4 — 6 поступают в сборник 10, где из-за увеличенного давления газов (перекрыт выход нейтрализатора заслонкой 11) происходит интенсивное смешивание положительно, отрицательно и биполярно ионизированных потоков газа, а также атомарно заряженных ионов, что приводит к более быстрому и более полному протеканию химичес20

25 рубках 5 и 6 потоки с меньшим содержанием примесей обрабатывают соответвенно положительным и отрицательным тлеющими разрядами. При этом происходит расщепление молекул до атомарно- 5

ro состояния, причем в патрубке 5 молекул, легко приобретающих положительный заряд: окислов азота, воды, канцерогенных и неканцерогенных углеводородов и др., а в патрубке

6 — молекул, приобретающих отрица- . тельный заряд: кислорода, альдегидов, воды и др., что способтвует интенсивному протеканию химических реакций по нейтрализации и образованию нейт- 15 ральных молекул и положительных и отрицательных ионов. кой реакции нейтрализации отработанных газов. При этом интенсифицируется процесс образования тяжелых комплексных ионов и заряженных аэрозолей, представляющих собой скопление нейтральных молекул или частиц около молекулярного иона, вызванное электрической поляризацией молекул.

В результате практически все частицы оказываются возбужденными. При рекомбинации иона, образующего ядро комплекса, убыток энергии передается какой-либо из молекул, составляющих оболочку комплексного иона. При рекомбинации положительных ионов с электронами или отрицательными ионами: образуются также активно возбужденные частицы, что способствует коагуляции фазы выхлопа и нейтрализации его среды, при этом фаза выхлопа, состоящая из капель воды, топлива, масла и твердых частиц сажевых образований, адсорбирует на свою поверхность оставшиеся вредные компоненты среды выхлопа и сбрасывается крыльями заслонки 11 в бункер 12, нейтрализованная среда выхлопа поступает в патрубок 14.

1221392

Составитель О. Немцов

Техрер,Н.Áîíêàëo: Корректор Л. Пилипенко

Редактор А. Ревин

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1564/41 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIO e M o e e OTKpblTHA

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5