Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИÇОБРЕТЕНИЯ "1 968492

Союз Соаетскнк

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 30.01. 78 (21) 2575572/25-06 ($1) М. КП. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Г 01 К 3/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

t$3) УДК621. 43.

° 068.4 (088. 8) Опубликовано 23. 1082. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 23.10.82 (72) Авторы изобретения

A.N.Åðàcíoñåëüñêèé и В.A И1ЕИтНО1 тгхиижц; :- 1

-- Н1%Ж Н (71) Заявитель

Ворошиловградский машиностроит

154) СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению и касается нейтрализации отработавших газов.

Известен способ нейтрализации отработавших газов с помощью электромагнитных воздействий и устройство для его осуществления. При этом способе нейтрализации отработавших газов продукты неполного сгорания оЬрабатываются в первичном магнитном поле для отделения электронов из атомов этих продуктов. Отделенные электроны заземляются, поток ионов отделяется от общего потока и также заземляется. Устройство для осу- 15 ществления этого способа содержит корпус, электромагнитные обмотки и электроды (1 ).

Недостатками этого способа и устройства для его осуществления являются низкая эффективность и значительное гидродинамическое сопротивление на выпуске.

Цель изобретения — повышение эффективности нейтрализации отработав- 25 ших газов и уменьшение сопротивления на выпуске.

Поставленная цель достигается предварцтельной электрической обработкой смеси отработавших газов со вторичным ЗО воздухдм, использованием пуль сирующе= го высокого напряжения с крутым фронтом импульса для создания коронного разряда в смеси отработавших газов со вторичным воздухом, ускорением заряженных частиц смеси, полученных в коронном разряде постоянным электрическим полем высокой напряженности, воздействием вихревого магнитного поля на ускоренный поток заряженных частиц, а также рекомбинацией оставшихся заряженных частиц, утилизацией тепла и дополнительной нейтрализацией оставшихся продуктов неполного сгорания.

Кроме того, в устройстве для осуществления предлагаемого способа, содержащем корпус, основные и дополнительные электроды, размещенные в корпусе, и электромагнитйую обмотку, установлт иную на корпусе, основные электроды выполнены: первый в виде острий и второй - в виде металлического кольца.

Причем дополнительные электроды выполнены: первый в виде многослойной сетки и второй — в виде изолированного металЛического кольца.

При этом электромагнитная обмотка размещена на корпусе в зоне между первым и вторым основными .электродами968492

Кроме того, в корпусе установлена нейтрализующая набивка.

Причем нейтрализующая набивка выполнена в виде свернутой в рулон проволочной сетки.

Скорость цепных реакций горения :5 определяется концентрацией активных центров. Высокоэнергетичными активными центрами являются ионц„свободные радикалы, электроны, активные атомы и: молекулы. Источниками активных частиц10 является предварительная электри- ° ческая обработка смеси отработавших газов со вторичным воздухом в постоянном электрическом поле и коронный разряд. Наиболее эффективной фор.1ой его организации является.;коронный разряд, созданный пульсирующим высоким напряжением с крутым фронтом импульса ° Это объясняется тем, что при тех же энергетических затратах,,что и при постоянном напряжении, применение пульсирующепо напряжения а крутым фронтом импульса (в силу закономерностей, выясненных газовой электрохю ией) дает больший эффект, так как при импульсном коронном разряде прямое протекание химических реакций (в данном случае окисления продкутов неполного йторания) будет значительно преобладатЗ над обратным. Эффективность ре- З0 акции окисления продуктов неполного сгорания значительно усилится, если заряженным частицам будет сообщена дополнительная кинетическая энергия.

Это повысит их реакционную способ- 35 ность . Для увеличения кинетической энергии заряженных частиц при минимальных энергетических затратах используется дополнительное постоянное электрическое поле высокой на- 40 пряженности и вихревое электромаг-. нитное поле. При этом постоянное электрическое поле высокой напряженности увеличивает поступательную скорость заряженных частиц, котоРые, 45 двигаясь от коронирующего электрода к некоронирующему, передают импульс нейтральным частицам газа. Это вызывает возбуждение нейтральных атомов и молекул, образование свободных радикалов, т.е. образование, дополнительных активных центров хймической реакции. Кроме того, это вы-. зывает ускоренное движение частиц нейтрального газа, т.е. электрический ветер. 55

Воздействие вихревого электромагнитного поля на заряженные частицы вызовет увеличение их колебательных скоростей, при этом разноименно заряженные частицы движутся по сложным 60 круговьгл траекториям в противополож» ных направлениях, что уменьшает их поступательную скорость и соответственно увеличивает время их пребывания в зоне активных химических Реакций с сохранением высоких кинетических энергий. Все это позволит лучше использо-. вать активные центры химических реакций и повысить эффективность нейтрализации отработавших газов, в результате которых происходит рекомбинации заряженных частиц. Для дальнейшего повышения эффективности нейтрализации отработавших газов и устранения статической электризации выпускной системы заряженными частицами, унесенньаии из зоны действия вихревого электромагнитного поля потоком нейтрального газа,, производится рекомбинация оставшихся заряжейних частиц, утилизация тепла и-дожигание продуктов неполного сгорания на металлической поверхности.

На фиг. 1 изображен характер пульсирующего высокого напряжения, которое применяется для создания коронного разрядау.на фиг. 2 устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство представляет собой корпус 1, изготовленный из термостойкого диэлектрика. В корпусе 1 помещены дополнительные электроды 2 в виде многослойной. сетки и дополнительный электрод 3 в виде металлического кольца, помещенного в изоляторе, основной электрод 4 в виде острий и основной электрод 5 в виде металлического кольца, нейтрализующая набивка -6 Вт виде. проволочной сетки. свернутой в рулон..Снаружи корпуса 1 между основными электродами 4 и 5 размещена электромагнитная обмотка 7.

При работе устройства на основные электроды 4 и 5 подается пульсирующее высокое напряжение с крутым фронтом импульса, достаточное для зажигания коронного разряда в потоке отработавших газов со вторичнью воздухом, на дополнительные электроды 2 и 3 подается высокое напряжение .с постоянной характеристикой, достаточное .для эффективного ускорения заряженных частиц. На электромагнитную обмотку 7 .подается низкое напряжение с переменной характеристикой.

Предварительно перемЕщенные со втотичным воздухом отработавшие газы поступают .в устройство, при этом они предварительно обрабатываются электрическим полем при прохождении сквозь многослойную сетку дополнительного электрода 2, затем попадают в зону коронного разряда у основного электрода 4. B результате часть молекул газа ионизируется или воз,буждается.Заряженные частицы в потоФ1 ке газа ускоряются в результате влияния электрода 4 и дополнительно-, го электрода 5, вызывая электрический ветер. Одновременно на заряженные частицы действует вихревое магнитное поле электромагнитной обмотки

968492 формула изобретения

7. В целом газ в устройстве электро-. щвйтрален. Раэноименно заряженные частицы под действием вихревого маг нитного поля движутся в противополож- ных направлениях. При этом улучшается распределение активных центров химической реакции по объему устройства, увеличивается их кинетическая энергия и время пребывания в зоне активных химических. процессов ° .-Это приводит к более энергичномч поотаканию хими- 10 ческих реакций по нейтрализации продуктов .неполного сгорания. Кроме того, при взаимных столкновениях разножленно заряженных частиц происходит их рекомбинация, которая сопровождается появлением новых активных частиц и . выделением энергии, затраченной на иоМизацию атомов и молекул. Это также активизирует химические реакции по нейтрализации отработавших газов.

После этого поток газа сквозь основ.ной 5 и дополнительный 3 электроды попадает на нейтрилизующую набивку

6, которая способствует рекомбинации унесенных потоком газа заряженных частиц и устранению статической электризации выпускной системы, утилизации тепла отработавших газов, а также дополнительной нейтрализации продуктов неполного сгорания. Для уменьшения гидродинамических потерь и улучшения контакта отработавших газов с нейтрализующей набивкой она выполнена в виде проволочной сетки, свернутой в рулон. Для предотвращения электрического разряда дополни- М тельного электрода 3 на нейтрализующую набивку 6 он помещен в фарфоровый изолятор. В то же время дополнительный электрод 3 препятствует разряду одноименно заряженного основ- 4Q ного электрода 5 на нейтрализующую набивку 6.

Предлагаемый способ нейтрализации отработавших газов и устройство для

его осуществления позволяют при воз- 45 никновении электрического ветра,, совпадающего по направлению с направлением потока газа, увелйчить скорость потока на 100-150 см/с и таким образом уменьшить противодавление на выпуске. Это позволит снизить расход топлива и затраты мощности.

Кроме того, этот способ нейтрализа4 ции позволит снизить содержание продукта неполного сгорания.

1. Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сго- . рания путем электромагнитного и терлического воздействия на смесь отработавших газов со вторичным воздухом, 1отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нейтрализации, смесь отработавших газов со вторичныи воздухом предварительно отрабатывают в постоянном электрическом поле, затем воздействуют на смесь коронным разрядом, после чего заряженные частицы смеси направленно ускоряют в постоянно электрическом поле высокой напряженности, затем воздействуют вихревым электромагнитным полем, *осле Фего снимают статическую электризацию.

2 . Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее корпус, основные и дополнительные электроды, размещенные.в корпусе, и электромаг; нитную обмотку, установленную на корпусе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что основные электроды выполнены первый в виде острий и второй — в виде металлического кольца.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дополнительные электроды выполнены: первый в виде .многослойной сетки и второй — в виде изолированного металлического кольца.

4. Устройство по п. 2 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что электромагнитная обмотка размещена на корпусе в зоне между первым и вторым основными электродами.

5.устройство по и. 2-,4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в корпусе установлена нейтрализующая на-, . бивка.

6. Устройство по п. 5 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что нейтрализующая набивка выполнена в виде свернутой в рулон проволочной сетки .

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3936280, кл.55-3, 1976.

968492

Составитель О. Немцов

Редактор В. Лазаренко Техред С.Мигунова Корректор IO. Макаренко

Тираж 539 Подписное.

BHHHIIH Государетвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8102/61

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