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

 

Изобретение позволяет повысить эффективность очистки отработавших газов (ОГ) двигателя. По впускному патрубку 1 подаются ОГ, которые формируются в нем в виде плоского и широкого потока и разгоняются перед входом в реактор 3 с помощью стенок 4, зазор между которыми регулируется. В реакторе 3 за счет эжекции создается разрежение в зонах размещения электродов (Э) 9, затем поток газов попадает в выпускной патрубок 7. На плоские Э подается высокочастотное электрическое поле и зажигается высокочастотный (безэлектродный) разряд. На Э 9 падается постоянное электрическое поле. Э 9, выполненные в виде острия, образуют поле переменной напряженности. С помощью постоянного электрического поля создаются направленные потоки ионов, перпендикулярные свободным поверхностям потока ОГ. Газы испытывают активирующее действие потоков положительных и отрицательных ионов. Это интенсифицирует химические процессы нейтрализации, которые завершаются в выпускном патрубке 7. 2 с.и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 F 01 N 3/08

ВСЕСОЮЗНАЯ

ЛАТЕНАС 1ЕКцЧЧЕСВЯ

E l ÁÃ.И0 I ЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4124839/25-06 (22) 29.09. 86 (46) 07.04. 89. Бюл. N - 13 (71) Ворошиловградский машиностроительный институт (72) А.M. Красносельский (53) 621. 43.068. 4(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 977842, кл. F 01 N 3/08, 1978, (54) СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность очистки отработавших газов (ОГ) двигателя. По впускному патрубку 1 подаются ОГ, которые формируются в нем в виде плоского и широкого потока и разгоняются перед входом в реактор 3 с помощью стенок

ÄÄSUÄÄ 1470984 Д1

4, зазор между которыми регулируется.

В реакторе 3 за счет эжекции создает— ся разрежение в зонах размещения электродов (Э) 9, затем поток газон попадает в выпускной патрубок 7. На плоские Э подается высокочастотное электрическое поле и зажигается высокочастотный (беззлектродный) разряд, На Э 9 подается постоянное электрическое поле. Э 9, выполненные в виде острия, образуют поле переменной напряженности. С помощью постоянного электрического поля создаются направленные потоки ионов, перпендикулярные свободным поверхностям потока ОГ.

Газы испытывают активирукщее действие потоков положительных и отрицательных ионов, Это интенсифицирует химические процессы нейтрализации, которые завершаются в выпускном патрубке 7. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

i 470984

Изобретение относится к машиностроению, а именно к нейтрализации отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение эффективности.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство для осуществления способа нейтрализации отработавших газов, 10 продольный разрез; на фиг.2 — разрез

Л-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг,1.

Устройство представляет собой впускной патрубок 1 с прямоугольным 15 поперечным сечением. Впускной патрубок 1 помещен в коробку 2, соединяющую его с реактором 3. Конец впускного патрубка 1 имеет верхнюю и нижнюю стенки 4, которые являются наклонны- 20 ми, имеют шарниры 5, упругие элементы 6 и в продольной вертикальной .плоскости имеют конфузорный участок.

Реактор 3 имеет прямоугольное сечение и выполнен в виде призмы, распо- 25 ложенной между впускным 1 и выпускным 7 патрубками. Снаружи реактор 3 имеет два электрода 8 в виде пластин, а внутри — два электрода 9 в виде остриев. Выпускной патрубок 7 выпол- 30 нен прямоугольного сечения с конфузорным участком и также как и впускной патрубок по ширине равен ширине реактора 3. Плоские электроды 8 и игольчатые электроды 9 выполнены из металла, все остальные элементы конструкции выполнены из термостойкого диэлектрика.

Устройство работает следующим образом. 40

По впускному патрубку 1 подаются отработавшие газы, которые формируются в нем в виде плоского и широкого поТоков и затем разгоняются и повышают свою скорость до максимума перед входом в реактор 3 с помощью верхней и нижней стенок 4. При этом площадь выходного отверстия впускного патрубка 1 выбирается такой, чтобы обеспечивать максимальную скорость при дбпустимых потерях энергии потока газов. Если расход газов увеличивается, то увеличивается его динамическое воздействие на верхнюю и нижнюю стенки 4, которые подпирают- 5 ся упругими элементами 6, В результате сила воздействия потока газов на верхнюю и нижнюю стенки 4 превышает силу нажатия упругих элементов на зти стенки и они поворачиваются на некоторый угол вокруг шарниров 5 и сжимают упругие элементы 6. При этом сила динамического воздействия потока отработавших газов на стенки

4 уменьшается, а сила нажатия упругих элементов 6 увеличивается, и в определенный момент устанавливается новое равновесие, которое соответствует измененному расходу потока газов.

С новым изменением расхода газов процесс повторяется и скорость потока газов автоматически поддерживается постоянной. Коробка 2 служит для размещения верхней и нижней стенок 4 с шарнирами 5 и упругими элементами

6 и одновременно предотвращает попадание выхлопных газов за пределы устройства. После выхода из впускного патрубка 1 широкий и плоский поток отработавших газов проходит через реактор 3, за счет эжекции создает .разрежение в зонах размещения электродов 9 и затем попадает в выпускной патрубок 7. Одновременно на электроды 8 подается высокочастотное или сверхвысокочастотное электрическое по. ле и зажигается высокочастотный или с в ерхв ысо ко час тотный (б е з электродный) разряд. На электроды 9 подается постоянное электрическое поле. Ввиду того, что электроды 9 изготовлены в виде острий, они образуют электрическое поле переменной напряженности.

Максимальная напряженность электрического поля возникает возле концов острий, а минимальная напряженность— на середине расстояния между электродами 9. С помощью постоянного электрического поля создаются направленные потоки положительных и отрица . тельных ионов, перпендикулярные свободным поверхностям потока отработав" ших газов. Таким образом, газы испытывают активирующее действие потоков положительных и отрицательных ионов.

Это интенсифицирует химические процессы нейтрализации, которые завершаются в выпускном патрубке 7.

Перед входом в газоразрядный промежуток плоский поток газов ускоряется и проходит сквозь него с макси" мальной скоростью. При этом сечение сопла выбрано таким, чтобы скорость потока газов при минимальном расходе была максимальной при условии наименыпих потерь энергии потока. С изз ) 470984

1О

25

35 зону с повышенным давлением. Под воздействием постоянного электрического поля в газе, ионизированном безэлектродным разрядом, положительные и отрицательные заряженные частицы двигаются в двух взаимно противоположных направлениях. В одной зоне пониженного давления расположен положительный электрод, а в другой зоне пониженного давления — отрицательный электрод. В зоне пониженного давления с отрицательным электродом положительные ионы двигаются к электроду и рекомбинируют на его поверхности, а отрицательные ионы двигаются от электрода в сторону свободной поверхности плоского потока и осуществляют его целенаправленную электрическую обработку. В зоне пониженного давления с положительным электродом отри40

55! менением расхода потока отработавших газов его скорость остается неизмен ной за счет соответствующего автоматического изменения поперечного сече,ния впускного патрубка 1. Это позво ляет обеспечить оптимальные условия ! ,для горения электрического разряда, la следовательно, и наиболее эффектив.ную электрическую обработку газов с целью их нейтрализации при минимальных затратах энергии. Две наиболее широкие поверхности потока не ограничены стенками 4, т.е, являются свободными поверхностями. Свободные поверхности за счет эжекции отсасывают из разрядного промежутка газ и создают в объемах, смежных со свободными поверхностями плоского потока, разрежение. Таким образом, в газоразрядном промежутке плоским потоком создаются две зоны пониженного давления, а сам поток представляет собой третью зону, т.е. зону повышенного давления по сравнению с двумя другими зонами. На все три зоны действуют высокочастотным или сверхвысокочастотным электрическим полем большой напряженности, и при этом зажигается безэлектродный разряд, вследствие которого в газоразрядном промежутке осуществляется интенсивная ионизация выхлопных газов.

Одновременно на газоразрядный промежуток воздействуют постоянным электрическим полем переменной напряженности. Максимальная напряженностьэтого поля приходится на зоны с пониженным давлением, а минимальная — .на дательные ионы двигаются в сторону положительного электрода и рекомбинируют на его поверхности, а положительные ионы двигаются от положительно заряженного электрода в сторону второй свободной поверхности плоского потока и также осуществляют его целенаправленную электрическую обработку.

Вследствие того, что потоки и положительно и отрицательно заряженных частиц в сторону свободных поверхностей двигаются в зоне с пониженным давлением и на них действуют участки постоянного электрического поля с повышенной напряженностью, то эти потоки разгоняются до больших скоростей и приобретают значительную кинетическую энергию. Воздействие на свободные поверхности плоского потока потоками положительных и отрицательных ионов, обладающими значительной кинетической энергией, позволяет осуществить селективную электрическую обработку выхлопных газов. Селективность электрической обработки обусловлена различием в электрофизических свойствах компонентов выхлопных газов.

Другим фактором, значительно интенсифицирующим реакции нейтрализации, является интенсивное перемеши" вание компонентов выхлопных газов, вызванное наличием объемных сил электрического поля. Наличие этих сил вызвано обработкой потока выхлопных газов с двух сторон ионами разных знаков, вследствие чего возникает значительная разность потенциалов в объеме потока. Это резко усиливает напряженность электрического поля внутри потока выхлопных газов, которая обеспечивает перемещение ионов одного знака навстречу ионам другого знака. Движение ионов вызывает достаточно интенсивное перемещение нейтральных частиц, называемое "электрическим ветром" °

Формула изобретения

1, Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания путем обработки потока газов, истекающего из сопла, электрическими полями и разрядами, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности, поток газов преобА-А

Составитель О.Немцов

Техред М.Ходанич

Редактор И.Горная

Корректор И.Муска

Заказ 1571/40 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,!01

5 14709 разуют в плоский поток с образованием двух зон пониженного давления и одной зоны повышенного давления и об-рабатывают его высокочастотным или сверхвысокочастотным разрядом во всех зонах, а в зонах пониженного давления одновременно обработку ведут постоянным электрическим полем переменной напряженности с образованием потоков положительных и отрицательных ионов, селективно воздействующих на поток газов.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— щ и и с.я тем,.что с увеличением расхода отработавших газов автоматически увеличивается поперечное сечение сопла.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что воздействие потоками ионов на плоский поток газов осуществляют на свободных поверхностях последнего .

4, Устройство нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего 25

"горания, содержащее реактор с впуск84 6 ным и выпускным патрубками и размещенные в нем электроды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, реактор выполнен прямоугольным, впускной патрубок выполнен с конфузорным участком из двух стенок во всю ширину реактора, которые имеют оси вращения и подпружинены относительно реактора, выпускной патрубок выполнен с конфузорным участком прямоугольного сечения шириной, равной ширине реактора, причем часть электродов выполнена в виде пластин, а другая часть — в виде остриев.

5. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что электроды, выполненные в виде остриев, размещены внутри реактора с двух сторон и направлены к свободным поверхностям плоского потока газов, а электроды, выполненные в виде пластин, расположены снаружи реактора с двух сторон и направлены перпендикулярно плоскости потока газов.