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

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1 И 3/О АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ностро и 8.8)тельство СССР3/08, 1978.ЗАЦИИ ОТРАБОТАВНУТРЕННЕГО СГДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТ ВЛЕН (57) эффе Изобрете трвность проходят е в коль озволяет повысить тки. Отработавшие пускному патрубку сопле формируется оторый, ускоряясь, 4. За пределами цитовика переднего газы гд в кол вои поток, ет в корпу поп еского хв и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИД.:ТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ НЕЙТРАЛИП 1 ИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯРАНИЯ И УСТРОЙСТВО,ЯО 1470985 рассекателя 3 вокруг проволочного коронирующего электрода (Э) 8 внутрикольцевого потока газов создаетсяразрежение, Снаружи кольцевого потока, т,е. внутри цилиндра игольчатогокоронирующего Э, также создается разрежение, В корпусе 4 горит диполярная корона. При .этом у Э 8 горит положительная корона, и внутренняячасть кольцевого потока обрабатывается положительными ионами. У Э 9 горит отрицательная корона, поэтому наружная поверхность кольцевого потокаобрабатывается отрицательная ионами.При выходе из корпуса 4 кольцевой поток газов попадает на задний рассека- атель, затем проходит через заднеекольцевое сопло и через выпускнойпатрубок 5 выходит за пределы устройства. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к нейтрализации отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.Цель изобретения - повышение эффективности.На фиг.1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа нейтрализации отработавших га эов, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.Устройство содержит впускной пат" 15 рубок 1, имеющий конический расширяющийся участок и цилиндрический хвостовик. Во впускном патрубке 1 на продольных ребрах 2 размещен передний рассекатель 3 в виде конуса с цилинд рическим хвостовиком. Рассекатель 3 с впускным патрубком 1 образует переднее кольцевое сопло, Впускной патрубоксоединен с корпусом 4, который в свою очередь соединен с выпуск ным патрубком 5, имеющим конический сужающийся участок. В выпускном патрубке 5 на продольных ребрах б установлен задний рассекатель 7 в виде цилиндра с коническим хвостовиком. 30 Выпускной патрубок 5 и рассекатель 7 образуют заднее кольцевое сопло. Между передним 3 и задним 7 рассекателями внутри кольцевого потока установлен проволочный коронирующий электрод 8, выполненный в виде стержня, соединенный с положительным полюсом высоковольтного источника. Использование проволочного коронирующего электрода 8 обусловлено тем, что 40 внутри кольцевого потока полость с пониженным давлением весьма ограничена в радиальном направлении и в случае игольчатого коронирующего электрода иголки могут выходить на границу кольцевого потока и даже попадать в его толщу. А это резко снижает .эф" фективность электрической обработки и резко повышает энергетические затраты по укаэанным причинам. 50 В корпусе 4 снаружи кольцевого потока установлен игольчатый коронирующий электрод 9, представляющий собой металлический цилиндр, на внутренней 55 поверхности которого радиально размещены иглы. Коронирующий электрод 9. соединен с отрицательным полюсом высоковольтного источника. При работе устройства отработавшие газы проходят по впускному патрубку 1, где в кольцевом сопле формируется кольцевой поток, которыйздесь ускоряется и затем попадает вкорпус 4. За пределами цилиндрического хвостовика переднего рассекателя 3 вокруг проволочного коронирующего электрода 8 внутри кольцевогопотока газов создается разрежение.Снаружи кольцевого потока, т.е. внутри цилиндра игольчатого коронирующего электрода 9, также создается разрежение,В корпусе 4 горит диполярная ко"рона. При этом у. проволочного коронирующего электрода 8 горит положительная корона, образованная положительным коронным разрядом, и внутренняячасть кольцевого потока обрабатывает"ся положительными ионами. У игольчатого коронирующего электрода 9 горитотрицательная корона, образованнаяотрицательным коронным разрядом,поэтому наружная поверхность кольцевого потока обрабатывается отрицательными ионами и электронами. Такойвид ионной обработки обеспечивает еекомплексный характер, а следовательно, и большую эффективность. Продол"жительность непосредственной обработки определяется длиной проволочного коронирующего электрода 8 и игольчатого коронирующего электрода 9. Однако последующая "косвенная" ионнаяобработка продолжается и после выхода кольцевого потока отработавших газов из зоны горения биполярной короны, так как разноименные ионы остаются в потоке еще некоторое время исоздают там свое собственное электри"ческое поле. При выходе из корпуса 4кольцевой поток газов попадает назадний рассекатель, затем проходитчерез заднее кольцевое сопло и черезвыпускной патрубок 5 выходит за пределы устройства.Поперечное сечение межэлектродного промежутка больше поперечного сечения кольцевого потока отработавшихгазов. При движении кольцевого потока газов в межэлектродном промежуткеего внутренняя и внешняя поверхностиувлекают за собой соседние неподвижные слои газа и уносят их из областей, в которых размещены оба коронирующих электрода, Так как в обе зоны,из которых газ выносится, нет допол 1470985нительной подачи газа, то в этих зонах создается разрежение. Кроме того, не менее важным фактором, дополнительно способствующим созданию раэре 5 жения в зонах положительной и отрицательной короны, является "электрический ветер". Он возникает в результа 1 те того, что из положительной короны в сторону отрицательного электрода 1 движутся положительные ионы, а из отрицательной короны в сторону положительного электрода движутся отрица,тельные ионы и электроны, т.е. эти заряженные частицы совершают направ ленное движение вдоль силовых линий электрического поля разрядного промежутка. При движении заряженные частицы сталкиваются с нейтральными молекулами, При столкновении происходит 20 обмен кинетической энергией, т.е. заряженные частицы отдают им часть своей кинетической энергии. В результа" те этого часть нейтральных молекул также приобретает направленное движе ние, по направлению совпадающее с направлением движения соответствующих заряженных частиц. Все эти процессы приводят к отводу дополнительной части нейтрального газа из эоны 30 горения положительной короны и отрицательной короны.Совместное воздействие эжекции и "электрического ветра" создает качественно новый эффект при отсасывании газа из эоны положительной короны и из зоны отрицательной короны, что дает возможность резко повыси 1 ь эффективность ионной обработки отработавших газов и при этом резко снизить энергетические затраты.Зоны с пониженным давлением разделяются кольцевым потоком выхлопных газов, представляющим собой третью зону, зону повьппенного давления. На личие зоны повьппенного давления позволяет стабилизировать биполярный коронный разряд и обеспечить его стабильное горение при максимальной мощности разряда для данных условий.Стабилизирукщим фактором здесь является быстро движущийся кольцевой поток газов, обеспечиванщий резкое повышение давления газа от разреженного состояния до атмосферного и рез-.кое изменение скорости движения газа от минимальной, обусловленной эжекцией и электрическим ветром", до максимальной в быстро движущемся кольцевом потоке выхлопных газов.Резкое. повышение давления и скоростигаза препятствует полному пробою межэлектродйого промежутка и переходукоронного разряда вскровьп или ду.говой. А незначительная толщина кольца позволяет заполнить межэлектродньп промежуток главным образом газоразрядной плазмой. Это повьппает производительность газового разряда,как фактора, обеспечивающего в результате ионной обработки активациюхимических процессов нейтрализациитоксичных компонентов в отработавшихгазах,Вынос положительной короны и отри 3цательной короны за пределы набегающего потока дает еще одно важное"сдувания" короны. Это является основным фактором, который обеспечивает стабильное горение коронного разряда в целом. А стабильное горение всвою очередь улучшает ионную обработку газов и одновременно снижает затраты электрической энергии.Формула и з о б р е т ения1. Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания путем обработки потока газов ,при помощи коронного разряда в межэлектродном промежутке, о т л и " ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения эффективности, поток газов преобразуют в кольцевой поток с образованием в межэлектродном промежутке двух зон пониженного давления и одной зоны повьппенного давления, причем две зоны пониженного давления разделены кольцевым потоком газов, который образует зону повышенного давления, в одной из зон пониженного давления создают положительный коронный разряд, а в другой - отрицательный коронный разряд.2. Устройство нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с впускным и выпускным патрубками и размещенные в нем коронирукщие электроды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппеия эффективности, в корпусе размещены передний и задний рассекатели для образования кольцевого потока газов, причем один из коронирукщих электродов выполнен в. Гор Заказ 1571/40 Тираж 456 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 омбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,10 твенно-издательс оиз виде стержня и расположен внутри кольцевого потока газов, а другой коронирующий электрод выполнен игольчатым и расположен снаружи кольцево 5 . го потока газов.3. Устройство по п,2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что впускной патрубок выполнен с коническим расширяющимся по ходу потока газов 10 участком, в котором на продольных ребрах коаксиально с зазором размещен передний рассекатель, выполненный в виде конуса с цилиндрическим хвостовиком. 15 64. Устройство по пп.2 и 3, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что выпускной патрубок выполнен с коническим сужащцимся по ходу потока газа участком, в котором на продольных ребрах коаксиально с зазором размещен задний рассекатель, выполненный в виде цилиндра с коническим хвостовиком.5. Устройство по п,2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что игольчатый коронирующий электрод выполнен в виде металлической цилиндрической втулки, на внутренней поверхности которой радиально размещены иглы.