МНОГОРАЗРЯДНЫЙ ИОНИЗАТОР ВОЗДУХА Российский патент 1995 года по МПК H05F3/00 F24F3/16 

Изобретение относится к моторостроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяется сжигание топлива, а также в медицине.

Известен ионизатор [1] который содержит металлические решетки, расположенные по отношению друг к другу соосно и параллельно, причем рядом стоящие решетки заряжаются разноименными электрическими зарядами высокого напряжения. На поверхности решетки положительного заряда установлены игольчатые электроды к обращенной к ним поверхности рядом стоящей решетки. Под воздействием высокого напряжения игольчатые электроды коронируют, создавая коронный разряд. Поток воздуха, проходящий через ионизатор, всасываемый работающим двигателем, подвергается воздействию коронного разряда, ионизируется и озонируется, смешиваясь с топливом двигателя, немного увеличивает полноту сгорания топлива.

Недостатком устройства является то, что при этом процессе происходит недостаточно полное аллотропическое изменение окислителя, а именно переход кислорода О₂ в озон О₃, в результате чего происходит недостаточно полное сгорание углеводородного топлива. Данное устройство является наиболее близким к предлагаемому по своим существенным признакам и достигаемому эффекту и принимается за прототип.

Цель изобретения заключается в значительно полном сгорании топлива в камере сгорания и значительном уменьшении токсичности выхлопных газов за счет полноты сгорания топлива.

Цель достигается предлагаемым озонатором, содержащим корпус с соосно и параллельно расположенными металлическими решетками, снабженными вводами для соединения попеременно с источниками положительного и отрицательного напряжения, и генератор воздушной струи, отличающийся тем, что решетки выполнены гибкими с возможностью хаотического искривления под действием турбулентного воздушного потока в пределах не менее критического расстояния пробоя искрового разряда соседних решеток и не более межэлектродного расстояния.

На фиг.1-3 показан предлагаемый озонатор.

Озонатор содержит пластмассовый пластинчатый корпус 1 и свободно и жестко закрепленные в корпусе металлические решетки 2, соединенные с контактами 3 попеременно для ввода на эти решетки положительного и отрицательного напряжения. Для наилучшего изгибания решетки снабжены пластмассовыми ободками по периметру решетки (свободно закрепленному), которые свободно скользят в пазах 4 пластинчатого корпуса. Расстояние между решетками выбирается из расчета от 20 до 40 кВ/см.

Устройство работает следующим образом. Известно, что электроискровые разряды возникают в той и только той локальной зоне межэлектродного пространства, где электрическое сопротивление наименьшее. Поэтому производительность предлагаемого озонатора основана на скорости перемещения локальных зон возникновения и действия электроискровых разрядов, что в свою очередь позволяет максимально полно обработать электрическими разрядами проходящий через озонатор поток воздуха. Электросопротивление в определенной локальной зоне зависит по формуле R ρ(L/S) от ρ, удельного сопротивления, на которое влияет температура материала решетки и межэлектродное расстояние решеток. При прохождении воздушного потока через решетки озонатора поток обтекает со всех сторон все элементы этих решеток, заставляя постоянно деформироваться за счет обтекания элементов решеток, как бы вибрировать. В свою очередь это изменяет L, а значит, и R. При нагревании решетки на участке искрообразования сопротивление на этом участке тоже возрастает. Так как любой локальный участок решетки находится в зоне гарантированного электропробоя, искровой разряд с большой скоростью переносится к другую локальную зону, где сопротивление R становится по отношению к остальным наименьшим. Так как масса металлической решетки локального участка электрических искровых разрядов достаточно мала, все вышеописанные процессы происходят с достаточно большой скоростью, а так как локальные зоны с наименьшим электросопротивлением по отношению к другим зонам возникают хаотично, электроискровые разряды также хаотично переносятся из одной точки в другую внутри озонатора, как бы заполняя искровым разрядом весь объем озонатора. Под действием быстро перемещающихся искровых разрядов в турбулентном потоке воздуха кислород воздуха О₂ предельно полно переходит в озон О₃.

Таким образом кислород под действием электроискровых разрядов, переходя в озон, резко увеличивает химическую активность и, следовательно, полноту сгорания углеводородного топлива. Усиление химической активности кислорода позволяет предельно уменьшить или исключить содержание в выхлопных газах продуктов неполного сгорания, таких как угарного газа (СО), углеводородов (С_хН_у) и окислов азота (N_xO_y), а также повысить мощность двигателя внутреннего сгорания за счет более полного сгорания горючего.

Использование: многорядный ионизатор воздуха, например для автомобиля. Сущность изобретения: многорядный ионизатор содержит металлические решетки, расположенные по отношению друг к другу параллельно и соосно, причем рядом стоящие решетки заряжены разноименными зарядами. Решетки делаются гибкими с возможностью искривления поверхности решеток под действием потока всасываемого воздуха работающим двигателем. Происходит перемещение электрического разряда по объему ионизатора, что приводит к максиальному переходу кислорода воздуха в озон, а оставшийся кислород за счет электрического поля решеток и ультрафиолетового излучения разряда хорошо ионизируется, что немного повышает химическую активность. Ионизатор может использоваться везде, где работают устройства, сжигающие топливо, для уменьшения токсичности продуктов сгорания или для экономии горючего при помощи его более полного сгорания. 3 ил.

МНОГОРАЗРЯДНЫЙ ИОНИЗАТОР ВОЗДУХА, содержащий корпус с соосно и параллельно расположенными металлическими решетками, снабженными выводами для соединения попеременно с источниками положительного и отрицательного напряжения, и генератор воздушного потока, отличающийся тем, что решетки выполнены гибкими с возможностью хаотического искривления под действием турбулентного воздушного потока в пределах не менее критического расстояния пробоя искрового разряда соседних решеток и не более межэлектродного расстояния.