Способ и устройство для уменьшения токсичности отработавших газов и повышения мощности преимущественно у двигателей внутреннего сгорания Российский патент 2018 года по МПК F01N3/04 

Способ и устройство для уменьшения токсичности отработавших газов относится к области народного хозяйства, где только имеется процесс горения от печки домов, включая котлов котельных, преимущественно у двигателей внутреннего сгорания.

Первый способ - вода из специального бачка, расположенного выше уровня камеры очистки воздуха - фильтра воздушной очистки, через кран, связанный с педалью газа, поступает по трубке самотеком.

Фитиль, например, из тканевого материала, расположенный в камере очистки воздуха - фильтре воздушной очистки, устойчив к температуре в камере очистки воздуха, и вода, испаряясь естественным способом, вместе с очищенным воздухом попадает, например, в камеру сгорания двигателя, в результате снижается токсичность отработавших газов и повышается мощность.

Второй способ - вода из бачка через кран, связанный с педалью газа, самотекам поступает в нагревательный элемент и, испаряясь, тут же пары воды - туман поступают в камеру сгорания.

Третий способ - вода из бачка через кран, связанный с педалью газа, самотеком поступает в отстойник, установленный очень плотно на элементе двигателя, имеющего высокую температуру, например на коллекторе, и, нагреваясь, испаряется, пар-туман поступает в зону очистки воздуха и вместе с очищенным воздухом - в камеру сгорания, предусмотрена трубка, исключающая переполнение отстойника.

Четвертый способ - пары воды - туман, образованный способами 1, 2, 3, попадает в зону электроискрового воздействия, образованного с помощью специальной катушки высокого напряжения и электродов и, выходя через зону электроискрового воздействия, попадает в зону очистки воздуха и далее в камеру сгорания, в результате снижается токсичность отработанных газов и резко повышается мощность двигателя.

Пятый способ - из специального бачка или бачка для воды для влажного воздуха в камеру сгорания через тройник вода через кран, связанный с поплавком, удерживающим воду в емкости воды на определенном уровне, через фитиль поступает в емкость и, испаряясь естественным способом или путем нагрева от горячих деталей двигателя и смешиваясь с воздухом, поступающим из воздухозаборника, расположенного, например, рядом с радиатором для охлаждения, по трубке, например, с гофрированным сечением для лучшего испарения воды, через обратный клапан поступает в зону уходящих отработавших газов, где для улучшения тяги паровоздушной смеси предусмотрен инжектор и паровоздушная смесь смешивается в камере для смешивания с отработавшим газом, в результате уменьшается токсичность отработавших газов.

Зона уходящих отработавших газов, где для улучшения тяги паровоздушной смеси предусмотрен инжектор и паровоздушная смесь смешивается в камере для смешивания с отработавшим газом, в результате уменьшается токсичность отработавших газов.

Шестой способ - пар-туман, образованный способами 1, 2, 3, часть которого через тройник поступает в камеру сгорания, а другая часть - в зону уходящих отработавших газов, попутно обогащаясь воздухом атмосферы, в данном случае отпадает необходимость в специальном устройстве для создания паровоздушной смеси для подачи в зону отработавших газов.

Седьмой способ - паровоздушная смесь, образованная в устройстве для создания паровоздушной смеси, часть которой через тройник поступает в зону очистки воздуха и в камеру сгорания, а другая часть - в зону уходящих отработавших газов, в данном случае отпадает необходимость в специальном устройстве для создания пара-тумана для подачи в камеру сгорания.

Отчет о поиске

Автору не известны источники научно-технической и патентной информации, содержащей сведения об аналогичных технических решениях, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа, а также свойства, совпадающие со свойствами заявленного решения, поэтому можно считать, что оно обладает существенными отличиями, позволяющими при практическом осуществлении уменьшить токсичность отработанных газов у двигателей и увеличить их мощность.

Прототипом по данному решению выбран патент RU 2289704 С2, 13032002.

Недостатком по данному патенту является сложность в эксплуатации и конструкции, т.к требуется насос и высоконапорная распылительная головка.

В процессе поиска были проанализированы патенты:

RU 2291971, С2 20.01.2007

RU 2364736, С2 20.08.2009

RU 2373409, С2 20.11.2009

RU 2406837, С2 20.12.2010

RU 2439345, С2 10.01.2012

Пояснение чертежей

Изобретение поясняется чертежами, где:

На Фиг. 1 изображен общий вид с частичным разрезом по оси устройства для подачи пара-тумана в зону очистки воздуха, вместе с очищенным воздухом, например, в карбюратор, далее в камеру сгорания двигателя, на чертеже не изображена, при естественном испарении воды с помощью фитиля, расположенного в узле очистки воздуха, и с изображением связи крана с педалью газа.

На Фиг. 2 изображен разрез общего вида узла подготовки пара-тумана с помощью нагревательного элемента и подачи пара-тумана в зону очистки воздуха и далее через, например, карбюратор - в камеру сгорания двигателя.

На Фиг. 3 изображен разрез общего вида узла подготовки пара-тумана при помощи элемента двигателя с высокой температурой, например коллектора, и подачи пара-тумана в зону очистки воздуха и далее, например, через карбюратор в камеру сгорания двигателя.

На Фиг. 4 изображен разрез общего вида узла электроискрового воздействия на пар-туман, поступающий путем естественного испарения или с помощью нагрева с целью более эффективного использования пара-тумана в камеру сгорания двигателя.

На Фиг. 5 изображен общий вид с частичным разрезом по оси устройства для подготовки и подачи паровоздушной смеси в зону уходящих отработавших газов и с узлом смешивания паровоздушной смеси с отработавшим газом, где стрелкой X указано направление поступающего отработавшего газа, стрелкой Y - направление уходящего газа, смешанного с паровоздушной смесью, меняя зазор S между корпусом и стаканом можно регулировать степень смешивания.

Устройство для уменьшения токсичности отрабатывающих газов преимущественно у двигателей внутреннего сгорания и повышения мощности работает следующим образом.

Фиг. 1, из бачка 1 через кран 2 и трубку 3 вода подается по крану 4, связанному с тягой 5, шарнирно связанной с педалью газа 6 для регулирования подачи воды в зависимости от числа оборотов двигателя, из крана 4 по трубке 7 вода подается на фитиль 8, расположенный внутри фильтра воздушной очистки 9, находящегося в корпусе фильтра 10, вода, испаряясь естественным способом с помощью фитиля, вместе с очищенным воздухом попадает в зону горения, например, через карбюратор 11 в камеру сгорания двигателя, площадь фитиля и объем поступающей воды на фитиль определяются опытным путем для каждого типа двигателей.

Фиг. 2 вода из трубки 7 поступает самотеком в узел нагрева 12 и с помощью нагревательного элемента 13 нагревается и превращается в парообразное состояние, по трубке 14 пары воды - туман подается в зону очистки воздуха и вместе с очищенным воздухом, например, через карбюратор 11 подается в камеру сгорания.

Фиг. 3, вода по трубке 7 самотеком поступает в отстойник 15, расположенный на элементе двигателя, сильно нагреваемом, например, на коллекторе 16, для лучшей передачи тепла отстойник сильно прижат к нагревательному элементу и место контакта покрыто медью, для исключения переполнения водой отстойника 15 предусмотрена трубка 17 для отвода лишней воды пары воды - туман по трубке 14 попадает в зону очистки и вместе с очищенным воздухом в камеру сгорания.

Фиг. 4, пары воды – туман, образованный способом естественного испарения или способом нагрева, по трубке 14 попадает в зону электроискровой обработки 18, где с помощью катушки высокого напряжения 19 и электродов 20 образуется электроискровой разряд, и пары воды, проходя через электроискровую зону, превращаются в туман, который по трубке 21 попадает в камеру очистки воздуха 9 и, например, через карбюратор 11 в камеру сгорания, в результате резко повышается мощность двигателя и уменьшается токсичность отработавших газов.

Фиг. 5, из специального бачка 22 или из бачка 1 через тройник, через кран 23, по трубке 24, через кран 25, связанный с поплавком 26, установленным в корпусе емкости для воды 27, вода поступает на фитиль 28 и, испаряясь, подается вместе с воздухом, поступающим через сетки 29 из атмосферы, и паровоздушная смесь по трубке 30, например, гофрированного сечения через обратный клапан 31 и патрубки 32 попадает в зону уходящих отработавших газов, идущих по трубе 33 после коллектора и далее в корпус узла смешивания 34, внутри которого расположен, например, стакан 35 с глухим дном и отверстиями по бокам, имеющим возможность перемещаться в продольном направлении и крепиться болтами 36, и меняя зазор между конусной частью корпуса и стаканом, можно регулировать эффект смешивания. Для улучшения тяги паровоздушной смеси предусмотрен инжектор 37, который крепится болтами 38, отработавший и смешанный с паровоздушной смесью газ уходит по трубе 39, в результате снижается токсичность отработавших газов.

Способы использования устройства для образования пара-тумана для подачи в камеру сгорания и передачи части тумана через тройник в зону уходящих отработавших газов и паровоздушной смеси, образованной в устройстве, - в камеру сгорания, на чертеже не указаны.

Изобретение относится к области очистки отработанных газов. Способ уменьшения токсичности отработавших газов и повышения мощности преимущественно у двигателей внутреннего сгорания путем ввода влажного воздуха в камеру сгорания двигателя. При этом влажный воздух получают путем смешивания паров воды, полученных методом естественного испарения, образованного с помощью фитиля из тканевого материала, расположенного в камере очистки воздуха, устойчивого к температуре в зоне очистки или нагрева, с воздухом в зоне его очистки. Приведена конструкция устройства для подачи влажного воздуха в двигатель внутреннего сгорания, содержащего дополнительный бачок для воды, средства для подачи воды в зону испарения и средства испарителя, а также устройство для подачи паровоздушной смеси в зону уходящих отработавших газов и смешивания паровоздушной смеси с отработавшим газом. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ уменьшения токсичности отработавших газов и повышения мощности преимущественно у двигателей внутреннего сгорания путем ввода влажного воздуха в камеру сгорания двигателя, при этом влажный воздух получают путем смешивания паров воды, полученных методом естественного испарения, образованного с помощью фитиля из тканевого материала, расположенного в камере очистки воздуха, устойчивого к температуре в зоне очистки или нагрева, с воздухом в зоне его очистки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вода из специального бачка самотеком поступает в зону очистки воздуха, попадает на фитиль из тканевого материала, специально уложенного в зоне очистки, и, испаряясь естественным способом, вместе с очищенным воздухом попадает в камеру сгорания двигателя, причем бачок для воды расположен выше уровня очистки воздуха.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вода из крана, связанного с педалью газа, поступает в специальный узел нагрева, с помощью нагревательного элемента превращается в парообразное состояние, по трубке пары воды поступают в зону очистки воздуха и с очищенным воздухом поступают в камеру сгорания.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вода из крана, связанного с педалью газа, поступает в камеру, расположенную на узле двигателя, имеющего высокую температуру на коллекторе, и, испаряясь, пары воды попадают в зону очистки воздуха за счет отрицательного давления в зоне очистки воздуха и далее в камеру сгорания вместе с очищенным воздухом.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пары воды, образованные способами естественного испарения или способами нагрева, поступают в зону отработавших газов после коллектора и смешиваются в камере для смешивания с отработавшим газом, в результате снижается токсичность отработавших газов на выходе.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что одна часть паров воды, образованных способами естественного испарения или способами нагрева, через тройник поступает в камеру сгорания, а другая часть - в зону уходящих отработавших газов, попутно обогащаясь воздухом атмосферы.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что одна часть паровоздушной смеси, образованной в устройстве, через тройник поступает в зону очистки воздуха и в камеру сгорания, а другая часть в - зону уходящих отработавших газов, в данном случае отпадает необходимость в специальном устройстве для создания пара для подачи в камеру сгорания.

8. Устройство для подачи влажного воздуха в двигатель внутреннего сгорания, содержащее дополнительный бачок для воды, средства для подачи воды в зону испарения и средства испарителя, а также устройство для подачи паровоздушной смеси в зону уходящих отработавших газов и смешивания паровоздушной смеси с отработавшим газом.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что бачок для воды, расположенный выше уровня очистки воздуха, трубки подачи воды, крана для воды, связанного с возможностью регулирования с педалью газа для увеличения подачи воды с увеличением нагрузки на двигатель.

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что предусмотрен фитиль из тканевого материала, установленный в зоне очистки воздуха для испарения воды естественным способом, причем площадь фитиля и количество воды, подаваемой на фитиль, определяются опытным путем.

11. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что предусмотрен нагревательный узел для превращения воды в пар и подачи в камеру сгорания в виде пара вместе с очищенным воздухом.

12. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что для нагрева воды для превращения в пар использован элемент двигателя, содержащий высокую температуру, – коллектор.

13. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что для более эффективного применения предусмотрен узел электроискрового воздействия на пары воды с помощью катушки высокого напряжения и электродов.

14. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что предусмотрен узел для подачи паровоздушной смеси в зону уходящих отработавших газов, причем кран подачи воды соединен с поплавком, поддерживающим уровень воды в емкости на определенном уровне, для лучшего испарения воды предусмотрен в узле фитиль, а трубка, передающая паровоздушные смеси в зону уходящих отработавших газов, выполнена гофрированного сечения.

15. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что в узле смешивания паровоздушной смеси с отработавшим газом предусмотрен инжектор.