Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК F01N3/08 

, Цель изобретения - повышение эффeкtивиocти процесса нейтрализации г

Указанная цель достигается тем, что движение положительных ионов в поле положительной короны задают в направлении движения отработавших газов и в это поле подают воздух, ионизированный в поле отрицательной короны, причем, направление движения отрицательных- ионов совмещают с направлениемдвижения воздуха.

В нейтрализаторе для реализации указанного способа положительный коронирующий электрод расположен в зоне впускного патрубка, отрицательный - в выпускном патрубке, а нейтрализатор снабжен дополнительным атрубком подвода воздуха, имещим входное и выходное отверстия, в коором расположена вторая пара элекродов: отрицательный коронирую1чийзоне входного отверстия и положиельный - в зоне выходного отверстия.

Кроме того, перваяпара электродов выполнена в виде острия и металлического кольца с многослойной сеткой, а вторая - в виде острия и металлического кольца.

Поставленная цель достигается использованием положительной короны для ионизации отработавших газов и отрицательной короны для ионизации вторичного воздуха.

Ионизация отработавших газов в поле коронного разряда осуществляет одновременно с ионизацией вторичного воздуха, поступакнцего в нейтрализатор. При этом отработавшие газы ионизируются в поле положительной короны, а вторичный воздух - в поле отрицательной короны. Это обусловлено тем, что в отработавших газах содержатся компоненты, в частности Су,Н, которые легко приобретают положительный заряд, а кислород воздуха легко присоединяет электроны, Тое, обладает значительной электротрицательностью., 8 результате снижаются энергетические затраты на возбуждение и ионизацию молекул. Кроме того, коронирующие электроды расположены в трестах сужения потока, т.е. где скорость потока максимальна, Это способствует быстрому уносу зарядов, стекающих с острий, уменьшеию вредного влияния пространственного заряда в зоне коронирующего электрода и увеличению разрядного

тока при данном направлении, а следовательно, уменьшению энергетических затрат на ионизЪциго молекул газа.

В отрицательной короне при достижении критических скоростей электродов для ускорения реакции по нейтрализации токсичных компонентов первоначальным элементарным процессом является образование возбужденных иги ионизированных частиц чэлектронным :/даром, например, образование атомарного кислорода Г, молекулярного иона кислорода Og, озона Пд и возбужденных атомов и молекул кислорода В положительной короне ак тивация молекул и атомов происходит под действием ударов положительных ионов, при этом образуются активные формы молекул4 При смешивании положительно и отрицательно ионизированного воздуха происходит быстрое и равномерное перемешивание молекул отработавших газов и молекул кислорода воздуха, которое привадит к более быстрому и более полному протеканию химической реакции нейтрализации отработавших газов, (Три взаимодействии положительных ионов в отработавших газах и отрицательных ионов кислорода, а также ионов с нейтральными молекулами эффект значтельно больше, чем при взаимодействии одноименно заряженных ионов. Это обусловлено образованием тяжелых комплексных ионов, представляющих собой скопление нейтральных молекул около молекулярного иона, вызванное электрической поляризацией молекул В результате число возбужденных активных частиц может оказаться больш числа первоначально обраглванных в разряде ионов При рекомбинации ион образующего ядро комплекса избыток энергии может быть передан какойлибо из молекул, составляющих оболочку комплексного иона„ При рекомбинации положительных ионов с электронами или отрицательными ионами могут образовываться также активные возбужденные частицы. Таким образом в результате применения раздельной ионизации отработавших газов и вторичного воздуха в положительной и отрицательной коронах снижается энергия активации и, следовательно, более интенсивно протекает реакций нейтрализации отработавших газов. Ha фиг. 1 изображен нейтрализатор для осуществления способана фиг. 2 - вариант устройства для осу ществления способа Нейтрализатор ч содержит впускной 1 и выпускной 2 патрубки. Положительный коронирующий электрод 3, выполненный в виде острия, расположен во впускном патрубке, отрицательный электрод k - в выпускном патрубке Отрицательный электрод 4 предста ляет собой металлическое кольцо с многослойной сеткой 5, закрепленной по сечению кольца Нейтрализатор снабжен дополнительным патрубком 6 для подвода вторичного воздуха, который имеет входное 7 и выходное 8 отверстия, В зоне входного отверсти установлен отрицательный коронирующий электрод 9, в зоне выходного отверстия - положительный электрод 10 (1)иГо 1). При работе нейтрализатора высокое напряжение подается на- электро ды 3 , 9 и 10 При этом возле эле трода 3 образуется положительная ко рона, возле электрода 9 образуется отрицательная корона В нейтрализатор из патрубка 1 подаются отработавшие газы с избыточным положительным зарядом, а через дополнител ный патрубок 6 подается вторичный воздух, который в поле отрицательно .короны электрода 9 приобретает избыточный отрицательный заряд При этом направление движения в положительной короне совпадает с направлением движения потока отработавших газов, а направление дви . жения ионов в отрицательной короне совпадает с направлением движения потока воздуха о В нейтрализаторе происходит взаимодействие положител но заряженных отработавших газов с отрицательно заряженным воздухом Подача ионизированного вторичного воздуха производится между корониру ющим электродом 3 и электродом и приводит к тому, что отрицательные ИОНЫ, содержащиеся в ионизированном воздухе, отталкиваются от отрицательного электрода k и двигаются к положительно заряженному коронирующему электроду 3 т„е, в направлении, противоположном движению положитейьно заряженных ионов отработав ших газоВо Это препятствует уносу ионов кислорода из зоны реактора и способствует быстрому и- равномерному распределению их в объеме отрабо|авших газоВо В результате.реакции Нейтрализации отработавших газов протекают более интенсивно. На фиг. 2 изображен вариант устройства для нейтрализации отработавших газов, который отличается от варианта, изображенного на фиг. V тем, что в данном случае используется биполярная корона Положительная часть биполярной короны располагается в отработавших газах, отрицательная часть короны располагается во вторичном воздухе, который подается в нейтрализатор, С этой целью используются только два электрода. Оба они являются коронирующими и подключены к разноименным полюсам одного и того.же источника. Каждый из электродов представляет собой пучок острий, укрепленных на металлическом стержне. Преимуществом предлагаемой конструкции является более низкое (почти в 2 раза) напряжение, необходимое для зажигания короны. Противоположный заряд частиц позволяет увеличить эффективность нейтрализации. Формула изобретения 1 о Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания за сче-т ионизации их в поле положительной короны, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса нейтрализации, движение положительных ионов в поле положительной короны задают в направлении движения отработавших газов и в это поле по дают воздух, ионизированный в поле отрицательной короны, причем на- ; правление движения отрицательных ионов совмещают с направлением движения воздуха, 2а Устройство для осуществления способа по п, 1, содержащее впускной и выпускной патрубки и первую пару электродов: положительный ко- ронирующий и отрицательный, отличающееся тем, что положительный коронирующий электрод расположен в зоне впускного патрубка, отрицательный - в выпускном патрубке, а нейтрализатор снабжен допол