Турбинный активатор воздуха для теплового двигателя

Полезная модель относится к устройствам экономии топлива для тепловых машин, конкретнее, к активаторам окислителя-воздуха (ионизаторам, озонаторам) и может найти широкое применение в любых тепловых двигателях внутреннего сгорания, применяемых на автотранспорте и иных видах транспорта, а также и в теплоэнергетике. Сущность данной полезной модели состоит в конструктивном совмещении в одной конструкции турбинного завихрителя воздуха, увлажнителя и ионизатора-озонатора воздуха. Устройство монтируется в патрубок воздушного тракта теплового двигателя, после его воздушного фильтра. Завихренный активированный воздух способствует более мелкому дроблению капель топлива во впускном тракте, их электрической активации и более полному перемешиванию воздуха с раздробленными каплями топлива. В итоге, завихренная топливо-воздушная смесь становится более активированной и, однородной, чем при приготовлении ее прежними устройствами, что и способствует ее более полному сгоранию и экономичному расходованию топлива при ее использовании в тепловых двигателя транспорта Положительный эффект от применения этой полезной модели в тепловых двигателях состоит в существенном возрастании полноты сгорания топлива в камерах теплового двигателя, и как следствие, достигается снижение расхода топлива (до 20%) и уровня токсичности выхлопных газов. (в несколько раз). Устройство проверено в опытах на ряде тепловых двигателей и доказало свою работоспособность и эффективность.

Полезная модель относится к устройствам экономии топлива, конкретнее, к активаторам окислителя-воздуха (ионизаторам, озонаторам воздуха) и может найти широкое применение в любых тепловых двигателях внутреннего сгорания, применяемых на автотранспорте и иных видах транспорта, а также и в теплоэнергетике.

Озонаторы и ионизаторы воздуха широко известны и содержат следующие основные элементы - полый корпус для прохода воздуха, активный (ионизирующий, озонирующий) электрод и источник высокого напряжения, присоединенный к этому активному электроду.

Источник информации - Википедия - раздел Ионизаторы и озонаторы воздуха

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является устройство активации воздуха (совмещенный ионизатор-озонатор воздуха) - патент РФ на полезную модель 103138 приоритет от 05.10.10 Автор Дудышев В.Д.

При всех достоинствах прототипа, следует отметить то, что современные устройства активации воздуха (его озонирования и ионизации) недостаточно эффективны для приготовления ионов и озона, и однородной топливо-воздушной смеси, поскольку не обеспечивают достаточной степени дробления капель топлива гомогенизации топливной смеси, особенно при дефиците окислителя, например, в инжекторных тепловых двигателях автотранспорта, что приводит к перерасходу топлива и требует для получения достаточной степени очистки выхлопных газов таких тепловых машин дополнительного применения дорогих и ненадежных сотовых каталитических нейтрализаторов их токсичности.

Целью данной полезной модели является повышение качества активации воздуха и всей топливо-воздушной смеси для тепловых двигателей.

Цель достигается посредством конструктивного совмещения ионизатора, озонатора, турбинного завихрителя и увлажнителя воздуха в одном устройстве

Указанный технический результат достигается тем, что в известном активаторе воздуха, содержащим полый корпус, активный ионизирующий электрод, размещенный в нем и источник высокого постоянного электрического напряжения, присоединенный одним электрическим потенциалом к этому электроду, корпус активатора воздуха выполнен в виде диэлектрического полого цилиндра, и дополнен завихрителем воздуха в виде двух лопастных металлических турбин, с одинаковым направлением вращения воздуха, плотно закрепленных внутри этого корпуса, по его торцам, а активный ионизирующий электрод плотно закреплен в центре первой входной турбины и размещен вдоль оси вращения этого цилиндра, причем обе турбины электрически присоединены к выходам упомянутого источника высокого постоянного напряжения, причем первая турбина на входе корпуса активатора, электрически присоединена к минусовому электрическому потенциалу этого источника, а выходная турбина присоединена к его плюсовому электрическому потенциалу, причем активатор дополнительно оснащен водяной форсункой, снабженной управляемым дозатором подачи воды, причем эта форсунка размещена за второй турбиной, на диэлектрическом корпусе активатора.

Описание полезной модели устройства в статике

Предлагаемое устройство турбинного активатора воздуха пояснено на рис.1 Устройство содержит полый диэлектрический цилиндр 1, внутрь которого вставлены, по его торцам неподвижно металлические лопастные турбины 2, 4, с одинаковыми диметрами, равными внутреннему диаметру цилиндра 1, центральный металлический электрод 3 с заостренными торцами, размещенный вдоль оси вращения цилиндра 1 и закрепленный плотно в центре первой турбины 2. Устройство содержит также маломощный источник (блок) высокого постоянного электрического напряжения 5 (с выходным постоянным напряжением 15-30 киловольт, мощностью всего порядка 5-10 ватт). Этот блок 5 выходами электрически присоединен к металлическим турбинам 2, 4, причем минусовой выход напряжения с блока 5 присоединен электрически к входной воздушной турбине 2, а плюсовой его выход - к турбине 4. Первичное электропитание блока 5 осуществляется от бортовой аккумуляторной батареи (АБ). В состав устройства входит также водяная форсунка 6, вмонтированную в корпус 1 с дозатором воды и накопительной емкостью, соединенной шлангом с этой форсункой 6 (на рисунке не показаны). Корпус 1 активатора воздуха устанавливают в тепловом двигателе в воздушном патрубке после его воздушного фильтра. Отметим, что направление закрутки потока воздуха обеими турбинами должно быть одинаковое. В случае применения данного устройства в теплоэнергетике, например, в котельной установке, его устанавливают в воздушный тракт подачи воздуха в топливную горелку.

Работа устройства

Вначале запускают в работу тепловой двигатель. При этом возникает сильное разряжение воздуха в его впускном воздушном тракте. Поток атмосферного воздуха, засасывается внутрь воздушного тракта теплового двигателя, и после его очистки в воздушном фильтре (не показан), попадает в полую камеру 1 активатора и закручивается в нем первой турбиной 2, попадая на ее лопатки, и затем дополнительно закручивается на выходе из корпуса 1 - еще и второй турбиной 4. Затем включают в работу этот ионизатор-озонатор воздуха путем включения высоковольтного блока напряжения 5 и подают с блока 5 высоковольтные электрические потенциалы постоянного напряжения на обе турбины 2, 4, причем на турбину 2 подают минусовой электрический потенциал, а на турбину 4 - плюсовой потенциал высокого напряжения (порядка 15-30 Кв). В результате возникает сильное электрическое поле от между этими вихревыми турбинами 2, 4 посредством поданного на них высокого напряжения с блока 5. Под воздействием данного электрического поля с острых металлически кромок лопаток турбины 2 и с острия центрального электрода 3 возникает мощная электронная эмиссия, которая смешивается с проходящим воздухом и озонирует и ионизирует его внутри камеры 1 в пространстве между этими двумя турбинами 2, 4. Одновременно, с острых кромок лопаток турбины 4 возникает еще и поток ионов, которые также смешиваются с проходящим воздухом. Дополнительно осуществляют дозированное увлажнение воздуха путем дозированного впрыска воды через водяную форсунку 6. В результате, атмосферный воздух с выхода корпуса 1 данного устройства - полностью завихряется турбинами 2, 4,озонируется и ионизируется посредством электрического поля от блока 5, и дозированно увлажняется от водяной форсунки 6. Как следствие, значительно возрастает его окислительная способность. Вихревое смешивание такого завихренного активированного воздуха с топливом во впускном тракте теплового двигателя обеспечивает мелкое дробление топливных капель и в итоге обеспечивает для теплового двигателя активированную однородную (гомогенную) топливную смесь. Влага увлажненного воздуха, частично разлагается в горячих камерах теплового двигателя, на водород и кислород, и сгорает с выделением дополнительного тепла, что также способствует активации горения такой топливо-воздушной смеси. Это и приводит в итоге к более полному сгоранию такой топливо-воздушной смеси в камерах сгорания тепловых двигателей. И, как следствие, благодаря этому, и приводит к повышению полноты сгорания топлива, и в два-три раза снижается токсичность выхлопных газов теплового двигателя. Одновременно, появляется и экономия топлива (до 15-20%) и повышение его мощности (до 20-30%). Устройство создано в реалии и проверено, испытано в опытах на серийных тепловых моторах автомобилей ВАЗ.

Турбинный активатор воздуха для теплового двигателя, содержащий полый корпус, активный ионизирующий электрод, размещенный в нем, и источник высокого постоянного электрического напряжения (15-30 кВ), присоединенный одним электрическим потенциалом к этому активному электроду, отличающийся тем, что полый корпус активатора воздуха выполнен в виде диэлектрического полого цилиндра и дополнен завихрителем воздуха в виде двух лопастных металлических турбин с одинаковым направлением вращения воздуха, плотно закрепленных внутри этого корпуса, по его торцам, а ионизирующий электрод плотно закреплен в центре первой входной турбины и размещен вдоль оси вращения этого цилиндра, причем обе турбины электрически присоединены к выходам упомянутого источника высокого напряжения, причем первая турбина на входе корпуса активатора электрически присоединена к минусовому электрическому потенциалу этого источника, а выходная турбина присоединена к его плюсовому электрическому потенциалу, корпус активатора дополнительно оснащен водяной форсункой, снабженной управляемым дозатором подачи воды, причем эта форсунка установлена за второй турбиной, в корпусе диэлектрической трубы данного активатора.