Реферат  к полезной модели: 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 в теплоэнергетике. Сущность данной полезной модели состоит 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, 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 двигателях. 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.

Турбинный активатор воздуха для теплового двигателя

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  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, что современные устройства активации воздуха (его озонирования и ионизации) недостаточно эффективны  для приготовления однородной топливо-воздушной смеси, поскольку не обеспечивают достаточной степени дробления капель топлива, 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, которая 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 по его торцам неподвижно вставлены  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 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, вмонтированная в корпус 1 с дозатором воды и накопительной емкостью, соединенной шлангом с этой форсункой 6 (на рисунке не показаны). Корпус  активатора воздуха 1 устанавливают в тепловом двигателе в воздушном патрубке  после  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, 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 включается в работу ионизатор-озонатор  воздуха путем включения высоковольтного блока напряжения 5 и подают с блока 5 высоковольтные электрические потенциалы постоянного  напряжения  на обе турбины 2,4. 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 завихряется турбинами2,4,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 топливо - воздушной смеси в камерах сгорания тепловых двигателей. И, как следствие, благодаря этому, и приводит к повышению полноты сгорания топлива, и  в несколько раз снижается токсичность выхлопных газов теплового двигателя. Одновременно, появляется и экономия топлива (до15-20%) и повышение его мощности (до 20-30%) . Устройство  проверено, испытано  в опытах на серийных тепловых моторах автомобилей ВАЗ.

Формула полезной модели

Турбинный активатор воздуха для теплового двигателя, содержащий полый  корпус, активный ионизирующий электрод, размещенный в нем, и источник  высокого постоянного электрического напряжения, (15-30 киловольт), 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.

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.

Турбинный активатор воздуха для тепловых двигателей