ОЗОНАТОР

Полезная модель относится к активаторам процесса горения, конкретно к озонатором топлива и может найти широкое применение, например, в тепловых двигателях внутреннего сгорания и в теплоэнергетике.
Известен озонатор для ДВС (двигателей внутреннего сгорания) по патенту РФ на полезную модель №126696, G01B 13/11 МПК опубл. 10.09.2013 г.
Этот озонатор содержит в озоноустойчивом общем корпусе разрядное устройство барьерного типа, подключенное к источнику питания высокого напряжения, перепускной патрубок с наклоном, клапаном, вентиляционной системой на входе и выходе и элементом Пельтье, связанным с радиатором, отличающийся тем, что перепускной патрубок выполнен в форме спирали прямоугольного сечения и дополнительно снабжен каналом для отвода конденсата, при этом клапан закреплен в нижней части канала для отвода конденсата, а радиатор элемента Пельтье закреплен перед клапаном, при этом пластины радиатора расположены вдоль потока конденсата между противоположными сторонами канала для отвода конденсата.
Недостатки сложность конструкции, сложность электронной схемы, низкая надежность и низкая эффективность.
Известен озонатор для ДВС (двигателей внутреннего сгорания) по патенту РФ на полезную модель №103138, МПК F02М 25/10, опубл. 27.01.2011 г.
Магнитоэлектрический озонатор воздуха, содержащий корпус с двумя патрубками для прохода воздуха через него и источник озона, размещенный внутри него, отличающийся тем, что в качестве корпуса использован воздушный фильтр, а в качестве источника озона использовано электроискровое устройство, содержащее электрический источник высокого напряжения и активный элемент озонатора, причем в качестве этого активного элемента использована магнитная свеча, размещенная внутри этого корпуса и выполненная на основе стандартной электроискровой свечи зажигания, без бокового электрода, снабженная источником магнитного поля, с общим магнитопроводом, образованным этим источником магнитного поля с металлическим корпусом свечи, причем в качестве источника магнитного поля использован кольцевой постоянный магнит с осевой намагниченностью, размещенный на корпусе свечи, а в качестве источника высокого напряжения использован стандартный электронный блок высокого напряжения, например блок электронного зажигания от любого серийного электроискрового двигателя внутреннего сгорания.
Недостатки сложность конструкция и низкая эффективность.
Известен озонатор по патенту US на изобретение №2011/0030625, опубл. 10/002/2013 г., прототип. Это озонатор содержит цилиндрический диэлектрический корпус, внешний электрод кольцевой формы и, по меньшей мере, один внутренний электрод, подсоединенные к блоку высокого напряжения, при этом внутренний электрод выполнен в виде установленного на металлическую ось, по меньшей мере, одного щеточного элемента с радиальными проволочными иголками
Недостатки относительно низкая эффективность озонирования воздуха из-за того, что для возникновения электрического разряда необходимы концентраторы электрического поля, например, в виде острых углов электродов.
Задачей создания полезной модели, совпадающая с техническим результатом данной состоит в повышении эффективности озонатора, приводящей к экономии топлива и улучшению экологической чистоты теплоэнергетических устройств, снабженных данным озонатором.
Решение указанных задач достигнуто в озонаторе, содержащем цилиндрический диэлектрический корпус, внешний электрод кольцевой формы и, по меньшей мере, один внутренний электрод, подсоединенные к блоку высокого напряжения, при этом внутренний электрод выполнен в виде установленного на металлическую ось, по меньшей мере, одного щеточного элемента с радиальными проволочными иголками, тем что внешний электрод выполнен прилегающим к цилиндрическому диэлектрическому корпусу и с гофрами, выступающими в сторону внутреннего электрода. Внутри цилиндрического диэлектрического корпуса может быть установлена оправка из диэлектрического материала, имеющая не менее трех лучей для центрирования внутри цилиндрического диэлектрического корпуса. На оправке вдоль оси цилиндрического диэлектрического корпуса может быть закреплен один центральный электрод. На оправке вдоль оси цилиндрического диэлектрического корпуса может быть закреплены несколько центральных электродов, металлические оси которых выполнены параллельно между собой. Внутренний электрод может содержать несколько радиальных щеточных элементов размещенных с равномерным шагом по длине диэлектрического корпуса озонатора. Щеточный элемент внутреннего электрода может быть выполнен по спирали, проволочные электроды выполнены из латуни. Проволочные электроды могут быть выполнены диаметром от 0,1 мм до 1,0 мм.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1…8, где:
- на фиг. 1 приведена озонатора,
- на фиг. 2 приведен вид А,
- на фиг. 3 приведен первый вариант держателя,
- на фиг. 4 приведен второй вариант держателя,
- на фиг. 5 приведен центральный электрод, первый вариант,
- на фиг. 6 приведен центральный электрод, второй вариант,
- на фиг. 7 приведена группа центральных электродов,
- на фиг. 8 приведена внешний вид центрального электрода.
Описание устройства в статике
Озонатор (фиг. 1…8) содержит цилиндрический диэлектрический корпус 1, образующий рабочую камеру 2, внешний электрод 3, внутренний электрод 4 и блок высокого напряжения 5, электрически присоединенный проводом 6 по первому выходу 7 к внешнему электроду 2 и по второму выходу 8 проводом 9 к внутреннему электроду 4. Провод 9 при помощи провода 10 заземлен на массу 11.
Блок высокого напряжения 5 должен обеспечивать питание устройства постоянным током напряжением от 10 KB до 30 KB, что зависит от габаритов активатора и желаемого режима работы активатора.
Внутренний электрод 4 содержит металлическую ось 12 на которой установлен по меньшей мере один щеточный электрод 13, содержащий радиальные электропроводные иголки 14. К металлической оси 12 при помощи винта 15 прикреплен клеммный наконечник 16, к которому присоединен провод 9.
Внешний электрод 3 выполнен в виде металлического листа, прилегающего к внутренней поверхности диэлектрического корпуса 1 и содержит гофры 17 для улучшения процесса разряда. С внешним электродом 3 соединена клемма 18.
Внутренний электрод 2 установлен на держателе 19 из диэлектрического материала. Держатель 19 имеет не менее 3-х радиальных лучей 20 присоединенных к ступице 21 (фиг. 3 и 4). В ступице 21 выполнено центральное отверстие 22.
На фиг. 5 приведен центральный электрод 4, первый вариант, в котором на металлической оси 12 установлено несколько радиальных щеточных элементов 13. На фиг. 6 приведен центральный электрод, второй вариант, в котором щеточный элемент 13 выполнен по спирали.
На фиг. 7 приведена группа центральных электродов 12. Этот вариант предпочтителен для мощных озонаторов.
На фиг. 8 приведен внешний вид устройства.
Работа озонатора
Озонатор (фиг. 1…8) устанавливают в систему подачи воздуха в тепловую машину, например, двигателя внутреннего сгорания ДВС транспортного средства и подключают его к блоку высокого напряжения 5. (фиг. 1). Блок высокого напряжения 5 подключают по входу к аккумуляторной батарее (на фиг. 1…8) не показано. Заземляют провод 9 на массу 11.
При работе ДВС топливо подается внутрь рабочей камеры 2. Внутри цилиндрического диэлектрического корпуса 1 поток воздуха озонируется и в случае применения центрального электрода в форме спирали (фиг. 6 и 8) закручивается. Это увеличивает время воздействия на него электрического поля. Под действием электрического поля внутри цилиндрического диэлектрического корпуса 1 происходит изменение химического состава воздуха и часть кислорода (от 1 до 5%) превращается в озон.
Учитывая, что озон как окислитель активнее кислорода в 80 раз, процесс воспламенения топливовоздушной смеси в тепловой машине улучшается. Повышается полнота сгорания и снижается эмиссия вредных веществ с выхлопными газами.
Применение полезной модели позволило:
1. Повысить эффективность озонатора за счет использования большого количества тонких иголок в виде щеток являющихся концентраторами разряда.
2. Применение гофров для внешнего электрода также способствует интенсификации озонирования.