CS241181B1

CS241181B1 - Ionization tube for intake air treatment for internal combustion engines

Info

Publication number: CS241181B1
Application number: CS844774A
Authority: CS
Inventors: Jiri Stefanko; Jaroslav Honzak; Jaroslav Hrouda
Original assignee: Jiri Stefanko; Jaroslav Honzak; Jaroslav Hrouda
Priority date: 1984-06-22
Filing date: 1984-06-22
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS477484A1

Abstract

Řešení se týká ionizační trubice, umožňující účinnou ionizaci přiváděného vzduchu do sání spalovacích motorů. Podstata spočívá v konstrukci a v kolmém umístění velkoplošných děrovaných ionizačních elektrod vůči směru procházejícího vzduchu a v zavedení nového prvku — vyrovnávacího kužele. Uvedené zařízení jo určeno především k využití v automobilovém, lodním a vojenském průmyslu.The present invention relates to an ionizing tube which allows effective ionization of the supply air into the intake of internal combustion engines. The essence lies in the construction and in the perpendicular placement of large-area perforated ionization electrodes in the direction of the passing air and in the introduction the new element - the cone. Said device is intended primarily for use in automotive, ship and military applications industry.

Description

Vynález se týká ionizační trubice, umožňující účinnou ionizaci přiváděného vzduchu na sání spalovacích motorů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ionization tube allowing efficient ionization of supply air to the intake of internal combustion engines.

Je známo několik způsobu uspořádání ionizační trubice. Konstrukce těchto ionizačních trubic se vyznačují např. velmi malou účinnou plochou ionizačních elektrod anebo zase velkým odporem vzduchu v sacím potrubí, popsané např. ve francouzském patentovém spise č. 2 446 928 a anglickém patentovém spise č. 2 084 244 Λ.Several methods of arranging the ionization tube are known. The construction of these ionization tubes is characterized by, for example, a very small effective surface area of the ionization electrodes or, in turn, a high air resistance in the intake manifold, as described, for example, in French Patent No. 2,446,928 and English Patent No. 2,084,244.

V případě malé účinné plochy ionizačních elektrod je sice výhoda v nízkém odporu vzduchu v sacím potrubí, ale toto řešení je nevhodné pro vytvoření velmi krátkého ionizačního pole. Jiná řešení s velkou účinnou plochou ionizačních elektrod, především v labyrintovém uspořádání skýtají velký odpor vzduchu v sacím potrubí.In the case of a small effective area of ionizing electrodes, the advantage is the low air resistance in the intake manifold, but this solution is unsuitable for creating a very short ionization field. Other solutions with a large effective ionization electrode area, especially in a labyrinth configuration, provide high air resistance in the intake manifold.

Předmětem vynálezu, který odstraňuje uvedené nevýhody dosud známých konstrukčních řešení ionizační trubice je nové uspořádání tubusu ionizátoru, velkoplošných děrovaných ionizačních elektrod a zavedení nového konstrukčního prvku do tubusu, a to vyrovnávacího kužele.The object of the invention, which overcomes these disadvantages of the known design of the ionization tube, is a new arrangement of the ionizer tube, large-area perforated ionization electrodes and introduction of a new structural element into the tube, namely a compensating cone.

Podstata vynálezu spočívá v kolmém umístění nejméně dvou velkoplošných děrovaných ionizačních elektrod vůči směru procházejícího vzduchu uvnitř rozšířeného tubusu válcovitého zakončení. Velkoplošné děrované ionizační elektrody jsou zhotoveny z elektricky vodivého materiálu, např. z oceli. Počet otvorů v těchto velkoplošných děrovaných ionizačních elektrodách je dán poměrem velikosti zbývající činné čelní plochy ionizační elektrody a plochy všech otvorů v této ionizační elektrodě v poměru těchto ploch 1,5 : laž 1 : 1,5. Velikost průměru otvorů ve velkoplošné děrované ionizační elektrodě je rovna maximálně 10 % velikosti průměru velkoplošné děrované ionizační elektrody. Při větších průměrech otvorů ve velkoplošné děrované Ionizační elektrodě je prudce snižována účinnost ionizačního procesu. Součet plochy otvorů na jedné velkoplošné děrované ionizační elektrodě je jedno- až dvojnásobkem plochy otvoru sacího potrubí. Velkoplošné děrované ionizační elektrody jsou od sebe vzdáleny v optimální vzdálenosti tak, aby při zapojení ionizačního zařízení vznikala měkká korona.SUMMARY OF THE INVENTION The invention is based on the perpendicular location of at least two large-area perforated ionizing electrodes with respect to the direction of air flow within the enlarged tube of the cylindrical end. The large-area perforated ionization electrodes are made of an electrically conductive material, eg steel. The number of openings in these large-area perforated ionizing electrodes is given by the ratio of the remaining active face area of the ionizing electrode to the area of all openings in the ionizing electrode by a ratio of these areas of 1.5: 1 to 1.5. The diameter of the openings in the large-area perforated ionizing electrode is equal to a maximum of 10% of the diameter of the large-area perforated ionizing electrode. With larger hole diameters in the large perforated ionization electrode, the efficiency of the ionization process is drastically reduced. The sum of the area of the openings on one large-area perforated ionisation electrode is one to two times the area of the suction line opening. The large-area apertured ionization electrodes are spaced apart at an optimal distance so that a soft corona is formed when the ionization device is connected.

Tato optimální vzdálenost velkoplošných děrovaných ionizačních elektrod je dána velikostí záporného stejnosměrného vysokého elektrického napětí, přičemž na každých 10 kV napětí připadá 10 až 20 mm mezery při normálních podmínkách. Pro vyrovnání impedance velkého válcovitého průřezu u tubusu s kuželovým zúžením od 20° do 120° a malého válcovitého průřezu uchyceným na sacím potrubí, je vložen vyrovnávací kužel z elektricky nevodivého materiálu s kuželovitostí od 20° do 120° se zaoblenou podstavnou hranou.This optimum spacing of large-area perforated ionization electrodes is given by the magnitude of the negative DC high voltage, with 10 to 20 mm gaps for every 10 kV voltage under normal conditions. To compensate the impedance of a large cylindrical cross-section for a tube with a conical taper of 20 ° to 120 ° and a small cylindrical cross-section attached to the intake manifold, an equalizing cone of electrically non-conductive material with a conicity of 20 ° to 120 ° with rounded base edge is inserted.

Vyrovnávací kužel je připevněn k tubusu nejméně třemi držáky s malým odporem proti proudění vzduchu. Vyrovnávací kužel je uspořádán uvnitř kuželové části tubusu s obráceným vrcholem proti směru proudění vzduchu.The alignment cone is attached to the tube by at least three holders with low airflow resistance. The alignment cone is arranged inside the conical part of the tube with the inverted apex opposite the air flow direction.

Plocha průřezu vzniklého vzduchového mezikruži vedená kolmo k proudění vzduchu musí být v souladu s plochou průřezu sacího potrubí spalovacího motoru. Tubus má v místě vnitřního přechodu kuželové části ve válcovou část většího průměru zaoblenu přechodovou hranu. Tubus je zhotoven z elektricky nevodivého materiálu a v jeho vnitrní válcové části většího průměru může být zašroubován seřizovači šroub z elektricky nevodivého materiálu, který je zároveň i nosičem jedné z velkoplošných děrovaných ionizačních elektrod a jež slouží k nastavení optimální vzdálenosti obou velkoplošných děrovaných ionizačních elektrod za chodu spalovacího motoru.The cross-sectional area of the air ring formed perpendicular to the air flow shall be in accordance with the cross-sectional area of the intake manifold of the internal combustion engine. The tube has a transition edge rounded at the internal transition of the conical portion into a cylindrical portion of larger diameter. The tube is made of electrically non-conductive material, and a larger cylindrical inner diameter can be screwed in with an adjusting screw made of electrically non-conductive material that is also the carrier of one of the large-area perforated ionisation electrodes and combustion engine.

Hlavní účinek uvedeného konstrukčního provedení ionizační trubice spočívá ve zvětšení účinné plochy ionizačních elektrod až desetinásobně při současném až desetinásobném snížení odporu vzduchu v sacím potrubí oproti současným řešením.The main effect of the design of the ionization tube is to increase the effective area of the ionization electrodes by up to 10-fold while simultaneously reducing the resistance of the air in the intake manifold by up to 10-fold compared to current solutions.

Příklad konstrukce ionizační trubice podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje ionizační trubici s nastavitelnou vzdáleností velkoplošných děrovaných Ionizačních elektrod, obr. 2 představuje ionizační trubici s pevnou vzdáleností velkoplošných děrovaných ionizačních elektrod.An example of an ionization tube construction according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 represents an ionization tube with an adjustable distance of large-area apertured ionizing electrodes, Fig. 2 represents a fixed distance distance of a large-area apertured ionizing electrode.

Ionizační trubice podle vynálezu sestává z tubusu 1, tvořící hlavní nosnou část pro nejméně dvě velkoplošné děrované ionizační elektrody 2 kolmo položených ke směru proudění procházejícího vzduchu. K těmto velkoplošným děrovaným ionizačním elektrodám 2 je vývody 3 přivedeno potřebné vysoké stejnosměrné ionizační elektrické napětí. Počet otvorů 10 ve velkoplošných děiováných ionizačních elektrodách 2 je dán poměrem velikostí zbývající činné čelní plochy velkoplošné děrované ionizační elektrody 2 a plochy všech otvorů 1Ώ v této ionizační elektrodě 2 v poměru 1,5 : 1 až 1 : 1,5, přičemž velikost průměru otvorů 19 je rovna maximálně 10 % velikosti průměru velkoplošné děrované ionizační elektrody 2 a plocha všech otvorů 10 v jedné velkoplošné děrované ionizační elektrodě 2 je jednoaž dvojnásobkem plochy otvoru sacího potrubí. Uvnitř kuželové části 9 tubusu 1 s kuželovitostí od 20° do 120° je uchycen vyrovnávací kužel 4 nejméně třemi držáky 8.The ionisation tube according to the invention consists of a tube 1 forming the main support part for at least two large-area apertured ionizing electrodes 2 perpendicular to the flow direction of the air passing therethrough. To these large-area apertured ionizing electrodes 2, the necessary high DC ionizing electrical voltage is applied to terminals 3. The number of holes 10 in the large area ionized electrodes 2 is determined by the ratio of the remaining active face area of the large area perforated ionisation electrode 2 to the area of all holes 1Ώ in the ionization electrode 2 in a ratio of 1.5: 1 to 1: 1.5. 19 is equal to a maximum of 10% of the diameter of the large-area perforated ionization electrode 2 and the area of all openings 10 in one large-area perforated ionization electrode 2 is one to twice the area of the suction line opening. Within the conical part 9 of the tube 1 with a conicity of 20 ° to 120 °, a compensating cone 4 is mounted by at least three holders 8.

Tyto držáky 8 mají minimální odpor proti proudění vzduchu. Vyrovnávací kužel 4 s kuželovitostí od 20° do 120° se zaoblenou podstavnou hranou 11 je uspořádán uvnitř kuželové části 9 tubusu 1, přičemž vrchol vyrovnávacího kužele je obrácen proti směru proudění vzduchu. Vyrovnávací kužel 4 a tubus 1 jsou zhotoveny z elektricky ne241181 vodivého materiálu odolného vůči otřesům a chvění. Tubus 1 je upevněn na sací potrubí v místě válcového výstupu 6 ionizovaného vzduchu a v místě vnitřního přechodu kuželové části 9 tubusu 1 ve válcový výstup 6 je přechodová hrana 12 zaoblena.These holders 8 have minimal airflow resistance. An alignment cone 4 with a conicity of 20 ° to 120 ° with a rounded base edge 11 is arranged inside the conical part 9 of the tube 1, the top of the alignment cone facing upstream. The alignment cone 4 and the tube 1 are made of an electrically non-shock conductive and vibration-resistant material. The tube 1 is fixed to the suction line at the point of the cylindrical outlet 6 of the ionized air and at the point of internal transition of the conical portion 9 of the tube 1 to the cylindrical outlet 6, the transition edge 12 is rounded.

Funkce celého zařízení spočívá v optimální tvorbě záporných iontů pro vyšší účinky spalovacích směsí, zejména zvýšení výkonu, při použití vysokonapěťového zdroje s únosnou energetickou potřebou.The function of the whole device consists in optimum formation of negative ions for higher effects of combustion mixtures, especially power increase, when using a high-voltage power supply with an acceptable energy requirement.

Pro přesné stanovení optimální vzdálenosti a mezi oběma velkoplošnými děrovanými ionizačními elektrodami 2 je zašroubován uvnitř vstupní části 5 tubusu 1 seřizovači šroub 7. Tento seřizovači šroub 7 je z elektricky nevodivého materiálu, zejména plastu a je zároveň nosičem jedné z velkoplošných děrovaných Ionizačních elektrodTo precisely determine the optimum distance and between the two large-area perforated ionization electrodes 2, an adjusting screw 7 is screwed inside the inlet part 5 of the tube 1. This adjusting screw 7 is made of electrically non-conductive material, particularly plastic.

2.2.

Ionizační trubice pro úpravu nasávaného vzduchu pro spalovací motory je určena pro všechny druhy a typy spalovacích motorů, a to po náležité úpravě pro každý typ a druh motoru zvlášť, jak je patrné z předcházejícího textu. Použití ionizační trubice, rozšířené o seřizovači šroub 7, je výhodné zejména ve zkušebnách a laboratořích pro určení vzdálenosti a mezi velkoplošnými děrovanými ionizačními elektrodami 2 před zahájením sériové nebo hromadné výroby pro určitý typ spalovacího motoru.The intake air ionization tube for internal combustion engines is intended for all types and types of internal combustion engines, after proper treatment for each type and type of engine separately, as shown above. The use of an ionization tube, extended by an adjusting screw 7, is particularly advantageous in testing laboratories and laboratories for determining the distance and between large-area perforated ionizing electrodes 2 before commencing series or mass production for a particular type of internal combustion engine.

Claims

SUBJECT v.

Ionization tube for intake air treatment - for internal combustion engines, comprising a jacket and large perforated onion electrodes housed therein, characterized in that it consists of an electrically nonconductive tube (1) which is fixed to the suction line at the point of the cylindrical outlet ( Ion) of ionized air, the tube (1) being a conical part (9) with a conicity of 20 ° to 120 ³ and with an aperture reversed in the direction of air flow and an air inlet part (5) containing at least two electrically conductive large-area perforated the ionisation electrode (2 i.e. perpendicular to the air flow direction spaced at an optimal distance (aj, in which the conical part (9) is disposed an electrically non-conductive buffer cone (4) with a conicity of 20 ° to 120 ^'with a rounded base edge (11 ), which is attached to the tube (11) by at least three holders (8), the top of the alignment the cone (4) faces the air flow direction.

Ionization tube according to claim 1, characterized in that the optimal distance (a) of the large-area perforated ionization electrode (2j) is given by the size of the negative DC high voltage, with 10 to 20 mm gaps at normal conditions for every 10 kV voltage.

Ionization tube according to claim 1, characterized in that the number of openings (10) in the large-area perforated ionization electrodes (2) is given by the ratio of the remaining front surface area of the large-area perforated ionization electrode (2) to the area of all openings (10) in the ionization electrode (2). 21 in a ratio of 1.5: 1 to 1: 1.5, wherein the diameter of the orifices (10) is equal to a maximum of 10 ° / the diameter of the large-area perforated ionization electrode (2) and the area of all openings (10) the electrode (2j is one to two times the area of the intake manifold opening).

4. The ionisation tube according to claim 1, characterized in that the transition edge (12) is rounded at the internal transition point of the conical portion of the tube (11) in the cylindrical outlet (6).