KR830000074B1

KR830000074B1 - Anti-pollution device

Info

Publication number: KR830000074B1
Application number: KR7902550A
Authority: KR
Inventors: 아아르 브라운 윌리암
Original assignee: 아아르 브라운 윌리암
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1983-02-05

Abstract

A continuous flow stream of combustion products conducted through a chamber(18) is mixed with moisture-laden ambient air & ignited by discharge from a spark plug(40) connected to the high voltage terminal(42) of a secondary winding in an ignition coil assembly(44) having a primary winding connected between a source of DC voltage & a terminal exposed to a gaseous mixt. in the chamber. The high voltage applied to the spark plug is induced by intermittent interruption of the flow of current through the ionized gaseous mixt. grounded in the chamber resulting from restricted inflow of moistur-laden air into the chamber.

Description

Pollution prevention device

제1도는 본 발명의 대표적인 설치를 나타내는 트랙터 자동차의 측면도.1 is a side view of a tractor vehicle showing a representative installation of the invention.

제2도는 본 발명의 산업용 설치를 나타내는 일부 절제 측면도.2 is a partial cutaway side view illustrating an industrial installation of the present invention.

제3도는 본 발명의 또 다른 설치를 나타내는 있부 절제 측면도.3 is a partial ablation side view showing still another installation of the present invention.

제4도는 본 발명의 공해 방지 장치의 단면도.4 is a cross-sectional view of the pollution prevention device of the present invention.

제5도는 본 발명 장치의 개조예를 나타내는 단면도.Fig. 5 is a sectional view showing a modification of the device of the present invention.

제6도는 본 발명 장치와 연합된 전기장치를 나타낸는 회로도이다.6 is a circuit diagram showing an electrical device associated with the inventive device.

본 발명은 내연기관과 같은 동력원으로부터 배출되는 연소물의 처리에 관한 것으로, 본 출원인의 미국특허 제3,902,854호에 기술된 공해방지장치의 개량에 관한 것이다.The present invention relates to the treatment of combustion products emitted from a power source, such as an internal combustion engine, and to an improvement of the antipollution device described in the Applicant's US Patent No. 3,902,854.

본인의 미국특허 제3,902,854호에서는, 적당한 보호하우징내 점화코일 및 스파크 플러그가 열저항실내에 설치되고 그 열저항실을 통해 배기 가스와 수분함유 공기의 혼합물이 통과한다. 점화코일의 저전압 단자가 직류 전원에 연결되고 고전압이 통상의 회로 차단기에 의해 발생되어 열저항실내 스파크 플러그를 통해 스파크를 발생시킨다. 여러조건하에서도 효과적이기 위해서, 전압조정 및 스파크 방전 타이밍 제어가 종래 공해 방지 장치의 작동에 필요하다. 그런, 그러한 제어는 경비가 많이들고 공해방지 장치의 효율감소를 포함한 다른 물제점들을 발생시킨다. 따라서, 본 발명의 주요목적은 전압과 타이밍에 대해 자동조정적이어서 적은 비용으로 여러조건하에서 보다 효과적인 개량된 공해방지장치를 제공하는데 있다.In my U.S. Patent No. 3,902,854, an ignition coil and spark plug in a suitable protective housing is installed in a heat resistance chamber through which a mixture of exhaust gas and moisture-containing air passes. The low voltage terminal of the ignition coil is connected to a DC power source and a high voltage is generated by a conventional circuit breaker to generate sparks through the spark plug in the heat resistance chamber. In order to be effective under various conditions, voltage regulation and spark discharge timing control are necessary for the operation of the conventional pollution prevention device. Such control, however, is costly and creates other problems, including reduced efficiency of antipollution devices. Therefore, the main object of the present invention is to provide an improved antipollution device which is automatically adjustable with respect to voltage and timing and which is more effective under various conditions at low cost.

본 발명에 따라, 점화코일 방치 및 스파크 플러그는 체임버를 위한 열저항 밀봉체에 보호적으로 설치되고 그 밀봉체를 통하여 연소물의 흐름이 통과한다. 그러나, 배기 가스를 점화시키기 위해 스파크를 발생시키는 것을 필요로하는 고전압을 발생시키는데 기계적인 회로 차단기가 사용되지 않는다. 대신, 첨화코일장치의 부(負)의 저전압 단자가 비전도성 밀봉체내 대기에 단지 노출되어 있다.According to the invention, the ignition coil stand and the spark plug are protectively installed in a heat resistant seal for the chamber, through which the flow of combustion products passes. However, no mechanical circuit breakers are used to generate the high voltages that need to generate sparks to ignite the exhaust gas. Instead, the negative low voltage terminal of the supplementary coil device is only exposed to the atmosphere in the non-conductive seal.

따라서 점화코일 장치에 발생된전압은 밀봉체임버내 대기의 전기 전도성 상태의 변화에 의해 제어된다. 그 체임버 대기의 전도성 상태는 연소물의 조성, 스파크 플러그 방전의 효과, 연소물을 위한 입구로부터 악간 떨어져 있는 밀봉체내 전방개구를 통한 수분함유 공기의 제한된 유입에 따른다. 밀봉체로부터 출구에 인접히 설치된 배출구에 의해, 스파크 플러그 방전에 의해 야기된 반응으로부터 형성도니 과잉의 물이 배출된다.Therefore, the voltage generated in the ignition coil device is controlled by the change of the electrically conductive state of the atmosphere in the sealing chamber. The conductive state of the chamber atmosphere is dependent on the composition of the combustibles, the effects of spark plug discharges, and the limited ingress of moisture-containing air through the front opening in the enclosure away from the inlet for the combustibles. Exhaust ports provided adjacent to the outlet from the seal body discharge excess water formed from the reaction caused by the spark plug discharge.

도면에서, 제1도는 연소물이 머플러(muffler)(12)를 통해 대기중으로 배출되는 내연기관에 의해 추진되는 일반적인 타입의 트랙터 자동차(10)을 나타낸다. 본 발명에 따라, 공해방지 장치(14)가 엔진의 테일 파이프(tail pipe)(16)과 머플러(12)사이에 설치되어 연소물을 처리한다. 그리하여 거의 공해없는 배기가스가 머플러로부터 배출된다.In the figure, FIG. 1 shows a tractor vehicle 10 of the general type which is propelled by an internal combustion engine whose combustion products are discharged into the atmosphere through a muffler 12. In accordance with the present invention, an antipollution device 14 is installed between the tail pipe 16 and the muffler 12 of the engine to treat the combustion products. Thus, almost pollution-free exhaust gas is emitted from the muffler.

제4도는 그러한 공해방지 장치(14)를 더 상세히 나타낸다. 열저항 밀봉체(18)은 엔진의 테일 파이프가 연결된 하나의 축단부에 연결된 입구부(20)을 가지고 있다. 그리하여, 엔진으로 부터의 연소물은 밀봉체(18)로 둘러싸인 체임버(22)내로 안내된다. 출구부(24)는 밀봉체의 반대측 축단부를 머플러에 연결하여 연소물의 흐름이 엔진 작동중 체임버(22)를 통해 연속적을 통과하도록 한다.4 shows such an antipollution device 14 in more detail. The heat resistance seal 18 has an inlet 20 connected to one shaft end to which the tail pipe of the engine is connected. Thus, the combustion products from the engine are guided into the chamber 22 surrounded by the seal 18. The outlet portion 24 connects the opposite axial end of the seal to the muffler so that the flow of combustion products passes continuously through the chamber 22 during engine operation.

전방 개구(26)이 입구부(20)으로부터 떨어져 밀봉체의 입구단쪽에 형성되어 있어 수분함유 공기가 체임버(22)내로 들어오도록 한다. 공기의 유입은 체임버내 흡인 압력을 발생시키는 비교적 높은 속도의 체임버(22)를 통한 연소물의 흐름에 의해 형성된다. 개구(26)의 크기는 기체상 혼합물을 위한 소망하는 정도의 전기전도도를 얻기위해 체임버(22)내 연소물과 혼합된 공기의 양을 측정하도록 하는 크기이다.A front opening 26 is formed at the inlet end of the seal away from the inlet 20 to allow moisture-containing air to enter the chamber 22. The inflow of air is formed by the flow of combustion products through the chamber 22 at a relatively high velocity which generates suction pressure in the chamber. The size of the opening 26 is such that it measures the amount of air mixed with the combustion products in the chamber 22 to obtain the desired degree of electrical conductivity for the gas phase mixture.

공기의 유입은 밀봉체(14)의 냉각효과를 가지며, 출구부(24)로부터 떨어져 밀봉체의 출구단부에 형성된 후미 배출구(28)을 통한 액체 형태 또는 증기상의 과잉의 물의 유출 즉, 배출에 의해 그 효과는 증대된다. 과잉의 물은 체임버(22)내 밀봉체의 입구단부에 장착된 유니트(30)의 스파크에 의해 야기되는 반응에 의해 형성된다.The inflow of air has a cooling effect of the seal 14 and is caused by the outflow of excess water in liquid form or vapor through the rear outlet 28 formed at the outlet end of the seal away from the outlet 24, i. The effect is increased. Excess water is formed by the reaction caused by the spark of the unit 30 mounted at the inlet end of the seal in the chamber 22.

유니트(30)은, 밀봉체(18)의 단부벽과 그에 장착된 궁형의 보유부재(36)사이에 수용된 기저 플랜지(34)를 가진 비전기전도성 물질로된 원추형 하우징(32)를포함한다. 그 하우징(32)는 밀봉체의 단부벽내 개구를 통하여 체임버(22)내로 정상부(38)까지 돌출하여 있고, 그 정상부로부터, 통상타입의 스파크 플러그(40)의 전극이 돌출하여 있다. 그 스파크 플러그는 알루미늄박으로 보호 피복된 통상타입의 자동 점화코일장치(44)의 고전압 단자(42)에 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다. 제4도에 도시되 실시예에서, 하우징(32)는 서로 조립된 스파크 플러그(40)과 점화 코일 장치(44)를 보유하도록하는 크기로 되어있고, 점화코일 장치의 저전압 단자(46)의 하나가 도선(48)에 의해 외부 단자(50)을 거쳐 직류 전원에 연결되어 있다. 점화코일 장치의 다른 저전압 단자(52)는 체임버(22)내 고무 또는 플라스틱 커버로 덮혀있다. 체임버(22)와 하우징 (32)의 내부와는 개구(54)를 통해 연통하여 있다. 전원으로 부터의 전류는 흑연 또는 저항성 화이어 케이블(55)에 의해 외부 단자(50)으로 흐르고, 그리하여 부하 전류의 저하 및 제한을 방지한다. 케이블(44)는 대략1.35옴(ohm)의 저항을 갖는다.The unit 30 comprises a conical housing 32 of non-conductive material having a base flange 34 received between the end wall of the seal 18 and the arch retaining member 36 mounted thereto. The housing 32 protrudes into the chamber 22 through the opening in the end wall of the sealing body to the top part 38, and from the top part, the electrode of the spark plug 40 of the normal type protrudes. The spark plug is electrically and physically connected to the high voltage terminal 42 of the normal type automatic ignition coil device 44 which is protected by aluminum foil. In the embodiment shown in FIG. 4, the housing 32 is sized to hold the spark plug 40 and the ignition coil arrangement 44 assembled together, and one of the low voltage terminals 46 of the ignition coil arrangement. The lead wire 48 is connected to the DC power supply via the external terminal 50. The other low voltage terminal 52 of the ignition coil arrangement is covered with a rubber or plastic cover in the chamber 22. The chamber 22 and the inside of the housing 32 communicate with each other through the opening 54. The current from the power source flows to the external terminal 50 by graphite or resistive wire cable 55, thereby preventing the load current from dropping and limiting. Cable 44 has a resistance of approximately 1.35 ohms.

제6도는 점화코일 장치(44)와 연합된 2차권선(56)의 고전압 단자(42)에 연결된, 체임버(22)내 스파크 플러그(40)을 도식적으로나타낸다. 체임버(22)내 기체상 혼합물에 노출된 저전압 단자(52)는 1차 권선(58)에 연결되어 나타내어 있다. 그 1차 및 2차 권선은 저전압 단자(46)을 통해 직류전원에 연결되어 있다. 도시된 바와 같이, 저전압원은 자동차 설치의 경우에는 자동차 배터리(60)이다. 점화 스위치(62)는 배터리를 저전압 단자(49)에 연결하여 엔진 작동시만 공해방지장치가 작동하게한다.6 diagrammatically shows the spark plug 40 in the chamber 22, which is connected to the high voltage terminal 42 of the secondary winding 56 associated with the ignition coil arrangement 44. The low voltage terminal 52 exposed to the gas phase mixture in the chamber 22 is shown connected to the primary winding 58. The primary and secondary windings are connected to a direct current power source via a low voltage terminal 46. As shown, the low voltage source is a car battery 60 in the case of a car installation. The ignition switch 62 connects the battery to the low voltage terminal 49 so that the pollution prevention device operates only during engine operation.

코일 장치(44)에 가해진 직류전압은 머플러 외피를 통한 수분함유 대기에 의해 체임버(22)내 전기장(electric field)을 형성하여, 전기 전도성 상태에 있을때 기체상 혼합물을 전리시키고 그리하여 1차권선(58)을 통한 전기적 회로를 완성시킴을 제6도로 부터 알수있다. 수분함유 외기의 체임버(22)내 유입은 탈전리(deionization)를 포함하는 기체상 혼합물의 전기전도성 상태를 변경시켜 권선부들을 통한 전압강하의 변경을 발생시키고 그리하여 2차권선(56)을 통한 고전압을 발생시키며 체임버(22)내 스파크 플러그의 전극들사이 간격을 지나는 간헐적인 방전을 발생시킨다. 그렇게 발생도니 스파크는 점화하여 외기의 유입, 외기내 수분함유 및 연소물의 조성에 따른 주파수와 전압으로 체임버(22)내 연소물의 반응을 야기한다. 연소물대 공기의 비가 4 : 1이 자동차 엔진설치용으로 적당함이 밝혀졌다.The DC voltage applied to the coil arrangement 44 forms an electric field in the chamber 22 by the moisture-containing atmosphere through the muffler sheath, thereby ionizing the gaseous mixture when in an electrically conductive state and thus primary winding 58. It can be seen from Fig. 6 that the electrical circuit is completed through Inflow of moisture-containing outside air into the chamber 22 alters the electrical conductivity state of the gas phase mixture, including deionization, resulting in a change in voltage drop through the windings and thus high voltage through the secondary winding 56. And an intermittent discharge passing through the gap between the electrodes of the spark plug in the chamber 22. The sparks thus ignite and cause the reaction of the combustion products in the chamber 22 at a frequency and voltage depending on the inflow of the outside air, the moisture content in the outside air and the composition of the combustion products. It has been found that the ratio of combustion to air is 4: 1 for vehicle engine installation.

제4도에 도시된 장치의 개조예가 제5도에 도시되어 있고, 그 개조예에서밀봉체 (18')에는 입구부(20')와 그 입구단부벽의 전방 개구(26')가 설치되어 있고, 그 입구단부벽에 원추형 하우징(32')가 설치되어, 알루미늄으로 둘러싸인 점화코일 장치(44)만을 둘러싸고 있다. 그 하우징(32') 및 저전압 단자(52)는 제4도에 도시된 공해방지장치 (14)의 경우와 같이 덮혀져있다. 저전압 단자(46)은 저항 와이어(55)를 거쳐 직류 전원에 직접 연결되어있다. 고전압단자(42)는 탄소도선(64)에 의해 스파크 플러그(40)에 연결되어 있고, 그 스파크 플러그는 하우징(32')와 떨어져 밀봉체(18')의 입구단부벽에 설치되어있다. 제5도에 도시된 공해 방지장치의 작동은 제6도에 대해 기술된 바와 같은 장치(14)와 동일하다.A modification of the apparatus shown in FIG. 4 is shown in FIG. 5, in which the seal 18 'is provided with an inlet 20' and a front opening 26 'of the inlet end wall thereof. The conical housing 32 'is provided on the inlet end wall to surround only the ignition coil device 44 surrounded by aluminum. The housing 32 'and the low voltage terminal 52 are covered as in the case of the pollution prevention device 14 shown in FIG. The low voltage terminal 46 is directly connected to the DC power supply via the resistance wire 55. The high voltage terminal 42 is connected to the spark plug 40 by the carbon conductor 64, and the spark plug is provided on the inlet end wall of the seal 18 'away from the housing 32'. The operation of the pollution prevention device shown in FIG. 5 is the same as the device 14 as described for FIG.

제2도에서, 제4도에 도시된 장치(14)와 유사한 공해방지장치(14')가 예를들어 고유황탄이 연소되는 공장에 설치된다. 그러한 설비에서, 유입 외기의 수분함유는 불충분하여 다수의 분무헤드(66)이밀봉체(18″)내에 설치되고 적당한 수원으로부터 파이프(68)을 통해 상기 밀봉체(18″)로 물이 공급된다. 따라서 공해가 없는 배기가스가 굴뚝(70)으로 배출된다. 본 발명의 이 실시예에서, 다량의 과잉의 물이 밀봉체(18″)로부터 배출구(72)를 통해 배출된다. 재순환 펌프(74)는 배출된 물을 파이프(76)을 통해 분무헤드(66)으로 순환시키고 그 분무헤드를 통해 배기가스 처리실내로 물이 분사 주입된다.In FIG. 2, an antipollution device 14 'similar to the device 14 shown in FIG. 4 is installed in a plant where, for example, high coal is burned. In such installations, the moisture content of the inlet outdoor air is insufficient so that a plurality of spray heads 66 are sealed in the seal 18 ″ and water is supplied to the seal 18 ″ through a pipe 68 from a suitable water source. . Therefore, the exhaust gas without pollution is discharged to the chimney (70). In this embodiment of the present invention, a large amount of excess water is discharged from the seal 18 ″ through the outlet 72. The recycle pump 74 circulates the discharged water through the pipe 76 to the spray head 66 through which the water is injected into the exhaust gas treatment chamber.

제3도에 도시된 공해방지장치는 제4도에 대해 기술된 유니트(30)과 유사한 다수의 유니트(30')를 구비하고 있다. 그 유니트(30')는 큰 도관(78)내 설지되고 그 도관을 통해 연소물이 굴뚝(80)으로 흐른다. 그 유니트(30')는 제4및 6도에 대해 기술된 바와 같이 자동조절되는 주파수와 전압으로 연소물을 점화시키도록 작동한다.The pollution prevention device shown in FIG. 3 has a number of units 30 'similar to the unit 30 described with respect to FIG. The unit 30 'is installed in a large conduit 78 through which combusted products flow into the chimney 80. The unit 30 'operates to ignite the combusted product at a frequency and voltage that is automatically adjusted as described for the fourth and sixth degrees.

Claims

A spark plug mounted in a non-conductive seal having a chamber through which the flow of the combustion product passes into the atmosphere, a spark plug protruding into the chamber, an ignition coil connecting the dc power to the spark plug, and an electrical conductivity Means for acting in response to the flow of the combusted product to generate a limited influx of moisture-containing outside air into the chamber to form a gaseous mixture and the changer causing discharge from the spark plug in the chamber, resulting in electrical conductivity A terminal means connected to said ignition coil device for generating a spark generating voltage, said ignition coil device comprising primary and secondary windings connected to a direct current power source and said primary winding having a low voltage terminal connected to a terminal means. The terminal means being exposed to the combustion products in the chamber and Pollution control device is a coil having a high voltage terminal coupled to a spark plug.