[发明专利]减少来自内燃机的气体中的分子污染物的装置

说明书

本发明涉及从内燃机的废气中去除污染物分子，特别涉及通过对废气施加电火花而分解、氧化和重新化合污染物分子以形成非污染物。

发明背景

对环境的关注已经使世界发达国家政府对内燃机废气排放进行了限制，以便减少排放到大气中的污染物。主要分子污染物是HC、CO和NOx。目前，用于去除机动车内燃机废气中污染物的大多数常用装置是催化式排气净化器。但是催化式排气净化器非常昂贵并且只能在高温下有效工作。而且其体积很大，不能用于摩托车和割草机中使用的小型发动机。希望提供一种费用低、能在比催化式排气净化器温度低的温度下有效工作并且可用于小型内燃机的去除废气中污染物的装置。

目前使用了净化腔室，其使用静电场对流过该腔室的粒子充电，从而通过磁场作用而将粒子提取出来。尽管这样的装置适于去除凝结在粒子内的污染物，该粒子具有足够受到磁场影响的尺寸，但是这样的装置不能去除分子形式的污染物。

Master的US5419123和Master的US5410871专利公开了设置在具有入口和出口的伸长腔室内的排放控制装置。电极以屏板形式横向于腔室长度设置，污染物气体流过该屏板。第二电极与第一电极的屏板隔开，电脉冲施加在两电极上，引起火花从第二电极跳向该屏板。Masters的火花将电弧路径内的污染物加热到高温，引起污染物分裂或重组成非污染物分子。但是由Masters的装置产生的火花不能到达流过该装置的所有气体。

因此，需要提供一种改进的排放控制装置，该装置足以减少废气流中的分子污染物，没有Masters中的限制，而且不需要象已有的催化式排气净化器那样，要求腔室中处于高温。

发明概述

简要地说，本发明体现在一去除热废气中分子污染物的装置，该装置具有形成具有入口端和出口端的腔室的伸长体。具有主纵轴的管形第一电极设在该腔室内并围绕其内表面圆周。伸长探针延伸穿过第一电极的纵轴，探针具有沿其一侧的突起部，探针的突起部提供了第二电极。具有连接到探针的突起部的探针绕其纵轴旋转，施加一系列高压脉冲穿过第一和第二电极。脉冲的峰值电压高于第一和第二电极之间空气的击穿电压以引起火花在腔室内的电极之间跳过。根据本发明，该探针以足够的速度旋转，高压电脉冲具有足够高的频率以引起火花以一种图形从探针的突起部向圆柱形电极的内表面辐射，该图形以足够对所有流过该腔室的气体施加高激发电子热能的速度扫过废气流横截面。在这方面，已经发现电火花会将给定火花附近内的气体加热到足够高的温度，以便引起其中的污染物分裂或重新化合成非污染物分子。由于火花的频率足够高，探针旋转得足够快，单个旋转探针形成的火花图形会将所有穿过腔室的气体受至少由此实际发出的火花之一的作用。

从根本上说，本发明包括一接收废气的腔室和用于产生穿过腔室的火花矩阵的部件。最好，通过至少一个火花产生的强热会施加于所有穿过该腔室的废气。

为了进一步提高上述装置的效率，可沿腔室长度连续设置多个第一圆柱形探针，旋转探针延伸通过圆柱形探针的整个长度，使得可沿腔室的长度产生多个火花。没有受作用于产生于第一电极对间的火花的气体会因此暴露于连续电极对的火花。没有受作用于足够热量以因为第一电极对之间的火花而分裂或重新化合的污染物分子会由此受作用于随后的电极对火花。穿过腔室出口的气体会由此被去除污染物。

附图简要说明

通过阅读下面参照附图进行的详细说明将更好地并且更完全地理解本发明，其中：

图1是本发明装置的第一实施例的横剖面图；

图2是沿图1中的线2-2的横剖面图；

图3是与本发明一起使用的电路方框图；

图4是本发明第二实施例的横剖面图；

图5是本发明第三实施例的横剖面图；

图6是本发明又一实施例的横剖面图。

优选实施例详细描述

参照图1和图2，装置10的第一实施例具有普通的管形中心体12。其内部是具有入口端14和出口端16的圆柱形腔室。具有偏心入口20的端盖18位于并横穿入口端14，该入口20中安装有来自内燃机的管形排气管22。具有偏心出口26的相同端盖24横穿出口端16，由汽车尾部向外延伸的排气管28安装于出口26。

管形电绝缘体30中心设置在中心体12的腔室中。沿绝缘体30的内表面呈间隔设置多个管形第一电极32、33、34、35。每个第一电极32、33、34、35上设有相连的绝缘塞38、39、40、41，这些绝缘塞延伸穿过管形腔室12中的开口，连接电源和每个电极32、33、34、35的连接电缆44、45、46、47穿过每个塞38、39、40、41。