CN109695520A - 一种船用柴油机的纳米添加剂燃油供给系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用柴油机的纳米添加剂燃油供给系统，包括依次通过管道相连的油柜、输油泵、喷油泵及喷油器，所述输油泵和喷油泵之间依次设有纳米添加剂燃油混合装置和非接触式二次混合装置，所述纳米添加剂燃油混合装置上设有纳米添加剂投料器和搅拌混合装置，所述纳米添加剂投料器用于向纳米添加剂燃油混合装置内的燃油投放纳米添加剂，所述搅拌混合装置用于将纳米添加剂与燃油初步混合均匀，所述非接触式二次混合装置用于将纳米添加剂与燃油再次混合。本发明解决了纳米添加剂燃油受制于纳米颗粒的沉淀而难以将其应用于船用发动机的问题，保证了纳米添加剂燃油的实时稳定效果，并能提高燃油利用率，从而提高柴油机热效率，降低油耗。
Description
技术领域
本发明属于发动机技术领域，涉及一种燃油供给系统，具体涉及一种船用柴油机的纳米添加剂燃油供给系统，可使大用量的纳米添加剂燃油在船用柴油机上的配制与使用同步进行。
背景技术
纳米添加剂燃油即在燃油中加入一定量的纳米级物质，进行表面改性处理使纳米粒子稳定并充分溶解，形成固液悬浮液。纳米尺寸的粒子由于其小尺寸和表面效应，不会损坏供油系统和燃烧室，而且能够很好地改善发动机雾化和蒸发性能，加速燃油着火，从而达到提高燃油的燃烧效率，降低油耗等目的。所以，目前开发高效稳定的燃料添加剂已成为提高柴油机燃烧效率和改善排放性能的一项重要手段。
由于纳米材料是固体颗粒，颗粒之间会存在物理吸引而自动聚集，且固体颗粒与分散介质的表面性质相反，相容性较差。现阶段已有采取物理、化学或机械等方法人为地改变颗粒表面性质，从而缩小颗粒表面与分散介质之间的相容性差异，实现颗粒在液体介质中的均匀分散。但是随着环境条件、制备不同配比等因素的改变，纳米添加剂燃油稳定性也会有所改变，诸多手段只能使得纳米柴油发生分离的时间略微有所延长，解决短期内纳米添加剂燃油的稳定性问题。
然而对于船用发动机而言，燃油消耗量非常大，且存在靠港抛锚等燃油使用的真空期，现有的纳米添加剂燃油制备工艺没有合适的辅助设备，难以保证纳米添加剂燃油长期稳定保存，因此难以将其应用于船用发动机。想要将纳米添加剂燃油应用于船用发动机需辅以合适的辅助设备及物理手段。
发明内容
本发明的目的在于针对纳米添加剂燃油受制于颗粒的沉淀而难以将其应用于船用发动机的问题，提出一种船用柴油机纳米添加剂燃油供给系统，实现将纳米添加剂燃油应用于船用发动机，此系统能实现大用量的纳米添加剂燃油的配制与使用同步进行，保证纳米添加剂燃油的实时稳定效果，并能提高燃油利用率，从而提高柴油机热效率，降低油耗。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种船用柴油机的纳米添加剂燃油供给系统，包括依次通过管道相连的油柜、输油泵、喷油泵及喷油器，其特征在于：所述输油泵和喷油泵之间依次设有纳米添加剂燃油混合装置和非接触式二次混合装置，所述纳米添加剂燃油混合装置上设有纳米添加剂投料器和搅拌混合装置，所述纳米添加剂投料器用于向纳米添加剂燃油混合装置内的燃油投放纳米添加剂，所述搅拌混合装置用于将纳米添加剂与燃油初步混合均匀，所述非接触式二次混合装置用于将纳米添加剂与燃油再次混合。
作为改进，所述非接触式二次混合装置为超声振荡仪。
作为改进，所述输油泵与纳米添加剂燃油混合装置之间设有对燃油恒温的恒温装置。
作为改进，所述恒温装置为恒温油浴。
作为改进，所述超声振荡仪与喷油泵之间设有油耗仪。
作为改进，所述喷油器设有回收未雾化燃油的回油口，所述回油口通过回油管连接到纳米添加剂燃油混合装置顶部。
作为改进，所述输油泵与恒温装置之间设有用于滤除燃油中杂质的过滤装置，所述过滤装置为滤清器。
作为改进，所述搅拌混合装置为电动调速搅拌器。
作为改进，所述纳米添加剂为氧化铈纳米颗粒加CTAB分散剂。
作为改进，所述纳米添加剂投料器为微型双管螺旋输送机。
本发明有益效果是：
本发明能够实现大用量的纳米添加剂燃油在船用柴油机上的配制与使用同步进行，通过对纳米添加剂和燃油二次混合，解决了纳米添加剂燃油受制于纳米颗粒的沉淀而难以将其应用于船用发动机的问题，保证了纳米添加剂燃油的实时稳定效果，并能提高燃油利用率，从而提高柴油机热效率，降低油耗。
附图说明
图1为本发明纳米添加剂燃油供给系统结构示意图。
1-油柜，2-管道，3-输油泵，4-滤清器，5-恒温油浴，6-纳米添加剂燃油混合装置，7-纳米添加剂投料器，8-电动调速搅拌器，9-超声振荡仪，10-油耗仪，11-喷油泵，12-喷油泵出口管，13-喷油器，14-回油管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行举例说明，需要指出的是本发明实施例中，除非特别交代，前、后均指燃油输送流程上的上游和下游。
参看图1，一种船用柴油机的纳米添加剂燃油供给系统，包括通过管道2依次相连的油柜1、输油泵3、滤清器4、恒温油浴5、纳米添加剂燃油混合装置6、超声振荡仪9、油耗仪10、喷油泵11和喷油器13，其中纳米添加剂燃油混合装置6为一个混合容器，混合容器顶部设有纳米添加剂投料器7，混合容器内设有电动调速搅拌器8，所述喷油器13设有回收未雾化燃油的回油口，所述回油口通过回油管14连接到混合容器顶部。
本发明中各主要元件作用为：油柜1：为整个供油系统提供燃油；输油泵3：位于油柜1的后面，为系统输送燃油提供动力；滤清器4：位于输油泵3的后面，用于过滤来自供油管的燃油中的细小的杂质等；恒温油浴5：位于滤清器4的后面，将恒温油浴5调至某一可调的预先设定温度，对燃油进行预热和保温，为纳米柴油的制备提供良好的环境条件，保证纳米柴油制备前的最佳油温；纳米添加剂燃油混合装置6：为一个混合容器，位于恒温油浴5的后面，并与回油管14末端连接，用于实现燃油与纳米添加剂的充分混合，同时与来自回油管14中已分散后的纳米添加剂燃油一同混合，进行二次利用，提高燃油利用率；纳米添加剂投料器7：位于纳米添加剂燃油混合装置6的顶部，用于以自动定量控制的方式精准添加合适量的纳米颗粒与分散剂，纳米添加剂投料器7将其中的固态粉末纳米材料与分散剂直接投加至混合容器内，纳米添加剂投料器7的投料口通过可变频调速控制投料量，且纳米添加剂投料器7具有防潮功能，本实施例采用螺旋齿轮马达驱动的星型卸料阀配合微型双管螺旋输送机；电动调速搅拌器8：位于纳米添加剂燃油混合装置6的顶部，用于实现将纳米添加剂燃油稳定维持在某一可调的预先设定转速下进行搅拌，采用电机带动，根据不同纳米添加剂属性、反应强度、反应时间要求不同进行可变转速调节；超声振荡仪9：位于纳米添加剂燃油混合装置6与油耗仪10之间，用于实现在某一可调的预先设定超声频率下进行超声振荡，根据不同纳米添加剂属性、反应强度、反应时间要求不同进行不同功率下可变超声频率调节，通过超声波强化分散效果，促进纳米颗粒均匀的分散在燃油中并保持稳定性，实现纳米添加剂效应最大化，提高实际使用利用率；油耗仪10：位于超声振荡仪9的后面，用于精准测量纳米添加剂燃油的实时耗油量；喷油泵11：用于将纳米添加剂燃油通过高压油管输送至喷油器13并提供喷射高压；喷油器13：用于将纳米添加剂燃油雾化成细微的油滴并将其喷射至燃烧室特定部位，且经过回油管14将回油汇集至纳米添加剂混合装置内进行二次利用。
纳米添加剂燃油供给系统燃料供给方式为：油柜1—输油泵3—滤清器4—恒温油浴5—纳米添加剂燃油混合装置6—超声振荡仪9—油耗仪10—喷油泵11—喷油器13，油柜1内燃油(柴油)通过输油泵3增压后送往恒温油浴5恒温，保证纳米添加剂混合的最佳温度，之后送往混合容器内，纳米添加剂(本实施例中采用CeO2氧化铈纳米颗粒(固体粉末)+CTAB分散剂(固体粉末))通过纳米添加剂投料器7添加到燃油内，然后在电动调速搅拌器8的搅拌下进行初步混合，混合之后的纳米添加剂和燃油经过超声振荡仪9进行二次混合，二次混合后经过油耗仪10计量，然后通过喷油泵11再次增压，增压后混合了纳米添加剂的燃油通过喷油器13喷到发动机的燃烧室内参与燃烧，而喷油器13的回油口将未雾化的燃油通过回油管14返回到混合容器内，进行再利用。与传统的发动机供油系统相比，增加了恒温油浴5、纳米添加剂燃油混合装置6、纳米添加剂投料器7、电动调速搅拌器8和超声振荡仪9，恒温油浴5位于滤清器4的后面，纳米添加剂燃油混合装置6位于恒温油浴5的后面，并与回油管14末端连接，纳米添加剂投料器7和电动调速搅拌器8分别与纳米添加剂燃油混合装置6连接并位于其上部前后，超声振荡仪9位于纳米添加剂燃油混合装置6与油耗仪10之间。
Claims (10)
1.一种船用柴油机的纳米添加剂燃油供给系统，包括依次通过管道相连的油柜、输油泵、喷油泵及喷油器，其特征在于：所述输油泵和喷油泵之间依次设有纳米添加剂燃油混合装置和非接触式二次混合装置，所述纳米添加剂燃油混合装置上设有纳米添加剂投料器和搅拌混合装置，所述纳米添加剂投料器用于向纳米添加剂燃油混合装置内的燃油投放纳米添加剂，所述搅拌混合装置用于将纳米添加剂与燃油初步混合均匀，所述非接触式二次混合装置用于将纳米添加剂与燃油再次混合。
2.如权利要求1所述的纳米添加剂燃油供给系统，其特征在于：所述非接触式二次混合装置为超声振荡仪。
3.如权利要求2所述的纳米添加剂燃油供给系统，其特征在于：所述输油泵与纳米添加剂燃油混合装置之间设有对燃油恒温的恒温装置。
4.如权利要求3所述的纳米添加剂燃油供给系统，其特征在于：所述恒温装置为恒温油浴。
5.如权利要求3所述的纳米添加剂燃油供给系统，其特征在于：所述超声振荡仪与喷油泵之间设有油耗仪。
6.如权利要求3所述的纳米添加剂燃油供给系统，其特征在于：所述喷油器设有回收未雾化燃油的回油口，所述回油口通过回油管连接到纳米添加剂燃油混合装置顶部。
7.如权利要求3述的纳米添加剂燃油供给系统，其特征在于：所述输油泵与恒温装置之间设有用于滤除燃油中杂质的过滤装置，所述过滤装置为滤清器。
8.如权利要求1至7任意一项述的纳米添加剂燃油供给系统，其特征在于：所述搅拌混合装置为电动调速搅拌器。
9.如权利要求8述的纳米添加剂燃油供给系统，其特征在于：所述纳米添加剂为氧化铈纳米颗粒加CTAB分散剂。
10.如权利要求8述的纳米添加剂燃油供给系统，其特征在于：所述纳米添加剂投料器为微型双管螺旋输送机。
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