CZ20024092A3 - Zařízení pro úsporu paliva a snižování emisí - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká zařízení pro úsporu paliva u spalovacích motorů a snižování emisí, např. plynných emisí vypouštěných do atmosféry.

Dosavadní stav techniky

Předložený vynález se týká zejména, ale nikoliv výlučně, zařízení pro úsporu paliva a snižování emisí pro použití u spalovacích motorů, např. u motorů s normálním sáním a motorů se vstřikováním paliva. Bude proto vhodné popsat vynález s odkazem na. tyto příklady použití.

Avšak je nutno upozornit, že vynález je vhodný pro širší použití.

ifriiOíílilittiriiíiij >tí&WÍÍii|Íň!ÍM

Neúplné spalování tekutých paliv zvyšuje náklady na provoz motoru. Dále nespálené palivo, např. uhlovodíky, je odvětráváno do atmosféry výfukem a je obvykle škodlivé pro atmosféru.

Některé plyny jsou emitované do atmosféry obsahují kysličník uhelnatý, různé kysličníky dusíku a nespálené uhlovodíky.

Přirozeně proto každé zařízení, které přispívá ke snížení spotřeby paliva a tím k nižším provozním nákladům vozidla právě tak jako ke snížení nečistot uvolňovaných do atmosféry, by bylo největším přínosem ke stavu techniky a bylo by výhodné pro společnost všeobecně.

• ·.

:. :

• ··

Podstata vynálezu

Podle jednoho znaku předloženého vynálezu je vytvořeno zařízení pro úsporu paliva, obsahující magnetické prostředky pro uplatňování magnetické síly, která se používá pro uvedení motoru do chodu, na směs kapiček paliva ve vzduchu, dříve než se přivede k motoru, magnetické prostředky jsou umístěny mezi směšovacími prostředky palivo/vzduch a rozdělovacím potrubím, vedoucím k motoru.

Tak magnetické prostředky působí na kapičky magnetickou silou, způsobující zmenšení velikosti kapiček, což na druhou stranu vede k mnohem dokonalejšímu spalování a k méně nečistotám.

Kapičky, které jsou větší než je předem stanovená velikost, maj í sklon k nedokonalému spalování.

Obvykle je motor, u kterého se toto zařízení uplatňuje normálně aspirovaný motor, např. benzinový spalovací motor a zařízení je umístěno mezi karburátorem a běžným vstupní rozdělovacím potrubím, vedoucím k válcům.

Jindy může mít motor vstřikování paliva, u kterého je zařízení umístěno před vstřikovači paliva.

V jednom provedení může být zařízení sdruženo s palivovým vedením. U jiného provedení může být zařízení umístěno mezi palivovým vedením a vstřikovači.

Zařízení může obsahovat podpěru, např. rozpěrku, vymezující kanál pro směs palivo/vzduch, který je sériově spojen se zbývající částí palivového vedení.

**.

»·

Β · ·· .

Obvykle magnetické prostředky obsahují několik magnetů, např. permanentních magnetů, uložených na podpěře.

Ve výhodném provedení, je na podpěře uložen sudý počet magnetů a póly magnetů jsou umístěny vzájemně opačně.

S výhodou má zařízení alespoň 4 magnety, přičemž póly sousedních magnetů jsou vůči sobě umístěny opačně.

Ve výhodném provedení, osa N/S magnetů je uspořádána v zařízení ve směru kanálu palivo/vzduch, t j . osa je uspořádaná podélně.

Avšak je nutno upozornit na to, že u některých provedení může být na podpěře osa N/S magnetu příčně ke kanálu palivo/vzduch.

S výhodou mohou být magnety umístěny v určité vzdálenosti od sebe okolo obvodu kanálu palivo/vzduch.

Avšak je nutno také upozornit na to, že magnety mohou být umístěny axiálně v určité vzdálenosti od sebe, např. ve směru kanálu palivo/vzduch.

S výhodou jsou magnety výkonné magnety např. magnety ze vzácných zemin.

S výhodou jsou· magnety neodym - železo - bor magnety a ještě výhodněji jsou tyto magnety zvláště jakostní.

U nejvýhodnějšího provedení jsou použity magnety jakosti N-30 dodávané A MAGNETIC FORCE, Warriewood, Nový Jižní Wales, Austrálie.

·· »·

a» ·*·**ΙΡϊ : » ·· * · i. í i ♦ ♦ ^w »· ··

Magnety ze vzácné zeminy shora popsané, produkují magnetické pole o vysoké pevnosti. To zvyšuje magnetickou sílu, která působí na kapičky paliva, které prochází zařízením. To zlepšuje rozbíjení kapiček nebo zmenšuje velikost kapiček, když procházejí zařízením.

I když se zejména dává přednost magnetům neodym - železo bor, přihlašovatel je přesvědčen, že lze použít i ostatní magnety, např. AlNiCo, avšak nebudou poskytovat takový účinný výsledek.

Přirozeně, velikost magnetů bude ovlivňovat sílu magnetického pole, vznikajícího v kanálu palivo/vzduch. V jednom určitém provedení, každý magnet má plochu průřezu v rozsahu 20 až 50 mm x 20 až 50 mm. To bude postačující pro vytvoření magnetického pole v kanálu palivo/vzduch, majícím průměr 22 až 4 0 mm, s výhodou asi 25 mm nebo 38 mm. Hloubka nebo tloušťka magnetu bude obvykle 10 až 30 mm, skutečná hloubka bude ovlivněna tloušťkou rozpěrky, ve které je magnet zasunut. Je však nutno poznamenat, že velikost magnetu se může měnit.

Podle dalšího znaku předloženého vynálezu je vytvořeno zařízení pro úsporu paliva, obsahující nosné těleso, v jehož středu je vytvořen otvor, několik radiálně uspořádaných magnetu, spojených s tělesem a rozložených po obvodu otvoru a v uspořádání, které vytváří nepřetržité magnetické pole přes otvor.

Nosné těleso může být ve tvaru kotouče, opatřeného řadou otvorů, pro usnadnění připevnění tělesa v potrubí palivo/vzduch, vedoucím do spalovací komory spalovacího motoru.

: · ’:

• · > · «· ·· • · . · ♦

♦ ·· · ·· * Η* 1 i ·’ * ····

Vhodné nosné těleso může být opatřeno horní a spodní deskou, která upevňuje magnety proti posunutí magnetů po horní a spodní ploše nosného tělesa.

Magnety lze připevnit k nosnému tělesu klínovou drážkou komplementárního tvaru.

U sudého počtu magnetů, mohou mít magnety póly umístěny vzájemně obráceně.

Zařízení může mít 4 magnety uspořádané ve stejné vzdálenosti od sebe okolo obvodu kruhového otvoru v nosném tělesu, rozložené přibližně o 90° vzájemně od sebe.

Zařízení může obsahovat 6 magnetů uspořádané ve stejné vzdálenosti od sebe okolo obvodu v podstatě oválně tvarovaného otvoru, vytvořeného v nosném tělesu.

Podle dalšího znaku předloženého vynálezu je vytvořen systém pro úsporu paliva u spalovacího motoru obsahující jedno nebo dvou hrdlový karburátor a shora popsané zařízení pro úsporu paliva, umístěné mezi karburátorem a vstupem do spalovací komory motoru.

Podle ještě dalšího znaku předloženého vynálezu je vytvořen palivový systém pro spalovací motor, obsahující jedno nebo dvou hrdlový karburátor a shora popsané zařízení pro úsporu paliva, umístěné mezi karburátorem a společným vstupem do spalovací komory motoru.

Podle ještě dalšího znaku předloženého vynálezu je vytvořen palivový systém pro spalovací motory obsahující jedno nebo více násobný vstřikovací systém paliva a nejméně jedno shora popsané ·< »* ► · » « • · .

• *’ zařízení pro úsporu paliva, umístěné mezi vstřikovacím vedením paliva a vstřikovací. _

Podle ještě dalšího znaku vynálezu je vytvořen palivový systém pro spalovací motor, obsahující shora popsané zařízení pro úsporu paliva, uložený na vstupu do spalovací komory (komor) motoru.

Zařízení pro úsporu paliva a snížení emisí podle předloženého vynálezu může samo o sobě mít řadu provedení. Bude vhodné zde podrobně popsat několik výhodných provedení vynálezu s odkazem na připojené výkresy. Účelem tohoto podrobného popisu je umožnit osobám, které mají zájem o předmět vynálezu, jak převést vynález účinně do praxe. Je nutno poznamenat, že specifická povaha tohoto popisu nepřekračuje obecná dříve uvedená tvrzení.

Popis obrázků na výkrese

Příkladná provedení zařízení podle předloženého vynálezu jsou znázorněna na připojených výkresech, kde obr.l je trojrozměrný pohled na zařízení podle prvního provedení vynálezu;

obr. 2 je půdorys zařízení z obr. 1;

obr. 3 je schematické znázornění orientace sever - jih (N-S) magnetů v zařízení obr. 1;

obr. 4 znázorňuje půdorys zařízení podle druhého provedení vynálezu;

obr. 5 je půdorys zařízení podle ještě dalšího provedení vynálezu;

obr. 6 je půdorys zařízení podle ještě dalšího provedení vynálezu;

obr. 7 je trojrozměrný pohled na zařízení podle ještě dalšího provedení vynálezu;

·· •t

1' · ·

*. ·»·

94··

w.·· »»··

·.· obr. 8 je schematický půdorys zařízení podle dalšího provedení vynálezu; · obr. 9 je schematický pohled na variantu zařízení z obr. 10; a obr. 10 je schematický půdorys zařízení podle ještě dalšího provedení vynálezu, a obr. 11 až 13 znázorňuje příklady instalačních míst zařízení podle předloženého vynálezu v typických palivových systémech motorových vozidel.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 až 3 je znázorněno zařízení 1 pro úsporu paliva a řízení emisí podle předloženého vynálezu.

. . Zařízení 1 v podstatě obsahuje podpěru 2 v podobě plochého pravoúhlého bloku, v němž je vytvořen kanál pro palivo/vzduch.

Několik permanentních magnetů 4 je uspřádáno okolo obvodu kanálu 2Obr. 1 znázorňuje vybrání nebo otvory, kvůli názornosti, bez do nich upevněných nebo vložených magnetů.

Každý magnet je magnet neodym-železo-bor. To jsou současně vyvinuté vysoce výkonné permanentní magnety.

Specifikace těchto magnetů je k dispozici u shora zmíněného australského dodavatele.

Uspořádání pólů sever-jih (N/S) magnetů 4 je znázorněno na »···

Polární osy jsou uspořádány v podstatě ve směru kanálu pro palivo/vzduch, . . .

Sousední magnety mají opačnou orientaci N/S jak je zřejmé z obrázků.

Při použití je podpěra 2 spojena v řadě s karburátorem a společným vstupním rozdělovacím potrubím spalovacího motoru tak, aby směs palivo-vzduch procházela kanálem 3..

Tím jsou kapičky procházející z karburátoru do společného rozdělovacího potrubí vystaveny magnetickému poli magnetů, což způsobuje, že se kapičky zmenšují.

To vede k dokonalejšímu spalování a menšímu znečistění výfukového plynu.

Aniž by byl vázán teorií, přihlašovatel věří, že magnetické síly, kterými působí magnetické pole různých magnetů na kapičky paliva, působí tak, že podstatně zmenšují velikost kapiček.

Přihlašovatel věří, že silné magnetické pole rozbíjí velikost kapiček a že kapičky mohou zmenšit svůj průměr až na 3 mikrony.

Následkem toho, kapičky paliva mají podstatně větší povrchovou plochu ve styku se vzduchem a následná spalovací reakce ve válci je mnohem dokonalejší a mnohem účinnější.

Přibližuje se to k dokonalému spalování, jestliže všechny uhlovodíky reagují s kyslíkem.

• ·· ·« ·· X · ·* *47' Λ · • ··. ·, ί · *' ·· ·'·,**' .· : J ·_Φ.·ν... *·· *· .*·· ♦·

Pokusy, které přihlašovatel provedl ukázaly, že zařízení snižuje podstatně počet velkých kapek .paliva, procházejících do válce.

Pokusy také ukázaly, že použití zařízení vede ke snížení spotřeby paliva.

Pokusy také ukázaly, že některá provedení zařízení podstatně snižují hladiny CO, C0₂ a N0_x v emisích.

I když byly zdůrazněny úspory ve spotřebě paliva, snížení emisí je také významné a důležité.

Přihlašovatel dosáhl úspory paliva až 63 % s výhodným provedením zařízení podle předloženého vynálezu u_t čtyřválcového benzinového motoru.

Obr. 4 znázorňuje zařízení podle druhého možného provedení předloženého vynálezu.Zařízení je konstrukčně a funkčně podobné jako provedení z obr. 3 a pokud není jinak uvedeno, jsou použity stejné vztahové značky pro stejné součásti.

Zařízení je použito u vozidla s dvou hrdlovým karburátorem. To vysvětluje, proč má podélný oválný kanál podstatně větší plochu průřezu než provedení z obr. 1.

Jiný konstrukční rozdíl mezi tímto zařízením a zařízením z obr. 1 je šest magnetů, uspořádaných okolo obvodu kanálu.

To vytváří magnetické pole přes větší plochu průřezu kanálu ve srovnání s polem čtyř magnetů zařízení z obr. 1.

/V· ···· »* ·· ·»* »1 ·ί· ί • ·!· * • · · ·· ·»··

Obr. 5 znázorňuje zařízení podle dalšího provedení předloženého vynálezu.

V tomto provedení jsou magnety 1 (které mohou být vrstvené) uspořádány v podstatě do tvaru C.

V případě zařízení z obr. 1 až 5 mohou být upevňovací otvory 2a různých tvarů a v různých polohách opatřeny podpěrami 2Pro upevnění magnetů, aby se neposunovaly po horní a spodní ploše tělesa 2, může být zařízení opatřeno horní a spodní krycí deskou (neznázorněné).

Obr. 6 znázorňuje zařízení podle jiného předloženého vynálezu. Toto zařízení má několik konstrukčních rozdílů oproti dříve popsaným provedením.

provedení základních

Zejména jsou magnety 4 uspořádány s osami sever-jih příčně ke kanálu 2 palivo/vzduch. V předcházejících provedeních byly osy sever-jih rovnoběžné s kanálem palivo-vzduch. V podstatě jsou magnety 4 uspořádány vzájemně hlavou k patě okolo obvodu kanálu s malými rozestupy mezi sousedními magnety.

Ve znázorněném provedení je rozloženo v určitém rozestupu okolo obvodu podpěry 2 šest magnetů 4Póly sousedních magnetů jsou umístěny obráceně, tj . severní pól jednoho magnetu sousedí s jižním pólem sousedního magnetu.

Tento vzor pokračuje okolo obvodu průtokového kanálu 2· ·· * φ* » · φ·¹ φφ· ·

II

I když je v tomto provedení znázorněno šest magnetů, toto přesné číslo není omezující.- ’

Dalším znakem tohoto provedení je, že má pouze jednu vrstvu magnetů 4. v kanálu palivo-vzduch.

Obr. 7 znázorňuje ještě další provedení podobné provedení z obr. 6.

Hlavním rozdílem mezi provedením z obr. 5 a provedením z obr. 7 je, že má několik vrstev magnetů 4, které mají podélný rozestup vzájemně od sebe.

Každá vrstva obsahuje několik magnetů, např. dva magnety 4, uspořádané vzájemně vůči sobě jako u předcházejících provedení.

Magnety jsou zasunuty uvnitř objímky 5., např. z mědi, hliníku, ocele nebo jiného materiálu, mající v sobě drážky 6.. Objímka £. se pak zasune do pouzdra (neznázorněno), které je uloženo v řadě s palivovým vedením.

Pouzdro má obvykle konce s přírubami (neznázorněné) pro připevnění k sousedním součástím. Objímky 5. a magnety 4. mají takovou velikost, aby mohly být uloženy v pouzdru s malou vůlí.

Obr. 8 až 10 znázorňuje zařízení pro úsporu paliva pro použití u systému se vstřikováním paliva, který se liší od systému s karburátorem.

Obr. 8 znázorňuje zařízení uložené na středovém vstřikovacím systému. Zejména se zařízení připevní mezi vstřikovací palivové vedení a vstřikovač.

/·.··· « »· .· ·· ·»· «·, • : :>·' / ϊ ·: : ♦·.

«« ····

Zařízení se obvykle umístí pro každý vstřikovač.

Zařízení pro úsporu paliva je na obrázcích znázorněno pouze schematicky.

Jejich konstrukce a funkce je však podobná těm popsaným shora s odkazem na kterýkoliv z obr. 1 až 6.

Obr.

palivovém znázorňuje vedení.

zařízením které je zahrnuto ve vstřikovacím

Zařízení obsahuje řadu magnetů 4 rozložených v rozestupu okolo obvodu palivového vedení jak je znázorněno na obrázcích.

U tohoto provedení jedno zařízení slouží všem vstřikovačům. Oproti u provedení z obr. 8 jé samostatné zařízení pro každý vstřikovač.

Obr. 10 znázorňuje zařízení pro úsporu paliva, které je uloženo v hlavě, např. válce, u sání.

Zařízení pro úsporu paliva bude uspořádáno u každého válce, aby se u nich dosáhl účinek úspory paliva a snížení emisí.

I když znázorněné zařízení má šest magnetů, tento počet není podstatný, stejně tak může mít dva nebo čtyři magnety.

Když je zařízení připevněno k hlavě, zařízení může být připevněno ke kruhové nebo čtvercové podpěře, do které jsou zasunuty čtvercové nebo kruhové magnety a v podpěře může být vytvořeno uložení s vnitřním závitem pro vložení a upevnění . . ·· ·· ··» · · * • · · J · · · • · · » · · • · · · · ·-·· • · . «· ···· •ί·· ·· ventilu vstřikovače paliva. Jindy může být podobné zabudováno do hlavy válce při výrobě motorů.

Obr. 11 až 13 znázorňuje místa, kde mohou být zařízení podle předloženého vynálezu.

Na obr. 11 u elektronického palivového systému může být zařízení vloženo v obou polohách X v otvoru do spalovací komory vedle vstřikovače Ί_ a/nebo ve vzduchovém vedení £ před vstřikovačem 2·

Na obr. 12 u typického mechanického vstřikovacího systému, zařízení může být umístěno v místech X po obou stranách vstřikovače 2Na obr. 13 u typického sacího rozdělovacího potrubí 2 čtyřválcového motoru může být zařízení umístěno v místě X mezi karburátorem 10 a společným vstupem rozdělovacího potrubí 11.

Přihlašovatel zjistil, že zařízení pro úsporu paliva a snížení emisí je vysoce účinné.

Určitá výhoda zařízení spočívá v tom, že je poměrně jednoduché konstrukce, lze jej snadno vyrobit a mohou ním být osazeny existující motorová vozidla.

Zařízení je nejúčinnější na karburátoru a středových vstřikovacích systémech, avšak lze jej použít i u ostatních systémů jako jsou systémy se vstřikováním paliva.

Zařízení lze použít na výfuku dieselových motorů, u kterých bylo zjištěno omezení emisí, např. včetně černého kouře.

uspořádání uspořádána 'V • <·

Dále je uveden typický příklad srovnatelných emisních hladin, které j sou výsledkem, zkoušek na spalovacích motorech ukazují hladiny emisí s a bez zařízení podle předloženého instalovaného v palivovém systému.

•a- které vynálezu

Hladina	ot/min	%
CO		840		1,2
C02	studený motor	840		3,2
co	bez osazeného zařízení	840		13,8
	HC	840	200PM	(modulace
				impulsů)
co	teplý motor	860		2,3
co2	bez osazeného zařízení	860		3,0
02		860		13,8
HC		860	200PPM
CO		780		0,1
co2	teplý motor	780		3,4
ož	s osazeným zařízením	780		15,0
HC		780	80 80PPM
co		1440		0,1
co2		1440		3,9
02		144 0		14,0
HC		1440	4 0 PPM
co		1430		0,1
C02		1430		4,1
02		1430		14,0
HC		1430	20 PPM
CO		1410		0,1

polohou

	15	·· ·· • · · · • ·· • · * ♦ · · ···* ·*	·· ·'. .··, : :* · ? . í . · · ;
co2		1410	4,0
02	, ..	1410	14,0	... -
HC		1410 20 PPM
CO		890	0,0
co2		890	0,4
o2		890	20,1
HC		890 60PPM
CO		890	0,0
co2		890	0,3
o2		890	20,2
HC		890 60PPM
CO		890	0,0
co2		890	0,8
		890	20,3
HC		890 40PPM
CO		890	0,0
co2	teplý motor	890	0,0
o2	s osazeným zařízením	890	20,5
HC		890 20PPM
co	motor zastaven	810	0, 0
co2	a	810	4,7
o2	znovu nastartován	810	12,3
HC		810 140PPM
	Je nutno poznamenat, že shora popsané	skutečnosti, byly
uvedeny	pouze jako ilustrativní	příklady vynálezu, ale	že všechna
taková	provedení a varianty,	které jsou odborníkům	zřejmé lze

· • ·» · ··

povazovat za spadající do širšího rozsahu vynálezu definován v připojených nárocích.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY ze obsahuje kotoučovité nemagnetické pevné nosné těleso, v němž je vytvořen středový otvor a které má nepřetržitý obvod, kterým je nosné těleso uzpůsobeno pro umístění v utěsněném prostředí vzduch/palivo palivového systému spalovacího motoru tak, aby byla podélná osa otvoru koaxiální s průtokovou dráhou tekutiny uvnitř prostředí vzduch/palivo a několik sad permanentních magnetů, majících opačnou polaritu, podepřených obvodem a umístěných tak, aby se vytvořilo nepřetržité magnetické pole přes otvor v nosném tělesu.
2. 2. Zařízení pro úsporu paliva podle nároku 1, vyznačené tím, že páry magnetů jsou naklínovány do obvodu tělesa a každý má magnetickou plochu, která prochází k a je v přímém spojení se středovým otvorem.
3. 3. Zařízení pro úsporu paliva podle nároku 1, vyznačené tím, že v nosném tělesu je vytvořeno několik otvorů pro usnadnění připevnění tělesa do vedení palivo/vzduch, vedoucího do spalovací komory spalovacího motoru.
4. 4. Zařízení pro úsporu paliva podle nároku 1, vyznačené tím, že nosné těleso je opatřeno horními a spodními krycími deskami, kterými jsou magnety zajištěny proti posouvání po horní a spodní ploše nosného tělesa.

   • ·· ·
5. 5. Zařízení pro úsporu paliva podle nároku 1, vyznačené tím, že obsahuje sudý počet magnetů s póly protilehlých magnetů vzájemně obrácenými vůči sobě.
6. 6. Zařízení pro úsporu paliva podle nároku 1, vyznačené tím, že obsahuje čtyři magnety uspořádané ve stejném vzájemném rozestupu okolo obvodu otvoru, vytvořeného v nosném tělesu a které jsou uspořádány přibližně v úhlu 90° vzájemně od sebe.
7. 7. Zařízení pro úsporu paliva podle nároku 1, vyznačené tím, že obsahuje šest magnetů uspořádané ve stejném vzájemném rozestupu okolo obvodu otvoru oválného tvaru, vytvořeného v nosném tělesu.
8. 8. Systém pro úsporu paliva u spalovacího motoru, obsahující jedno nebo dvou hrdlový karburátor a zařízení pro úsporu paliva podle nároku 1, vyznačený tím, že zařízení je umístěno mezi karburátor a vstup do spalovací komory motoru.
9. 9. Systém pro úsporu paliva u spalovacího motoru, obsahující jedno nebo dvou hrdlový karburátor a zařízení pro úsporu paliva podle nároku 1, vyznačený tím, že zařízení je umístěno mezi karburátor a společný vstup do spalovací komory motoru.
10. 10. Systém pro úsporu paliva u spalovacího motoru, obsahující jedno nebo více vstupový vstřikovací systém a nejméně jedno zařízení pro úsporu paliva podle nároku 1, vyznačený tím, že zařízení je umístěno vstřikovací vedení a vstřikovače.

    mezi palivové
11. 11. System zařízení vy z n a č

    IWUJMJ nmiL — X.j U-JMWMWWI·' WJWUW^^-·» . ' - f pro úsporu paliva u spalovacího motoru, obsahující pro úsporu _paliva podle . nároku 1, ený tím, že je upevněno na vstupu do spalovací komory (komor) motoru.
12. 12. Instalace pro snižování emisí obsahující zařízení pro úsporu paliva podle nároku 1, vyznačená tí m, že zařízení je přidruženo k výfukovému systému spalovacího motoru.

    ?V 2βο·2. -