CZ281303B6 - Způsob a zařízení pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory - Google Patents

Způsob a zařízení pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory Download PDF

Info

Publication number
CZ281303B6
CZ281303B6 CZ93883A CZ88393A CZ281303B6 CZ 281303 B6 CZ281303 B6 CZ 281303B6 CZ 93883 A CZ93883 A CZ 93883A CZ 88393 A CZ88393 A CZ 88393A CZ 281303 B6 CZ281303 B6 CZ 281303B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
air
fuel
mixture
fuel mixture
stream
Prior art date
Application number
CZ93883A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ88393A3 (en
Inventor
Vasilij Nikolajevič Šatalov
Alexandr Vasiljevič Pugačev
Original Assignee
Alexandr Vasiljevič Pugačev
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SU5002331 external-priority patent/RU2008494C1/ru
Priority claimed from SU5013677/06A external-priority patent/RU2008495C1/ru
Application filed by Alexandr Vasiljevič Pugačev filed Critical Alexandr Vasiljevič Pugačev
Publication of CZ88393A3 publication Critical patent/CZ88393A3/cs
Publication of CZ281303B6 publication Critical patent/CZ281303B6/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
    • F02M27/02Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by catalysts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F02M25/0224Water treatment or cleaning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/08Plants characterised by the engines using gaseous fuel generated in the plant from solid fuel, e.g. wood
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/02Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/04Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
    • F02B47/08Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only the substances including exhaust gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/36Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for adding fluids other than exhaust gas to the recirculation passage; with reformers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
    • F02M27/04Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by electric means, ionisation, polarisation or magnetism
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • F02M31/045Fuel-air mixture
    • F02M31/047Fuel-air mixture for fuel enriched partial mixture flow path
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Způsob směsi vzduchu a paliva spočívá v přídavném ohřevu vedlejšího proudu pod hranici zážehu obohacené směsi vzduchu a paliva před tím, než se tento vedlejší proud směsi smíchá s hlavním proudem směsi, a to tak, že vedlejší proud směsi projde ohřívačem zahřátým nad zážehovou teplotu paliva a opakovaně se kontaktuje vedlejší proud směsi s aktivním povrchem ohřívače. Zařízení pro takový způsob přípravy směsi sestává z výměníku tepla (1), který je v součinnosti přes vstupní potrubí (3) s potrubím pro výfukové plyny, dávkovačem (5) komponent směsi vzduchu a paliva. Do dávkovače (5) jsou přiváděny vzduchovým potrubím (6) vzduch, potrubím (7) výfukové plyny a palivovým potrubím (8) palivo. Dávkovač (5) je v součinnosti přes kontrolní člen (10) a směšovcí trysku (9) se vstupní smyčkou výměníku tepla (1). Ohřívač (12) je prostorově umístěn ve výstupní trysce výměníku tepla (1) a jeho ohřevná plocha může mít různá provedení.ŕ

Description

Způsob a zařízení pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu a zařízení pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory.
Dosavadní stav techniky
V současné době se směs vzduchu a paliva připravuje běžným způsobem tak, že se vyrábí vodík obsahující plyn z paliva a tento plyn se přidává do směsi vzduchu a paliva.
Je znám způsob přípravy směsi vzduchu a paliva pro spalovací motor, který je ve třech fázích. To jest z první fáze, kdy je palivo částečně rozloženo pomocí tepla výfukových plynů, ve druhé fáz:í je palivo předehřáno zmíněnými plyny a ve třetí fázi proběhne katalytické rozložení paliva. Aby se toto katalytické rozložení zintenzivnilo, je tedy palivo zpočátku předehřáto výfukovými Plyny.
Ovšem použiti výfukových plynů jako jediného zdroje tepla pro rozložení paliva není dostatečné, aby se dosáhlo účinného a stabilního průběhu rozkládacího procesu paliva.
Ještě je znám jiný způsob pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory, který spočívá v rozdělení směsi do dvou proudů, to znamená na větší hlavní proud a menší vedlejší proud, další separaci části směsi z vedlejšího proudu a jeho zapálení za účelem ohřátí a vypaření zbytku vedlejšího proudu z toho vzniklými plyny, potom se obě části vedlejšího proudu smíchají a přidají se do jednoho proudu, který jde do katalytické komory. Dříve než se dostane do spalovací komory, tak upravený proud směsi je smíchán s hlavním proudem směsi vzduchu a paliva.
Použití otevřeného ohně podle známého způsobu pro spálení části paliva ze směsi vzduchu a paliva zvyšuje účinnost tepelného rozloženi paliva, ačkoliv zvyšuje spotřebu paliva a je nebezpečné. Je tu nebezpečí vznícení, když motor nepracuje pravidelně a má výpadky, protože rychlost postupu ohně ve směru vzduchu a paliva může být vyšší než rychlost proudu samotné směsi.
Kromě toho nespálené hydrokarbony typu C H +7 zůstanou po spálení obohacené směsi a ukládají se do pórů v katalyzátoru jako saze a uhel, čímž vyřazují katalyzátor z provozu.
Ze shora uvedeného je evidentní, že známé způsoby rozložení kapalného paliva, když tyto metody obsahují použití katalyzátoru nejen nákladné na díly pro zařízení na přípravu směsi vzduch
- palivo, ale také vyžadují jejich periodické nahrazování, protože dochází ke znečištění katalyzátoru.
Je znám ještě jiný způsob přípravy směsi vzduch - palivo pro spalovací motory, kde jsou také vytvořeny dva proudy směsi vzduch
- palivo, z nichž jeden je obohacen pod hranici samovznícení a zahřát na teplotu 400 až 800 ’C výfukovými plyny o teplotě asi
-1CZ 281303 B6
750 C, aby se získal kysličník uhelnatý a vodík obsahující plyny, a to se pak smíchá s druhým proudem dříve než je směs zavedena do válce motoru.
Je však známo, že proces rozložení paliva probíhá nejúčinněji za teploty asi 850 “C, které však dosavadními způsoby není možno dosáhnout.
Jsou známa zařízení, která umožňují způsoby přípravy směsi vzduch - palivo pro spalovací motory, která obvykle obsahují výměníky tepla pro předehřívání směsi vzduch - palivo teplem z odpadních plynů a z reaktorů a katalyzátoru.
Aby bylo možno zajistit efektivní průběh rozložení molekul paliva, užívá se dodatečný ohřev směsi vzduch - palivo na vyšší teplotu než mají výfukové plyny.
Je známo zařízení pro přípravu směsi vzduch - palivo, které obsahuje dodatečný ohřev se zážehovou jiskrou a hořákem, ke kterému je přiváděna směs vzduch - palivo a hoři zde v otevřeném plameni, potom je směs vedena k reaktoru s katalyzátorem, kde je část kapalných molekul paliva rozložena.
Jiné známé zařízení na přípravu směsi vzduch - palivo pro spalovací motory obsahuje reaktor situovaný v trubce pro výfukové plyny blízko ventilu pro výfukové plyny a tvarovaný jako zaslepená trubka (na straně blíže ventilu pro výfukové plyny), která vede axiálně a centrálně výfukovou trubkou. Palivo, voda a vzduch jsou přiváděny v přesně stanoveném poměru k reaktoru blízko jeho slepého konce. U této alternativní verze obsahuje známé zařízení výměník tepla umístěný také ve výfukové trubce za reaktorem podél směru proudu výfukových plynů od motoru.
Nízká účinnost u takovéhoto zařízení už byla zmíněna shora.
Je obecně známo, že vysoká teplota výfukových plynu se objevuje pouze v prvním okamžiku tvorby výfukových plynů, potom jeho teplota prudce poklesne.
Když vezmeme v úvahu přechodnou povahu procesu vývinu výfukových plynů, který se rovná jedné čtvrtině otáčky klikového hřídele na její dvě kompletní otáčky stejně jako fakt, že teplota zařízení pro přechod tepla používaného pro úpravu směsi vzduch - palivo bez jejího předehřevu je nižší než 750 °C, přičemž po předehřevu je to až 900 “C nedá se očekávat stabilní proces rozložení molekul kapalného paliva.
Nadto, pokud dopadnou na čelní stěnu reaktoru, na jeho nejteplejším místě, nemusí potom částečky paliva kolidovat se stěnou nebo mohou přijít do kontaktu s chladnější částí reaktoru, a to znamená, že je možný pouze jeden průchod při průběhu rozkládáni molekul paliva, což je dost neefektivní. Na druhou stranu zavedení speciálního čerpadla pro podávání směsi vzduch - palivo do reaktoru zvyšuje náklady na zařízení a vyšší teplota výfukových plynů představuje i vyšší spotřebu paliva.
Jiné zařízení pro úpravu směsi vzduch - palivo pro spalovací motory obsahuje dvousmyčkový výměník tepla, který má vstupní
-2CZ 281303 B6 a výstupní potrubí, dávkovač ný na výstupu první smyčky k výfukové trubce motoru a k dávkovače je spojena k první prvek.
komponentů směsí a zapalovač umístěvýměníku tepla je připojeno jednak okolní atmosféře a směšovací tryska smyčce výměníku tepla přes ovládací
Jak je zřejmé ze shora uvedeného popisu známých zařízení, používají se katalyzátory s platiniem, což ovšem zařízení velmi prodražuje, přičemž využití členu pro přívod tepla, o vyšší teplotě, než mají výfukové plyny činí zařízení v podstatě neekonomickým.
Podstata vynálezu
Shora uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje způsob přípravy směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory, která sestává ze dvou proudů směsi vzduchu a paliva, z nichž první proud je, před smícháním s druhým proudem a předtím než jsou oba proudy přivedeny do válců motoru, obohacen nad hranici zážehu, a předehřán výfukovými plyny, pro vytvoření kysličníku uhelnatého a plynů obsahujících vodík, jehož podstata spočívá v tom, že obohacený první proud směsi vzduchu a paliva je před smícháním s druhým proudem směsi vzduchu a paliva ještě ohříván při průchodu přes ohřívač, jehož teplota je nad teplotou zážehu procházející směsi.
Takto se výfukové plyny ve směsi stanou okamžitě součástí reakce ke stabilizaci procesu rozpadu molekul paliva na ploše žhavicího prvku, čímž se sníží spotřeba energie využitím jejich tepla a kinetické energie.
Dalším typickým rysem způsobu podle vynálezu je to, že před ohřevem se do obohaceného prvního proudu směsi vzduchu a paliva přidávají výfukové plyny nebo voda, nebo nízkooktanové palivo, nebo jejich směs.
Přidání malého množství vody - 10 % objemu paliva - vyvolá efekt podobný tomu, jakoby se zvedlo oktanové číslo paliva o 2 až 3 jednotky. Kromě toho vypařování vody spotřebuje 6 až 7x menší energii než vypařování paliva.
Předmětem vynálezu je také zařízení pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motor sestávající z dvousmyčkového výměníku tepla, který má vstupní potrubí a výstupní potrubí, dávkovače komponent připravované směsi a žhavicí prvek, umístěný ve výstupní trysce z výměníku tepla, přičemž vstupní a výstupní potrubí smyček pro plyn ve výměníku tepla jsou připojeny jednak k okolní atmosféře, přičemž tryska dávkovače komunikuje přes regulační člen se smyčkou výměníku tepla pro směs paliva, jehož podstata spočívá v tom, že ohřívač sestává z žáruvzdorného válcového pouzdra s uvnitř uloženým žhavicím prvkem, přičemž ohřívač je otočný kolem své osy.
Při použití způsobu a zařízením pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory není třeba nasadit drahý katalyzátor, přídavné zapalovače a čerpadla a zajišťuje se tím ekonomický provoz do spotřeby paliva a snižuje se toxicita výfukových plynů.
-3CZ 281303 B6
Podle jiného výhodného provedení může být žhavicí prvek tvořen jednozávitovou nebo vícezávitovou cívkou, navinutou okolo tepelně odolné tyče, která je uložena uvnitř válcového pouzdra, souose s jeho osou.
U jiného provedení je žhavicí prvek vytvořen ze svazku cívek vinutých k sobě, jejichž osy jsou paralelní k ose válcového pouzdra.
Jiné provedení je charakteristické tím, že žhavicí prvek je tvořen řadami ze souvislého drátu uložených cik cak ve válcovém pouzdru podél proudu směsi vzduchu a paliva, přičemž dráty každé vedlejší řady se vzájemně protínají ve vodorovné rovině.
Jiné provedení je typické tím, že žhavicí prvek je tvořen několika řadami paralelních cívek navinutých v rovině do Archimedovy spirály umístěných bez přerušení ve válcovém pouzdru podél proudu směsi vzduchu a paliva.
Podle jiného provedení může být žhavicí prvek tvořen porézní deskou uloženou ve válcovém pouzdru.
Další provedení je charakteristické tím, že žhavicí prvek je tvořen porézním válcem, na své horní části uzavřeným, a uloženým souose s osou válcového pouzdra.
Shora uvedená provedení žhavicího prvku zajistí svou tvarovou členitostí dostatečný ohřev směsi při průchodu ohřívačem.
Popis obrázků na výkresech
Vynález bude dále popsán pomocí připojených výkresů, kde na obr. 1 je schematicky zařízení podle vynálezu, na obr. 2 je žhavicí prvek v ohřívači provedený jako tyč ovinutá spirálou, na obr. 3 je žhavicí prvek provedený jako spletené cívky, na obr. 4 je žhavicí prvek provedený jako cik cak uspořádané řady drátů, na obr. 5 je žhavicí prvek provedený jako cívky svinuté v rovině ve tvaru Archimédovy spirály, na obr. 6 je žhavicí prvek provedený jako porézní plochá deska a na obr. 7 je žhavicí prvek provedený jako porézní válec.
Příklady provedení vynálezu
Způsob pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory sestává z vytvoření dvou proudů směsi vzduchu a paliva, z nichž první je obohacen palivem pod hranici zážehu a předehřán výfukovými plyny, aby se vytvořil kysličník uhelnatý a plyny obsahující vodík a je potom veden k ohřívači, ohřátém nad teplotu bodu zážehu směsi.
Částečky paliva přiváděné k ohřívači se dostávají opakovaně do kontaktu s jeho horkým povrchem za nedostatku oxidantu, a to vede k opakovanému procesu částečné oxidace molekul organického paliva (CgH18). Tak se začínají molekuly rozkládat a separované molekuly uhlíku a vodíku se kombinují s kyslíkem, to znamená, že nastává částečná oxidace.
-4CZ 281303 B6 C8H18 + n02 = nCnHn+2 + nC0 + nC02 + nH
Původní molekuly se mění na lehčí strukturu a vylučuje se plynný CO, C02 a H2. Tak se vytvoří endotermická rozkladná reakce.
Výfukové plyny a voda se mohou zúčastnit na tepelném procesu dekompozice.
Když se přidá část výfukových plynů obsahujících C02 ke směsi vzduch - palivo, nastane rozkladná reakce:
C02 + C = CO + CO
Souběžně nastane dekompozice vody:
H20 + C = CO + h2
Voda nejenže může být obsažena ve výfukových plynech, ale může být do nich úmyslně dodána, čímž se získá větší dodatečné množství CO a H2.
Po ohřátí na ohřívači obsahuje směs vzduchu a paliva následovně plynné rozložené prvky CH4 (metan), C2H2 (etan), C3Hg (propan) a C4H1Q (butan), stejně jako CO, H2, C02 a nespotřebovanou část komponent z výfukových plynů. Vycházíme z toho, že výfukové plyny byly dodány ke směsi před průchodem ohřívače. Takto se zpracovávané palivo mění na lehčí plynnou fázi.
Celý proud vzduchu směsi prošlé přes ohřívač splyne s hlavním proudem na palivo chudé směsi vzduchu a paliva a takto je směs přiváděna k válcům spalovacího motoru.
Zařízení pro realizaci shora popsaného způsobu sestává z dvousmyčkového výměníku tepla 1 s tepelnou izolací 2, vstupního potrubí 2 a výstupního potrubí 4 a odpadního potrubí 7 pro výfukové plyny, které odcházejí ve směru šipky, a jednak z dávkovače 2 komponent směsi, opatřeného vzduchovým potrubím 2/ opět s naznačeným přívodem vzduchu a připojeného na odpadní potrubí 7 pro výfukové plyny a palivové potrubí 2· Dávkovač 5 pracuje v součinnosti se směšovací tryskou 9 s ohřívacím kanálem pro směs vzduch - palivo ve výměníku tepla 1. Kontrolní člen 10 je umístěn ve směšovací trysce 2 pro kontrolu velikosti proudu připravované směsi vzduch - palivo a získané informace jdou ve směru naznačeném čárkovanou šipkou do vyhodnocovače. Ohřívač 12 je umístěn na výstupu z výměníku tepla 1 nebo v trubce 11 a je připojen na zdroj 13 elektrické energie.
Palivové potrubí 2 j® připojeno k palivovému čerpadlu 25 spalovacího motoru 27., které přivádí palivo do karburátoru 26, kam přichází také vzduch, jak je naznačeno šipkou.
V ohřívači 12 umístěný žhavicí prvek 17 může být vytvořen jako válcové pouzdro 14 s koaxiálně umístěnou tyčí 15, přičemž oboji je vyrobeno z tepelně odolného izolantu, jako je například keramika, s jednozávitovou nebo vícezávitovou cívkou 16 navinutou okolo tyče 15 a pevně uloženou mezi válcové pouzdro 14 a tyč 15.
-5CZ 281303 B6
Žhavicí prvek může být také proveden jako keramické válcové pouzdro 14 obklopující svazek cívek 18 navinutých k sobě a pevně umístěných podél směru proudu směsi tak, že osa svazku je paralelní k ose válcového pouzdra 14.
Žhavicí prvek 17 může být také proveden ve formě cik cak uložených řad 20 nepřerušeného drátu, umístěných ve válcovém pouzdru 14., přičemž dráty každé vedlejší řady 20 se vzájemně protínají ve vodorovné rovině a vytváří prostorovou sít, která může být také vytvořena několika řadami paralelních cívek 21 navinutých v rovině do Archimedovy spirály a umístěných bez přerušení ve válcovém pouzdru 14.
Žhavicí prvek 17 může být provedena jako porézní deska 22, uložená v neznázorněném válcovém pouzdru 14.
Žhavicí prvek 17 může být proveden také jako porézní válec 24, uzavřený na své horní části a uložený ve válcovém pouzdru 14.
Zařízení pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory pracuje následujícím způsobem:
Připraví se na palivo velmi chudá směs vzduchu a paliva v karburátoru 26.. Směs hořlavých plynů se připraví s palivem obohacené směsi vzduchu a paliva (a > 0,45) v přídavném systému, sestávajícího z dávkovače 5, výměníku tepla 1 a ohřívače 12., přičemž tato obohacená směs je kompenzací za nedostatek paliva ve směsi připravované v karburátoru 26 proto, aby byl poměr vzduchu a paliva přiveden do poměru normálního pro použití ve spalovacím motoru 27.
Při běhu motoru 27 jsou do dávkovače 5. přiváděny potrubími 6, 7 a 8. vzduch, část výfukových plynů a palivo (například 10 až 20 % z celkového objemu). Dávkovač 5 připravuje palivem obohacenou smés, která nemá koeficient přebytečného vzduchu a větší než 0,45.
Výměník tepla 4 může pracovat s různými vzorky směsi plynů.
Předehřátá smés vzduchu a paliva je přiváděna na horký povrch žhavicího prvku 17 v ohřívači 12.. Styk částeček směsi vzduchu a paliva s horkým povrchem žhavicího prvku 17 při nedostatku oxidentu má za následek parciální oxidaci molekul organického paliva (CgHlg). Je to výsledek cracku na základě technického kontaktu, že se molekuly paliva začínají rozkládat.
Původní molekuly paliva se mění na lehčí strukturu, na plyny.
Proces oxidace molekul paliva se v ohřívači 12 opakuje mnohokrát díky mnohanásobnému kontaktu proudu směsi vzduchu a paliva s povrchem žhavicího prvku 17, přičemž crack na základě technického kontaktu nabírá na intenzitě.
Smés vznikajících plynů je vedena trubkou 11 ke vstupnímu potrubí motoru 27 bud přímo, nebo přes karburátor 26, kde se
-6CZ 281303 B6 smíchá s palivově chudou směsí vzduchu a paliva, a tyto složky potom pohání spalovací motor 27.
Při praktickém využití vynálezu se dosahuje ekonomické spotřeby paliva, používá se levnější nízkooktanové palivo a při redukovaném obsahu CO (při faktoru deset ku patnácti) obsahují výfukové plyny nižší množství oxidů dusíku.
Průmyslová využitelnost
Vynález může najít uplatněni při stavbě spalovacích motorů jak pro motorová vozidla, tak pro stacionární spalovací motory. S využitím vynálezu mohou být konstruovány motory nové, ale mohou tak být upraveny i motory stávající. Nabízí se možnost použití nízkooktanového paliva i pro motoru konstruované na palivo vysoceoktanové.

Claims (9)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob přípravy směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory, která sestává ze dvou proudů směsi vzduchu a paliva, z nichž první proud je, před smícháním s druhým na palivo chudým proudem a předtím než jsou oba proudy přivedeny do válců motoru, obohacen palivem nad hranici zážehu, a předehřán výfukovými plyny pro vytvořeni kysličníku uhelnatého a plynů obsahujících vodík, vyznačující se tím, že první proud směsi vzduchu a paliva je před smícháním s druhým proudem směsi vzduchu a paliva ještě ohříván při průchodu přes ohřívač, jehož teplota je nad teplotou zážehu procházející směsi.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že před ohřevem se do prvního proudu směsi vzduchu a paliva přidávají výfukové plyny nebo voda, nebo nízkooktanové palivo, nebo jejich směs.
  3. 3. Zařízení pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory sestávající z dvousmyčkového výměníku tepla, který má vstupní potrubí a výstupní potrubí, dávkovač komponent připravované směsi a žhavicí prvek, umístěný ve výstupním potrubí z výměníku tepla, který je připojen jednak k potrubí výfukových plynů a jednak k okolní atmosféře, přičemž tryska dávkovače spolupracuje přes regulační člen s výstupním kanálem pro směs vzduchu a paliva ve výměníku tepla, vyznačuj íc í se tím, že ohřívač (12) sestává ze žáruvzdorného válcového pouzdra (14) s uvnitř uloženým žhavicím prvkem (17) a je otočný kolem své osy.
  4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že žhavicí prvek (17) je vytvořen jednozávitovou nebo vícezávitovou cívkou (16), navinutou okolo tepelně odolné tyče (15), která je uložena uvnitř válcového pouzdra (14), souose s jeho osou.
    -7CZ 281303 B6
  5. 5. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že žhavicí prvek (17) je vytvořen ze svazku (18) cívek svinutých k sobě, jejichž osy jsou paralelní k ose válcového pouzdra (14).
  6. 6. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že žhavicí prvek (17) je vytvořen drátovými řadami (20), vytvořenými ze souvislého drátu a uloženými různé ve válcovém pouzdře (14) podél proudu směsi vzduchu a paliva, přičemž dráty každé vedlejší řady (20) se vzájemně protínají ve vodorovné rovině.
  7. 7. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že žhavicí prvek (17) je tvořen několika řadami paralelních cívek (21), navinutých v rovině do Archimedovy spirály, a umístěných bez přerušení ve válcovém pouzdru (14) podél proudu směsi vzduchu a paliva.
  8. 8. Zařízeni podle nároku 3, vyznačující se tím, že žhavicí prvek (17) je tvořen porézní deskou (22), uloženou ve válcovém pouzdru (14).
  9. 9. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že žhavicí prvek (17) je tvořen porézním válcem (24), na své horní části uzavřeným, a uloženým souose s osou válcového pouzdra (14).
CZ93883A 1991-09-18 1992-03-26 Způsob a zařízení pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory CZ281303B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5002331 RU2008494C1 (ru) 1991-09-18 1991-09-18 Способ подготовки топливновоздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания
SU5013677/06A RU2008495C1 (ru) 1991-12-12 1991-12-12 Устройство для обработки топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ88393A3 CZ88393A3 (en) 1993-11-17
CZ281303B6 true CZ281303B6 (cs) 1996-08-14

Family

ID=26666260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ93883A CZ281303B6 (cs) 1991-09-18 1992-03-26 Způsob a zařízení pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory

Country Status (13)

Country Link
US (1) US5327874A (cs)
EP (1) EP0557525B1 (cs)
JP (1) JP2778830B2 (cs)
KR (1) KR100232250B1 (cs)
AT (1) ATE163072T1 (cs)
AU (1) AU1682792A (cs)
BR (1) BR9205500A (cs)
CA (1) CA2095524C (cs)
CZ (1) CZ281303B6 (cs)
DE (1) DE69224371T2 (cs)
ES (1) ES2114559T3 (cs)
FI (1) FI103600B1 (cs)
WO (1) WO1993006358A1 (cs)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5730109A (en) * 1995-11-02 1998-03-24 Tag Co., Ltd. Exhaust gas purification system in combustion engine
US5743242A (en) * 1996-01-04 1998-04-28 Phillips & Temro Industries Inc. Air intake heater with connector posts
DE69910334T2 (de) 1998-03-26 2004-06-24 Pugachev, Aleksandr Vasilievič Verfahren und vorrichtung zum aufbereiten eines luft-brennstoffgemisches für brennkraftmaschinen sowie wärmetauscher
US7478628B2 (en) * 2006-09-06 2009-01-20 Hines James F Vapor and liquid fuel injection system
US20080078364A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Sergey Antonov Method and apparatus for increasing power of a diesel engine by continuously heating the fuel
US9957888B2 (en) * 2016-03-30 2018-05-01 General Electric Company System for generating syngas and an associated method thereof
RU172392U1 (ru) * 2016-07-18 2017-07-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Прибор обработки топлива
WO2018236229A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 Selisana Elvis E FUEL PREHEATING APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP3688297A4 (en) * 2017-09-29 2021-06-23 Research Triangle Institute Internal combustion engine as a chemical reactor to produce synthesis gas from hydrocarbon feeds
RU181393U1 (ru) * 2017-10-09 2018-07-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Прибор обработки топлива

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE786225A (fr) * 1971-07-16 1973-01-15 Siemens Ag Procede pour le fonctionnement non polluant des machines a combustion interne et carburateur pour la mise en oeuvre du procede
JPS525643B2 (cs) * 1973-05-04 1977-02-15
US3886919A (en) * 1973-08-08 1975-06-03 Allen M Freeman Liquid fuel gasifier
US3945352A (en) * 1974-10-16 1976-03-23 Foundation For Research And Engineering Education Fuel vaporization and injection system for internal combustion engine
US4147142A (en) * 1975-03-14 1979-04-03 Little Allan V Fuel modification system for internal combustion engines
JPS5831452B2 (ja) * 1975-03-31 1983-07-06 日産自動車株式会社 ネンシヨウキカン
US4151821A (en) * 1976-12-06 1979-05-01 Edward P Goodrum Engine fuel supply system
US4249501A (en) * 1979-08-06 1981-02-10 Ewald Ehresmann Fuel system for internal combustion engines
US4476840A (en) * 1982-06-04 1984-10-16 Budnicki Xavier B Evaporation chamber for fuel delivery systems
DE3607007A1 (de) * 1986-03-04 1987-09-10 Metz Holger Dr Vorrichtung zur thermischen spaltungsaufbereitung fluessiger brennstoffe fuer brennkraftmaschinen und betriebsverfahren fuer diese
US4930484A (en) * 1989-10-26 1990-06-05 Binkley Steven M Fuel and air mixture expanding and preheating system
US5219399A (en) * 1991-12-27 1993-06-15 Brana Branislav V Antipollution and fuel economy device and method for an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
FI103600B (fi) 1999-07-30
EP0557525A4 (en) 1994-08-10
AU1682792A (en) 1993-04-27
DE69224371T2 (de) 1998-10-01
US5327874A (en) 1994-07-12
WO1993006358A1 (en) 1993-04-01
CA2095524C (en) 1999-05-25
KR930702606A (ko) 1993-09-09
ES2114559T3 (es) 1998-06-01
FI103600B1 (fi) 1999-07-30
CA2095524A1 (en) 1993-03-19
FI932228A0 (fi) 1993-05-17
CZ88393A3 (en) 1993-11-17
DE69224371D1 (de) 1998-03-12
JPH07500392A (ja) 1995-01-12
EP0557525A1 (en) 1993-09-01
ATE163072T1 (de) 1998-02-15
FI932228A7 (fi) 1993-05-17
KR100232250B1 (en) 2000-01-15
JP2778830B2 (ja) 1998-07-23
BR9205500A (pt) 1994-03-01
EP0557525B1 (en) 1998-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1070501A (en) Hydrogen-rich gas generator
EP0991587B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur autothermen reformierung von kohlenwasserstoffen
JP7263006B2 (ja) 燃料の着火特性を調整するための、特に燃焼装置からの有害物質放出を低下するための方法および装置
US20120186266A1 (en) Reformed multi-fuel premixed low emission combustor and related method
JPH10511448A (ja) 内燃ガス発生装置
JPH06507957A (ja) 炭化水素燃料を燃焼する方法とシステム
CZ281303B6 (cs) Způsob a zařízení pro přípravu směsi vzduchu a paliva pro spalovací motory
US3897225A (en) Method and apparatus for generating a gas mixture to be formed through catalytic conversion of fuel and a gas serving as an oxygen carrier
EP0611433A1 (en) LOW NO x COMBUSTION? PILOT LIGHTS WITH REDUCED NOx EMISSIONS.
US20110005438A1 (en) Method For The Selective Catalytic Reduction Of Nitrogen Oxides In Combustion Flue Gases And System For Implementing It
US4475484A (en) Exhaust manifold for an internal combustion engine, apparatus for the catalytic transformation of fuel and improved internal combustion engine
EP1269006A4 (en) GAS ENGINE AT AM LIOR ES MISSIONS
US7744664B2 (en) Compact counterflow fuel reformer
US4242076A (en) Process of combustion
US4981660A (en) Selective hybrid NOx reduction process
RU2008495C1 (ru) Устройство для обработки топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания
JPS61171870A (ja) 改質天然ガスを用いた内燃機関
KR20240104140A (ko) 암모니아 연소 장치
RU2499959C1 (ru) Способ нагрева воздуха, устройство для его осуществления и способ регулирования нагрева воздуха
RU2141054C1 (ru) Способ подготовки топливовоздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления
RU2008494C1 (ru) Способ подготовки топливновоздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания
RU2065987C1 (ru) Способ работы двигателя внутреннего сгорания
RU160799U1 (ru) Устройство для получения водородсодержащей газовой смеси
RU2779686C1 (ru) Устройство для сжигания аммиака
RU99780U1 (ru) Устройство подготовки попутных нефтяных газов для использования в энергоустановках

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20040326