GR1009185B - Συστημα μειωσης αεριων ρυπων και καταναλωσης καυσιμων σε μηχανες εσωτερικης καυσης - Google Patents
Συστημα μειωσης αεριων ρυπων και καταναλωσης καυσιμων σε μηχανες εσωτερικης καυσης Download PDFInfo
- Publication number
- GR1009185B GR1009185B GR20160100424A GR20160100424A GR1009185B GR 1009185 B GR1009185 B GR 1009185B GR 20160100424 A GR20160100424 A GR 20160100424A GR 20160100424 A GR20160100424 A GR 20160100424A GR 1009185 B GR1009185 B GR 1009185B
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- duct
- engine
- air
- rotation
- oxygen
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 title claims abstract description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 32
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 20
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 10
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 2
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- -1 HC hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
- F02M25/025—Adding water
- F02M25/028—Adding water into the charge intakes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
- F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
- F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
- F02D9/109—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps having two or more flaps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/10—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/10—Air intakes; Induction systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/10—Air intakes; Induction systems
- F02M35/10242—Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
- F02M35/10262—Flow guides, obstructions, deflectors or the like
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Η εφεύρεση δίνει λύση στον τρόπο μείωσης της κατανάλωσης καυσίμων και της εκπομπής αερίων ρύπων από τις μηχανές εσωτερικής καύσης, ειδικότερα, η εφεύρεση περιγράφει διάταξη και μέθοδο μετατροπής κάθε μηχανής εσωτερικής καύσης, τόσο για πετρελαιοκινητήρες όσο και για βενζινοκινητήρες, η οποία δίνει τη δυνατότητα να επιτυγχάνεται τεράστια μείωση των αερίων ρύπων και, επίσης, πολύ μεγάλη μείωση της κατανάλωσης καυσίμων.
Description
ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΙΩΣΗΣ ΑΕΡΙΩΝ ΡΥΠΩΝ ΚΑΙ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΕ ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
Πεδίο της εξεύρεσης
Η εφεύρεση αφορά στον τομέα των μηχανών εσωτερικής καύσης και δη στον τρόπο μείωσης της κατανάλωσης καυσίμων και της εκπομπής αερίων ρύπων από τις μηχανές αυτές.
Ποοηγούμενη στάθυπ της τεχνικής
Η ανάγκη για μείωση της κατανάλωσης από τα ορυκτά καύσιμα, αλλά και των εκπομπών αερίων ρύπων από τους κινητήρες εσωτερικής καύσεως είναι ένα πρόβλημα που απασχολεί όλα τα εργοστάσια κατασκευής κινητήρων, αλλά και τον χώρο της μηχανολογίας εν γένει.
Κινητήρες εσωτερικής καύσεως, χρησιμοποιούνται για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε πλοία, σε μεγάλα κτίρια και σε απομακρυσμένα μέρη (π.χ. νησιά). Πρόκειται για μηχανές πολύ μεγάλου κυβισμού και ισχύος, που καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες καυσίμου και εκλύουν επίσης μεγάλες ποσότητες αερίων ρύπων στο περιβάλλον, όπως CΟ2 - CO - HC - Νοx - Sox - Soot, αιθάλη κλπ. Επίσης, κινητήρες εσωτερικής καύσεως χρησιμοποιούνται και σε όλα τα τροχοφόρα οχήματα, όπως σε αυτοκίνητα - φορτηγά - λεωφορεία - τρένα - κλπ.
Η μείωση της κατανάλωσης του καυσίμου αλλά και των εκπομπών καυσαερίων, θα σήμαινε σημαντικά οφέλη στο περιβάλλον - στην υγεία των ανθρώπων, αλλά και στην οικονομία.
Υπάρχει συνεπώς η ανάγκη να μειωθούν τα παρακάτω στοιχεία:
1. Η ποσότητα καυσίμου που καταναλώνεται ανά ώρα (kg/h)
2. Η ποσότητα καυσίμου που απαιτείται ανά μονάδα παραγόμενης ενέργειας (gr/kWh)
3. Η ποσότητα εκλυόμενου διοξειδίου του άνθρακα (CO2) ανά μονάδα παραγόμενης ενέργειας (gr/kWh)
4. Η ποσότητα εκλυόμενου μονοξειδίου του άνθρακα (CO) ανά μονάδα παραγόμενης ενέργειας ( gr/kwh )
5. Η ποσότητα εκλυόμενων οξειδίων του αζώτου (ΝΟx) ανά μονάδα παραγόμενης ενέργειας και αναλογικά με τον όγκο των καυσαερίων (gr/kWh και ppm)
6. Η ποσότητα της παραγόμενης αιθάλης
Η αρχιτεκτονική και η λειτουργία των γεννητριών παραγωγής ρεύματος με κινητήρες εσωτερικής καύσεως ακολουθούν δοκιμασμένες λύσεις δεδομένου ότι η αναμενόμενη διάρκεια ζωής τους είναι πολύ μεγάλη. Η υψηλή αξιοπιστία είναι απαραίτητη και δεν προβλέπεται η αντικατάστασή τους σε σύντομα χρονικά διαστήματα. Ως εκ τούτου, σε ένα δεδομένο πλοίο ή κτίριο ο κινητήρας diesel που χρησιμοποιείται για παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος είναι σχετικά παλαιός και συντηρητικής τεχνολογίας. Το μεγαλύτερο επίτευγμα της μηχανολογίας μέχρι τώρα στους κινητήρες εσωτερικής καύσεως σχετικά με την μείωση της κατανάλωσης του καυσίμου, αλλά και τη μείωση των αερίων ρύπων, επιτεύχθηκε με την ηλεκτρονική διαχείριση του κινητήρα και την ελεγχόμενη έγχυση καυσίμου. Μέχρι σήμερα έχουν γίνει πάρα πολλές προσπάθειες και αλλαγές στους κινητήρες, στα υλικά κατασκευής τους, στην βελτίωση της αρχιτεκτονικής των κινητήρων, δηλαδή όπως οι αυλοί της πολλαπλής εισαγωγής αλλά και της εξαγωγής, διαθέτοντας μεταβλητούς οχετούς, μεταβλητό βύθισμα στις βαλβίδες εισαγωγής, η ψύξη με νάτριο των βαλβίδων εξαγωγής, ατσάλινες έδρες βαλβίδων, η μεταβολή στο σχήμα του θαλάμου της καύσεως, τους εγχυτήρες, τον τριοδικό καταλυτικό μετατροπέα, αλλά και στα έμβολα.
Τα τελευταία χρόνια, οι προσπάθειες επικεντρώνονται στην αύξηση της πίεσης του καυσίμου, δηλαδή από 300 bar πίεση πετρελαίου, σήμερα οι πετρελαιοκινητήρες λειτουργούν πλέον 1.800 bar - 2.500 bar (COMMON RAIL) και στα φίλτρα πετρελαίου DPF.
Επίσης οι βενζινοκινητήρες από τα 2.5 bar πίεση καυσίμου σήμερα αγγίζουν τα 180 bar (Άμεσου ψεκασμού). Η βελτίωση των ηλεκτρονικών μονάδων ( ECU ) και γενικότερα η ηλεκτρονική διαχείριση έχει φέρει ακόμα καλύτερα αποτελέσματα σε σχέση με την κατανάλωση του καυσίμου και τους ρύπους από τους κινητήρες εσωτερικής καύσεως.
Οι μεταλλικοί καταλύτες που θα τοποθετούνται μετά το 2020 σαν εργοστασιακοί, σε σχέση με τους σημερινούς κεραμικούς καταλύτες, θα επιφέρουν ακόμα καλύτερα αποτελέσματα. Τα οφέλη βέβαια πλέον κάθε σταδίου βελτίωσης είναι πλέον πολύ μικρά, μιας και σχεδόν όλοι οι παράγοντες έχουν φτάσει στα όρια της βελτίωσής τους. Επίσης, τα ηλεκτροπαραγωγικά ζεύγη διαθέτουν πετρελαιοκινητήρες μεγάλης ισχύος ώστε να μπορούν να παρέχουν την απαραίτητη ισχύ ρεύματος. Λόγω του μεγάλου βάρους είναι δύσκολο να αντικατασταθούν στην πορεία της ζωής τους η οποία είναι μεγάλη.
Η αξιοπιστία αυτών των κινητήρων είναι και ο βασικότερος στόχος των εργοστασίων κατασκευής κινητήρων. Τέτοιους κινητήρες τους συναντούμε και σε νησιά - μεγάλα κτίρια - πλοία για τις ανάγκες παραγωγής ρεύματος.
Κάθε προσπάθεια βελτίωσης αυτών των κινητήρων καθιστά αυτόματα ασύμφορο το κόστος συντήρησης τους, με αποτέλεσμα να παραμένουν στο αρχικό τους στάδιο για πάρα πολλά χρόνια. Επίσης κάθε προσπάθεια μετατροπής αυτών των κινητήρων, σε μη ρυπογόνους και αποδοτικούς σε σχέση με πριν, καθιστά επίσης ασύμφορη κάθε σκέψη.
Αποκάλυψη του καινοτόμου συστήματος της παρούσας εφεύρεσης.
Η παρούσα εφεύρεση περιγράφει διάταξη και μέθοδο μετατροπής κάθε μηχανής εσωτερικής καύσης, τόσο για πετρελαιοκινητήρες όσο και για βενζινοκινητήρες, η οποία επιτρέπει χωρίς αντικατάσταση της μηχανής εσωτερικής καύσης να είναι δυνατό να επιτυγχάνεται τεράστια μείωση των αερίων ρύπων και επίσης πολύ μεγάλη μείωση της κατανάλωσης καυσίμων.
Το σύστημα, άλλως η διάταξη, που περιγράφει για πρώτη φορά η παρούσα εφεύρεση περιλαμβάνει μια σειρά εξαρτημάτων, τα οποία όταν συνδεθούν και ρυθμιστούν κατάλληλα στην εισαγωγή αέρα του κινητήρα εσωτερικής καύσης και στον υπάρχοντα μηχανισμό διαχείρισης λειτουργίας, θα μειώσει την κατανάλωση του καυσίμου, σύμφωνα με τίς έως τώρα μετρήσεις και δοκιμές έως και 40% και επίσης θα μειώσει τις εκπομπές καυσαερίων ρύπων CΟ2 - CO - HC - Sox - Νοχ - SOOT και αιθάλης κατά 70%, χωρίς να είναι πλέον απαραίτητη η χρήση του τριοδικού καταλυτικού μετατροπέα. Οι δε μειώσεις αυτές μπορούν να λάβουν χώρα συγχρόνως.
Η καινοτόμος αυτή διάταξη ή σύστημα, μπορεί να εγκατασταθεί σε οποιονδήποτε κινητήρα εσωτερικής καύσεως και οποιουδήποτε είδους καυσίμου, οπότε και θα μειώσει την έκλυση των αερίων ρύπων κατά μέχρι και 70% ( CΟ2 - CO - SOOT -SOX - ΝΟΧ - HC ) και ταυτόχρονα θα προσφέρει μείωση της κατανάλωσης του καυσίμου κατάμέχρι και 40%.
Για να πετύχουμε το αποτέλεσμα αυτό, χρησιμοποιούμε συγκεκριμένα εξαρτήματα τα οποία ρυθμίζουμε με βάση τις ανάγκες του εκάστοτε κινητήρα εσωτερικής καύσης και με τη συγκεκριμένη διάταξη ροής. Επίσης, η ηλεκτρονική μονάδα ECU διαχειρίζεται όλα τα παρακάτω υποσυστήματα και προσαρμόζει την αρμονική λειτουργία του συστήματος, προς όφελος του κινητήρα.
Το σύστημα της παρούσας εφεύρεσης περιλαμβάνει τα ακόλουθα τμήματα, άλλως εξαρτήματα:
Αγωγός μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας του αέρα
Το κεντρικό τμήμα του συστήματος της παρούσας εφεύρεσης είναι ο αγωγός μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας του εισερχόμενου αέρα στον κινητήρα, ο οποίος τοποθετείται στην αρχή της πολλαπλής εισαγωγής. Ο αγωγός αυτός μπορεί να λειτουργήσει τόσο πνευματικά όσο και με ηλεκτρικό βηματικό μοτέρ. Συμπιεστής αέρος
Επίσης, τοποθετούμε και συμπιεστή αέρος, ο οποίος προσφέρει τον απαιτούμενο όγκο αέρα αλλά και την πίεση που χρειάζεται το καινοτόμο σύστημα.
Μονάδα παραγωγής οξυγονωμένου αέρα.
Επιπλέον, υπάρχει και η δυνατότητα να τοποθετούμε και μονάδα παραγωγής του ελαφρά σε περιεκτικότητα αέρα με οξυγόνο που λειτουργεί με τον πεπιεσμένο αέρα που παράγει ο συμπιεστής αέρος και η οποία αποτελεί ιδιοκατασκευή.
Η πίεση, ο όγκος του ατμοσφαιρικού αέρα, αλλά και του εμπλουτισμένου αέρα με οξυγόνο καθορίζεται πάντα από την μονάδα ECU με βάσει τις ανάγκες του εκάστοτε κινητήρα.
Αντίστοιχες μονάδες παραγωγής εμπλουτισμένου οξυγόνου μπορεί να υπάρχουν στην τεχνική, όπου χρησιμοποιούνται για ιατρικό οξυγόνο. Η μονάδα εμπλουτισμού οξυγόνου της παρούσας εφεύρεσης είναι όμως διαφορετική και έχει τροποποιήσεις, μεταξύ άλλων στο μέγεθος και στην ποιότητα του οξυγόνου που παράγει, την οποία και ρυθμίζουμε κατάλληλα, πολύ πιο κάτω από το 95% του οξυγόνου για ιατρική χρήση.
Ειδικώτερα, το οξυγόνο της εν λόγω μονάδας παραγωγής οξυγονωμένου αέρα της παρούσας εφεύρεσης το ρυθμίζουμε μέχρι το 30-35%, διότι πάνω από 35% εκλύεται ΝΟΧ (Οξείδιο του αζώτου) που είναι επικίνδυνος καρκινογόνος ρύπος.
Όταν το σύστημα περιλαμβάνει και τον αγωγό και την μονάδα παραγωγής οξυγονωμένου αέρα, τότε επιτυγχάνουμε το βέλτιστο αποτέλεσμα στην μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και στην μείωση των εκλυόμενων ατμοσφαιρικών ρύπων. Όμως, το σύστημα λειτουργεί αποτελεσματικά με μείωση (μικρότερη) της κατανάλωσης καυσίμου και των εκλυόμενων ατμοσφαιρικών ρύπων και με μόνο τον αγωγό ελεγχόμενης ροής και πυκνότητας.
Ψεκασμός νερού.
Όταν χρησιμοποιείται μονάδα εμπλουτισμού οξυγόνου, εισάγουμε στη διάταξη της παρούσας εφεύρεσης σύστημα ψεκασμού νερού και δη αυτό τοποθετείται πριν και μετά τον αγωγό μεταβαλλόμενης ροής και όγκου του εισερχόμενου αέρα στον κινητήρα. Προσφέρει άμεση ψύξη στον αέρα και επίσης δροσίζει τον κύλινδρο, τις βαλβίδες, την κεφαλή του εμβόλου και δεν επιτρέπει σε τυχόν θύλακες άκαυστου μείγματος να δημιουργήσουν προαναφλέξεις. Αυξάνει την πίεση στην κεφαλή του εμβόλου λόγω της μεγάλης θερμοχωρητικότητας που έχει το νερό.
Ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης.
Όλα τα παραπάνω συστήματα, ελέγχονται και διαχειρίζονται από την ηλεκτρονική μονάδα, ( ECU ) η οποία προσφέρει την απόλυτη ισορροπία του συστήματος με τον εκάστοτε κινητήρα.
Αναλυτική περιγραφή της εφεύρεσης
Το κεντρικό στοιχείο στο καινοτόμο σύστημα της παρούσας εφεύρεσης είναι ότι με το σύστημα αυτό αυξάνουμε την ταχύτητα και την πυκνότητα του εισερχόμενου αέρα στην πολλαπλή εισαγωγής και συνεπώς στον αντίστοιχο κύλινδρο αναρρόφησης. Αυτό γίνεται και στην εναλλακτική εφαρμογή όπου κάνουμε και ελαφρύ εμπλουτισμό με οξυγόνο του ατμοσφαιρικού αέρα.
Ειδικώτερα, τοποθετείται ο αγωγός της μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας πριν από την πολλαπλή εισαγωγής του κινητήρα.
Ο αγωγός μεταβαλλόμενης ροής που παρουσιάζει η εφεύρεση αυξάνει κατάλληλα την ταχύτητα και την πυκνότητα του αέρα που εισέρχεται στον κινητήρα με αποτέλεσμα να μπορεί να μπει περισσότερος όγκος αέρα και να φτάσει τον συνολικό απαιτούμενο όγκο αέρα που χρειάζεται ο κινητήρας κατά την περιστροφή του ως προς το χρόνο μέτρησης, δηλαδή ως προς τον χρόνο περιστροφής του για να κάνει καλύτερη καύση.
Έτσι ο κύλινδρος προλαβαίνει να κάνει καλύτερη πλήρωση σε σχέση με τα γνωστά συστήματα σήμερα. Διότι με τα γνωστά συστήματα, επειδή δεν προλαβαίνει όλος ο όγκος του αέρα να εισέλθει στον κινητήρα δεν καίγεται όλο το καύσιμο το οποίο από την κατασκευή και τις προδιαγραφές της κάθε μηχανής είναι η ποσότητα που καταναλώνεται στη μηχανή για να παράγει την αντίστοιχη ισχύ κίνησης, όπως την έχει ορίσει ο κατασκευαστής της.
Αυτός είναι ο λόγος που υπάρχουν ρύποι (άκαυστοι υδρογονάνθρακες HC) από την λειτουργία των κινητήρων εσωτερικής καύσης. Αυτό το πρόβλημα προσπαθούν να ρυθμίσουν οι καταλύτες οι οποίοι καίνε τους HC (ο καταλύτης οξειδώνει και ανάγει σε διοξείδιο του άνθρακα το HC, τα βλαβερά αέρια).
Η παρούσα εφεύρεση δίνει τη δυνατότητα σε μηχανή που χρησιμοποιεί τη συγκεκριμένη εκάστοτε εργοστασιακά ρυθμισμένη ποσότητα καυσίμου, να γεμίσει ο κύλινδρος του κινητήρα πιο γρήγορα και με περισσότερο αέρα, δηλαδή “να κάνει καλύτερη πλήρωση", με αποτέλεσμα την καύση περισσότερου όγκου καυσίμου επειδή έχει περισσότερο αέρα. Ειδικώτερα επιτυγχάνουμε καλύτερη καύση που αγγίζει τα όρια της τέλειας καύσης, επειδή έχει το περισσότερο δυνατό οξυγόνο για να καεί το συγκεκριμένο κάθε φορά καύσιμο που εισάγει το σύστημα τροφοδοσία καυσίμου κάθε μηχανής.
Με το σύστημα της παρούσας εφεύρεσης επιτυγχάνεται ότι το καύσιμο που στις γνωστές μηχανές χάνεται στο περιβάλλον σαν ακούσιος υδρογονάνθρακας (HC) εδώ χρησιμοποιείται, δηλαδή καίγεται. Το άμεσο αποτέλεσμα είναι ότι αυτό δίνει περισσότερη ισχύ στον κινητήρα και κατά συνέπεια επιτυγχάνεται περισσότερη διάρκεια ενέργειας με την ίδια ποσότητα καυσίμου.
Ο αγωγός μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας της παρούσας εφεύρεσης προσαρμόζεται σε κάθε κινητήρα εσωτερικής καύσης και προσφέρει μια αύξηση της υποπίεσης λόγω του ότι λειτουργεί υπό καθεστώς μόνιμου στραγγαλισμού και αναγκάζει τον κινητήρα να αναρροφήσει ταχύτατα τον εισερχόμενο πλέον αέρα. Κατά μια εφαρμογή της εφεύρεσης ο εισερχόμενος αέρας είναι επίσης εμπλουτισμένος με οξυγόνο.
Σαν άμεσο αποτέλεσμα είναι ότι επιτυγχάνεται υψηλότερος βαθμός ογκομετρικής απόδοσης του αέρα στην πολλαπλή εισαγωγής - κινητήρα, άρα, υψηλότερος βαθμός απόδοσης της καύσης, με την ίδια εγχεόμενη ποσότητα καυσίμου, σε σύγκριση χωρίς τον αγωγό μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας και χωρίς τον εμπλουτισμό με οξυγόνο.
Επίσης, η εφεύρεση επιτυγχάνει ότι μειώνει τα επιστρεφόμενα κύματα αέρος προς την πολλαπλή εισαγωγής (εφησυχαστήρας) που δημιουργούνται κατά το κλείσιμο της βαλβίδας εισαγωγής. Ο κύλινδρος προλαβαίνει να κάνει καλύτερη πλήρωση του χώρου του με αέρα, σε σχέση με πριν και ως προς τον απαιτούμενο όγκο αέρα που χρειάζεται ο κινητήρας κατά την περιστροφή του και ως προς χρόνο μέτρησης ( min ) Αυτό έχει σαν συνέπεια να καίγεται περισσότερο ποσοστό εγχεόμενου καυσίμου από αυτό που μπορεί να καεί, σε σχέση χωρίς το καινοτόμο σύστημα. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται το φαινόμενο engine downsize. Επίσης, λόγω της αυξημένης ροπής που αναπτύσσει πλέον ο κινητήρας, από τις χαμηλές κιόλας στροφές, προσφέρει στις οδικές μεταφορές - σιδηροδρομικές μεταφορές, αύξηση χιλιομετρικής αυτονομίας με το ίδιο ποσοστό καυσίμου, διότι χρειάζεται λιγότερο ποσοστό βυθίσματος στο πετάλι του γκαζιού και στα ηλεκτροπαραγωγικά ζεύγη, αύξηση των ωρών λειτουργείας του κινητήρα με την ίδια ισχύ και την ίδια εγχεόμενη ποσότητα καυσίμου, σε σχέση με πριν. Αυτό έχει ιδιαίτερη χρησιμότητα στα πλοία - την παραγωγή ηλεκτρισμού και νησιά και μεγάλα κτίρια).
Έτσι λοιπόν, αυτό το καινοτόμο σύστημα, ξεπερνά την μεγαλύτερη δυσκολία στους παλινδρομικούς κινητήρες ( Μ.Ε.Κ ) που είναι η αναρρόφηση του αέρα και η ογκομετρική πλήρωση του κυλίνδρου, όσο γίνεται καλύτερα με βάση τον όγκο και την πυκνότητα του αέρα, ως προς το ρυθμό περιστροφής του κινητήρα.
Ο αγωγός μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας, προσφέρει με αυτό τον τρόπο αποδεδειγμένα μια μείωση κατανάλωσης του καυσίμου της τάξεως του 40% και επίσης μια μείωση έκλυσης αερίων ρύπων της τάξεως του 70%, σύμφωνα με τις μέχρι τώρα δοκιμές και μετρήσεις.
Οι πετρελαιοκινητήρες λειτουργούν πλέον, υπό καθεστώς μόνιμης αναρρόφησης αέρα και υπό συγκεκριμένες συνθήκες στραγγαλισμού, χωρίς αυτό να περιορίζει την πλήρωση του κυλίνδρου, αλλά και την ισχύ του.
Στους βενζινοκινητήρες, συμβαίνει ακριβώς το ίδιο, εφόσον ο οδηγός επιλέξει να πατήσει το πετάλι του γκαζιού, διότι οι βενζινοκινητήρες από τη φύση τους λειτουργούν υπό καθεστώς στραγγαλισμού του αέρα.
Λεπτομερής περιγραφή
Ο αγωγός μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας της παρούσας εφεύρεσης είναι ένα εξάρτημα που περιλαμβάνει δίοδο σχήματος πχ κυλινδρικού για αυτοκίνητα, πλοία άλλως δίοδο σχήματος παραλληλόγραμμου ή τριγωνικού για άλλα μηχανήματα ή και οποιοδήποτε άλλο σχήμα.
Η δίοδος αυτή περιορίζεται από μια επιφάνεια η οποία έχει σταθερό άξονα περιστροφής.
Η επιφάνεια τοποθετείται έτσι ώστε να παρουσιάζει τουλάχιστον μια έλλειψη, άλλως ένα άνοιγμα σε σχέση με τα τοιχώματα του αγωγού.
Κατά προτίμηση, το άνοιγμα σε σχέση με τα τοιχώματα του αγωγού πρέπει να είναι σε συγκεκριμένες μοίρες που κυμαίνεται σε εύρος 20° - 40° .
Κατά προτίμηση, το άνοιγμα σε σχέση με τα τοιχώματα του αγωγού πρέπει να είναι σε μοίρες σε εύρος 29° - 38°.
Ο αέρας που μπαίνει μεταξύ των τοιχωμάτων του αγωγού στην είσοδο, είτε από την? ατμόσφαιρα είτε από μηχανισμό turbo, οδηγείται προς την έλλειψη (άνοιγμα) που σχηματίζεται από την επιφάνεια με τον σταθερό άξονα περιστροφής στο άκρο αυτής που είναι το πιο κοντινό στο τοίχωμα του αγωγού. Το αποτέλεσμα είναι ότι δημιουργείται κενό αέρος, άλλως vacuum ισχυρό από την άλλη πλευρά της επιφάνειας.
Το ισχυρό vacuum αναγκάζει την έλλειψη στο σημείο να δημιουργεί συριγμό, δηλαδή δημιουργεί υπερηχητική, άλλως πολύ αυξημένη ταχύτητα αέρα.
Η τοποθεσία για τον αγωγό μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας είναι στην πολλαπλή εισαγωγής του κινητήρα. Στο σημείο αυτό έτσι και αλλιώς υπάρχει αναρρόφηση αέρα κατά τη λειτουργία του κινητήρα.
Το σύστημα της παρούσας εφεύρεσης τοποθετεί τον αγωγό/οχετό και έτσι δημιουργούμε στένωση, άλλως στραγγαλισμό, οπότε και δημιουργείται ισχυρό vacuum στο χώρο.
Το αποτέλεσμα είναι ότι στην άλλη πλευρά της κινούμενης επιφάνειας μέσα στον αγωγό δημιουργείται αυξημένη ταχύτητα και πυκνότητα του αέρα με αποτέλεσμα να δημιουργείται συριγμός.
Οι πετρελαιοκινητήρες έχουν το vacuum, όταν μπει το εξάρτημα του αγωγού της παρούσας εφεύρεσης προσφέρεται σταθερή και συνεχής αναρρόφηση και αυτή προσφέρει την μόνιμη ταχύτητα. Αυτό η παρούσα εφεύρεση το χρησιμοποιεί. Ειδικά στους βενζινοκινητήρες υπάρχει εκ κατασκευής η “πεταλούδα” του εργοστασίου η οποία όμως κάνει άλλη δουλειά.
Στους βενζινοκινητήρες δεν έχουμε σταθερή και συνεχή αναρρόφηση γιατί λειτουργούν δια στραγγαλισμού. Το σύστημα της βενζίνης πετυχαίνει το φαινόμενο που είναι μόνιμο στους πετρελαιοκινητήρες, εφόσον ο οδηγός πατήσει το γκάζι: Όταν ο οδηγός πατήσει το γκάζι σε αυτοκίνητο με βενζινοκινητήρα, τότε ανοίγει η “πεταλούδα” του γκαζιού και το κύμα υποπίεσης διοχεύεται στον αγωγό της παρούσας εφεύρεσης.
Δηλαδή στους βενζινοκινητήρες ο αγωγός της παρούσας εφεύρεσης μπαίνει σε συγκεκριμένο σημείο ώστε ο αέρας, δηλ. το κύμα υποπίεσης που δημιουργεί το πάτημα του πεταλιού και το συνακόλουθο άνοιγμα της “πεταλούδας" να διοχετεύεται στην είσοδο του αγωγού και να προσφέρει το ίδιο αποτέλεσμα. Στους βενζινοκινητήρες, δεν διοχετεύεται ο αέρας στον οχετό αν δεν πατηθεί το γκάζι. Οπότε, στους βενζινοκινητήρες τοποθετούμε τον αγωγό πάνω από την εργοστασιακή πεταλούδα του γκαζιού (8,9) ή μπροστά ή πίσω από αυτήν.
Η επιφάνεια (5,6) μέσα στον αγωγό, μπορεί να είναι σταθερή πάνω στον άξονα της (7), άλλως μπορεί να κινείται/ περιστρέφεται γύρω από τον άξονα.
Κατά προτίμηση, η εν λόγω επιφάνεια περιστρέφεται κάθε φορά που υπάρχει ανάγκη μπορεί να περιστρέφεται και επανέρχεται στην επιθυμητή της θέση. Η εν λόγω κίνηση μπορεί να γίνεται σε μοίρες 20- 40°. Κατά προτίμηση η εν λόγω κίνηση είναι κατά 29-38°.
Η επιφάνεια αυτή μέσα στον αγωγό της παρούσας εφεύρεσης ρυθμίζεται με ηλεκτρικό ή με πνευματικό μοτέρ, δηλαδή παίρνει εντολή με ηλεκτρικό ή με αέρα από την ECU (ηλεκτρονική μονάδα αέρα).
Μονάδα εμπλουτισμού με οξυγόνο
Κατά μια εφαρμογή της εφεύρεσης μπορεί να γίνει βελτιστοποίηση της καύσης ως εξής: Τοποθετούμε συσκευή για τον εμπλουτισμό με οξυγόνο για να κάψουμε όλα τα κατάλοιπα του καυσίμου για να μην εξέλθει ο ρύπος από τη μηχανή. Οπότε αυτό το καύσιμο που παραμένει μετά τη λειτουργία/καύση λόγω του αγωγού ελαχιστοποιείται. Εδώ, έχει εφαρμογή η μονάδα εμπλουτισμού με οξυγόνο και καίει το καύσιμο αυτό τελείως. Το αποτέλεσμα είναι να βελτιστοποιεί αυτό τις συνθήκες καύσης και δεν υπάρχει ρύπος. Άρα επιτυγχάνεται μεγαλύτερο όφελος και περισσότερη ισχύ για τον κινητήρα σε σχέση με τη χρήση του μόνου του του αγωγού της παρούσας εφεύρεσης.
Μια παρενέργεια που είναι ότι εξαιτίας του εμπλουτισμού με επιπλέον οξυγόνο δημιουργείται ένας ρύπος ΝΟΧ (οξείδιο του αζώτου) άκρως καρκινογόνο. Αυτό το πρόβλημα η παρούσα εφεύρεση το λύνει με παρουσία ψεκασμού νερού. Αυτή η συσκευή για τον ψεκασμό νερού χρειάζεται μόνον όταν τοποθετείται στην διάταξη της εφεύρεσης η συσκευή εμπλουτισμού με οξυγόνο. Διότι το νερό έχει μεγάλη θερμοχωρητικότητα και δύναται να χαμηλώνει τη θερμοκρασία της καύσης η οποία φθάνει τους 2500°C. Τα σωματίδια του νερού κρατάνε χαμηλά τη θερμοκρασία τη στιγμή της καύσης, κάτω από 2500°C με αποτέλεσμα να σβήσει εν τη γενέσει της τα ΝΟΧ (οξείδια του αζώτου). Κατά προτίμηση, στο σύστημα της εφεύρεσης περιλαμβάνεται και συσκευή για τον εμπλουτισμό με οξυγόνο, την οποία και ρυθμίζουμε κατάλληλα ώστε το οξυγόνο να είναι σε ποσοστό μέχρι 35%, η δε παροχή του οξυγόνου δίνεται πριν ή μετά την επιφάνεια (5,6) και επίσης συσκευή ψεκασμού νερού, η οποία τοποθετείται πριν ή/και μετά τον αγωγό μεταβαλλόμενης ροής και όγκου του εισερχόμενου αέρα στον κινητήρα.
Σε εφαρμογή της εφεύρεσης όπου χρησιμοποιείται μαζί στο σύστημα ο αγωγός μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας και η συσκευή εμπλουτισμού οξυγόνου, το αποτέλεσμα είναι η υψηλότερη ισχύς της μηχανής και οι ελάχιστοι εκλυόμενοι ρύποι. Επίσης, ο εμπλουτισμός οξυγόνου κατά τα παραπάνω περιγραφόμενα είναι από μόνος του ανταγωνιστική τεχνολογία σε σχέση με την τεχνολογία καταλύτη, διότι: α) ελαχιστοποιεί τους εκλυόμενους ρύπους γιατί δεν μένει τίποτα άκαυστο, το οποίο αποτελεί μεγάλο πλεονέκτημα σε σχέση με καταλύτη,
β) επιτυγχάνει μείωση στην κατανάλωση καυσίμου, διότι με τον εμπλουτισμό με οξυγόνο με το σύστημα της παρούσας εφεύρεσης δεν πάει καθόλου χαμένο καύσιμο, το καίει όλο και το παίρνει σε ισχύ, ενώ ο καταλύτης δεν κάνει κάτι τέτοιο. Επίσης, ένα μεγάλο πλεονέκτημα του συστήματος που περιγράφει η παρούσα εφεύρεση είναι η δυνατότητα εφαρμογής του σε μηχανές πλοίων.
Σήμερα, οι μηχανές των πλοίων δεν έχουν καταλύτες. Όμως μέχρι το 2020 πρέπει να χρησιμοποιήσουν υποχρεωτικά κάποια ανάλογη τεχνολογία, λόγω κοινοτικής νομοθεσίας.
Εάν εισαχθεί η γνωστή τεχνολογία καταλύτη στη ναυτιλία, λόγω και του μεγέθους των μηχανών πλοίων και ο καταλύτης θα έχει πολύ μεγάλο μέγεθος. Κατά συνέπεια τα αντίστοιχα βάρος και όγκος του καταλύτη (κάποιο τόνοι) θα επιβαρύνουν το πλοίο και κατά συνέπεια θα χαθούν από το cargo (φορτίο) που μπορεί να μεταφερθεί από το πλοίο.
Επί πλέον, όπως έχει δημοσιευθεί, το κόστος εισαγωγής καταλύτη σε ένα φορτηγό πλοίο φθάνει τα 20 εκατομμύρια δολλάρια ΗΠΑ και το βάρος του είναι τεράστιο. Η μονάδα παραγωγής του εμπλουτισμένου αέρα, με ελαφρό σε περιεκτικότητα οξυγόνο, βελτιώνει σημαντικά την καύση υδρογονανθράκων και προσφέρει ελάχιστα κατάλοιπα, σε σημείο που αυτά πλέον δεν χρήζουν αξιολόγηση.
Σε συνδυασμό με τον αγωγό μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας, προσφέρουν μια μείωση εκλυόμενων αερίων ρύπων πάνω από 70% και επίσης μια μείωση κατανάλωσης καυσίμου πάνω 40%. Επίσης, τα ήδη πλέον εκλυόμενα καυσαέρια από τον κινητήρα, είναι σε πολύ χαμηλά ποσοστά και δεν χρειάζεται η παρουσία τριοδικού καταλυτικού μετατροπέα για την οξείδωση και την αναγωγή σε CΟ2. Τα καυσαέρια πλέον είναι αβλαβή για το περιβάλλον και την ανθρωπότητα.
Για να αποφύγουμε τον κίνδυνο, αυξημένης θερμοκρασίας λόγω της παρουσίας του οξυγόνου σε υψηλές θερμοκρασίες, έστω και ελαφρά, κατά την παρούσα εφεύρεση, όταν τοποθετούμε το εξάρτημα/συσκευή εμπλουτισμού οξυγόνου, ο εισερχόμενος αέρας θα ψυχθεί με ψεκασμό νερού.
Η μεγάλη θερμοχωρητικότητα του νερού το καθιστά ένα πολύ ικανό και ασφαλές μέσο ψύξης του κυλίνδρου, αλλά και γενικότερα όλων των μερών του κινητήρα. Ακόμα προσφέρει ένα εξίσου άκρως σημαντικό αποτέλεσμα. Λόγω της αύξησης του ποσοστού σε οξυγόνο αέρα έστω και ελαφρά και ενώ οι περισσότεροι ρύποι είναι πλέον σε ελάχιστα ποσοστά, ένας άλλος ρύπος γεννιέται τα οξείδια του αζώτου ( ΝΟx ). Με την συσκευή που χρησιμοποιεί η παρούσα εφεύρεση για τον ψεκασμό του νερού, δεν επιτρέπεται να αυξηθούν οι βαθμοί Κελσίου πάνω από 2.000 - 2.500 Κελσίου, την στιγμή της καύσεως και έτσι συγκρατεί και τα οξείδια του αζώτου επίσης σε χαμηλά επίπεδα, χωρίς να επηρεάζει το βαθμό απόδοσης του κινητήρα. Βοηθάει ακόμα στην κάθοδο του εμβόλου λόγω της μεγάλης θερμοχωρητικότητας και τις πίεσης που ασκεί στην κεφαλή του εμβόλου προς το κάτω νεκρό σημείο.
Περιγραφή των Σχεδίων
Τα Σχέδια 1 και 1α εικονίζουν τον αγωγό (οχετό) (1 ,2,3,4) ρυθμιζόμενης ροής και πυκνότητας της εφεύρεσης. Ο αγωγός στην συγκεκριμένη εφαρμογή έχει στρογγυλή διατομή, όμως μπορεί να έχει και άλλο σχήμα διατομής, ανάλογα με τη μηχανή. Εικονίζεται η μεταλλική επιφάνεια (5,6) η οποία περιστρέφεται στον άξονά της (7) και έχει τη δυνατότητα να κλείνει και να περιορίζει την ροή του αέρα. Η διαφορά των σχεδίων 1 και 1Α έγκειται ότι στο κάθε ένα σχέδιο φαίνεται η εισαγωγή/είσοδος του αέρα να γίνεται από διαφορετικό άκρο του αγωγού.
Το Σχέδιο 2 εικονίζει βενζινοκινητήρα όπου έχει τοποθετηθεί ο αγωγός (1 ,2,3,4) πάνω από την εργοστασιακή πεταλούδα του γκαζιού (8,9) και η μεταλλική επιφάνεια (5,6) είναι πριν από αυτή, σε σχέση με την εισαγωγή του κινητήρα.
Τα Σχέδια 3, 4 και 5 εικονίζουν το σύστημα της παρούσας εφεύρεσης όπου περιλαμβάνεται μαζί με τον αγωγό ρυθμιζόμενης ροής και πυκνότητας και ο συμπιεστής αέρα, η συσκευή εμπλουτισμού με οξυγονωμένο αέρα, η συσκευή ψεκασμού νερού και η ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης του όλου συστήματος, όπου ειδικώτερα:
Το Σχέδιο 3 εικονίζει εφαρμογή για κινητήρες πετρελαίου για αυτοκίνητα.
Το Σχέδιο 4 εικονίζει εφαρμογή για κινητήρες πετρελαίου για πλοία και εργοστάσια. Το Σχέδιο 5 εικονίζει εφαρμογή για βενζινοκινητήρα.
Παραδείγματα
1 . Η πρώτη εφαρμογή του συστήματος το οποίο περιλαμβάνει μόνον τον αγωγό ρυθμιζόμενης ροής και πυκνότητας έγινε σε ένα αυτοκίνητο μάρκας FORD FUSION 1 .400 cc με κινητήρα βενζίνης. Το συγκεκριμένο μοντέλο είχε 6,8 λίτρα εργοστασιακή κατανάλωση στα 100 χλμ, πραγματική κατανάλωση 7,5 λίτρα. Δηλαδή είχε και αντίστοιχη κατανάλωση ρύπων 7.500 gr χ 2,65 = 19.875 gr C02 και 8.625 gr CO. Με τον αγωγό ρυθμιζόμενης ροής και πυκνότητας τοποθετημένο είχε κατανάλωση 5 λίτρα στα 100 χλμ. Δηλαδή 5.000 gr χ 2,65 = 13.250 gr C02 και 5.750 gr CO, με βάση τις μετρήσεις που έγιναν με αναλυτή καυσαερίων σε πραγματική δοκιμή στο δρόμο, διαπιστώθηκε ότι, η μείωση κατανάλωσης του καυσίμου έφτασε το 33% που αυτό συνεπάγεται σε μια μείωση εκπομπών αερίων ρύπων 6.625 gr CO2 (διοξείδιο του άνθρακα) λιγότερα από το αρχική εκπομπή και 2.875 gr CO (μονοξείδιο του άνθρακα) λιγότερα από την αρχική εκπομπή καυσαερίων.
2. Η δεύτερη εφαρμογή έγινε σε ένα αυτοκίνητο μάρκας FORD RANGER 2.5 L TURBO DIESEL με κινητήρα πετρελαίου. Και σε αυτήν την περίπτωση οι δοκιμές στο δρόμο επαλήθευσαν τα αποτελέσματα την 1<ης>δοκιμής.
3. Επόμενη δοκιμή του συστήματος έγινε ακόμα σε ένα αυτοκίνητο μάρκας FORD FUSION 1.600 cc με κινητήρα βενζίνης. Το συγκεκριμένο μοντέλο είχε 8,5 λίτρα κατανάλωση στα 100 χλμ. Δηλαδή 8.500 gr χ 2,65 = 22.525 gr C02 και 9.775 gr CO. Με το σύστημα τοποθετημένο είχε κατανάλωση 6 λίτρα στα 100 χλμ. Δηλαδή 6.000 gr χ 2,65 = 15.900 gr CΟ2 και 6.900 gr CO, με βάση τις μετρήσεις που έγιναν με αναλυτή καυσαερίων σε πραγματική δοκιμή στο δρόμο, διαπιστώθηκε ότι, η μείωση κατανάλωσης του καυσίμου έφτασε το 35% που αυτό συνεπάγεται σε μια μείωση εκπομπών αερίων ρύπων 6.625 gr CΟ2 λιγότερα από το αρχική εκπομπή και 2.875 gr CO λιγότερα από την αρχική εκπομπή καυσαερίων.
4. Επόμενη δοκιμή έγινε σε δυο αυτοκίνητα μάρκας FORD FOCUS 1.600 cc με κινητήρα βενζίνης. Και σε αυτήν την περίπτωση οι δοκιμές στο δρόμο επαλήθευσαν τα αποτελέσματα την 1<ης>δοκιμής.
5. Επόμενη δοκιμή του συστήματος της παρούσας εφεύρεσης έγινε σε ένα βιομηχανικό κομπρεσέρ πεπιεσμένου αέρα με πετρελαιοκινητήρα, για τις ανάγκες της βιοτεχνίας. Και σε αυτήν την περίπτωση το σύστημα κατάφερε να επαληθεύσει τις προηγούμενες δοκιμές.
Στην επόμενη δοκιμή τοποθετήσαμε το σύστημα της εφεύρεσης το οποίο περιλαμβάνει τον οχετό ρυθμιζόμενης ροής και πυκνότητας μαζί και με την συσκευή εμπλουτισμού αέρα με οξυγόνο σε ένα diesel generator (ηλεκτροπαραγωγικό ζεύγος) σε πλοίο για να έχουμε μετρήσεις και αποτελέσματα. Το σύστημα λειτούργησε αδιάκοπα για μια εβδομάδα συνεχούς λειτουργίας με ισχύ ηλεκτρικού ρεύματος 80 -250 kw. Και σε αυτήν την περίπτωση το σύστημα κατάφερε να προσφέρει μια μείωση καυσίμου της τάξεως του 40% και μείωση εκπομπών αερίων ρύπων 70%. Τα αποτελέσματα ήταν άκρως ενθαρρυντικά, ώστε να προχωρήσουμε σε επόμενο και μεγαλύτερο βαπόρι.
Επόμενη εφαρμογή έγινε σε μεγαλύτερο πλοίο, με κινητήρα της YANMAR M200AL - SN. Με ισχύ 830 ps και 500 kw. Επίσης και εδώ το σύστημα λειτούργησε για μια εβδομάδα με συνεχής και αδιάκοπη λειτουργία όλου του συστήματος, με τα παρακάτω αποτελέσματα.
Πραγματική κατανάλωση καυσίμου
125 kw: 33.000 gr χ 2,65 χ 24h = 2.098.800 gr / C02.
125 kw : 33.000 gr χ 1,15 x 24h = 910.800 gr / CO.
250 kw : 55.000 gr x 2,65 x24h = 3.498.000 gr / C02.
250 kw : 55.000 gr x 1,15 x 24h =1.518.000 gr / CO.
Με το καινοτόμο σύστημα της παρούσας εφεύρεσης στα
125 kw : 20.000 gr χ 2,65 χ 24h = 1.272.000 gr / C02.
125 kw : 20.000 gr χ 1 ,15 χ 24h = 552.000 gr / CO.
Με το καινοτόμο σύστημα της παρούσας εφεύρεσης στα
250 kw : 33.000 gr χ 2,65 χ 24h = 2.098.000 gr / C02.
250 kw : 33.000 gr χ 1,15 χ 24h = 910.800 gr / CO
Και σε αυτήν την δοκιμή το σύστημα κατάφερε μια μείωση της κατανάλωσης του καυσίμου της τάξεως του 40% και ταυτόχρονα μείωση αερίων ρύπων της τάξεως του 70%.
Επίσης, έγιναν αναλύσεις καυσαερίων εν πλω, στα 200 kw με και χωρίς το σύστημα. Η κατανάλωση καυσίμου με το σύστημα της παρούσας εφέυρεσης μετρήθηκε με ροόμετρα παροχής καυσίμου και τα καυσαέρια μετρήθηκαν με αναλυτή καυσαερίων.
Claims (10)
1. Σύστημα για την μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και αερίων ρύπων σε οποιοδήποτε κινητήρα εσωτερικής καύσης που λειτουργεί με οποιοδήποτε καύσιμο, που περιλαμβάνει συμπιεστή αέρα και αγωγό (1,2, 3, 4) μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας του εισερχόμενου αέρα, ο οποίος αγωγός χαρακτηρίζεται από το ότι
- τοποθετείται στην πολλαπλή εισαγωγής,
- περιλαμβάνει δίοδο σχήματος κυλινδρικού ή παραλληλόγραμμου ή τριγωνικού ή και οποιοδήποτε άλλο σχήμα, η οποία δίοδος περιορίζεται από μια επιφάνεια (5,6) η οποία έχει σταθερό άξονα περιστροφής (7), και η οποία επιφάνεια τοποθετείται με τρόπο ώστε να παρουσιάζει τουλάχιστον μια έλλειψη (6,2 ή 3,5), άλλως άνοιγμα, σε σχέση με τα τοιχώματα του αγωγού.
2. Σύστημα κατά την αξίωση 1 όπου το άνοιγμα της επιφάνειας (5,6) που έχει σταθερό άξονα (7) περιστροφής σε σχέση με τα τοιχώματα του αγωγού (1 ,2,3,4) τοποθετείται να κυμαίνεται σε εύρος 20° - 40°.
3. Σύστημα κατά κάθε μια από τις αξιώσεις 1 και 2 όπου το άνοιγμα της επιφάνειας (5,6) σε σχέση με τα τοιχώματα του αγωγού (1,2,3, 4) τοποθετείται να κυμαίνεται σε εύρος 29° - 38°.
4. Σύστημα κατά κάθε μία από τις αξιώσεις 1 έως 3 όπου ο αέρας που μπαίνει μεταξύ των τοιχωμάτων του αγωγού (1,2, 3, 4) στην είσοδο εισάγεται είτε από την ατμόσφαιρα είτε από μηχανισμό turbo και οδηγείται προς την έλλειψη (άνοιγμα) (6,2 ή 3,5) που σχηματίζεται από την επιφάνεια (5,6) με τον σταθερό άξονα περιστροφής (7) στο άκρο αυτής που είναι το πιο κοντινό στο τοίχωμα του αγωγού (1,2, 3, 4) και έτσι δημιουργούμε στένωση, άλλως στραγγαλισμό, οπότε και δημιουργείται ισχυρό vacuum στο χώρο.
5. Σύστημα κατά κάθε μία από τις αξιώσεις 1 έως 4 όπου σε βενζινοκινητήρα ο αγωγός μεταβαλλόμενης ροής και πυκνότητας του εισερχόμενου αέρα τοποθετείται πάνω, πίσω ή μπροστά, σε σχέση με την εργοστασιακή πεταλούδα (8,9) του γκαζιού.
6. Σύστημα κατά κάθε μια από τις αξιώσεις 1 έως 5 όπου η επιφάνεια (5,6) με σταθερό άξονα περιστροφής (7) που περιορίζει τη δίοδο του αγωγού (1 ,2, 3, 4) είναι σταθερή πάνω στον άξονα της (7), ή μπορεί να κινείται/ περιστρέφεται γύρω από τον άξονα (7) κάθε φορά που υπάρχει ανάγκη και μπορεί και επανέρχεται στην επιθυμητή της θέση.
7. Σύστημα κατά κάθε μια από τις αξιώσεις 1 έως 6 όπου η επιφάνεια (5,6) με σταθερό άξονα περιστροφής (7) που περιορίζει τη δίοδο του αγωγού (1 ,2, 3, 4) περιστρέφεται γύρω από τον άξονα (7) της κατά μοίρες 20- 40°, άλλως κατά μοίρες 29-38°.
8. Σύστημα κατά κάθε μια από τις αξιώσεις 1 έως 6 όπου η επιφάνεια (5,6) με σταθερό άξονα περιστροφής (7) που περιορίζει τη δίοδο του αγωγού (1,2, 3, 4) ρυθμίζεται με ηλεκτρικό ή με πνευματικό μοτέρ.
9. Σύστημα κατά κάθε μια από τις αξιώσεις 1 έως 8 το οποίο επιπλέον περιλαμβάνει και
- συσκευή για τον εμπλουτισμό με οξυγόνο, την οποία και ρυθμίζουμε κατάλληλα ώστε το οξυγόνο να είναι σε ποσοστό μέχρι 35%, η δε παροχή του οξυγόνου δίνεται πριν ή μετά την επιφάνεια (5,6 ),
- συσκευή ψεκασμού νερού, η οποία τοποθετείται πριν ή/και μετά τον αγωγό μεταβαλλόμενης ροής και όγκου του εισερχόμενου αέρα στον κινητήρα.
10. Σύστημα κατά κάθε μια από από τις αξιώσεις 1 έως και 9 όπου μια ηλεκτρονική μονάδα ECU συνδέεται με τον κινητήρα και ελέγχει και διαχειρίζεται όλες τις συσκευές και τις προσαρμόζει αρμονικά με βάση τις ανάγκες του φορτίου που ζητείται κάθε φορά από τον κινητήρα.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20160100424A GR1009185B (el) | 2016-08-04 | 2016-08-04 | Συστημα μειωσης αεριων ρυπων και καταναλωσης καυσιμων σε μηχανες εσωτερικης καυσης |
| PCT/EP2017/069841 WO2018024900A1 (en) | 2016-08-04 | 2017-08-04 | System for reducing gas pollutants and fuel consumption in internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20160100424A GR1009185B (el) | 2016-08-04 | 2016-08-04 | Συστημα μειωσης αεριων ρυπων και καταναλωσης καυσιμων σε μηχανες εσωτερικης καυσης |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| GR1009185B true GR1009185B (el) | 2018-01-09 |
Family
ID=59699661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| GR20160100424A GR1009185B (el) | 2016-08-04 | 2016-08-04 | Συστημα μειωσης αεριων ρυπων και καταναλωσης καυσιμων σε μηχανες εσωτερικης καυσης |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| GR (1) | GR1009185B (el) |
| WO (1) | WO2018024900A1 (el) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4318380A (en) * | 1978-10-17 | 1982-03-09 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Intake system for multi-cylinder internal combustion engine |
| EP0215628A2 (en) * | 1985-09-09 | 1987-03-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Intake manifold assembly for engine |
| US7254477B1 (en) * | 2005-03-17 | 2007-08-07 | Banks Gale C | Apparatus and method for engine performance evaluation |
| US7305967B1 (en) * | 2006-08-29 | 2007-12-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Control apparatus for an internal combustion engine |
| CN203640882U (zh) * | 2014-01-11 | 2014-06-11 | 吉林大学 | 汽油机全可控机械增压进气系统 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6450142B1 (en) * | 2001-01-03 | 2002-09-17 | Kenneth Knight Siebert | Airflow constrictor valve for automotive cylinder heads |
| DE10108729B4 (de) * | 2001-02-23 | 2006-04-13 | Audi Ag | Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit einem Strömungskanal |
| DE10120218A1 (de) * | 2001-04-25 | 2003-01-09 | Bayerische Motoren Werke Ag | Längenänderbares Saugrohr für eine Brennkraftmaschine |
| JP3695401B2 (ja) * | 2002-02-13 | 2005-09-14 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の吸気装置 |
| US6637382B1 (en) * | 2002-09-11 | 2003-10-28 | Ford Global Technologies, Llc | Turbocharger system for diesel engine |
| JP2005248818A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | エンジンのスワール生成装置 |
| JP4419095B2 (ja) * | 2006-04-25 | 2010-02-24 | 株式会社デンソー | 内燃機関の吸気装置 |
| WO2010036094A1 (en) * | 2008-09-24 | 2010-04-01 | Petroliam Nasional Berhad | Exhaust valve opening timing and lift strategy |
| DE102014211804B4 (de) * | 2014-06-19 | 2023-06-29 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Kühlung wenigstens eines Bauteils einer Brennkraftmaschine |
-
2016
- 2016-08-04 GR GR20160100424A patent/GR1009185B/el active IP Right Grant
-
2017
- 2017-08-04 WO PCT/EP2017/069841 patent/WO2018024900A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4318380A (en) * | 1978-10-17 | 1982-03-09 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Intake system for multi-cylinder internal combustion engine |
| EP0215628A2 (en) * | 1985-09-09 | 1987-03-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Intake manifold assembly for engine |
| US7254477B1 (en) * | 2005-03-17 | 2007-08-07 | Banks Gale C | Apparatus and method for engine performance evaluation |
| US7305967B1 (en) * | 2006-08-29 | 2007-12-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Control apparatus for an internal combustion engine |
| CN203640882U (zh) * | 2014-01-11 | 2014-06-11 | 吉林大学 | 汽油机全可控机械增压进气系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018024900A1 (en) | 2018-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9593633B1 (en) | Combustion pre-chamber and method for operating same | |
| US6920761B2 (en) | High efficiency low hydrocarbon emmisson hybrid power plant using operational aspects of both internal combustion and jet engines | |
| KR102469491B1 (ko) | 내연 기관의 배기가스 후처리를 위한 방법 및 장치 | |
| US9828905B2 (en) | Combustion pre-chamber and method for operating same | |
| US20160363041A1 (en) | Combustion Pre-Chamber Assembly Including Fluidic Oscillator | |
| CA2406267A1 (en) | Exhaust gas recirculation methods and apparatus for reducing nox emissions from internal combustion engines | |
| CN103429868A (zh) | 富燃料混合物超级涡轮增压发动机系统 | |
| KR20140033324A (ko) | 일시적 로드 변화 시 내연 피스톤 엔진의 작동 방법, 내연 엔진의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템, 및 피스톤 엔진 | |
| WO2011152473A1 (ja) | 脱硝部付き内燃機関およびこれを備える船舶 | |
| US20070261406A1 (en) | Systems and methods of reducing NOx emissions in internal combustion engines | |
| US3543510A (en) | Exhaust conversion systems | |
| JP6634774B2 (ja) | 天然ガスエンジン及び天然ガスエンジンの遮熱方法 | |
| JP2019513930A (ja) | 自動車のための排出ガス制御システムおよび方法 | |
| GR1009185B (el) | Συστημα μειωσης αεριων ρυπων και καταναλωσης καυσιμων σε μηχανες εσωτερικης καυσης | |
| WO2016191047A1 (en) | Combustion pre-chamber and method for operating same | |
| Yang et al. | The application of e-fuel oxymethylene ether OME1 in a virtual heavy-duty diesel engine for ultra-low emissions | |
| GB2446916A (en) | I.c. engine exhaust system with twin turbochargers | |
| Joergl et al. | Influence of pre turbo catalyst design on diesel engine performance, emissions and fuel economy | |
| WO2019021022A1 (en) | ENHANCED COMBUSTION ENGINE | |
| Naresh et al. | Exhaust gas recirculation system | |
| JP5900132B2 (ja) | 複合燃料内燃機関 | |
| WO2011111383A1 (ja) | 排気浄化装置 | |
| JP5472465B2 (ja) | 排気加熱装置 | |
| JP6521234B2 (ja) | 内燃機関の制御装置及びそれを用いた陸舶産業用内燃機関 | |
| KR102016698B1 (ko) | 내연기관 흡기용 이온 발생장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PG | Patent granted |
Effective date: 20180330 |