HU210254B - Method and apparatus for producing emulsion of water-in- fuel emulsion and emulsifier-free water-in-fuel emulsion - Google Patents

Method and apparatus for producing emulsion of water-in- fuel emulsion and emulsifier-free water-in-fuel emulsion Download PDF

Info

Publication number
HU210254B
HU210254B HU903727A HU372790A HU210254B HU 210254 B HU210254 B HU 210254B HU 903727 A HU903727 A HU 903727A HU 372790 A HU372790 A HU 372790A HU 210254 B HU210254 B HU 210254B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
water
emulsion
fuel
chamber
vortex chamber
Prior art date
Application number
HU903727A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
HUT60843A (en
HU903727D0 (en
Inventor
Alfred Kessler
Armando Ulrich
Original Assignee
Harrier Gmbh
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
Application filed by Harrier Gmbh filed Critical Harrier Gmbh
Publication of HU903727D0 publication Critical patent/HU903727D0/hu
Publication of HUT60843A publication Critical patent/HUT60843A/hu
Publication of HU210254B publication Critical patent/HU210254B/hu

Links

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
    • 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
    • F02M25/0228—Adding fuel and water emulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41—Emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
    • 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
    • F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F02M25/0225—Water atomisers or mixers, e.g. using ultrasonic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/505—Mixing fuel and water or other fluids to obtain liquid fuel emulsions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41—Emulsifying
    • B01F23/414—Emulsifying characterised by the internal structure of the emulsion
    • B01F23/4145—Emulsions of oils, e.g. fuel, and water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
    • 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
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87571—Multiple inlet with single outlet
    • Y10T137/87652—With means to promote mixing or combining of plural fluids
    • Y10T137/8766—With selectively operated flow control means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Az eljárás foganatosítására alkalmas berendezésnek örvénykamrája (1) érintőirányú beömléssel és szűkülő keresztmetszetű tengelyirányú kiömléssel (2) rendelkezik, a kiömléssel (2) ellentétes axiális végét gyűrűcsatorna (7) veszi körül. A gyűrűcsatomát (7) tangenciális beömlő rések (9) kötik össze az örvénykamrával (1). A tüzelőanyag beömlő csatorna (8) a gyűrűcsatomában (7) végződik. A vizet adagoló fúvóka (10) a gyűrűcsatornába (7) vagy az örvénykamrának (1) a beömlő oldali végébe torkollik. Az öryénykamra (1) kiömlése (2) egy táguló szakaszon (3) keresztül egy sugárirányú szivattyúkerék (5) szívókamrájába (4) torkollik, amelynek a szivattyúkerék (5) kerületénél kiömlő csatornája (13) van, és ez egy emulzió beömlő csatornával (15) összekapcsolt visszaáramoltató csőhöz csatlakoztatható. Az emulzió beömlő csatorna (15) szintén érintőirányban a gyűrűcsatornába (7) torkollik.
A találmány tárgya eljárás és berendezés víz a tüzelőanyagban emulzió előállítására, amelynél a berendezés forgásszimmetrikus örvénykamrával rendelkezik, melynek érintőirányú beömlése és szűkülő keresztmetszetű tengelyirányú kiömlése van. A találmány ezenkívül vonatkozik az eljárással előállított víz a tüzelőanyagban emulzióra is.
Ismeretes, hogy ha vizet adagolunk a dízel tüzelőanyaghoz, akkor a motor üzemi hőmérséklete, valamint a kipufogógáz nitrogénmonoxid és korom összetevője egyaránt lecsökken. Hasonló eredmények vonatkoztathatók az olajégőkre is. Ezen hatás eléréséhez azonban arra van szükség, hogy a dízelolajat és a vizet olyan emulzióban adagoljuk, amelynél a dízelolajban a lehető legkisebb méretű vízcseppek lebegnek. Ebből a célból javasolták már egy előre összekevert tüzelőanyag és víz keveréknek egy forgásszimmetrikus örvénykamrába érintőirányban való beadagolását, ahol az örvénykamra folyamatosan szűkült tengelyirányú kiömlő nyílása felé, és az áramlási irányban szűkülő csatorna csatlakoztatása egy ugrásszerűen táguló szakaszon keresztül volt megoldva. A csatorna egy második körtéhez hasonló alakú örvénykamrában végződött, amelynek tengelye az első örvénykamra tengelyére merőleges volt. A második örvény kamra is szűkülő keresztmetszetű volt a tengelyirányú kiömlő nyílás irányába, és vége egy szivattyúkerék szívó oldalához csatlakozott, ahonnan a folyékony keveréket egy kompenzáló kamrába továbbították, amely az első örvénykamrát vette körül, majd onnan a keveréket az első örvénykamrának a falán kiképzett érintőirányú beömlő nyílásokon keresztül visszavezették az első örvénykamrába. A folyékony keverék ezen a cikluson legalább tíz alkalommal keresztüláramlott és így olyan emulzió jött létre, ahol a tüzelőanyagban lebegő cseppek átlagos mérete 3-6 mikron közé esett. Az így előállított emulziót a második örvénykamrának a legnagyobb kerületi szakaszáról leágaztatással a dízelmotor tápszivattyújához vezették, és a friss előkevert tüzelőanyagot és vizet a rendszerben visszamaradt emulzióval együtt a szivattyúkerék szívó oldalához adagolták. Ilyen megoldást ismertet a EP 0 312 641 számú szabadalmi leírás.
A találmány feladata eljárás létrehozása víz a tüzelőanyagban emulzió előállítására, és az eljárással előállított víz a tüzelőanyagban emulzió létrehozása, amelynél az emulzióban nagyon finom vízszemcsék egyenletes eloszlásban vannak jelen.
A találmány további célja olyan berendezés létrehozása, amely viszonylag egyszerű kivitelű és az emulziót hatékonyan képes előállítani.
A víz a tüzelőanyagban emulzió előállítási eljárása során adott mennyiségű vizet és tüzelőanyagot egy tengely körül forgó örvényáramlásba adagoljuk és az örvényben a vizet és a tüzelőanyagot összekeverjük, miközben a keveréket a tengely mentén felgyorsítjuk, majd a forgó keveréket hirtelen lelassítjuk és ezt követően visszaáramoltatjuk az örvénybe. A találmány szerint a vizet és a tüzelőanyagot külön-külön adagoljuk az örvényléshez, a vizet nagy nyomású porlasztással adagoljuk, és a keveréket a lassítást követően és a recirkuláltatás előtt egy keringtető szivattyúban összenyomjuk.
Az eljárással létrehozott emulgeátormentes víz a tüzelőanyagban emulzió vízcseppjei a tüzelőanyagban vannak diszpergálva, ahol is a víz mennyisége az emulzióban 5-35 térf% közé esik, és az így kapott emulzióra az jellemző, hogy stabil kolloid állapotú, melyben a vízcseppek mérete 1000 nm vagy annál kisebb.
A találmány szerinti berendezés ezenkívül a bevezetőben említett jellemzőkön kívül azzal jellemezhető, hogy az örvénykamrának a kiömléstől távoli végét egy gyűrűcsatoma veszi körül, amely az örvénykamrához képest koaxiális vagy spirál helyzetű, és a gyűrűcsatornát az örvénykamrával beömlő rések kötik össze, amelyek legalább közelítően érintőirányúak és amelyekben a tüzelőanyag bevezető csatorna érintőirányban végződik, és a gyűrűcsatomához egy elektromágnesesen szabályozott vízbe fecskendező fúvóka vezet, vagy célszerűen ez a fuvóka vezethet az örvénykamrának a beömlő oldalnál lévő végéhez is, továbbá az örvénykamra kiömlése egy tágulaton keresztül a szivattyúkamrában elrendezett radiális kerék szívókamrájába nyílik, és a szivattyúkamrában a sugárirányú kerék kerületénél kiömlő csatorna van kiképezve, amelyhez egy fogyasztó vagy tároló készülékhez csatlakozó cső vezet, ahol a fogyasztó készüléket előnyösen dízelmotor tápszivattyúja képezi, és innen egy recirkuláltató cső vezethető egy emulzió beömlő csatornához, amely emulzió beömlő csatorna ugyancsak érintőirányban a gyűrűcsatornába nyílik, továbbá a berendezés tartalmaz vissza2
HU 210 254 Β térő csövet, amelyhez a fogyasztó vagy tároló készülék csatlakoztatható, és ez a visszatérő cső a sugárirányú kerék szívókamrájához vezet.
A találmány szerinti berendezésnél ezzel összhangban a friss vizet előre nem keverjük össze a tüzelőanyaggal, de viszonylag magas nyomáson a tápszivattyúhoz vezetjük, ahol a nyomás 5,5-6,5 MPa közé esik és innen a vizet porlasztott állapotban juttatjuk a gyűrűcsatornába, vagy előnyösen közvetlenül az örvénykamrába. Ilyen módon a vizet már viszonylag kis cseppekre bontjuk, amelyeket a forgó turbulens áramlás tovább csökkent, annak révén, hogy a szívókamrába való beömlésnél expanzió lép fel, és hasonló áramlás keletkezik a radiális keréknél is, és az örvényben ezek a részecskék a tüzelőanyaggal egyenletesen elkeverednek. A szivattyúkamra kiömlő csatornáját elhagyó keverék legnagyobb részének a gyűrűcsatomába való visszavezetése és innen az örvénykamrába való küldése az emulziót homogenizálja. Az adagoló szivattyú által igényelt emulziót a radiális kerék szívókamrájába visszaszívjuk.
A forgó turbulens áramlást a tüzelőanyag szivattyú által szállított tüzelőanyag nyomása hajtja be a gyűrűcsatomába és az emulzió összetevőt pedig a radiális kerék visszaszivattyúzza a gyűrűcsatomába, és amennyiben a szivattyú nyomásait alkalmasan választjuk meg, viszonylag kis veszteséggel rendelkező, erős örvénylést kapunk. Ezenkívül a találmány szerinti kivitel következtében a friss tüzelőanyagot, éppúgy, mint a visszaáramoltatott emulziót nem közvetlenül adagoljuk a radiális kerék szívó oldalához, hanem az örvénykamra örvényfejéhez, és ennek következtében az örvénykamra kiömlésének a kialakítása által befolyásolt szívó nyomást, továbbá az örvénykamrából kiáramló és ezáltal kiterjedő emulzió áramlást nem zavaquk meg, tehát a radiális kereket a kimeneti nyomás és a beömlő nyomás közötti magas nyomáskülönbségre méretezhetjük, és ez kedvezően hat az emulzió előállítási folyamatára.
A találmány szerinti berendezés segítségével a hajtások elrendezésétől és az áramlás keresztmetszetek megválasztásától függően elérhetjük, hogy az emulzióban a vízcseppek átlagos mérete 1000 nm-nél kisebb sőt 100-200 nm között lévő értékű lesz, és ez az emulzió stabil kolloid állapotban van, ahol a kolloid részecskék élénk Braun mozgást végeznek, melyet ultramikroszkóppal megfigyelhetünk, és az emulzió kolloid állapotát a Tyndal jelenség létezése is igazolja.
A vízbefecskendező fúvókának a gyűrűcsatoma vagy az örvénykamra olyan helyén kell végződnie, amelynél a befecskendezett víz a lehető legkisebb szemcseméretű porlasztása válik lehetővé. Az örvénykamrában kialakuló örvény nyomásviszonyai miatt előnyös, hogy a vízbefecskendező fúvóka vége az örvénylés tengelyébe nyúljon be, bár az is előnyös lehet, hogy a vízbefecskendező fúvókának a tengelye az örvénylés tengelyével szöget zárjon be.
A radiális kerék tengelyét is szögben megdönthetjük az örvénykamrában kialakuló örvénylés tengelyéhez képest. Itt azonban előnyös, hogy a radiális kereket és a forgásszimmetrikus szívókamráját koaxiális helyzetben képezzük ki az örvénykamrához képest, hogy ezáltal is segítsük az örvénylésnek a továbbítását a radiális kerék forgó mozgása segítségével.
A radiális kerék szívókamrájában lévő beömlésnek a tágulata előnyösen ugrásszerű tágulat, hogy így az örvénykamrát ezen a helyen elhagyó tágulat a legerősebb mértékben kitáguljon és nagyfokú turbulencia alakuljon ki.
A forgásszimmetrikus örvénykamrát üreges henger formájúra vagy tengelyirányú metszetként üreges szív alakúra képezhetjük ki. Mindazonáltal előnyös, ha az örvénykamra üreges körte alakzatot vesz fel. Az is előnyös, ha a szivattyúkamrának a kiömlő csatornája párhuzamos a radiális kerék tengelyével, mert a radiális kereket elhagyó áramlás ezáltal nagyfokú irányváltoztatást szenved, és ez is javítja az emulzió minőségét.
Előnyös, ha a vízbefecskendező fúvókát szakaszosan működtetjük. Ezzel az intézkedéssel elősegítjük a befecskendezett víz finom porlasztását és a porlasztott vízcseppek a keveredését.
Azáltal, hogy a tüzelőanyagba a találmány szerinti, elektromechanikusán vezérelt befecskendező fúvókán keresztül vizet injektálunk, lehetővé válik a befecskendezett víz mennyiségének a szabályozása, amivel szabályozható a víznek a mennyisége a motor befecskendező szivattyújához adagolt emulzióban, ahol az emulzió mennyisége a motor üzemi állapotától függ. Az is igaz, hogy a szabályozás az emulziós hurokban bekövetkező többszörös körbeáramlás miatt csak adott mértékű tehetetlenség után érvényesül. A szabályozási tehetetlenséget azonban az örvénykamra beömlési és kiömlési oldala között létesített nagyobb nyomáskülönbséggel alacsony értéken tarthatjuk, hiszen ezáltal a recirkulációs ciklusok periódusideje lecsökken. Ami a dízel motornak a víz adagolása nélkül, csak dízel olajjal való üzemeltetését illeti, lehetőség van a dízel olajnak a motor adagoló szivattyújához vezető gyűrűcsatomába való belépési helyet megelőző leágaztatására, melyhez vezérelt mágnesszelepekkel beiktatott söntvezetékek használhatók. Ilyen módon az emulzió recirkuláltatása az adagoló szivattyútól elkülöníthető.
Ha a vízbefecskendező fúvókát szakaszos működésre alakítjuk ki, akkor az emulzió víztartalmának szabályozását a befecskendező fúvóka nyitási időszakainak tartamával és gyakoriságával oldhatjuk meg, miközben a fúvókaszelep elmozdulása állandó értéken marad. A motor fordulatszámát előnyösen szabályozási paraméterként is felhasználhatjuk. Célszerű azonban további szabályozási paraméterként a motor terhelését is figyelembe venni, melyet a jármű gázpedáljának vagy a befecskendező fúvóka vezérlő rúdjának a helyzete határoz meg. Szabályozhatunk ezenkívül a környezeti légnyomás és/vagy a használt üzemanyag fajsúlya alapján is. A szabályozás következtében megakadályozhatjuk, hogy a motor teljesítőképessége a tüzelőanyagban lévő víz jelenléte miatt csökkenjen, például ha a jármű egy hágón halad keresztül. Az üzemanyag faj súlyát az üzemanyag tápvezetékébe iktatott mérleggel határozhatjuk meg. Nagyobb fajsúlyú üzemanyag esetében több víz adagolható, mint kisebb fajsúlyú üzemanyagnál.
HU 210 254 Β
A vizet célszerűen egy nagynyomású szivattyú segítségével egy különálló víztartályból adagoljuk a befecskendező fúvókához, amelynek révén nagy térfogatáramú, pl. 120 l/ó mértékű víz recirkulációs kört hozunk létre. A víztartályhoz való visszaáramlás sebessége nagy, hiszen a vízfogyasztás még a legnagyobb motorok működése során sem haladja meg a 40 l/ó mértéket. A vízáramlási kör visszatérő ágába célszerű egy olyan hőcserélőt beiktatni, amelyet a motor hűtővize melegít, mert ez gondoskodik a visszatáplált víz hevítéséről. A víz melegítése a jármű működése során megakadályozza a befagyást.
A találmányt a továbbiakban egy kiviteli példa kapcsán, rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az:
1. ábra a berendezés tengelyirányú metszete; és a
2. ábra az 1. ábra A-A vonala mentén vett metszet kissé nagyított ábrázolásban.
A berendezés több egymáshoz rögzített, megmunkált doboz elemből áll. A berendezés belsejében egy forgásszimmetrikus, körtealakú, üreges 1 örvénykamra helyezkedik el, amelynek exponenciálisan keskenyedő 2 kiömlése egy ugrásszerűen táguló 3 szakaszon keresztül 6 motor által hajtott sugárirányú 5 szivattyúkereket fogadó 4 szívókamrához vezet. Az 1 örvénykamra körtealakú fejrészét 7 gyűrűcsatoma veszi körül, és a tüzelőanyag beömlő 8 csatornája érintőirányban a 7 gyűrűcsatománál végződik. A 8 csatorna az 1 örvénykamrához képest érintőirányú 9 beömlő réseken keresztül az 1 örvénykamrával közlekedik. Az üreges, körtealakú 1 Örvénykamra tetőpontjához vízbefecskendező 10 fúvóka torkollik, és a 10 fúvókát 11 elektromágnes úgy vezérli, hogy az adagolt víz szakaszosan, porlasztott állapotban kerül be az 1 örvénykamrában lévő örvénybe.
Az 1 örvénykamra, a hengeres 4 szívókamra és a sugárirányú 5 szivattyúkerék egymással koaxiálisak. Az 5 szivattyúkereket fogadó 12 szivattyúkamra a sugárirányú 5 szivattyúkerék kerületénél egy a tengelyével párhuzamos irányú 13 kiömlő csatornába nyílik. A 13 kiömlő csatorna ferdén elhalad egy T-idomot fogadó 14 csatlakozó furat előtt. A T-idom egyik ága dízel motor befecskendező szivattyújához vezet, a másik ága pedig egy visszaáramoltató csövön keresztül emulzió beömlési 15 csatornához, amely érintőirányban a 7 gyűrűcsatornába torkollik.
A berendezés működése közben az üzemanyagot üzemanyag tápszivattyú adagolja a jármű típusától függően 1,5-3,0 MPa nyomás mellett a tüzelőanyag beömlő 8 csatornáján keresztül a 7 gyűrűcsatomához. Innen a tüzelőanyag a 9 beömlő réseken át az 1 örvénykamrába jut, ahol körkörösen, spirál alakban áramlik. A vizet a nagynyomású szivattyú, célszerűen fogaskerékszivattyú a vízbefecskendező 10 fúvókához juttatja. A szivattyút elektromos vagy mechanikus motor hajtja és jellegzetesen 10 MPa nyomást állít elő, amelyet a motortól függően egy nyomáscsökkentő szelep 5,56 MPa értékre csökkent le, és a vizet a 10 fűvóka porlasztott állapotban adagolja hozzá az 1 örvénykamrában létesített örvényhez. A befecskendező 10 fúvókát elektromechanikusán működtetjük. Amikor a 11 elektromágnes tekercsében áram nem folyik, a fúvóka tűjét tekercsrugó saját üléséhez nyomja. A tű az ülésről felemelkedik, például 0,1 mm elmozdulással, ha a mágnestekercsen áramimpulzust vezetünk keresztül. A víz az így létesített gyűrűalakú résen keresztül például 1-1,5 ms idő alatt kiáramlik a vízbefecskendező 10 fúvókából. A jobb porlasztás érdekében a szeleptűt permetszóró tűvel is elláthatjuk.
A forgó turbulens áramlás az 1 örvénykamra szűkülő 2 kiömlésében felgyorsul és a nyomás ezzel összhangban lecsökken. Az áramlási viszonyokat célszerűen úgy állítjuk be, hogy a 2 kiömlésnek a 4 szívókamrához vezető végénél a nyomás a belső gőznyomást még ne érje el, azaz a kavitációs állapotot jól megközelítse, de ne éqe el. Az ugrásszerű 3 szakasz jelenléte miatt a 4 szívókamra felé haladó áramlás kitágul, majd a sugárirányú 5 szivattyúkerék magával sodorja és sugárirányban kifelé tereli. Az 5 szivattyúkerék és az 1 örvénykamra koaxiális elrendezése következtében az 1 örvénykamrában kialakuló forgó turbulens áramlás tengelyirányú sebességösszetevőjét a sugárirányú 5 szivattyúkerék szívónyomása fokozza. Az 5 szivattyúkereket az elektromos kialakítású 6 motor hajtja, előnyösen állandó, például 3000 ford/perc sebességgel. Az 5 szivattyúkerék által létesített centrifugálszivattyú 1,5 m-es szívási magasság mellett például 240 l/ó térfogatáramot létesít.
Az emulzió a 13 kiömlő csatornán és a 14 csatlakozó furaton keresztül hagyja el a 12 szivattyúkamrát, és áramlását a T-idom megosztja. Az egyik részt a befecskendező szivattyúhoz vezetjük, a megmaradó nagyobb részt pedig visszavezetjük a 7 gyűrűcsatomába és a visszatérő vezetéken, majd az emulzió beömlési 15 csatornán keresztül az 1 örvénykamrába. A befecskendező szivattyú által nem felvett emulziót a sugárirányú 5 szivattyúkerék a 16 beömlő csatornán keresztül ismét az áramlási körbe szívja.
Az emulzió döntően az 1 örvénykamrában kialakuló turbulens áramlás során képződik. Az emulzióképződést azonban lényegesen segíti a víznek a vízbefecskendező 10 fúvókával létesített porlasztása és befecskendezése, valamint a sugárirányú 5 szivattyúkeréknél kialakuló áramlási viszonyok.
Az emulzió találmány szerinti előállítása következtében a dízel motor füstgázában nemcsak a nitrogén-monoxid és a korom összetevő csökken le lényeges mértékben, hanem a füstgázban a részecskék mérete is lecsökken. A füstgáz szaga a normál dízel motorok füstgázánál tapasztalt szaghoz képest kedvezőbbé válik.

Claims (12)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás víz a tüzelőanyagban emulzió előállítására, amelynek során adagolt mennyiségékben vizet és tüzelőanyagot egy tengely körül forgó, áramló örvénybe juttatunk és abban a vizet és a tüzelőanyagot összekeverjük és a keveréket a tengely mentén felgyorsítjuk, majd a forgó keveréket hirtelen lelassítjuk és ezután az
    HU 210 254 Β áramló örvénybe visszavezetjük, azzal jellemezve, hogy a vizet és a tüzelőanyagot külön-külön vezetjük az áramló örvénybe, a vizet nagynyomással porlasztott állapotban adagoljuk, és a keveréket áramoltató szivattyúban a lelassítást követően és a visszaáramoltatás előtt összenyomjuk.
  2. 2. Emulgeátor mentes víz a tüzelőanyagban emulzió, ahol a víz cseppecskék formájában van a tüzelőanyagban diszpergálva, a víz mennyisége az emulzióban 5 és 35 térfogat% között van, azzal jellemezve, hogy stabil kolloid állapotú és a vízcseppek mérete 1000 nm vagy ennél kisebb.
  3. 3. Berendezés víz a tüzelőanyagban emulzió előállítására, különösen dízelmotor befecskendező szivatytyújához való felhasználásra, amelynek forgásszimmetrikus örvénykamrája van és érintőirányú beömlésseí és szűkülő keresztmetszetű tengelyirányú kiömléssel rendelkezik, azzal jellemezve, hogy az örvénykamrának (1) a kiömléssel (2) ellentétes axiális végét gyűrűcsatoma (7) veszi körül, amely koaxiális vagy spirál helyzetű az örvény kamrához (1) képest, a gyűíűcsatornát (7) beömlő rések (9) kötik össze az örvénykamrával (1), amelyek érintőirányú helyzetben vannak elrendezve, a tüzelőanyag beömlő csatornája (8) a gyűrűcsatomában (7) végződik, egy elektromágnesesen vezérelt vízbefecskendező fúvóka (10) a gyűrűcsatomába (7) vagy célszerűen az örvénykamrának (1) a beömlő oldali végébe torkollik, az örvény kamra (1) kiömlése (2) egy táguló szakaszon (3) keresztül egy sugárirányú szivattyúkerék (5) szívókamrájába (4) torkollik, a szivattyúkerék (5) egy szivattyúkamrában (12) van elrendezve, amelynek a szivattyúkerék (5) kerületénél kiömlő csatornája (13) van, amely emulzió beömlő csatornával (15) összekapcsolt visszaáramoltató csőhöz csatlakoztatható, az emulzió beömlő csatorna (15) szintén érintőirányban a gyűrűcsatomába (7) torkollik.
  4. 4. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a vízbefecskendező fúvóka (10) koaxiálisán az örvénykamra (1) beömlési oldalánál lévő végéhez csatlakozik.
  5. 5. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a sugárirányú szivattyúkerék (5) és annak forgásszimmetrikus kialakítású szívókamrája (4) az örvénykamrával (1) koaxiálisán vannak elrendezve.
  6. 6. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a sugárirányú szivattyúkerék (5) szívókamrájának (4) a beömlésénél lévő tágult szakasz (3) hirtelen tágulattal rendelkezik.
  7. 7. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az örvénykamra (1) körtealakú üregként van kiképezve.
  8. 8. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szivattyúkamra (12) kiömlő csatornája (13) párhuzamos a sugárirányú szivattyúkerék (5) tengelyével.
  9. 9. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy szakaszosan működtetett kialakítású vízbefecskendező fuvókája (10) van.
  10. 10. A 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a vízbefecskendező fúvóka (10) állandó elmozdulású tűvel van ellátva és nyitási szakaszainak időtartama a motor fordulatszámától függő vezérléssel van megvalósítva.
  11. 11. A 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a vízbefecskendező fúvóka (10) nyitási szakaszainak időtartama a gázpedál vagy a befecskendező szivattyú adagoló rúdjának a helyzetétől, a környezeti légnyomástól és/vagy a tüzelőanyag fajsúlyától is függő vezérléssel van megvalósítva.
  12. 13. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a vízbefecskendező fúvóka (10) zárt vízkeringető rendszer kiömlő ágához csatlakozik, amelynek egyik ágába a motor hűtővizével fűtött hőcserélő van beiktatva.
HU903727A 1989-04-14 1990-04-12 Method and apparatus for producing emulsion of water-in- fuel emulsion and emulsifier-free water-in-fuel emulsion HU210254B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3912344A DE3912344A1 (de) 1989-04-14 1989-04-14 Einrichtung zum herstellen einer oel-wasser-emulsion

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU903727D0 HU903727D0 (en) 1992-02-28
HUT60843A HUT60843A (en) 1992-10-28
HU210254B true HU210254B (en) 1995-03-28

Family

ID=6378712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU903727A HU210254B (en) 1989-04-14 1990-04-12 Method and apparatus for producing emulsion of water-in- fuel emulsion and emulsifier-free water-in-fuel emulsion

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5125367A (hu)
EP (2) EP0392545B1 (hu)
JP (1) JPH0380926A (hu)
KR (1) KR940010734B1 (hu)
AT (1) ATE71698T1 (hu)
AU (1) AU5406890A (hu)
CA (1) CA2027576E (hu)
DD (1) DD299657A5 (hu)
DE (2) DE3912344A1 (hu)
DK (1) DK0392545T3 (hu)
ES (1) ES2029930T3 (hu)
GR (1) GR3004351T3 (hu)
HU (1) HU210254B (hu)
WO (1) WO1990012959A1 (hu)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4137179C2 (de) * 1991-11-12 1997-02-27 Hdc Ag Vorrichtung zum Erzeugen einer Wasser-in-Öl Emulsion und Verwendung der Vorrichtung an einem Dieselmotor
DE4139782C2 (de) * 1991-12-03 1994-05-19 Roland Steinmaier Emulgiervorrichtung zum Emulgieren von Dieselkraftstoff und Wasser
DE4241603C1 (de) * 1992-12-10 1994-04-07 Mtu Friedrichshafen Gmbh Einrichtung zum Herstellen eines Gemisches von flüssigem Brennstoff und Zusatzflüssigkeit
DE4408392A1 (de) * 1994-03-12 1995-09-28 Mtu Friedrichshafen Gmbh Vorrichtung zur Bildung einer Öl-Wasser-Emulsion
DE4412965A1 (de) * 1994-04-14 1995-10-19 Kessler Mueller Evelin Emulsionsbetrieb eines Dieselmotors
DE4412966A1 (de) * 1994-04-14 1995-10-19 Kessler Mueller Evelin Verfahren und Einrichtung zum Betreiben eines Dieselmotors
DE4414488C1 (de) * 1994-04-26 1995-03-30 Mtu Friedrichshafen Gmbh Emulgiergerät zum Emulgieren von Dieselkraftstoff und Wasser
US5582139A (en) * 1995-02-08 1996-12-10 Feuerman; Arnold I. Fuel injector for a gaseous fuel supply
JP2001503369A (ja) * 1995-04-18 2001-03-13 アドバンスト・モレキュラー・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 炭化水素流体のコンディショニング方法およびその方法を実施するための装置
RU2150055C1 (ru) * 1995-04-18 2000-05-27 Эдвансед Молекулар Текнолоджиз, Л.Л.С. Способ нагревания жидкости и устройство для его осуществления
EP0742363B1 (de) * 1995-05-10 2000-07-12 Wärtsilä NSD Schweiz AG Verfahren und Vorrichtung zum Mischen und Fördern einer Emulsion für eine Dieselbrennkraftmaschine
FR2742807B1 (fr) * 1995-12-21 1998-03-13 Semt Pielstick Dispositif d'alimentation en combustible liquide d'un moteur a combustion interne diesel
DE19725832C1 (de) * 1997-06-18 1998-10-01 Hdc Ag Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen einer Wasser-in-Dieselöl-Emulsion
DE19747247C5 (de) * 1997-10-25 2004-10-07 Man B & W Diesel A/S Dieselmotor
US6763807B1 (en) * 1997-11-28 2004-07-20 Clean Fuel Technology, Inc. Apparatus and method for controlling a fuel injector assembly of an internal combustion engine during cold operation thereof
US6010544A (en) * 1997-12-18 2000-01-04 Quantum Energy Technologies Supercritical water fuel composition and combustion system
US6125796A (en) * 1998-02-18 2000-10-03 Caterpillar Inc. Staged injection of an emulsified diesel fuel into a combustion chamber of a diesel engine
DE19820707C1 (de) * 1998-05-11 2000-02-17 Guenther Kramb Emulgiervorrichtung
US6170441B1 (en) * 1998-06-26 2001-01-09 Quantum Energy Technologies Engine system employing an unsymmetrical cycle
DE19917156B4 (de) * 1999-04-16 2006-01-19 INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH Verfahren zur Herstellung einer Wasser-in-Dieselöl-Emulsion als Kraftstoff sowie dessen Verwendungen
EP1294474B2 (de) * 2000-05-14 2013-01-23 Jörg Lehmann Verfahren und vorrichtung zur physikalisch-chemischen behandlung fluider medien
US20040099614A1 (en) * 2000-05-14 2004-05-27 Jorg Lehmann Method and device for the physicochemical treatment of fluid media
AU2001214077A1 (en) * 2000-11-23 2002-06-03 Hiroyuki Kubo Evaporation energy
US7971561B2 (en) * 2001-12-19 2011-07-05 Lenz Environment Resources Co., Ltd. Diesel engine exhaust purifier
WO2003064843A1 (en) * 2002-01-29 2003-08-07 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of The Environment On-board diesel oil and water emulsification system
EP1969217B1 (en) 2005-11-26 2011-11-16 Exen Holdings, LLC A multi fuel co injection system for internal combustion and turbine engines
JP4652238B2 (ja) * 2006-01-17 2011-03-16 鐵夫 杉岡 バイオ・ディーゼル・フューエル・エンジン・システムおよびバイオ・ディーゼル・フューエル・エンジンの運転方法
US7934474B2 (en) * 2006-03-30 2011-05-03 Eric William Cottell Real time in-line hydrosonic water-in-fuel emulsion apparatus, process and system
US7930998B2 (en) 2006-03-30 2011-04-26 Eric William Cottell Real time in-line water-in-fuel emulsion apparatus, process and system
KR100757317B1 (ko) * 2006-12-01 2007-09-11 중앙아이엔티 주식회사 연료유의 에멀젼화 장치
JP4876044B2 (ja) * 2007-08-16 2012-02-15 財団法人国際超電導産業技術研究センター 酸化物超電導線材の熱処理装置及びその製造方法
JP5619837B2 (ja) 2012-08-28 2014-11-05 月島機械株式会社 無機粒子の連続反応装置
HRP20240654T1 (hr) * 2014-10-04 2024-08-02 Ocri B.V. Postupak pripremanja emulzije, uređaj za pripremu navedene emulzije i vozilo
WO2016064722A1 (en) 2014-10-24 2016-04-28 Caisson Technology Group LLC Fuel optimization system
CN105195053B (zh) * 2015-09-22 2018-06-19 北京工业大学 一种基于微气泡驱动的震荡射流式微混合器
DE102015014943A1 (de) * 2015-11-19 2017-05-24 Roman TANIEL Emulgiersystem und Emulgierverfahren
AU2016421105B2 (en) * 2016-08-24 2021-05-27 Emco Water Patent Gmbh Device for the energy-optimised production of fluid eddies in a reaction chamber
AT519104B1 (de) * 2016-12-12 2018-04-15 Kfm Gerhard Muck Dipl Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102019102900A1 (de) 2019-02-06 2020-08-06 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Einspritzung einer Emulsion in eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
CN113785036B (zh) 2019-05-03 2024-04-26 巴斯夫欧洲公司 用于燃料乳液的含有季铵表面活性剂的乳化剂包
EP4240815B1 (en) 2020-11-04 2024-08-14 Basf Se Aqueous emulsifier package for fuel emulsion
CA3197382A1 (en) 2020-11-04 2022-05-12 Jochen Wagner Emulsifier package with a short-chained and optionally with a long-chained surfactant for fuel emulsion
US12110463B2 (en) 2020-11-04 2024-10-08 Basf Se Emulsifier package with a branched and optionally with a propoxylated surfactant for fuel emulsion

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3606868A (en) * 1970-05-14 1971-09-21 Maarten Voodg Smog control system employing an emulsion of water in gasoline
US4412512A (en) * 1979-01-11 1983-11-01 Cottell Eric Charles Fuel supply system
FI61814C (fi) * 1980-07-22 1982-10-11 Finnreg Oy Emulgeringsanordning
US4388893A (en) * 1980-08-04 1983-06-21 Cedco, Incorporated Diesel engine incorporating emulsified fuel supply system
DE3405899A1 (de) * 1984-02-18 1985-09-05 Frank Dieter Dipl.-Phys. Dr. 8000 München Peschanel Verfahren und einrichtung zur verbesserung der leistung von verbrennungsmotoren
DE3504699A1 (de) * 1985-02-12 1986-08-14 Raimund 6729 Wörth Winkler Wasserbeimischung zum dieselkraftstoff bei dieselmotoren kurz vor der einspritzpumpe
US4696279A (en) * 1985-08-30 1987-09-29 Combustion Control Developments, Ltd. Combustion control system
EP0263443B1 (de) 1986-10-08 1992-05-20 Zugol AG Verfahren und Gerät zur Erzeugung einer Wasser-in-Oel-Emulsion
EP0312641A1 (en) * 1987-10-23 1989-04-26 "Harrier" Gmbh Gesellschaft Für Den Vertrieb Medizinischer Und Technischer Geräte Method for mixing fuel with water, apparatus for carrying out the method and fuel-water mixture
DE8905075U1 (de) * 1989-04-21 1989-08-24 "Harrier" GmbH Gesellschaft für den Vertrieb medizinischer und technischer Geräte, 8000 München Mischvorrichtung für Strömungsmedien

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0380926A (ja) 1991-04-05
DD299657A5 (de) 1992-04-30
EP0392545A1 (en) 1990-10-17
HUT60843A (en) 1992-10-28
HU903727D0 (en) 1992-02-28
EP0424488A1 (en) 1991-05-02
DE59000033D1 (de) 1992-02-27
EP0392545B1 (en) 1992-01-15
KR920700346A (ko) 1992-02-19
CA2027576C (en) 1994-06-14
AU5406890A (en) 1990-11-16
US5125367A (en) 1992-06-30
CA2027576E (en) 1994-06-14
DK0392545T3 (da) 1992-05-04
GR3004351T3 (hu) 1993-03-31
CA2027576A1 (en) 1990-10-15
WO1990012959A1 (en) 1990-11-01
KR940010734B1 (ko) 1994-10-24
ES2029930T3 (es) 1992-10-01
DE3912344A1 (de) 1990-10-18
ATE71698T1 (de) 1992-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU210254B (en) Method and apparatus for producing emulsion of water-in- fuel emulsion and emulsifier-free water-in-fuel emulsion
TW228559B (hu)
JP3677095B2 (ja) 排ガスを後処理するための装置
US4938606A (en) Method of and an apparatus for producing a water-in-oil emulsion
US5224333A (en) Simplex airblast fuel injection
US3712065A (en) Antipollution exhaust system for an internal combustion engine
JPS61237882A (ja) 内燃機燃料供給システム
JPH10500467A (ja) 弁制御される内燃機関の各シリンダの燃焼室内に乱流状の燃料・空気混合物を形成するための方法および装置
PL107598B1 (pl) Komora spalania silnika spalinowego,zwlaszcza wysokopreznego z doladowaniem
GB2129875A (en) Fuel injection device for a direct-injection diesel engine
EP0925436B1 (de) ANTRIEBSEINRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR REDUKTION DER MENGE NOx IN DEN ABGASEN EINES VERBRENNUNGSMOTORS
JP3738053B2 (ja) 燃料噴射ノズル用ノズルヘッド
US6047956A (en) Atomizing fuel carburetor
US3930470A (en) Vapor injection system for internal combustion engine
CN1026664C (zh) 制备油-水乳化液的方法和装置
US6986473B2 (en) Atomizer device and method for the production of a liquid-gas mixture
CN2183812Y (zh) 超声射流式重油乳化机
US7249460B2 (en) Fuel injection system for a turbine engine
US2313462A (en) Lubricator for engine cylinders
JPS62190315A (ja) スラリ−状燃料の噴霧方法及びその装置
JPS58132087A (ja) エマルジヨン燃料製造装置
JPS60175910A (ja) 燃料装置
CN118532718A (zh) 一种船舶燃气轮机柴油闪蒸高效雾化喷嘴
JPH02286872A (ja) 燃料噴射弁
IE930049A1 (en) Method and apparatus for preparing a water-in-fuel emulsion

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee