PL161859B1

PL161859B1 - Urzadzenie do uzdatniania paliwa plynnego oraz cieczy chlodzacej PL PL PL

Info

Publication number: PL161859B1
Application number: PL89278520A
Authority: PL
Inventors: Boleslaw Onyszczuk
Original assignee: Boleslaw Onyszczuk
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1993-08-31
Also published as: KR920002989A; US5076246A

Abstract

1 . Urzadzenie do uzdatniania paliwa plynnego oraz cieczy chlodzacej zawierajacej korpus, w którym usytuowany jest stos magnetyczny zawierajacy mag- nesy trwale oraz nabiegunniki wewnetrzne i przeciw- legle nabiegunniki zewnetrzne, znamienne tym, ze korpus zaopatrzony jest w obwód uzdatniania paliwa plynnego 1 w drugi obwód uzdatniania cieczy chlo- dzacej. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze korpus (1) zawiera przewód przeprowadzaja- cy paliwo plynne, utworzony przez zamkniete zloze z ferromagnetycznych opilków (16), usytuowane w po- lu magnetycznym wewnatrz stosu magnetycznego. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze obwód uzdatniania paliwa plynnego ma do- datkowy przewód (14) do wtórnego uzdatniania pali- wa plynnego oraz dodatkowy przewód (15) do wtórnego uzdatniania cieczy chlodzacej. Fig 4 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do uzdatniania paliwa płynnego oraz cieczy chłodzącej, stosowane zwłaszcza do usprawniania pracy silników spalinowych, gaźnikowych lub wysokoprężnych oraz palników olejowych i gazowych.

Znane są urządzenia do uzdatniania cieczy za pomocą pola magnetycznego. Z polskiego opisu patentowego nr 114 283 znane jest urządzenie do uzdatniania cieczy za pomocą pola magnetycznego, składające się z obudowy cylindrycznej, ferromagnetycznego korpusu, w którym osiowo usytuowano walec ferromagnetyczny otoczony zestawem zawieszonych magnesów pierścieniowych rozdzielonych i powiązanych ze sobą w jedną całość za pomocą ferromagnetycznych nabiegunników wewnętrznych i środkowych oraz usytuowanych w ich płaszczyznach nabiegunników zewnętrznych przylegających do wewnętrznej powierzchni korpusu cylindrycznego. Przekroje nabiegunników są zbliżone do przekroju nitu, którego szyjka ustala odległość między dwoma sąsiednimi magnesami.

Znane urządzenia przeznaczone do uzdatniania cieczy zawierają zestawy magnesów przeważnie stałych rozmieszczonych wzdłuż kanału przepływu cieczy, najczęściej wody, tak by linie sił pola magnetycznego poszczególnych obwodów magnetycznych były prostopadłe do kierunku jej przepływu. Z polskiego opisu patentowego nr 156 979 zatytułowanego Sposób i urządzenie do oczyszczania cieczy w polu magnetycznym, znany jest sposób oczyszczania i uzdatniania wody. Sposób ten polega na tym, że ciecz przepuszcza się przez obszary o różnych szybkościach przepływu, o różnych gradientach prędkości^óżnych gradientach ciśnień wewnętrznych oraz różnych gradientach i różnym natężeniu pola magnetycznego.

Urządzenie według tego wynalazku polega na tym, że złoże filtrujące składające się z kształtek o własnościach ferromagnetycznych, zawieszone jest w polu magnetycznym wytworzonym przez zestaw magnesów łukowych usytuowanych obwodowo wokół zbiornika wykonanego z metalu o własnościach dia lub paramagnetycznych, przy czym magnesy mają bieguny magnetyczne po wklęsłej i wypukłej stronie łuku i dwa z nich usytuowane są obok siebie biegunami jednoimiennymi, a tak powstałe pary - różnoimiennymi.

Z opisu patentowego RFN nr 3 403 797 znany jest sposób spalania paliwa w silniku spalinowym i przewidziane do tego urządzenie polegające na tym, że paliwo znajdujące się w układzie paliwowym silnika spalinowego poddaje się działaniu pola magnetycznego, dzięki

161 859 czemu można poprawić spalanie i obniżyć jednostkowe zużycie paliwa. Sposób ten przewiduje, że w układzie paliwowym silnika spalinowego obejmującym urządzenia do zasilania paliwem, urządzenia do wprowadzania paliwa do co najmniej jednego cylindra oraz przewody łączące drogi paliwowe, paliwo przepływające do urządzenia zasilającego do urządzenia wprowadzającego paliwo do silnika, poddane zostanie działaniu pola magnetycznego.

Z opisu patentowego RFN nr 2 256 379 znany jest sposób rozpraszania paliw płynnych za pomocą przepływowego pola magnetycznego oraz działania przerywającego. Oddziaływanie pól magnetycznych na cząsteczki paliwa powoduje ich naładowanie, a następnie ich rozpad na mikroskopijne małe, prawie niedostrzegalne krople benzyny. Rezultatem jest spalanie bez pozostałości, a więc bez tworzenia substancji toksycznych. W wyniku działania urządzenia według wyżej podanego patentu powinna nastąpić przemiana najdrobniejszych cząsteczek w całkowite zgazowanie wskutek ciągłego wpływu przerywanych pól magnetycznych.

Z polskiego zgłoszenia patentowego P 273 505 znany jest sposób polepszania sprawności silnika spalinowego i urządzenie do uzdatniania cieczy chłodzącej i paliwa do silnika spalinowego. Według wyżej wymienionego zgłoszenia wynalazczego, sposób polepszania sprawności silnika zarówno gaźnikowego jak i wysokoprężnego poprzez uzdatnianie cieczy chłodzącej i paliwa polega na tym, że ciecz chłodzącą oraz paliwo poddaje się równoczesnemu uzdatnianiu metodą magnetohydrodynamiczną poprzez przepuszczanie obu tych czynników przez obszar tego samego pola magnetycznego o natężeniu maksimum około

2,8 x 10⁵ A/m z gradientem pola magnetycznego około 10⁷ A/m i z gradientami prędkości w przewężeniach, przy czym obróbkę magnetohydrodynamiczną kojarzy się z równoczesnym podgrzewaniem paliwa ciepłem oddawanym przez ciecz chłodzącą. Ponadto w czasie obróbki magnetohydrodynamicznej zmienia się kierunek uzdatnionych czynników w stosunku do kierunku linii sił pola magnetycznego.

Istotą wynalazku jest zaopatrzenie korpusu urządzenia w obwód uzdatniania paliwa oraz w drugi obwód do uzdatniania cieczy chłodzącej. Korpus zawiera przewód doprowadzający paliwo płynne, utworzony przez zamknięte złoże z ferromagnetycznych opiłków usytuowane w polu magnetycznym wewnątrz stosu magnetycznego. Obwód uzdatniania paliwa płynnego ma dodatkowy przewód do wtórnego uzdatniania cieczy chłodzącej. Nabiegunniki mają kształt dysków zaopatrzonych w rowki tworzące przewód paliwowy i mają zaokrągloną powierzchnię o kształcie zbliżonym do elipsy.

Zaleta wynalazku polega na jednoczesnym skojarzeniu wielu procesów uzdatniania płynów metodą magnetohydrodynamiczną w układzie hybrydowym i wtórnym uzdatnianiu paliw płynnych przy zmiennej prędkości przepływu i przy wykorzystaniu ciepła oddawanego z cieczy chłodzącej. Dzięki wynalazkowi można uzdatniać jednocześnie ciecz chłodzącą i paliwa płynne, a także uzdatniać paliwa silnikowe z jednoczesnym dogrzewaniem paliwa przez ciepło oddawane w procesie chłodzenia silnika. W procesie uzdatniania cieczy i gazów przy wykorzystaniu pola magnetycznego, mogą być wykorzystane magnesy stałe lub elektromagnesy. Ponadto w trakcie obróbki ciecz zostaje poddana zawirowaniu, co zmienia kierunek przepływu uzdatnianych czynników w stosunku do kierunku linii sił pola magnetycznego.

Zastosowanie urządzenia według wynalazku w pojazdach samochodowych powoduje, że kamień kotłowy w ogóle się nie osadza w układzie chłodzenia silnika, przy czym układ jest zabezpieczany przed korozją. Następuje ponadto zmniejszenie zużycia paliwa zarówno przez silnik gaźnikowy jak i wysokoprężny co najmniej o 5%, zmniejszenie zużycia paliwa przy pracy silnika na wolnych obrotach, zwiększenie prędkości obrotowej na biegu jałowym o 10% bez zmiany regulacji silnika. Zastosowanie układu według wynalazku powoduje poprawę przyspieszenia i szybkości maksymalnej pojazdu, spokojną pracę silnika bezpośrednio po uruchomieniu silnika zimnego, znacznie lepszy rozruch przy niskiej temperaturze, znacznie szybsze, płynne osiąganie wysokich obrotów przy niskiej temperaturze pod obciążeniem, zmniejszenie osadów na elektrodach świec zapłonowych, zmniejszenie wydzielania sadz, a przez to zmniejszenie dymienia z rury wydechowej zwłaszcza silnika zimnego, znaczne wydłużenie żywotności układu wydechowego, zmniejszenie wydzielania w spalinach substancji toksycznych CO, CO2, tlenku azotu i węglowodorów, poprawę spalania się rakotwórczego benzenu w benzynie bezołowio4

161 859 wej, znaczne wydłużenie żywotności katalizatorów na skutek pełniejszego spalania się paliwa, całkowitą eliminację lub bardzo duże zmniejszenie dzwonienia silnika w wyniku podwyższenia liczby oktanowej paliwa przy zastosowaniu benzyn niskooktanowych lub bezołowiowych, mniejsze nagrzewanie się doładowacza turbo i przedłużenie jego żywotności przy silnikach diesel turbo, po uruchomieniu silnika, dodatkowo podgrzewanie paliwa, opóźnienie galaretowacenia oleju napędowego i przesunięcie temperatury galaretowacenia z dotychczasowej -14°C do około -18°C w bezpośrednim obszarze działania urządzenia w chwili rozruchu zimnego silnika, poprawienie pracy pompy wtryskowej i końcówek wtryskiwaczy i znaczne wydłużenie ich sprawności technicznej, wydłużenie bezawaryjnej pracy silnika gaźnikowego i wysokoprężnego, ochronę środowiska poprzez mniejsze zużycie paliwa i lepsze spalanie. Ponadto stosowanie tego urządzenia nie wymaga dodatkowej energii elektrycznej za wyjątkiem urządzeń zbudowanych na elektromagnesach. Urządzenie według wynalazku przedstawione na fig. 1 -4 znajduje szerokie zastosowanie w motoryzacji i instalacjach ciepłowniczych, w żegludze morskiej, chłodnictwie oraz w agregatach prądotwórczych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do uzdatniania paliwa płynnego i cieczy chłodzącej w przekroju podłużnym, fig. 2 - urządzenie z fig. 1 w przekroju wzdłuż linii A-A oznaczonej na fig. 1, fig. 3 - drugi przykład wykonania urządzenia z fig. 1 z dodatkowym przewodem do wtórnego uzdatniania paliwa płynnego, w przekroju podłużnym, fig. 4 - urządzenie do spalania oleju opałowego w palnikach do ogrzewania mieszkań i gazu w piecach gazowych oraz do jednoczesnego uzdatniania ciepłej wody, z dodatkowym przewodem do wtórnego uzdatniania paliwa płynnego i drugim dodatkowym przewodem uzdatniania cieczy chłodzącej, w przekroju podłużnym.

Urządzenie (fig. 1 i 2) zawiera korpus 1, w którym usytuowany jest stos magnetyczny zawierający magnesy trwałe 2 oraz nabiegunniki wewnętrzne 3 lub elektromagnesy, które są złączone trzpieniem mosiężnym lub rurką 4. W korpusie wbudowane są dwa niezależne obwody przepływu dla uzdatnianych czynników tworzące hybrydowy układ uzdatniania zarówno cieczy chłodzącej jak i paliwa. Obwód cieczy chłodzącej stanowi kanał 5 pomiędzy ścianką korpusu 1 a stosem magnetycznym 2 połączony z króćcem zasilającym cieczą chłodzącą 6 i z króćcem odpływowym 7 tej cieczy. Obwód paliwa lub gazu stanowi rurka okrągła 8 paramagnetyczna lub diamagnetyczna w kształcie wężownicy o nieparzystej liczbie zwojów usytuowanych na zewnątrz stosu magnetycznego 2 w zagłębieniu 11 (fig. 2) nabiegunników 3 i zakończony króćcem zasilającym paliwo 9 i króćcem odpływowym 10. Nabiegunniki zewnętrzne 12 skonstruowane są w taki sposób, że stanowią wypukłe pierścienie przeciwległe do nabiegunników 3 przyspawane do korpusu 1 lub zawieszone na żebrach dystansowych 13. Nabiegunniki ferromagnetyczne 3 mają kształt dysków zaopatrzonych w zagłębiebnie 11 (fig. 2) i usytuowanych symetrycznie do głównej osi przeznaczonych na osadzenie rurki paliwowej 8. Nabiegunniki mają zaokrągloną powierzchnię o kształcie zbliżonym do elipsy. Przewód (fig. 3) doprowadzający paliwo płynne jest utworzony przez złoże z kształtek o własnościach ferromagnetycznych, najkorzystniej z opiłek stalowych 16, zawieszone w polu magnetycznym wytworzonym przez zestaw magnesów pierścieniowych osadzonych na rurze z metalu o własnościach dia lub paramagnetycznych, przedzielonych nabiegunnikami i usytuowanych na przemian jednoimienną biegunowością.

Urządzenie może być włączone w układ chłodzenia i układ zasilania w silnikach spalinowych lub gazowych. W czasie ich pracy przepływająca ciecz chłodząca i paliwo poddane są jednoczesnemu działaniu magnetohydrodynamicznemu. Paliwo przepuszczane jest przez obszary z różnymi szybkościami przepływu o różnych gradientach prędkości i ciśnień wewnętrznych oraz o różnych gradientach i różnym natężeniu pola magnetycznego. Te różne parametry uzyskuje się przez działanie polem magnetycznym na obszar, w którym znajdują się kształtki o własnościach ferromagnetycznych i o różnych wymiarach, kształtach stochastycznie wzajemnie ułożonych. W szczelinach w zależności od kształtu i wielkości powierzchni zetknięcia się tych kształtek uzyskuje się duże natężenie pola magnetycznego wynoszące do 2 . 10⁵ A/m. W szczelinach o dużej szybkości przepływu i małym ciśnieniu wewnętrznym następuje szybsze odgazowanie paliwa, a w szczelinach o małej szybkości przepływu i dużym natężeniu pola magnetycznego następuje zatrzymanie cząstek gazu, gromadzenie ich w pęcherzyki i unoszenie ze strumieniem paliwa. W obszarze zewnętrznym przepływu wody chłodzącej działa również pole magnetyczne o zmiennym natężeniu i gradientach prędkości przepływu. Te dwa układy stanowiące niezależne przepływy paliwa i wody, gazu i wody, chłodzącego powietrza i paliwa, chłodzącego powietrza i gazu, tworzą jednocześnie wspólny układ hybrydowy uzdatniania cieczy i gazu metodą magnetohydrodynamiczną, dodatkowo wspomagany wtórnym uzdatnianiem paliwa za pomocą dodatkowego przewodu 14 lub wtórnym uzdatnianiem cieczy za pomocą przewodu 15.

Urządzenie nie wymaga dodatkowego filtra na obwodzie cieczy chłodzącej. Ponieważ procesy uzdatniania cieczy polem magnetycznym najskuteczniej zachodzą według praktycznych testów w temperaturze 70-90°C należy uznać, że w hybrydowym działaniu temperatura cieczy chłodzącej i paliwa oraz gazu odgrywa istotną rolę. W procesie tym w cieczy chłodzącej powstają polimery o własnościach powierzchniowo aktywnych, które powodują usuwanie z układu chłodzenia zanieczyszczeń, zwłaszcza rozpuszczania kamienia kotłowego. Na skutek działania pola magnetycznego i podgrzewania w paliwie następuje wytworzenie bardzo dużej ilości drobnych pęcherzyków powietrza z warstwami podwójnymi, na których następuje porządkowanie polimerów paliwa. Intensyfikacja tego procesu następować będzie przepływem w gradientach prędkości i pola magnetycznego. W wyniku wytworzenia liniowych polimerów nastapi rozdrobnienie kropli w procesie rozpylania paliwa w gaźniku. Zmiana stniktury łańcuchów węglowodorowych pod wpływem zastosowania obróbki polem magnetycznym spowoduje polepszenie własności przeciwstukowych paliwa to znaczy podniesienie liczby oktanowej.

Fig 2

Fig 7

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do uzdatniania paliwa płynnego oraz cieczy chłodzącej zawierającej korpus, w którym usytuowany jest stos magnetyczny zawierający magnesy trwałe oraz nabiegunniki wewnętrzne i przeciwległe nabiegunniki zewnętrzne, znamienne tym, że korpus zaopatrzony jest w obwód uzdatniania paliwa płynnego i w drugi obwód uzdatniania cieczy chłodzącej.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że korpus (1) zawiera przewód przeprowadzający paliwo płynne, utworzony przez zamknięte złoże z ferromagnetycznych opiłków (16), usytuowane w polu magnetycznym wewnątrz stosu magnetycznego.
3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że obwód uzdatniania paliwa płynnego ma dodatkowy przewód (14) do wtórnego uzdatniania paliwa płynnego oraz dodatkowy przewód (15) do wtórnego uzdatniania cieczy chłodzącej.
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że nabiegunniki (3) mają kształt dysków zaopatrzonych w rowki tworzące przewód paliwowy (8) i mają zaokrągloną powierzchnię o kształcie zbliżonym do elipsy.