PL16830B1 - Sposób i urzadzenie do uruchomiania i zasilania olejem lub lekkiemi, wzglednie ciezkiemi weglowodorami niskopreznych silników spalinowych. - Google Patents

Description

Przedmiotem, niniejszego wynalazku jest sposób, zapoinoca którego olej, czy tez ciezsze lub lzejsze weglowodory, nie nada¬ jace sie ogólnie do napedu niskopreznych silników spalinowych, zostaja odpowiednio przetworzone, dzidki czemu moga byc uzy¬ te jako materjaly pedne do powyzszych silników.Jako podstawa do tego sposobu sluzy kataliza, która przebiega w warunkach spe¬ cjalnych i charakterystycznych, stanowia¬ cych przedmiot niniejszego wynalazku.Dotychczas pnzy wszystkich próbach stosowania katalizy ido weglowodorów, prze¬ znaczonych jako materjal napedny do sil¬ ników, przepuszczano przez katalizator cal¬ kowita mieszanine powietrza i weglowodo¬ rów, zasilajac potem ta miesizanina silnik.Wedlug niniejszego wynalazku calko¬ wite powietrze plynace do silnika jest -po¬ dzielone na dwie czesci, a mianowicie — powietrze pierwotne i wtórne, jednakze o ile w dotychczasowych urzadzeniach po¬ wietrze pierwotne odgrywalo role jedynie czynnika rozrzedzajacego weglowodory, w urzadzeniu do sposobu w mysl wynalazku przedstawionego na. rysunku powietrze pierwotne odgrywa role czynnika chemicz¬ nego.Przebieg calkowitej przemiany chemicz¬ nej wskutek katalizy polega na tworzeniu sie tlenku wegla (CO) i wodoru (H), zapo-bitfhjac w miare moznosci tworzeniu sie dw^lcnkju w%egla (CQ2)f przyczem przebieg 'katalizy moze oyc praktycznie wstrzymany w okresach posrednich, np. przy tworzeniu sie bez osadzania wegla weglowodorów nie¬ nasyconych wraz z wytwarzaniem ketonów, aldehydów i kwasów organicznych.Jezeli poddaje sie katalizie ostateczna mieszanine, skladajaca sie z weglowodoru i powietrza potrzebnego do calkowitego spa¬ lenia w silniku, wówczas nie otrzymuje sie w katalizatorze przebiegu o charakterze wspomnianej powyzej reakcji chemicznej, a powstaje oprócz tlenku wegla i cial pal¬ nych równiez i kwas weglowy. W celu u- nikniecia tej niedogodnosci, powietrze to dzieli sie na 'dwie czesci, a mianowicie po- wetrze pierwotne i wtórne, przyczem ilosc powietrza pierwotnego, tak zwane powie¬ trze reakcji chemicznej, dostosowuje sie odpowiednio db skladu przerabianych we¬ glowodorów. Ilosc ta powinna byc tak regu¬ lowana, aby dzieki reakcji chemicznej w katalizatorze otrzymac jak najwiecej utle¬ nionych weglowodorów, przewaznie lzej¬ szych od wyjsciowych, a wiec najlepiej tlenku wegla, a nie kwasu weglowego.Stosunek wzajemny powietrza pierwot¬ nego i wtórnego zostaje ustalony przez dy¬ sze, któremi doplywaja obydwa czynniki, przyczem zostaja zassane przez silnik lub pompy. Dysza do powietrza pierwotnego mode np. posiadac zewnetrzna srednice 8 ma a do powietrza wtórnego w grani¬ cach miedzy 14 a 26 mm.Mieszanine powietrza pierwotnego i o* leju poddaje sie dzialaniu katalizatora, przyczem mieszanina ta jest bardzo roz¬ rzedzona, a to w celu otrzymania przebie¬ gu katalizy mozliwie szybkiej i calkowitej.Katalizator, który.moze byc dowolnego typu, jest ogrzewany do temperatury w gra¬ nicach od 300°C do 400°C zapomoca spalin lub przez inne zewnetrzne zródla ciepla, jak równiez moze byc ogrzewany przez u- mieszczenie go w cylindrze silnika, a mia¬ nowicie w sciance komory spalania lub tez w sciance tloka, znajdujacej sie naprzeciw komory spalania, przyczem obie te po¬ wierzchnie wykonane sa z katalizatora lub tez pokryte materjalem katalitycznym, W tym wypadku, gdy do ogrzewania katalizatora uzywa sie gazów spalinowych, nastepuje zmiana temperatury spalin w miare zmiany ilosci obrotów silnika. W ce¬ lu regulacji tej temperatury mozna zalozyc na przejsciu gazów spalinowych, przed ich przejsciem do oslony katalizatora, ochla- dzacz powietrzny lub wodny, czy tez z ja¬ kimkolwiek badz innym plynem. Mozna równiez ochladzac spaliny przez wprowa¬ dzenie zewnetrznego powietrza do rury wylotowej, przyczem doplyw tego powie¬ trza jest regulowany przez wiatraczek lub dowolna zasuwke, regulowana przez czesci przyspiesznika silnika.Przy wyjsciu z katalizatora bogata w o- lej mieszanka rozrzedzana jest przez jeden lub kilka strumieni doplywajacego powie¬ trza wtórnego, dostarczajacego do miesza¬ niny niezbedna ilosc tlenu, dostateczna do zupelnego spalenia zawartego w mieszance oleju.Tak rozrzedzona mieszanka przeplywa nastepnie do cylindrów silnika podtoas su¬ wu zasysano lub tez zostaje wtloczona do cylindrów zapomoca pompy ssacx*tlocza- cej.Dla uruchomienia silnika, jezeli mate¬ rjalem pednym jest zwykla benzyna, zby- tecznem jest stosowanie jakichs specjal¬ nych urzadzen do rozruchu silnika, ponie¬ waz rozruch zostaje uskuteczniany nieska- talizowana mieszanka, doplywajaca -do cy- lindirów przez nieogrzany katalizator, a do¬ piero z chwila, gdy silnik zostanie urucho¬ miony, spaliny ogrzewaja katalizator i wy¬ woluja katalize mieszanki, tak ze podczas biegu silnika do cylindrów doplywa mie¬ szanka ^katalizowana, W wypadku stosowania ciezkich weglo¬ wodorów, ogirzewa sie uprzednio, przed u- — 2 —ruchomdeniem silnika, katalizator jakiems zewnetrznem zródlem ciepla, do którego to celu najlepiej uzyc opornik elektryczny, o- taczajacy katalizator.Na rysunku przedstawiony jest przy¬ klad wykonania wynalazku.Fig. 1 przedstawia schematycznie ogól¬ ny widok calego urzadzenia.Fig. 2, 3 i 4 przedstawiaja odmiany ka¬ talizatora.Fig, 5 i 6 — odmiane urzadzenia katali¬ zatora rozrzedzacza, przyczem fig. 5 ry¬ sunku przedstawia przekrój wzdluz osi sy- metrji katalizatora, a fig. 6 — przekrój, prostopadly do tej osi.Fig. 7 —- przekrój ochladzacza, który laczy sie zapomoca kolnierza 20 z kataliza¬ torem, rozrzedzaczem, przedstawionym na fig. 5 i 6.Olej doplywa przewodem 5 (fig. 1) do zbiornika o stalym poziomie, w którym u- mieszczoiiy jest plywak 3 i przewód1 4,-któ¬ ry laczy zbiornik o stalym poziomie z prze¬ wodem, prowadzacym do katalizatora /.Ten ostatni przewód swym dolnym koncem wystaje poza dno zbiornika i laczy sie z po¬ wietrzem atmosfery, które w charakterze powietrza pierwotnego przeplywa dk kata¬ lizatora. Przewodem 4, pod wplywem wy¬ twarzanej prózni przez silnik czy tez pom¬ pe, przeplywa do katalizatora emulsja ole¬ ju z powietrzem. Mozna zamiast zasysania tej emulsji poprzez katalizator (rozrzedzacz przy pomocy pompy) .przetlaczac te emul¬ sje równiez przy pomocy pompy, jednakze unufeszczonej przed katalizatorem. Silne fcrazfcntie mieszaniny poddawanej katalizie pozwala na uzycie katalizatora, którego dzialanie jest spotegowane pod wplywem u- deraenia mieszanki o jego czesci rozdziela¬ jace' Emulsje, w której ilosci poszczególnych skladników, jak powietrze i olej, moga byc dobierane przez zmiane przeswitu wlotu po¬ wietrza przy pomocy odpowiedniego urza¬ dzenia tak, aby wytwarzala sie mieszanina odpowiednio bogata w olej, przeprowadza sie do katalizatora 1 (fig. 1) utworzonego z szeregu rurek, umieszczonych w komorze 2, miedzy któremi kraza uchodzace z silni¬ ka spaliny. Rurki katalizatora, w celu zwiekszenia rozrzedzenia mieszanki, moga zawierac jakiekolwiek przegrody rozszcze¬ piajace mieszanke, nie utrudniajace jed¬ nakze zupelnie jej przelotu.Po wyjsciu z katalizatora, mieszanka przechodzi do pompy 7, która zasysa emul¬ sje z katalizatora przewodiem 6 i tloczy do mieszalnika przewodem 8.Mieszalnik sklada sie ze zwyklej oslony 9, przystosowanej do umieszczenia w niej urzadzenia do rozrzedzania masy i zaopa¬ trzonego we wlotowy otwór W do powie¬ trza wtórnego.Wlot tego powietrza wtórnego jest re¬ gulowany w taki sposób, ze umozliwia do¬ prowadzenie dó mieszanki takiej ilosci po¬ wietrza, jaka jest konieczna do lepszego opalenia.Mieszanka palna z mieszalnika doply¬ wa wiec przewodem 11 do cylindra lub cy¬ lindrów 12 silnika. W pewnych przypad¬ kach dobrze jest przygotowac emulsje pod¬ dawana katalizie jedynie z oleju i spalin, zatem powietrze pierwotne jest wówczas calkowicie zastapione przez spaliny, albo tez tworzy sie mieszanke z oleju, powietrza i spalin, a wówczas te ostatnie zastepuja je¬ dynie czesc powietrza pierwotnego. Takie wprowadzenie do mieszanki spalin ma na celu wywolanie reakcji chemicznej, tworza¬ cej, jako rezultat, mieszanke bardziej po¬ datna do wybuchów i ulepszajacej dziala¬ nie silnika. Spaliny oprócz swego dziala¬ nia chemicznego spelniaja równiez zadanie czysto mechaniczne, ulatwiajac tworzenie sie emulsji oraz jej wprowadzanie do kata¬ lizatora z wieksza szybkoscia, anizeli ta, ja¬ ka mozna uzyskac dzieki suwowi zasysania silnika.Dotychczas byla mowa o zastosowaniu powyzszego sposobu do silników spalino- - -3 -wychj zasilanych w rzeczywistosci jedynie przez oleje zwykle. Przy uzyciu ciezkich weglowodorów niema potrzeby wprowadzac jakies zmiany w aparacie, jednakze jezeli materjalem pednym silnika- nie jest zwykla benzyna, wówczas nalezy wbudowac (jak to jest nizej zaznaczone) odpowiednie urza¬ dzenie do ogrzewania katalizatora ze zró¬ dlem ciepla umieszczonym z zewnatrz ka¬ talizatora, a to w celu moznosci uruchomie- nia zimnego silnika. Tern zewnetrznem zró¬ dlem ciepla moze byc najlepiej grzejnik elektryczny, którego zwoje przewodnika moga opasywac rurki katalizatora, ogrze¬ wajac go w ten sposób.Przed rozruchem silnika przepuszcza sie przez przewodnik obwodu grzejnika prad, który ogrzewa katalizator do pozada¬ nej temperatury, aby po uruchomieniu sil¬ nika byla zasysana mieszanka juz po-odpo- wiedniem dzialaniu nan katalizatora.Przy uzyciu benzyny, jak i weglowodo¬ rów ciezkich lub lekkich, mieszanka wyply¬ wajaca z katalizatora, z powodu odbywaja¬ cej sie w mim egzotermicznej reakcji, posia¬ da dosc wysoka temperature, a co zatem idzie, rozprezanie sie gazów mieszanki mo¬ ze byc przeszkoda w osiagnieciu dobrego napelniania cylindrów silnika.Wskazanem wiec bedzie tutaj przepu- szczajnie takiej mieszanki przez jiakikolwiek ochladzacz z czynnikiem chlodzacym w postaci powietrza, wody lub dowolnej mie¬ szaniny oziebiajacej.Na fig. 2 przedstawiony jest ochladzacz umieszczony na przewodzie 6 zwykle mie¬ dzy katalizatorem 1 a pompa 7, który jest ochladzany przy pomocy krazacego w nim plynu! oziebiajacego, doplywajacego przez przewód 14 i odplywajacego przewodem 13.Mieszanka przeplywa przez wiazke ru¬ rek 15 umieszczonych w oslonie 16, poprzez która przeplywa czynnik chlodzacy.Fig. 3 przedstawia odmiane ochladza- cza, w którym wiazka rurek 15 jest ochlo¬ dzona powietrzem i, aby to ochlodlzenie by¬ lo intensywniejsze, rurki 15 sa zaopatrzone w zeberica.Mozna równiez stosowac do tego ochla¬ dzania zwykle przepuszczanie mieszanki przez plyn chlodzacy, jak to jest zaznaczo¬ ne na fig. 4. Mieszanka doplywa przewo¬ dem 6 pod powierzchnie plynu i uchodzi do niego w miejscu 17 i odplywa ze zbiornika 19 w miejscu 18, przyczem zbiornik 19 za.- wiera jako plyn chlodzacy wode lub jakis inny plyn chlodzacy.Tym czynnikiem chlodzacym moze byc jakis plyn chlonny, jak np. tetralina, powo¬ dujaca pewne skupienie gazu katalizowane¬ go, ulatwiajaca rozruch silnika przy pomo¬ cy zwyklego ogrzania zbiornika 19, przy pomocy dowolnego zewnetrznego zródla ciepla.Zbiornik 19 moze sluzyc jednoczesnie jako filtr mechaniczny i chemiczny dla po¬ wietrza i produktów katalizy, jezeli umie¬ scic w omawianym zbiorniku czesci i sklad¬ niki zapewniajace filtracje.W celu okupienia mieszanki katalizowa¬ nej mozna uzywac zamiast takiego plynu, jak tetralina, równiez materjaly chlonne, jak wegiel lub podobne inne cialo, poprzez które przeplywa mieszanka wyplywajaca z katalizatora. Mozna równiez umiescic na drodze przeplywu mieszanki katalizowanej komore, która sluzy jako zapas dla mie¬ szanki, pozwalajac równoczesnie na lepsze jej ochlodzenie.Rozbicie (rozdrobnienie czasteczek) mieszaniny powietrza pierwotnego i weglo¬ wodorów podczas katalizy jest czynnikiem bardzo waznym, od którego zalezy jakosc przebiegu reakcji. Takie rozdrobnienie po* winno byc mozliwie tak dokladne, aby kaz¬ dy molekul weglowodoru zostal otoczony warstewka powietrza. Urzadzenie przed¬ stawione na fig. 5, 6 i 7 sluzy db osiagania takiego rozdrobnienia mieszaniny w stop¬ niu zupelnie zadowalajacym.Weglowodory, pod wplywem dzialania pompy lub ssacego Isuwu silnika, wytrysku- _ 4 __ja z nurki (fig. 7), wychodzac z komory plywakowej 26, zaopatrzonej w iglice 27, rurke wtryskowa 28 i srube 29 w otworze do odprowadzania zanieczyszczen; powie¬ trze doplywa przez anulowany otwór f, a spaliny, o ile zastepuja powietrze pierwot¬ ne w calosci lub czesciowa doplywaja o* tworem 4"\ Cala mieszianka przeplywa przewodem 20 i wpada do komory 21 (fig. 5 i 6) w formie pierscieniowego walca, w którym znajduja sie dwa rzedy malych ze¬ berek, a miedzy temi dwoma rzedami zebe¬ rek znajduje sie niewielka wolna prze¬ strzen przeznaczona do krazenia w niej mie¬ szanki, przyczem w kazdym rzedzie miedzy zeberkami pozostawione sa niewielkie szczeliny.W tak wytworzonych warunkach kata¬ liza mieszanki spowodowana przez zeberka i scianki, wykonane z materjalu katalitycz¬ nego, przebiega przy bardzo rozdrobnionej mieszance, która uderzajac o wymienione czesci, jednoczesnie ociera sie o te czesci.Spaliny kraza wokolo katalizatora ka¬ nalami 22 (fig. 6) i w wolnej .przestrzeni 23 wewnatrz katalizatora. Zeberka 24 i 25 zwiekszaja powierzchnie styku miedzy scianami katalizatora i spalinami. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób uruchomiania i zasilania o- lejem lub lekkiemi, wzglednie ciezkiemi we¬ glowodorami miskopreznych silników spali¬ nowych, znamienny tern, ie paliwo zmiesza¬ ne z powietrzem lub ze spalinami poddaje sie katalizie zapomoca znanych katalizato¬ rów jak: miedz, nikiel, kobalt i tym podob¬ nych, uzyskujac subtelnie rozdrobniona e- mulsje mieszanki powietrza, wzglednie spa¬ lin z weglowodorami, przyczem stosunek tych skladników jest tak 'dobrany, ze dopro¬ wadzony powietrzem tlen, dzieki katalizie, tworzy z wolnym weglem, wydzielonym z weglowodorów, tlenki wegla. 2. , Sposób wedlug zaistrz. 1, znamien¬ ny tern, ze katalizator, w którym mieszan¬ ka jest poddana katalizie, ógfrzewany jest do temperatury, zawartej w granicach tem¬ peratur od 290°C do 400QG, a nastepnie do¬ prowadzana jest do mieszanki pewna ilosc powietrza wtórnego, warunkujacego dobre spalanie w silniku czesci palnych tmeszan* ki. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze poddana, katalizie mieszanka po wyjsciu z katalizatora, jednakze przód roz¬ rzedzeniem jej wtómem powietrzem, zosta¬ je ochlodzona przechodzac przez wymie¬ niacz ciepLiy^ 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze temperatura spalin sluzacych do ogrzewania mieszanki skatalizowanej jest regulowana czyto przez przepuszczanie spa¬ lin przez jakiekolwiek urzadzenie chlo¬ dzace, czy tez przez domieszke powietrza zewnetrznego. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze kataliza zostaje przeprowadzona wewnatrz cylindrów silnika, dzieki wyko¬ naniu jednej lub wszystkich scianek komo¬ ry spalania z materjalu katalitycznego. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze krazenie emulsji w katalizatorze wywolywane jest zapomoca sisacej lub tlo¬ czacej pompy (7) (fig. 1), nadbjacej mie¬ szance dostateczna szybkosc do spowodo¬ wania uderzen czastek mieszanki o katali¬ tyczne ciala katalizatora, wywolujac tern rozdrobnienie mieszanki, potegujace do¬ kladny przebieg katalizy. 7. Urzadzenie do przeprowadzenia sposdbu wedlug zastrz. 1, znamienne tern, ze do katalizatora i rozdrabiacza wlaczone jest urzadzenie, ochladzajace skatalizowa- na mieszanke, przeplywajaca do komory Spalania silnika, przyczem urzadzenie to sklada sie czyto z wiazki rurek (15) (fig. 2), umieszczonej w oslonie {16), a ochla¬ dzanej zapomoca odpowiedniego plynu chlodzacego, jak woda i t. d., czy tez ze zbiorniczka (19) (fig. 4), wypelnionego ply- — 5 —nem chlodzacym, który moze byc równiez i plynem wchlaniajacym, a przez który przepuszcza sie mieszanke, -w zbiorniczku zas moga byc równiez umieszczone urza¬ dzenia filtrujace mieszanke. 8. , Urzadzenie do przeprowadzenia sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tern, ze katalizator i rozdrabiacz materjalu ped¬ nego sklada sie z dwóch rzedów pierscie¬ niowych zeberek (21) (fig. 5), ustawionych wspólsrodlkowo jedne naprzeciw drugich, przyczem pomiedzy temi rzedami, jak i po¬ miedzy samemi zeberkami, pozostawione sa jedynie waskie szczeliny, pomiedzy które- mi rozdziela sie strumien emulsji pierwot¬ nego powietrza i weglowodorów, zasysany przez pompe lub suw ssacy silnika do ko¬ mory spalania w silniku. 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, zna¬ mienne tern, ze zeberka (21) katalizatora wykonanie sa z materjalów katalitycznych, jak miedz, nikiel i tym podobnych, podgrze¬ wanych spalinami przeplywajacemi przez srodek (23) katalizatora, potegujac katali¬ ze subtelnie rozdrobnionej emulsji przy zderzeniu sie jej z zeberkami. La S o ci e t e des B r e v e t s MC a tal ex". Zastepca: I. Myszczynski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 16830. Ark. i. fe^ Tigl i Bffl m -3 6 IIIIIIIIIMIIIKl,6 TTTmillll 111114 IIIIIIIIIIIIINB3 t 15 Tic.4Do opisu patentowego Nr 16830. j ,Wri Ark-2- <,{., 1 I I,

1 .1 1 II I 1 I VA Druk L. Boguslawskiego i Ski. Warszawa. PL