RU2381826C1 - Система приготовления водо-топливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания - Google Patents

Система приготовления водо-топливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2381826C1
RU2381826C1 RU2008121398/15A RU2008121398A RU2381826C1 RU 2381826 C1 RU2381826 C1 RU 2381826C1 RU 2008121398/15 A RU2008121398/15 A RU 2008121398/15A RU 2008121398 A RU2008121398 A RU 2008121398A RU 2381826 C1 RU2381826 C1 RU 2381826C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
water
feed
emulsion
mixer
Prior art date
Application number
RU2008121398/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008121398A (ru
Inventor
Анатолий Георгиевич Баканов (RU)
Анатолий Георгиевич Баканов
Елена Львовна Тихонова (RU)
Елена Львовна Тихонова
Альберт Кайдарович Абинаев (RU)
Альберт Кайдарович Абинаев
Александр Юрьевич Берлеев (RU)
Александр Юрьевич Берлеев
Original Assignee
Анатолий Георгиевич Баканов
Елена Львовна Тихонова
Альберт Кайдарович Абинаев
Александр Юрьевич Берлеев
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 Анатолий Георгиевич Баканов, Елена Львовна Тихонова, Альберт Кайдарович Абинаев, Александр Юрьевич Берлеев filed Critical Анатолий Георгиевич Баканов
Priority to RU2008121398/15A priority Critical patent/RU2381826C1/ru
Publication of RU2008121398A publication Critical patent/RU2008121398A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2381826C1 publication Critical patent/RU2381826C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Изобретение относится к ресурсо- и природосберегающим топливным системам питания транспортных средств, которые монтируются в штатной системе питания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на транспортном средстве и которые предусматривают использование топливных эмульсий типа «вода в углеводороде». Система включает дозатор-смеситель, состоящий из систем подачи чистого топлива и воды и камеры смешивания, и диспергатор, снабженный системой подачи водо-топливной смеси и трубопроводом выдачи водо-топливной эмульсии. Системы подачи чистого топлива, воды и водо-топливной смеси образованы циркуляционными контурами, которые снабжены насосом и редукционным клапаном. Подающая ветвь циркуляционного контура воды снабжена обратным клапаном, а подающая ветвь циркуляционного контура чистого топлива снабжена отводом с клапаном для соединения с трубопроводом выдачи топливной эмульсии. Трубопровод выдачи водо-топливной эмульсии присоединен к насосу высокого давления ДВС, а системы подачи чистого топлива и воды присоединены к трубопроводам перемещения соответствующих жидкостей в штатной системе питания. Диспергатор может быть выполнен в виде виброакустического смесителя. Технический результат состоит в повышении использования водо-топливной эмульсии в системе питания транспортных средств. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относится к перспективным ресурсо- и природосберегающим топливным системам питания транспортных средств или энергетического оборудования, которые монтируются в штатной системе питания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на транспортном средстве и которые предусматривают использование топливных эмульсий типа «вода в углеводороде», где углеводородом является дизельное топливо или мазут, или биотопливо, или печное топливо, или масло, или бензин, или керосин, или спирт.
Одно из направлений повышения экономичности ДВС и снижения вредных видимых и невидимых выбросов в атмосферу связано с использованием эмульгированного топлива. Достоинства водо-топливной эмульсии, используемой в качестве топлива, хорошо известны. Это хорошая воспламеняемость, экономия нефтепродуктов, улучшение экологических показателей, снижение стоимости, повышение термического КПД, использование низкооктановых топлив при высоких степенях сжатия без детонации.
Несмотря на преимущества, из-за трудностей, связанных с проблемами производства и использования, до сих пор ни одно топливо на основе воды и углеводородов не нашло широкого применения.
Один из известных подходов решения этой проблемы предполагает использование заранее приготовленного эмульгированного топлива, например, с помощью известного устройства, включающего дозатор-смеситель, состоящий из систем подачи компонентов эмульсии и камеры смешивания, диспергатор, снабженный системой подачи водо-топливной смеси, и трубопровод выдачи водо-топливной эмульсии (описание к патенту RU 2227155 МПК7 C10L 1/32, В01Р 5/10, опубликовано 2004.04.20, прототип).
Известное устройство не предусматривает возможность эксплуатации непосредственно на транспортном средстве и обеспечивает получение стойкой топливной эмульсии, которая стабилизирована эмульгаторами в виде поверхностно-активных веществ. Использование эмульгаторов не только не решает полностью проблему физико-химической стабильности топливных эмульсий при хранении и транспортировке, но и повышает их стоимость. Кроме того, эмульгирующие добавки ухудшают теплообменные свойства топлива, снижая эффективность сокращения вредных выбросов при сжигании водо-топливных эмульсий.
Перспективным подходом решения проблемы физико-химической стабильности топливных эмульсий является смешивание компонентов и диспергирование воды в полученной смеси непосредственно на транспортном средстве во время использования, получая при этом водо-топливную эмульсию без эмульгирующих добавок. Эмульсия типа «вода в топливе», приготовленная без эмульгирующих добавок является более экономичной с точки зрения стоимости и расхода и снижает загрязнение окружающей среды.
Задача, решаемая изобретением - создание простого в изготовлении и надежного в эксплуатации оборудования для приготовления двухкомпонентной стойкой эмульсии типа «вода в топливе» во время использования, которое монтируется на транспортном средстве в штатной топливной системе питания ДВС.
Технический результат от использования изобретения - повышение эффективности использования водо-топливной эмульсии в системе питания транспортных средств или энергетического оборудования за счет снижения стоимости, расхода и загрязнения окружающей среды при использовании.
Технический результат достигается тем, что в системе приготовления водо-топливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания, включающей дозатор-смеситель, состоящий из систем подачи чистого топлива и воды и камеры смешивания, диспергатор, снабженный системой подачи водо-топливной смеси и трубопроводом выдачи водо-топливной эмульсии, системы подачи чистого топлива, воды и водо-топливной смеси включают циркуляционные контуры, которые снабжены насосом и редукционным клапаном, и, кроме того, подающая ветвь циркуляционного контура воды снабжена обратным клапаном, а подающая ветвь циркуляционного контура чистого топлива снабжена отводом с клапаном для соединения с трубопроводом выдачи топливной эмульсии, при этом трубопровод выдачи водо-топливной эмульсии присоединен к насосу высокого давления ДВС, а системы подачи чистого топлива и воды присоединены к трубопроводам перемещения соответствующих жидкостей в штатной системе питания.
Камера смешивания дозатора-смесителя может быть снабжена электромагнитным клапаном, обеспечивающим пульсирующую подачу воды и топлива, и насадкой для увеличения поверхности контакта между чистым топливом и водой, которая выполнена в виде сплошных шаров или полых шаров с отверстиями или дискретных тел другой формы, уложенных навалом или в определенном порядке, или в виде сетки или в виде спирали, изготовленных из керамики или стали, или других химически стойких материалов.
Диспергатор может быть выполнен в виде виброакустического смесителя, действующего на основе гидродинамического воздействия излучателя на струю водо-топливной смеси и включающего камеру диспергирования с входным и выходными отверстиями, которая снабжена редукционным клапаном, соплом, установленным во входном отверстии камеры, отражателем, обеспечивающим циркуляцию смеси в камере, и излучателем с приводом осевого вращения и рабочей поверхностью в виде полого полуцилиндра с прорезями, образующими одинаковые пластины, который установлен у выходного отверстия сопла с размещением оси вращения перпендикулярно направлению струи водо-топливной смеси.
На фиг.1 схематично представлена система приготовления топливной эмульсии для ДВС и схема ее присоединения к штатной системе питания транспортного средства; на фиг.2 - схематично представлен корпус дозатора-смесителя (вид сверху); на фиг.3 - вид А-А фиг.2; на фиг.4 - вид А-А фиг.2; на фиг.5 - схематично представлен виброакустический смеситель; на фиг.6 - вид А-А фиг.5; на фиг.7 - объемное представление отражателя; на фиг.8 - объемное представление излучателя.
Система приготовления топливной эмульсии для ДВС содержит дозатор-смеситель 1, включающий систему подачи чистого топлива 2 и систему подачи воды 3, и диспергатор 4, снабженный системой подачи водо-топливной смеси 5 и трубопроводом перемещения 6 водо-топливной эмульсии для присоединения к насосу 7 системы питания двигателя.
Системы подачи 2, 3 дозатора соединены соответственно с трубопроводами перемещения чистого топлива и воды в штатной системе питания и камерой смешивания (фиг.4).
Системы подачи 2, 3, 5 включают циркуляционные контуры, подающая ветвь каждого из которых снабжена соответственно насосом 8, 9, 10, а отводящая ветвь редукционным клапаном 11, 12, 13. Редукционные клапаны 11, 12 и 13 обеспечивают регулирование давления подачи жидкостей в камеры смешивания дозатора-смесителя 1 и диспергатора 4 соответственно.
В циркуляционном контуре системы 2 может быть использован топливный насос 8 подачи чистого штатной топливной системы транспортного средства.
Подающая ветвь циркуляционного контура воды снабжена обратным клапаном 14, исключающим поступление водо-топливной смеси в штатную систему подачи воды.
Подающая ветвь циркуляционного контура чистого топлива снабжена отводом 15 с нормально закрытым клапаном 16 и трубопроводом 17 для соединения с трубопроводом 6 выдачи водо-топливной эмульсии.
При закрытом клапане 16 работает система и в топливный насос 7 из диспергатора 4 подается топливная эмульсия.
При открытом клапане 16 по отводу и трубопроводу 6 осуществляется подача чистого топлива к насосу 7 высокого давления ДВС.
Чистое топливо подается при запуске и остановке двигателя. Переход работы двигателя с топливной эмульсии на чистое топливо предназначен для того, чтобы исключить отрицательное воздействие воды (окисление, коррозия и др.) на детали транспортного средства.
Камера смешивания 18 дозатора-смесителя может быть снабжена электроклапаном 19, обеспечивающим пульсирующую подачу, и насадкой 20 для увеличения поверхности контакта между чистым топливом и водой, которая может быть выполнена из керамики или стали, или других химически стойких материалов. Насадка 20, заполняя рабочее пространство камеры 18, увеличивает поверхность контакта между чистым топливом и водой. В результате происходит выравнивание потоков чистого топлива и воды и улучшаются условия их перемешивания. Поверхность контакта воды с чистым топливом определяется величиной поверхности насадки. Для этого насадка 20 может быть выполнена в виде сплошных шаров, как показано на фиг.4, или полых шаров с отверстиями, или дискретных тел другой формы, уложенных навалом или в определенном порядке, или в виде сетки, или в виде спирали.
Диспергатор 4 может быть выполнен в виде виброакустического смесителя (фиг.5, 6), действующего на основе гидродинамического воздействия вращающегося излучателя 21 на поток водо-топливной смеси, поступающий из подающий ветви циркуляционного контура 5 через сопло 22, формирующее струю. Сопло 22 установлено во входном отверстии камеры диспергирования 23 и предназначено для формирования струи смеси. В камере 23 по ходу подачи водо-топливной смеси установлен отражатель 24, обеспечивающий циркуляцию диспергируемой смеси в камере. Редукционный клапан поддерживает заданное давление.
Отражатель 24 имеет направляющие цилиндрические поверхности, которые выполнены по форме «ласточкин хвост» и обращены вогнутыми поверхностями к соплу 22 навстречу потоку.
Направляющие отражателя 24 выполнены в виде изогнутых, например, по кривой, описываемой уравнением спираль Архимеда, пластин 25, зафиксированных между накладными пластинами, обеспечивающими конструкции отражателя жесткость и прочность.
Излучатель снабжен приводом 26 осевого вращения и рабочей поверхностью (фиг.8) в виде полого полуцилиндра 27 с прорезями 28, образующими одинаковые пластины. Пластины рабочей поверхности излучателя могут быть выполнены шириной от 1 мм до 3 мм.
Установлен излучатель 21 у выходного отверстия сопла 22 с размещением оси вращения полуцилиндра 27 перпендикулярно направлению струи водо-топливной смеси.
Камера 23 дополнительно снабжена редукционным клапаном 29, поддерживающим заданное давление в процессе диспергирования водо-топливной смеси, обеспечивая получение водо-топливной эмульсии в виде дисперсной композиции с непрерывной фазой чистого топлива и дисперсными фазами водных капелек и кавитационных парогазовых пузырьков.
Выходное отверстие 30 камеры 22 соединено с трубопроводом 6 перемещения водо-топливной эмульсии и размещено со стороны выпуклых поверхностей отражателя 24.
Система приготовления топливной эмульсии в штатной топливной системе транспортного средства монтируется с размещением трубопровода 6 водо-топливной эмульсии на минимальном расстоянии от топливного насоса 17 высокого давления ДВС. Это позволяет уменьшить длину топливопровода и наиболее эффективно использовать теплообменные свойства эмульсии.
Получаемая водо-топливная эмульсия представляет собой высокодисперсную композицию, включающую частицы воды размером не более 1 мкм, парогазовые пузырьки размером не более 0,2 мкм.
Управление работой аппарата осуществляется в автоматическом режиме по заданной программе. Перед началом работы аппарата подается предупреждающий звуковой сигнал.

Claims (3)

1. Система приготовления водо-топливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания, включающая дозатор-смеситель, состоящий из систем подачи чистого топлива и воды и камеры смешивания, и диспергатор, снабженный системой подачи водо-топливной смеси и трубопроводом выдачи водо-топливной эмульсии, отличающаяся тем, что системы подачи чистого топлива, воды и водо-топливной смеси включают циркуляционные контуры, которые снабжены насосом и редукционным клапаном, и, кроме того, подающая ветвь циркуляционного контура воды снабжена обратным клапаном, а подающая ветвь циркуляционного контура чистого топлива снабжена отводом с клапаном для соединения с трубопроводом выдачи топливной эмульсии, при этом трубопровод выдачи водо-топливной эмульсии присоединен к насосу высокого давления ДВС, а системы подачи чистого топлива и воды присоединены к трубопроводам перемещения соответствующих жидкостей в штатной системе питания.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что камера смешивания дозатора-смесителя снабжена электромагнитным клапаном, обеспечивающим пульсирующую подачу чистого топлива и воды, и насадкой для увеличения поверхности контакта между чистым топливом и водой, которая выполнена в виде сплошных шаров, или полых шаров с отверстиями, или дискретных тел другой формы, уложенных навалом, или в определенном порядке, или в виде сетки, или в виде спирали, изготовленных из керамики, или стали, или других химически стойких материалов.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что диспергатор выполнен в виде виброакустического смесителя, действующего на основе гидродинамического воздействия излучателя на струю водо-топливной смеси, и включающего камеру диспергирования с входным и выходными отверстиями, которая снабжена редукционным клапаном, соплом, установленным во входном отверстии камеры, отражателем, обеспечивающим циркуляцию смеси в камере, и излучателем с приводом осевого вращения и рабочей поверхностью в виде полого полуцилиндра с прорезями, образующими одинаковые пластины, который установлен у выходного отверстия сопла с размещением оси вращения перпендикулярно направлению струи водо-топливной смеси.
RU2008121398/15A 2008-05-29 2008-05-29 Система приготовления водо-топливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания RU2381826C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008121398/15A RU2381826C1 (ru) 2008-05-29 2008-05-29 Система приготовления водо-топливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008121398/15A RU2381826C1 (ru) 2008-05-29 2008-05-29 Система приготовления водо-топливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008121398A RU2008121398A (ru) 2009-12-20
RU2381826C1 true RU2381826C1 (ru) 2010-02-20

Family

ID=41625265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008121398/15A RU2381826C1 (ru) 2008-05-29 2008-05-29 Система приготовления водо-топливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2381826C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465952C2 (ru) * 2010-12-02 2012-11-10 Анатолий Георгиевич Баканов Система приготовления водотопливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания
RU2519466C1 (ru) * 2013-01-29 2014-06-10 Юрий Андреевич Кривошеин Установка для приготовления топливных смесей
RU2819475C1 (ru) * 2023-12-14 2024-05-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный аграрный университет" Акустический смеситель компонентов бионефтяного топлива с электронным управлением

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465952C2 (ru) * 2010-12-02 2012-11-10 Анатолий Георгиевич Баканов Система приготовления водотопливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания
RU2519466C1 (ru) * 2013-01-29 2014-06-10 Юрий Андреевич Кривошеин Установка для приготовления топливных смесей
RU2819475C1 (ru) * 2023-12-14 2024-05-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный аграрный университет" Акустический смеситель компонентов бионефтяного топлива с электронным управлением

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008121398A (ru) 2009-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6023697B2 (ja) 実時間インライン水−燃料エマルションの装置、プロセスおよびシステム
CA2675522C (en) Real time in-line hydrosonic water-in-fuel emulsion apparatus, process and system
US8381701B2 (en) Bio-diesel fuel engine system and bio-diesel fuel engine operating method
JP4790066B2 (ja) 水エマルジョン製造装置
CA2630927A1 (en) Multi-fuel co-injection system and method for internal combustion and turbine engines
JP4733711B2 (ja) 混合燃料供給装置および混合燃料の供給方法
RU2381826C1 (ru) Система приготовления водо-топливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания
CN101235775B (zh) 乳化柴油的高效助燃供油装置
US20140041288A1 (en) Real time in-line water-in-fuel emulsion apparatus, process and system
RU143472U1 (ru) Устройство для приготовления водно-топливной эмульсии
EP2679798A1 (en) Mixed fuel generation method, mixed fuel generation device and fuel supply device
CN101544184A (zh) 随机乳化燃料油的供给方法及装置
CN102322362A (zh) 发动机多燃料混合乳化供给系统
RU2465952C2 (ru) Система приготовления водотопливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания
CN201416492Y (zh) 燃油掺水乳化燃烧装置
CN108049994A (zh) 一种废热回收高温油水混合喷射的内燃机燃料供给系统
KR100591887B1 (ko) 에멀젼 연료를 사용하는 보일러
RU2306447C2 (ru) Способ и устройство для дозирования и приготовления топливно-водной эмульсии, подаваемой в карбюраторные двс
WO2019180796A1 (ja) Hhoガス混合液体燃料供給装置、及びhhoガス混合液体燃料の製造方法
RU2300658C2 (ru) Способ и система получения и подачи топливно-водной эмульсии в двигатели внутреннего сгорания и удаления из штатной топливной системы неиспользованной топливно-водной эмульсии
RU2294448C2 (ru) Способ для получения и подачи топливно-водной эмульсии в двс с впрыском топлива
US20150122216A1 (en) Method and system to improve atomization and combustion of heavy fuel oils
RU2143581C1 (ru) Устройство приготовления водотопливной эмульсии
CN101497812A (zh) 液体燃料乳化的方法及设备
RU2016216C1 (ru) Устройство для приготовления водотопливной эмульсии