RU2409760C1

RU2409760C1 - Ice fuel-air mix enricher

Info

Publication number: RU2409760C1
Application number: RU2009130301/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Весенгириев (RU); Михаил Иванович Весенгириев
Original assignee: Михаил Иванович Весенгириев
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2011-01-20

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed device comprises electrolyser housing connected by inlet branch pipe with air filter and by outlet branch pipe with engine air inlet duct, anode and cathode. Electrolyser casing is made up of tight cathode with branch pipe to feed water solution of electrolyte. Anode represents a perforated cylinder with its end faces attached to the housing by dielectric perforated haskets. Inlet branch pipe allows controlled intake of air filter-cleaned air into electrolyser and engine air intake channel via bypass pipeline with valves. Electrolyser bottom part allows intake of filtered air controlled by valves via branch pipe with check valve and electrolyte adjustable blowing by engine exhaust gases. Outlet branch pipe incorporates drip pan and can suck off mix of gases from electrolyser communicated with engine air intake line.

EFFECT: higher efficiency, electrolyser safety, reduced toxicity.

1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для обогащения топливовоздушной смеси, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания.The invention relates to engine building, in particular to devices for enriching the air-fuel mixture, and can be used in internal combustion engines.

Известно устройство для обогащения топливовоздушной смеси кислородом, содержащее воздушный фильтр, компрессор и подключенный к двигателю патрубком фильтр обогатитель /А.с. СССР, №853133, P02B 51/00, 07.08.1981 г./ [1].A device is known for enriching a fuel-air mixture with oxygen, comprising an air filter, a compressor, and an enrichment filter / A.c connected to the engine pipe. USSR, No. 853133, P02B 51/00, 08/07/1981 / [1].

Недостатком известного устройства является громоздкость, дороговизна в эксплуатации и отсутствие одновременного обогащения топливовоздушной смеси и кислородом и водородом.A disadvantage of the known device is cumbersome, expensive to operate and the lack of simultaneous enrichment of the air-fuel mixture with oxygen and hydrogen.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является обогатитель топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, содержащий воздушный фильтр и подключенный к двигателю воздуховпускным патрубком электролизер для обогащения топлвовоздушной смеси. Через электролизер проходит поток воздуха с присутствующей в нем естественным путем водой либо поток воздуха с введенным в него водным раствором электролита /Патент РФ, №2299347, F02M 27/04, 20.05.2007 г./ [2].Closest to the proposed invention is an air-fuel mixture enrichment engine of an internal combustion engine, comprising an air filter and an electrolyzer connected to the engine through an air inlet pipe to enrich the fuel-air mixture. A stream of air with naturally present water or a stream of air with an aqueous electrolyte solution introduced into it passes through the electrolyzer / RF Patent, No. 2299347, F02M 27/04, 05/20/2007 / [2].

Недостатком известного обогатителя является низкая эффективность его электролизера в эксплуатации.A disadvantage of the known concentrator is the low efficiency of its electrolyzer in operation.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективности работы электролизера и двигателя в целом.The technical problem solved by the invention is to increase the efficiency of the electrolyzer and the engine as a whole.

Поставленная задача решается тем, что у обогатителя топливовоздушной смеси ДВС, содержащего воздушный фильтр, корпус электролизера, подключенный входным патрубком к воздушному фильтру, выходным патрубком к воздуховпускному трубопроводу двигателя, анод и катод, корпус электролизера выполнен герметичным катодом снабженным патрубком с герметично закрывающейся крышкой для ввода в корпус водного раствора электролита. Анод выполнен в виде перфорированного цилиндра и концентрично с корпусом с торцов закрепленного в нем диэлектрическими перфорированными прокладками. Входной патрубок выполнен с возможностью регулируемого через байпасный трубопровод с запорно-регулирующим устройством, например, воздушной заслонкой, забора очищенного воздушным фильтром атмосферного воздуха в электролизер и в воздуховпускной трубопровод двигателя. При этом донная часть электролизера выполнена снабженной патрубком с обратным клапанам и с возможностью регулируемой, например, воздушной заслонкой, продувки электролита в электролизере охлажденными, например, воздухом окружающей среды в холодильнике выхлопными газами от выхлопной системы двигателя, либо воздухом от источника давления, например, от компрессора. Выходной патрубок выполнен снабженным каплеулавловителем. например, насадком из керамических колец, и с возможностью отсасывания обогащенного газами /водородом и кислородом/ воздуха из электролизера сообщенным с воздуховпускным трубопроводом двигателя.The problem is solved in that for an ICE fuel-air mixture enricher containing an air filter, an electrolyser case connected to an air inlet by an inlet pipe, an anode and a cathode to an engine air inlet pipe, an electrolyzer case is provided with a sealed cathode equipped with a nozzle with a hermetically sealed cover for input into the body of an aqueous electrolyte solution. The anode is made in the form of a perforated cylinder and concentrically with the casing from the ends of the dielectric perforated gaskets fixed in it. The inlet pipe is configured to be controlled through the bypass pipe with a shut-off and control device, for example, an air damper, to draw in the atmospheric air cleaned by the air filter into the electrolyzer and into the engine air intake pipe. In this case, the bottom of the electrolyzer is equipped with a nozzle with non-return valves and with the possibility of adjustable, for example, an air damper, purging the electrolyte in the electrolytic cell with cooled, for example, ambient air in the refrigerator exhaust gases from the exhaust system of the engine, or air from a pressure source, for example, from compressor. The outlet pipe is made equipped with a drop catcher. for example, a nozzle made of ceramic rings, and with the possibility of aspirating the enriched gases / hydrogen and oxygen / air from the electrolyzer connected to the engine air inlet pipe.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Обогатитель топливовоздушной смеси ДВС содержит корпус электролизера выполненный герметичным катодом 1, снабженным патрубком 2 с герметично закрывающейся крышкой 3 для ввода в корпус водного раствора электролита. Анод 4 электролизера выполненный в виде перфорированного цилиндра и концентрично с корпусом с торцов закрепленного в нем диэлектрическими перфорированными прокладками 5. Входной патрубок 6, выполненный с возможностью регулируемой, например, по команде от блока управления двигателя, через байпасный трубопровод 7 с запорно-регулирующим устройством 8, например, воздушной заслонкой, забора очищенного воздушным фильтром 9 атмосферного воздуха в электролизер и в воздуховпускной трубопровод 10 двигателя 11. При этом донная часть электролизера выполнена снабженной патрубком 12 с обратным клапаном 13 и с возможностью регулируемой, например, воздушной заслонкой 14, продувки электролита в электролизере, охлажденными, например, воздухом окружающей среды в холодильнике 15 и очищенными фильтром 16 выхлопными газами от выхлопной системы 17 двигателя, либо воздухом от источника давления, например, от компрессора /не показано/. Выходной патрубок 18 выполненный снабженным каплеулавловителем 19, например, насадком из керамических колец, и с возможностью отсасывания обогащенного газами воздуха из электролизера сообщенным с воздуховпускным трубопроводом двигателя.The ICE fuel-air mixture enricher contains an electrolyzer body made of a sealed cathode 1, equipped with a nozzle 2 with a hermetically sealed cover 3 for introducing an aqueous electrolyte solution into the body. The anode 4 of the electrolyzer is made in the form of a perforated cylinder and concentrically with the housing from the ends of the dielectric perforated gaskets fixed in it 5. The inlet pipe 6, which is adjustable, for example, by command from the engine control unit, through the bypass pipe 7 with a shut-off and control device 8 , for example, with an air damper, taking in the atmospheric air cleaned with an air filter 9 into the cell and into the air inlet pipe 10 of the engine 11. The bottom of the cell filled with a nozzle 12 with a check valve 13 and with the possibility of adjustable, for example, an air damper 14, purging the electrolyte in the electrolytic cell, cooled, for example, by ambient air in the refrigerator 15 and purified by the filter 16 from the exhaust system 17 of the engine, or from the source pressure, for example, from the compressor / not shown /. The outlet pipe 18 is made with a drip catcher 19, for example, a nozzle made of ceramic rings, and with the possibility of suction of gas-enriched air from the electrolyzer connected to the engine air inlet pipe.

Обогатитель топливовоздушной смеси ДВС работает следующим образом.The enrichment of the engine air-fuel mixture is as follows.

Для пуска обогатителя в работу через патрубок 2 в рабочую полость электролизера заливают электролит, например, водный раствор едкого кали - до уровня, например, наполовину перекрывающего горизонтальный участок патрубка 2, после этого патрубок 2 герметично закрывают крышкой 3. Затем на электроды: катод 1, анод 4 электролизера, например, от бортового аккумулятора, подают регулируемый, например, заданный блоком управления двигателя постоянный ток и включают в работу двигатель 11. В электролизере за счет протекания электрического тока через электролит происходит разложение воды на водород и кислород.To start the enrichment in operation through the pipe 2, an electrolyte, for example, an aqueous solution of caustic potassium, is poured into the working cavity of the electrolyzer to a level, for example, pipe 2 half-covering the horizontal section, then the pipe 2 is hermetically closed by a cover 3. Then to the electrodes: cathode 1, the anode 4 of the electrolyzer, for example, from an on-board battery, delivers a constant current regulated, for example, set by the engine control unit and turns on the motor 11. In the electrolyzer, due to the flow of electric current through the electric Debye- occurs water decomposition into hydrogen and oxygen.

При этом работой поршня двигателя 11 в его воздуховпускном трубопроводе 10 и, следовательно, и в герметичном корпусе-катоде 1 электролизера, создается разрежение. Очищенный от пыли воздушным фильтром 9 атмосферный воздух, через входной патрубок бис регулированием, например, по команде от блока управления двигателя, через байпасный трубопровод 7 с запорно-регулирующим устройством 8, например, воздушной заслонкой, забирается и поступает, частично в корпус 1 электролизера, и частично в воздуховпускной трубопровод 10 двигателя 11. При этом в донную часть электролизера через патрубок 12 с обратным клапаном 13, также с регулированием, например, по команде от блока управления двигателя,например, воздушной заслонкой 14, подаются охлажденные, например, воздухом окружающей среды в холодильнике 15 и очищенные фильтром 16 выхлопные газы под избыточным давлением от выхлопной системы 17 двигателя 11, либо подается воздух от источника давления, например, от компрессора /не показано/. Здесь эти выхлопные газы или этот воздух перфорированной прокладкой 5 разбиваются на мелкие пузырьки и далее они продувая электролит в электролизере проходят через нега, снимают и уносят с его электродов 1 и 4 образовавшиеся в результате электролиза пузырьки газов, смешиваются с этими газами, что повышает безопасность, и поднимаясь в верх создают эрлифтную циркуляцию электролита в электролизере. Все это с высокой эффективностью отражается на процесс разложения воды на водород и кислород, так как за счет отсасывания газов из полости электролизера и продувания его с донной части выхлопными газами или воздухом снижает плотность образующихся на его электродах пузырьков газов, что существенно снижает переходное сопротивление “электролит-электрод”, повышает производительность, снижает тепловыделение, и повышает безопасность работы электролизера. Полученная в результате электролиза смесь водорода, кислорода, водяного пара и продувочного газа проходит через верхнюю перфорированную прокладку 5, затем эта смесь в каплеулавловителе 19 очищается от капелек электролита, смешивается с поступающим сюда через входной патрубок 6 атмосферным воздухом от фильтра 9 и через выходной патрубок 18 выводится из электролизера. Далее эта смесь газов также смешивается с атмосферным воздухом, засасываемым от воздушного фильтра 9, через байпасный трубопровод 7 с регулированием воздушной заслонкой 8, и затем поступает в воздуховпускной трубопровод 10, и используется в двигателе 11 для приготовления топливовоздушной смеси.In this case, the operation of the piston of the engine 11 in its air inlet pipe 10 and, therefore, in the sealed housing-cathode 1 of the electrolyzer, creates a vacuum. The atmospheric air cleaned from dust with an air filter 9, through regulation, for example, by command from the engine control unit, through bypass pipe 7 with a shut-off-control device 8, for example, an air damper, is taken and supplied, partially into the electrolyzer body 1, and partially into the air inlet pipe 10 of the engine 11. At the same time, to the bottom of the cell through the pipe 12 with a check valve 13, also with regulation, for example, by command from the engine control unit, for example, an air damper 14 nkoya people served chilled, e.g., ambient air in the cooler 15 and filter 16 the purified exhaust gases from the pressurized exhaust system 17 of engine 11, or air is supplied from the pressure source, for example, from compressor / not shown /. Here, these exhaust gases or this air with a perforated gasket 5 are broken into small bubbles and then they purge the electrolyte in the electrolysis cell and pass through it, remove and carry away gas bubbles from its electrodes 1 and 4, mix with these gases, which increases safety, and rising to the top create an airlift circulation of the electrolyte in the cell. All this with high efficiency is reflected in the process of decomposition of water into hydrogen and oxygen, because by suctioning gases from the cavity of the cell and blowing it from the bottom with exhaust gases or air it reduces the density of gas bubbles formed on its electrodes, which significantly reduces the transition resistance “electrolyte -electrode ”, increases productivity, reduces heat generation, and increases the safety of the electrolyzer. The mixture of hydrogen, oxygen, water vapor and purge gas obtained as a result of electrolysis passes through the upper perforated gasket 5, then this mixture is cleaned of droplets of electrolyte in a trap 19, mixed with atmospheric air coming in through the inlet 6 from the filter 9 and through the outlet 18 It is removed from the electrolyzer. Further, this gas mixture is also mixed with atmospheric air sucked in from the air filter 9 through the bypass pipe 7 controlled by the air damper 8, and then enters the air inlet pipe 10, and is used in the engine 11 to prepare the air-fuel mixture.

Обогатитель топливовоздушной смеси ДВС существенно повышает производительность, безопасность электролизера в работе и существенно повышает экономическую, экологическую эффективность двигателя в целом. Найдет широкое применение в двигателестроении.The ICE fuel-air mixture enricher significantly increases productivity, the safety of the electrolyzer in operation and significantly increases the economic and environmental efficiency of the engine as a whole. Will find wide application in engine building.

Claims

The ICE fuel-air mixture enricher comprising an air filter, an electrolyzer body, connected by an inlet pipe to an air filter, an outlet pipe to an engine air intake pipe, an anode and a cathode, characterized in that the electrolyzer body is sealed by a cathode equipped with a pipe with a cap for introducing an aqueous solution into the body electrolyte, the anode is made in the form of a perforated cylinder and inlet concentrically with the body from the ends of the inlet pipe fixed in it by dielectric perforated gaskets k is made with the possibility of controlling through the bypass pipe with a shut-off and control device the intake of atmospheric air purified by the air filter into the electrolyzer and into the engine air intake pipe, while the bottom of the electrolyzer is provided with a nozzle with a check valve and with the possibility of controlled purging of the electrolyte in the electrolyzer with cooled exhaust gases from engine or air from a pressure source, the outlet pipe is made equipped with a drop catcher and can syvaniya enriched air gases out of the cell communicating with the engine air inlet duct.