RU2755756C1 - Система генерации водородного тумана - Google Patents

Система генерации водородного тумана Download PDF

Info

Publication number
RU2755756C1
RU2755756C1 RU2021100216A RU2021100216A RU2755756C1 RU 2755756 C1 RU2755756 C1 RU 2755756C1 RU 2021100216 A RU2021100216 A RU 2021100216A RU 2021100216 A RU2021100216 A RU 2021100216A RU 2755756 C1 RU2755756 C1 RU 2755756C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
hydrogen
internal combustion
electrolyzer
cylinders
Prior art date
Application number
RU2021100216A
Other languages
English (en)
Inventor
Николас Николаевич Оксман
Сергей Александрович Воробьев
Павел Александрович Разумов
Original Assignee
Николас Николаевич Оксман
Сергей Александрович Воробьев
Павел Александрович Разумов
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 Николас Николаевич Оксман, Сергей Александрович Воробьев, Павел Александрович Разумов filed Critical Николас Николаевич Оксман
Priority to RU2021100216A priority Critical patent/RU2755756C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2755756C1 publication Critical patent/RU2755756C1/ru

Links

Images

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
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0206—Non-hydrocarbon fuels, e.g. hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • 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
    • 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
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Система генерации водородного тумана предназначена для двигателя (9) внутреннего сгорания с искровым воспламенением или для двигателя с воспламенением от сжатия. Система обеспечивает смешивание водяного тумана и водорода с последующей подачей в цилиндры через впускной коллектор (8). Распыление воды происходит при помощи ультразвука. Водород производится при помощи электролизера (5) в раздельных баках. Распыление воды происходит в гидробаке (1) открытого типа для дистиллированной воды с указателем (3) уровня жидкости и ультразвуковым испарителем (4), путем колебания мембраны с частотой 1,7 МГц устройством на эффекте магнитострикции и генератором частоты. Электролизер (5) снабжен гидробаком (6) закрытого типа для электролита в виде раствора гидроксида калия КОН. Технический результат заключается в дожигании большего количества топливной смеси в цилиндрах двигателя. 1 ил.

Description

Использование: в двигателестроении. Сущность изобретения: Подача водяного водородного тумана в топливовоздушную смесь двигателя.
Система генерации водородного тумана - это устройство для приготовления смеси водяного тумана и газа Брауна, содержит ультразвуковой испаритель воды, закрепленный в специальном баке с выходным отверстием минимум 40 миллиметров. Водородный электролизер с баком закрытого типа, выходное отверстие в 10 миллиметров с кислородно-водородной смесью, трубка вывода кислородно-водородной смеси имеет вывод к впускному коллектору ДВС.
Питание устройства осуществляется с помощью ШИМ контроллера напряжения и преобразователя тока бортовой сети.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с подачей водородного тумана в топливовоздушную смесь.
Относительно близкими аналогами изобретения являются патенты:
RU 2300658 С2 «Система для приготовления и подачи водно-топливной эмульсии в двигатель внутреннего сгорания», опубл. 27.05.2010. Содержится использование водно-топливной эмульсии в двигателе внутреннего сгорания.
RU 2306447 С2 «Способ и устройство для дозирования и приготовления топливно-водной эмульсии, подаваемой в карбюраторные две», опубл. 20.09.2007. Содержится использование водно-топливной эмульсии в карбюраторном ДВС.
RU 2015397 «Устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания», опубл. 30.06.1994.
RU 2390649 «Система для приготовления и подачи водно-топливной эмульсии в двигатель внутреннего сгорания», опубл. 27.05.2010. Описана система для создания и использования водно-топливной эмульсии.
В известных технических решениях вода подается в топливовоздушную смесь в виде горячего пара или мелкодисперсных капель, что требует дополнительных затрат энергии, но не обеспечивает эффективного улучшения мощностных и экономических показателей ДВС, а также не снижает токсичность выхлопных газов.
Прототипом к данному изобретению является техническое решение, которое впрыскивает воду в топливовоздушную смесь в виде мелкодисперсных капель, распыляемых дополнительным воздушным потоком.
Устройство для подачи воды в прототипе содержит водяной жиклер, установленный во впускном патрубке и снабженный управляющим органом. К водяному жиклеру установлен воздушный распылитель, воздух в который поступает из дополнительного воздушного патрубка за счет разрежения во впускном коллекторе, что не увеличивает мощность и экономичность ДВС.
Основной недостаток всех этих технических решений - дорогостоящая аппаратура допрыска воды с помощью насосов, жиклеров, под управлением электронной аппаратуры.
Из опыта применения допрыска воды на форсажных режимах самолетов первой мировой войны известно - лучшее распыление воды повышает эффект, вышеописанные патенты предлагают распыление воды при помощи пониженного давления во впускном коллекторе, и подают воду через жиклер.
Данное изобретение направлено на повышение мощностных и экономических показателей ДВС, характеризующееся впрыском воды в топливовоздушную смесь.
Принципиальная схема системы генерации водородного тумана представлена на чертеже: 1 - гидробак открытого типа для дистиллированной воды; 2 - воздушный фильтр; 3 - указатель уровня жидкости с датчиком; 4 - ультразвуковой испаритель; 5 - электролизер; 6 - гидробак закрытого типа для электролита (раствор гидроксида калия КОН); 7 - гидрозатвор; 8 - впускной коллектор двигателя; 9 - двигатель внутреннего сгорания.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе подачи воды в топливовоздушную смесь двигателя внутреннего сгорания, разработано устройство, позволяющее распылять воду до мельчайших частиц - состояние тумана. Достигается это за счет применения ультразвука на частоте 1,7 МГц, которая разбивает воду на мельчайшие капли, которая после этого попадает в воздушный коллектор. В данном патенте рассмотрено применение холодного водяного пара с кислородно-водородной смесью.
Принцип работы испарителя - колебания высокой частоты мембраны создают в жидкости звуковые волны, которые представляют собой области сжатия и разрежения (повышенного и пониженного давления). В области пониженного давления образуются кавитационные пузырьки, которые представляют собой пузырьки тумана и появляются благодаря тому, что температура кипения воды снижается при снижении давления.
Затем звуковые волны поднимают пузырьки вверх, а так как давление в атмосфере ниже, чем внутри пузырька, то когда он лопается на поверхности - появляется частички тумана. Устройство состоит из генератора частоты, и устройства, основанного на эффекте магнитострикции, которое и колеблет мембрану.
На основном баке с водой, предназначенной для распыления, закреплено устройство для расщепления воды на составляющие - водород и кислород, эта смесь поступает в смеситель и вместе с водяным туманом попадает в ДВС. Кислородно-водородная смесь создает в цилиндре ДВС много локальных очагов возгорания, что позволяет дожечь большее количество топливной смеси в цилиндрах тем самым увеличивая КПД и экологические свойства, водяной туман же - попадая в цилиндры, забирает часть тепловой энергии на себя (так как вода является сильным теплопроводником) и расширяется, создавая дополнительное давление на цилиндры. Тем самым мы получаем увеличение КПД двигателя, полное дожигание топливно-воздушной смеси и снижение выброса оксидов азота за счет понижения температуры выхлопных газов.
Газ Брауна, попадая в ДВС, создает большое количество локальных очагов возгорания, что в свою очередь позволяет дожечь все остатки топлива в цилиндрах. Благодаря этому можно снизить расход топлива на карбюраторных бензиновых двигателях на 20-30%, но на современных топливных системах эффект использования гремучего газа в качестве присадки к основному топливу минимален из-за высокой оптимизации использования топлива.
Далее - мельчайшие частицы H2O попадают в цилиндры ДВС и встречаются с раскаленными остатками выхлопных газов с предыдущего такта, и моментально расширяются, создавая дополнительно давление на цилиндры во время рабочего такта. Во время этого процесса вода, являющаяся сильным тепло проводником - забирает часть тепловой энергии и снижает общую температуру выхлопных газов. Все эти факторы способствуют снижению выбросов оксидов азота, увеличению топливной эффективности, снижению расхода, и увеличению КПД двигателей внутреннего сгорания.

Claims (1)

  1. Система генерации водородного тумана для двигателя внутреннего сгорания с искровым воспламенением или воспламенением от сжатия, заключающаяся в смешивании водяного тумана и водорода с последующей подачей в цилиндры через впускной коллектор, распыление воды происходит при помощи ультразвука, а производство водорода - при помощи электролизера в раздельных баках, отличающаяся тем, что распыление воды происходит в гидробаке открытого типа для дистиллированной воды с указателем уровня жидкости и ультразвуковым испарителем, колебанием мембраны с частотой 1,7 МГц устройством на эффекте магнитострикции и генератором частоты, а электролизер снабжен гидробаком закрытого типа для электролита в виде раствора гидроксида калия КОН.
RU2021100216A 2021-01-11 2021-01-11 Система генерации водородного тумана RU2755756C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100216A RU2755756C1 (ru) 2021-01-11 2021-01-11 Система генерации водородного тумана

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100216A RU2755756C1 (ru) 2021-01-11 2021-01-11 Система генерации водородного тумана

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2755756C1 true RU2755756C1 (ru) 2021-09-21

Family

ID=77852012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021100216A RU2755756C1 (ru) 2021-01-11 2021-01-11 Система генерации водородного тумана

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2755756C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117178C1 (ru) * 1996-10-24 1998-08-10 Александр Иванович Захаров Комбинированная система питания двигателя внутреннего сгорания экологически чистых транспортных средств, преимущественно автомобилей
KR20080113174A (ko) * 2008-11-17 2008-12-29 최정규 내연기관용 수소/산소 연료분사장치
RU2446294C2 (ru) * 2010-04-26 2012-03-27 Владимир Васильевич Салмин Система питания двигателя внутреннего сгорания и способ ее работы
US8449737B2 (en) * 2008-09-13 2013-05-28 David Thomas Richardson Hydrogen and oxygen generator having semi-isolated series cell construction
RU2725648C1 (ru) * 2019-08-30 2020-07-03 Мусин Ильшат Гайсеевич Способ подачи в ДВС с искровым зажиганием водоводородного топлива, водоводородное топливо, и устройство для его получения
US10844781B2 (en) * 2015-11-26 2020-11-24 Hmt Hydromotive Gmbh Method for operating an internal combustion engine with a gas mixture supplied to the combustion air and produced by water electrolysis, and assembly and electrolysis device for carrying out said method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117178C1 (ru) * 1996-10-24 1998-08-10 Александр Иванович Захаров Комбинированная система питания двигателя внутреннего сгорания экологически чистых транспортных средств, преимущественно автомобилей
US8449737B2 (en) * 2008-09-13 2013-05-28 David Thomas Richardson Hydrogen and oxygen generator having semi-isolated series cell construction
KR20080113174A (ko) * 2008-11-17 2008-12-29 최정규 내연기관용 수소/산소 연료분사장치
RU2446294C2 (ru) * 2010-04-26 2012-03-27 Владимир Васильевич Салмин Система питания двигателя внутреннего сгорания и способ ее работы
US10844781B2 (en) * 2015-11-26 2020-11-24 Hmt Hydromotive Gmbh Method for operating an internal combustion engine with a gas mixture supplied to the combustion air and produced by water electrolysis, and assembly and electrolysis device for carrying out said method
RU2725648C1 (ru) * 2019-08-30 2020-07-03 Мусин Ильшат Гайсеевич Способ подачи в ДВС с искровым зажиганием водоводородного топлива, водоводородное топливо, и устройство для его получения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106499531B (zh) 一种双喷嘴气/液双燃料缸内直喷内燃机及控制方法
CN100394002C (zh) 一种氢气-汽油混合燃料发动机及控制方法
CN102251897A (zh) 内燃机多燃料预混合燃烧系统
CN102278240A (zh) 利用含氧燃料催化分解降低柴油机油耗的方法及装置
CN109944685B (zh) 一种压升率可控的直喷氢氧转子机及其控制方法
CN110816800B (zh) 柴燃联合动力装置和氢燃料电池混合动力系统及其燃料供给方法
CN110486151A (zh) 一种二甲醚压燃式转子发动机及其控制方法
CN111197532A (zh) 一种氢气/甲醇复合燃料发动机
CN102251885A (zh) 一种船用柴油机高温高压燃油供给方法及装置
RU2755756C1 (ru) Система генерации водородного тумана
CN101457713A (zh) 亚临界蒸汽辅助做功汽油机
US20060225672A1 (en) Vapor injection system for an internal combustion engine
CN101672226A (zh) 一种清洁多燃料内燃机
TWI648465B (zh) 水霧輔助進氣電離助燃裝置
CN101280746B (zh) 超声波燃料油微细雾化装置
CN110821719A (zh) 点燃式内燃机和氢燃料电池混合动力系统及其燃料供给方法
CN108049989A (zh) 一种缸外喷水的汽油机
CN210919273U (zh) 一种内燃机智能助燃装置及含有其的机动车、船
CN114233540A (zh) 一种甲醇发动机冷启动进气管装置及其控制方法
CN208763763U (zh) 重油发动机的双火花塞缸头总成及航空发动机
CN212508584U (zh) 内燃机助燃环保系统
CN201321892Y (zh) 亚临界蒸汽辅助做功汽油机
CN200978740Y (zh) 内燃机高频振荡雾化供汽系统
CN201531315U (zh) 一种清洁多燃料内燃机
TWM577899U (zh) Molecular atomization fuel saver for vehicle