SE428587B - Anordning for tillforsel av vattenanga till en forbrenningsmotors avgaser - Google Patents
Anordning for tillforsel av vattenanga till en forbrenningsmotors avgaserInfo
- Publication number
- SE428587B SE428587B SE8004193A SE8004193A SE428587B SE 428587 B SE428587 B SE 428587B SE 8004193 A SE8004193 A SE 8004193A SE 8004193 A SE8004193 A SE 8004193A SE 428587 B SE428587 B SE 428587B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- steam
- water
- engine
- exhaust
- outlet
- Prior art date
Links
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
- 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
- F02M25/032—Producing and adding 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
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Description
800M93-2
och motorblockets avgasöppningar (och eventuellt-beroende på motortyp-K
insugsöppning) svarande kanaler. En sådan mellanläggsbricka är enkel att
montera och stör inte strömningsbilden för avgaserna.
Genom att, som ovan beskrivits, ângbildningskammaren är anordnad så
att den bildade ångan i huvudsak avleds direkt från utrymmet ovanför
vätskeytan, minskas medsläpningen av vattendroppar. F öreträdesvis är emellertid
en vattenfälla anordnad mellan ångutloppet eller i-loppen och motorn.
Vatten från behållaren tillförs kontinuerligt till ångbildningskammaren,
antingen genom självtryck eller via en pumpanuordning, och en lämplig vätskenivâ
upprätthålls hela tiden i ångalstringselementets hålighet eller kammare med
hjälp av lämpliga organ, t.ex. en före ângbildningskammaren anordnad flottör-
ventil eller liknande.
Ångbíldningskammarens eller -kamrarnas dimensioner och vätskenivån i
densamma avpassas, så att en ändamålsenlig mängd vatten tillförs ångbildníngs-
kammaren. En lämplig vattenmängd har visat sig vara ca 1 - 5 dl vatten/liter
bränsle, men även större eller mindre vattenmängd kan komma ifråga.
Vid exempelvis en förgasarmotor kan den alstrade ångan tillföras före
eller efter förgasaren. I det senare fallet anordnas någon lämplig ventilanordning,
som avpassar_ ångmängden i beroende av gaspådraget. Anordningen enligt
uppfinningen kan givetvis även användas vid motorer utan. förgasare, såväl
bensin- som dieselmotorer. i
Uppfinningen beskrivs nedan närmare med avseende på några speciella
utföringsformer med hänvisning till de bifogade ritningar-na, där
* Fig. l schematiskt visar ett vattenångtillförselsystem enligt uppfin-
ningen; i
Fig. 2 är en schematisk vy av en utföringsform av ett ångalstringsele-
ment i anordningen enligt uppfinningen;
Fig. 3 och Fig. 4 är varianter av en annan utföringsform av ângalstrings-
elementet;
Fig. 5 är ett snitt längs A-A i Fig. 3 och 4; och
Fig. 6 är ett motsvarande snitt som i Fig. 5 av en variant av
utföringsformen i Fig. 3 och 4.
I det i Fig. i visade systemet för vattenångtillförsel enligt uppfinningen I
är en vattenbehållare eller -tank l via en ledning 2 ansluten till en
pumpanordning 3. Den senare är via en ledning 14 ansluten till en nivåregulator 5,
tex. en flottörventil, som i sin tur via en ledning 6 är förbunden med en
upphettningsdel eller ångalstringselement 7 av värmeledande material. Ledningen
6 mynnar i en kanal eller hålighet 8 i ångalstringselementet 7. Kanalens eller
80014193-2
hålighetens 8 bägge ändar är förbundna med varsin vattenångledning 9a, 9b, som
mynnar i en vattenfälla 10. Från vattenfällans 10 överdel utgår en ledning 11,
som ansluts till insugningsledningen (ej visad) hos en förbränningsmotor. Beroende
på hur denna anslutning är anordnad är eventuellt ett ventilorgan 12 anordnat
mellan vattenfällan 10 och insugningsledningen. Från vattenfällans 10 botten
leder en returledning 13 tillbaka till ledningen 6 mellan nivåregulatorn 5 och
ângalstringselententet 7.
Ångalstringselementet 7 är anordnat så att det åtminstone delvis står i
direkt kontakt med de heta avgaserna från motorn. Detta kan ske på olika sätt,
t.ex. genom att ângalstringselementet 7 som i Fig. 2 är helt eller delvis placerat
inuti motorns avgasgrenrör, eller också genom att det i form av en mellanbricka
anordnas mellan avgasgrenrör och motorblock, såsom förklaras närmare nedan i
samband med Fig. 3 och ll.
l drift pumpas vatten från behållaren 1 till ângalstringselementet 7 med
hjälp av pumpen 3. En lämplig vattennivå 14 upprätthålls kontinuerligt i
håligheten 8 med hjälp av nivåregulatorn 5, som även är anordnad att styra
pumpen 3. Nivåregulatorn 5 kan som ovan nämnts lämpligen vara en flottörventil,
men givetvis kan även den önskade vattennivån inställas med andra medel. De
heta avgaserna avger värme till ångalstringselementets 7 värmeledande gods,
varigenom vattnet i hâligheten 8 upphettas. Håligheten 8 kommer således att
fungera som ângbildningskammare, och den bildade ångan sugs genom det
reducerade trycket i motorns insugningsledning genom ledningarna 9a, 9b till
vattenfällan 10 och vidare till insugningsledningen genom ledningen ll. Vatten-
droppar som medföljt till vattenfällan avskiljs i denna och återgår till ledningen 6
via dräneringsledningen 13. Genom att ett ângutlopp är anordnat vid vardera
änden av ångbildningskammaren 8 kommer oberoende av fordonets lutning alltid
ett av de båda ångutloppen att ha en fri passage för ångan. På så sätt minskas
medsläpningen av vattendroppar betydligt.
I Fig. 2 är ångalstringselementet ett rör 15, t.ex. av koppar, som är
väsentligen horisontellt anordnat i ett avgasgrenrör 16. l det visade fallet är
röret 15 tänkt att vara anordnat ungefär längs med motorblocket, varvid
avgaserna går in i grenröret vid figurens överdel. På ömse sidor om avgas-
grenröret 16 är tvâ ångledningar 17, 18 anslutna, som leder till den i Fig. 1
visade vattenfällan. Vattnet tillförs vid rörets 15 ena ände 15a, och den önskade
vätskenivån 19, t.ex. till halva "höjden", i röret inställs med nivåregulatorn 5 i
Fig. 1. De heta avgaserna i grenröret 16 omspolar röret 15, varvid vattnet
övergår i ångform och leds upp genom ângrören 17, 18 och sedan sugs in i motorn
såsom beskrivits ovan.
8QGl-s19I5-2
I Fig. 3 visas scnematiskt en annan utföringsform av ångalstrings-
elementet, nämligen i form av en långsträckt bricka eller platta avsedd att
införas mellan avgasgrenröret och motorblocket. I brickan är öppningar 20
upptagna med väsentligen samma dimension som motsvarande öppningar i
motorblocket resp. avgasgrenröret. Inuti brickan är en hålighet 2l anordnad, till
vilken en vatteninloppsledning 22 och tvâ ångledningar 23 är anslutna. Håligheten
21, som lämpligtvis sträcker sig längs hela brickan kan ha godtycklig tvärsnitts-
form, t.ex. cirkulär, som i Fig. 3 och Fig. 5. l-låligheten eller ångbildnings-
kammaren Zl kan vara en urtagning i brickgodset eller också utgöras av ett i en
sådan urtagning infört rör eller motsvarande, som kan vara av samma eller annat
material än brickmaterialet. Brickan kan t.ex. utgöras av ett aluminiumblock, i
vars nederçlel ett kopparrör inpassats i en urborrning eller íhgjUtiïS vid tillverk-
ningen av blocket. Brickan eller värmekroppen är vidare försedd med öppningar 24
för avgasgrenrörets fästbultar.
u? På samma sätt som i Fig. 2 hålls håligheten eller röret 21 fyllt med
vatten till lämplig nivå med hjälp av nivåregulatorn 5 (Pig. l). De heta avgaserna
som strömmar ut genom kanalerna 20 i brickan värmer upp denna och värmet
leds genom godset till håligheten 21 och värmer upp vattnet, så att ånga alstras.
Den bildade ångan avgår genom det ena eller båda ângrören 23 (beroende på
fordonets lutning). Ångrören 23 är på samma sätt som tidigare lämpligtvis
anslutna till en vattenfälla, varifrån den separerade ångan sugs in i motorn.
Jämfört med att som i Fig. 2 placera ett rör l5 inuti avgasgrenröret erhålls vid
användning av en mellanbricka enligt Fig. 3 ingen störning av avgasströmningeni
grenröret. g '
I Tvärsnittsformen för mellanbrickan kan t.ex. vara rektangulär som i
Fig. 5, men kan givetvis även utformas på annat lämpligt sätt, t.ex. som i Fig. 6
för att ge utrymme åt en större hålighet 2la, som i det visade fallet har
rektangulär tvärsnittsform. g
I Fig. 4 visas en variant av mellanbrickan i Fig. 3 avsedd för motorer
med insugs- och avgasöppningar på samma sida motorblocket. I det visade fallet
är en insugsöppning 25 anordnad mitt på mellanbrickan, med avgasöppningar 20
anordnade på ömse sidor om denna.
Som tidigare nämnts kan ångan från vattenfällan l0 via ånglednings-
röret ll vid t.ex. en förgasarmotor tillföras motorn före, i eller efter förgasaren.
Om den tillförs vid en punkt nedanför förgasarspjället anordnas emellertid en
lämplig ventilanorcíning 12 (Fig. 1) mellan vattenfällan 10 och ångintagspunkten,
vilken ventil på något lämpligt sätt är anordnad att styras av förgasarspjällets
öppning. Ventilanordningen 12 kan t.ex. vara anordnad att styras av "vakuumet" i
insugningsledningen.
Vattenfällan 10 i Fig. 1 kan vara någon lämplig konventionell vatten-
fälla, t.ex. sådana som används vid kompressorer och liknande. En enkel och väl
fungerande vattenfälla för uppfinningens ändamål kan utgöras av en liggande
cylinderforrnad burk med ungefär det i Fíg. l visade tvärsnittet och med på
I motsvarande sätt anordnade ånginlopp på sidorna och ång- och vattenutlopp
upptill resp. nedtill.
Vattenbehällaren 1 (lämplig volym t.ex. ca 30-40 liter) kan placeras pâ
lämpligt ställe i fordonet. Företrädesvis placeras den dock i motorrummet. För
det fall att den placeras på annat ställe måste ett lämpligt antifrostmedel, t.ex.
etanol, tillsättas till vattnet för att förhindra frysning vintertid. Vid placering i
motorrummet behövs inte detta, eftersom eventuellt fruset vatten i tanken l
snabbt tinas av motorvärmen, sedan motorn satts igång. Lämpligtvis anordnas
värmeslingor inne i tanken l för att förvärma vattnet, t.ex. till ca 60°C, och
således få snabbare och effektivare ångbildning i ângalstringselementet 7. I ett
fordon med vätskekylsystem kan således lämpliga kylvattenslingor dras genom
tanken l.
Vattenångtillförselsystemet enligt uppfinningen är enkelt att installera,
och då speciellt utföringsformen med en mellanbricka enligt Fig. 3 och 4. Det är
dessutom mycket driftssäkert och kräver ett minimum av underhåll. Som nämnts
tidigare erhålls vid normala driftsbetingelser en bränslebesparing pâ ca 25-3596,
samtidigt som kolmoncxidhalten i avgaserna avsevärt reduceras och motorn får
en tystare gång. Den uppnådda minskade bränsleförbrukningen illustreras av de i
nedanstående tabell redovisade resultaten från ett laboratorieförsök utfört med
en bensinmotor Volvo B16 konverterad till marinutförande och med en Schenk
bromsbänk. Härvid användes ett system enligt Fig. I, varvid ångalstringselemen-
tet 7 utgjordes av ett rakt kopparrör med 15 mm diameter anordnat i
avgasgrenröret som i Fig. 2. Den bildade ångan tillfördes till luftrenaren.
Varvtal Bränsle Vatten Vridmoment Effekt Verknings-
varv/min. g ml Nm kW grad
Utan *fatten- 3500 150 - 101,2 37,1 ' 0,235
ånga
lvied vatten- 3500 150 35 92,8 3150 0,29
ånga
8004193-'2
Som framgår av tabellen ovan erhålls en ökning av verkningsgraden med
ca 23% vid en vattenångtillförsel motsvarande ca 25 vikt-96 av den tillförda
bränslemängden. Försöket utfördes vid fullgasprestanda, och en ännu större
ökning av verkningsgraden kan därför förväntas vid normal körning. Detta styrks
-.-
8004193-2
av prov som gjorts med en anordning enligt uppfinningen (Pig. 2) monterad i en
personbil. Under ca 6000 mils körning erhölls en sänkt bränsleförbrukning från
0,97 l/mil till 0,65 l/mil. Vidare observerades en minskning av CO-halten i av-
gaserna med cirka 8 gånger.
Uppfinningen är givetvis inte begränsad till de 'ovan speciellt beskrivna
och visade ufföringsformerna, után många modifikationer och variationer är g
möjliga inom ramen för de efterföljande patentkraven. Givetvis kan motorn eller
motsvarande motorpartier redan vid tillverkningen förses med eller anpassas för
anordningen enligt uppfinningen.
__ .-._ _- ....-...__...._.....?..._,. _.
Claims (9)
1. Anordning vid en förbränningsmotor för tillförsel av vattenånga till motorns insugningsgaser, varvid vattenångan alstras genom upphettning av vatten eller en vattenblandning från en behållare (1) med hjälp av värmet hos de avgaser som lämnar motorn, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar i ett i nära anslutning till motorblockets avgasutlopp anordnat ângalstringselement (7) av värmeledande material, som åtminstone delvis står i direkt kontakt med avgaserna och innefattar en ângbildningskammare (8) med minst en vätskeinloppsöppning (6) och minst ett utlopp (9a, 9b) för den alstrade ångan, organ (5) för upprätthållande av en förutbestämd vätskenivâ i kammaren (8), och en mellan ângutloppet (9a, 9b) och motorns insugningsledning anordnad vattenfälla (10) för avskiljning av vattendroppar medsläpade av ångan.
2. Anordning enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att ångalstringselementet (7) väsentligen utgörs av ett i avgasröret (16) huvudsakligen horisontellt anordnat rör eller rörsystem (15).
3. Anordning enligt patentkravet l, k ä n n e t e- c k n a d av att ângalstringselementet (7) utgörs av ett element anordnat att införas mellan motorblock och avgasgrenrör, vilket element är försett med dels en eller flera genomgående avgaskanaler (20), som förbinder motorblockets avgasutlopp med avgasgrenröret, och dels en som nämnda ângbildningskammare anordnad hålighet (21).
4. Anordning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att àngalstringslementet är en långsträckt mellanläggs- platta, där nämnda hålighet utgörs av en i plattan anordnad väsentligen horisontell, längsgående kanal (21) med vätskeinlopp (22) och vid ändpartíerna anordnade ångutlopp (23).
5. Anordning enligt något av patentkraven 1 till 4 vid förgasarmotorer, k ä n n e t e c k n a d av att vattenângan tillförs efter förgasaren, och att den innefattar organ (12) för reglering av vattenàngtillförseln i beroende av den från förgasaren utgående bränslemängden.
6. Anordning enligt något av patentkraven l till 5, k ä n n e t e c k n a d av att behållaren (1) är försedd med uppvärmningsorgan. 8004193-2 n 7.
Anordning enligt patentk-ravet 6, k ä n n e t e c k n a d av att uppvärmningsorganen innefattar ett rörsystem anslutet till motorns kylvattensystem.
3. Anordning enligt något av patentkraven l till 7, k ä n n e t e c k n a d av att vattenfâllan (10) är en liggande, väsentligen cylinderíormad behållare med ånginlopp vid basytorna, ett eller flera upptill anordnade ångutlopp och minst ett nedtill anordnat vätskeutlopp.
9. Anordning enligt något av patentkraven l till 8, k ä n n e t e c k n a d av att organen (5) för upprätthållande av den förutbestämda vätskenivån i kammaren (7) innefattar vätskenivåavkännande organ.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8004193A SE428587B (sv) | 1980-06-05 | 1980-06-05 | Anordning for tillforsel av vattenanga till en forbrenningsmotors avgaser |
PCT/SE1981/000162 WO1981003524A1 (en) | 1980-06-05 | 1981-06-03 | Device for supplying steam into the inlet of an ic-engine |
EP81901488A EP0053138A1 (en) | 1980-06-05 | 1981-06-03 | Device for supplying steam into the inlet of an ic-engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8004193A SE428587B (sv) | 1980-06-05 | 1980-06-05 | Anordning for tillforsel av vattenanga till en forbrenningsmotors avgaser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8004193L SE8004193L (sv) | 1981-12-06 |
SE428587B true SE428587B (sv) | 1983-07-11 |
Family
ID=20341145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8004193A SE428587B (sv) | 1980-06-05 | 1980-06-05 | Anordning for tillforsel av vattenanga till en forbrenningsmotors avgaser |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0053138A1 (sv) |
SE (1) | SE428587B (sv) |
WO (1) | WO1981003524A1 (sv) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU8090082A (en) * | 1982-02-16 | 1983-08-25 | Advanced Motion Ltd. | Device for supplying water vapour to an internal combustion engine |
LU86553A1 (fr) * | 1986-08-13 | 1988-03-02 | Roger Volcher | Procede pour reduire la consommation de carburant d'une machine thermique a combustion d'hydrocarbures et les polluants atmospheriques et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
CN110974109B (zh) * | 2019-11-25 | 2022-01-28 | 佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 | 蒸汽发生器及洗碗机 |
-
1980
- 1980-06-05 SE SE8004193A patent/SE428587B/sv not_active IP Right Cessation
-
1981
- 1981-06-03 EP EP81901488A patent/EP0053138A1/en not_active Withdrawn
- 1981-06-03 WO PCT/SE1981/000162 patent/WO1981003524A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1981003524A1 (en) | 1981-12-10 |
SE8004193L (sv) | 1981-12-06 |
EP0053138A1 (en) | 1982-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5964206A (en) | Fuel supply cooling system for an internal combustion engine | |
US4483305A (en) | Fuel vaporization device | |
US8590516B2 (en) | Internal combustion engine | |
US7832380B1 (en) | Marine fuel system with an ullage control device | |
CN104508288B (zh) | 蒸发燃料处理装置 | |
US4841943A (en) | Gasoline superheater | |
US4665879A (en) | Fuel evaporation apparatus and method | |
US4167166A (en) | Hot air vaporization system for an internal combustion engine | |
US5118451A (en) | Fuel vaporization device | |
US1262034A (en) | Hydro-oxygen generator. | |
US3395681A (en) | Fuel evaporator and economizer for internal combustion engines | |
SE428587B (sv) | Anordning for tillforsel av vattenanga till en forbrenningsmotors avgaser | |
US3854463A (en) | Efficiency increasing anti-pollution control device | |
US4346675A (en) | Steam injection system for engines | |
US4660525A (en) | Carburetor mixture controller apparatus | |
US4381756A (en) | Gasoline economizing attachment device for internal combustion engines | |
EP0868604B1 (en) | Fuel consumption optimizer and carbon dioxide emissions reducer based on an air-vacuum liquid compensation system | |
US4329963A (en) | Air-fuel charge heater and humidifier | |
US5353772A (en) | Carburetor fuel charge heating apparatus | |
US1220307A (en) | Moistener for internal-combustion engines. | |
US705022A (en) | Explosive-engine. | |
US6895944B1 (en) | Vapor fuel system and method for evaporative fuel vapor engine | |
US1610508A (en) | Mixture humidifier for explosive engines | |
US661660A (en) | Carbureter. | |
US5694888A (en) | Fuel consumption optimizer and exhaust emissions reducer based on an air-vacuum liquid compensation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8004193-2 Effective date: 19930109 Format of ref document f/p: F |