Способ регенерации отработавших газов и устройство для его осуществления

 

Сущность изобретения: способ и устройство регенерации отработавших газов позволяет восстановить повторно рабочее тело двигателя внутреннего сгорания, осуществить совмещение разнотемпературных масс отработавших газов в коллекторе топливной смеси при работающем двигателе, для чего отработавшие газы при выходе из двигателя разделяются на два самостоятельных потока, один из которых сохраняет высокотемпературное состояние при поступлении в коллектор топливной смеси, а другой охлаждается и нагнетается вместе с конденсатом воды в ресивер, из которого затем охлажденная вода распыливается содержащимся в ней отработавшим газом в состав высокотемпературного газа, поступившего в коллектор топливной смеси, при этом, температура верхнего предела отработавших газов ограничена 550°С. Высокая эффективность процесса регенерации отработавших газов достигается созданием необходимой разности температуры их разнотемпературного состояния на момент совмещения в системе с разрежением (или избыточным давлением). Это достигается резким снижением температуры распыливаемой воды за счет испарения содержащегося в ней растворенного углекислого газа при поступлении пылевых фракций воды в систему коллектора топливной смеси (обладающего при работе двигателя некоторым разряжением), и ограничением температурного режима высокотемпературным отработавшим газом, чем исключается возможность обратимых процессов диссоциации молекул пылевых фракций воды на водород и кислород, которыми формируется рабочее тело двигателя процессом регенерации отработавших газов при сохранении в их составе углекислого газа. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к регенерации отработавших газов.

Сущность изобретения заключается в том, что восстановление продуктов сгорания двигателя, которые образуются водой и углекислым газом, достигается совмещением разнотемпературных масс отработавших газов в системе коллектора топливной смеси на работающем двигателе. С этой целью отработавшие газы при выходе их из двигателя разделены на два самостоятельных потока, один из которых сохраняется высокотемпературного состояния, температуры не выше 550^оС при поступлении их в коллектор топливной смеси, а второй охлаждается и охлажденный газ (ОГ) вместе с конденсатом воды сжимаются в ресивере, из которого холодная вода распыливается сжатыми отработавшими газами в коллектор топливной смеси при поступлении в него высокотемпературных отработавших газов.

Высокая эффективность процесса регенерации отработавших газов предлагаемым способом достигается созданием высокой разности температуры разнотемпературным отработавшим газом на момент их совмещения, что достигается резким снижением температуры распыливаемой воды путем мгновенного испарения ее пылевых фракций, насыщенных растворенным в ней углекислым газом, при переходе распыливаемой воды из системы с избыточным давлением в систему коллектора топливной смеси, обладающей при работе двигателя некоторым разрежением.

Дополнительно достигается эффективность и недопущением обратимых пpоцессов диссоциировавших при этом молекул воды на водород и кислород ограничением температуры высокотемпературным отработавшим газам при поступлении их в коллектор топливной смеси с температурой не выше 550^оС.

Предлагаемый способ реализован на известном двигателе внутреннего сгорания, содержащем коллектор топливной смеси, выпускной трубопровод и распылитель охлажденной жидкости. С целью повышения эффективности устройство регенерации снабжено дополнительно замкнутым на всасывающий коллектор С, вторым трубопроводом, содержащим терморегулятор 3, пламягаситель 4 и регулировочную заслонку В, а в первом трубопроводе дополнительно установлен теплообменник 5, компрессор 6, ресивер Е, регулятор давления газов А, при этом распылитель жидкости Р установлен в коллекторе топливной смеси С и связан с ресивером с одной стороны газотрубопроводом через регулятор давления газов А, а с другой трубопроводом охлажденной жидкости Ж с основанием ресивера.

Работа устройства регенерации заключается в совмещении в процессе работы двигателя в коллекторе топливной смеси разнотемпературных масс отработавших газов в регулируемом режиме. Это достигается прохождением части отработавших газов через терморегулятор 3, пламягаситель 4 и регулировочную заслонку В, позволяющую осуществлять дозирование высокотемпературных отработавших газов в коллектор топливной смеси С при величине их температуры не выше 550^оС, и части отработавших газов, охлаждаемых до температуры окружающей среды в теплообменнике 5, которые затем компрессором 6 нагнетаются в ресивер Е, где полученный из отработавших газов конденсат воды насыщается углекислым газом состава отработавших газов.

Регулируемым поступлением высокотемпературных отработавших газов и распыливанием из ресивера Е охлажденной воды, насыщенной углекислым газом, поступающей в распылитель жидкости Р по трубопроводу Ж, а газа по газотрубопроводу через регулятор газов А, также достигается и регулируемое распыливание холодной воды в коллектор топливной смеси С, в котором при работающем двигателе образуется некоторое разрежение. При этом распыливание насыщенной углекислым газом холодной воды при поступлении ее пылевых фракций в систему с разрежением за счет резкого перепада давления, высокое значение которого (относительно) имеет место в ресивере, сопровождается мгновенным ее испарением и резким снижением температуры распыливаемых фракций воды до отрицательных величин, чем достигается высокая разность температуры разнотемпературных масс отработавших газов, послужившая причиной высокой эффективности диссоциации разнотемпературных молекул воды на водород и кислород, которой обусловлено восстановление отработавших газов повторно рабочим телом двигателя в смеси с углекислым газом, который сохраняется при этом неизменным.

Дополнительно к эффективности диссоциации распыливаемой воды на водород и кислород получена эффективность необратимостью этого процесса, недопущением температуры высокотемпературных отработавших газов, при поступлении их в коллектор топливной смеси с температурой выше 550^оС, что осуществляется терморегулятором 3 и пламягасителем 4.

Нижний предел температуры высокотемпературным газам не устанавливается, ибо это не является препятствием протеканию процесса. (Если бы было возможно иметь высокотемпературные массы отработавших газов газообразного состояния при +15, +20^оС, а распыливаемую воду снижать температурой, достигая необходимую разность их температур, то процесс диссоциации распыливаемых паров воды имел бы такую же эффективность).

Предлагаемым способом и его устройством возможна организация работы ДВС в замкнутом цикле на одном и том же рабочем теле (не потребляя дополнительно топливо) до полной утечки его из системы.

Формула изобретения

1. Способ регенерации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в охлаждении выпускаемых отработавших газов путем впрыска в последние воды с образованием смеси и ее подачи на всасывание, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, выпускаемые отработавшие газы отводятся одновременно двумя потоками, первый из которых сохраняет высокотемпературное состояние не выше 550^oС, а второй охлаждают и смешивают с первым путем впрыска холодной воды в первый поток в системе с разрежением вторым потоком отработавших газов после их охлаждения и сжатия вместе с водой.

2. Двигатель внутреннего сгорания с регенерацией отработавших газов, содержащий коллектор топливной смеси, выпускной трубопровод и распылитель с трубопроводом охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он снабжен перепускным трубопроводом, терморегулятором, пламегасителем, регулировочной заслонкой, теплообменником, компрессором, ресивером и регулятором давления газов, причем выпускной трубопровод выполнен в виде первого и второго патрубков, терморегулятор, пламегаситель и регулировочная заслонка размещены в перепускном трубопроводе, одним концом связанном с коллектором топливной смеси, а другим с первичным патрубком выпускного трубопровода, второй патрубок которого соединен через теплообменник и компрессор с ресивером, подключенным с двух сторон к распылителю соответственно через регулятор давления газов и трубопровод охлаждающей жидкости, и распылитель установлен в коллекторе топливной смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1