Способ получения технического водорода и его использования в двигателях внутреннего сгорания
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ получения технического водорода и его использования в двигателях внутреннего сгорания содержит термохимический цикл разложения воды, причем источником теплоты для термохимической реакции и потребителем водорода является двигатель внутреннего сгорания. Отработанные газы двигателя нагревают реактор до 900-950oС, сокращают подачу углеводородного топлива и включают подачу воды из бака. Выделенный водород охлаждается до 450-480oС и поступает во впускной трубопровод двигателя, где смешивается с обедненной горючей смесью. Технический результат заключается в получении дешевого и экологически чистого топлива для автомобильного транспорта и в увеличении мощности автомобиля и удешевлении автотранспортных перевозок. 1 ил.
Изобретение относится к способам получения технического водорода и его использования в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания.
Известны способы получения водорода путем взаимодействия воды с амальгамой алюминия или металла, выбранного из группы - бериллий, цирконий, марганец, титан, хром при повышенной температуре [1] ; а также алюминий и добавки галлия, индия, олова [2] ; и сплавы, содержащие литий, натрий или калий [3] . Основными недостатками этих способов является большой расход дорогостоящих сплавов и редких металлов, хранение их в герметичных сосудах или под слоем инертного газа. Известен термохимический процесс производства водорода из воды с подводом теплоты извне при температуре 800-1000oC [4] . Основными недостатками этого способа являются наличие автономного источника теплоты, необходимость переработки и хранения водорода, что значительно удорожает его стоимость. Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ получения технического водорода и его использования в двигателях внутреннего сгорания, содержащий термохимический цикл разложения воды, причем источником теплоты для термохимической реакции и потребителем водорода является двигатель внутреннего сгорания [5] . Однако известное техническое решение не обеспечивает эффективной работы двигателя внутреннего сгорания. Задачей изобретения является получить дешевое и экологически чистое топливо для автомобильного транспорта; сократить выбросы в атмосферу вредных веществ от выхлопных газов автомобилей; сократить на 50-70% расход углеводородного топлива на каждом автомобиле; удешевить автотранспортные перевозки. Поставленная задача решается тем, что способ получения технического водорода и его использования в двигателях внутреннего сгорания содержит термохимический цикл разложения воды, причем источником теплоты для термохимической реакции и потребителем водорода является двигатель внутреннего сгорания, согласно изобретению отработанные газы двигателя нагревают реактор до температуры 900-950oC, сокращают подачу углеводородного топлива и включают подачу воды из бака, а выделенный водород охлаждается до температуры 450-480oC и поступает во впускной трубопровод двигателя, где смешивается с обедненной горючей смесью. На чертеже изображена принципиальная схема устройства для реализации способа получения и использования водорода. Принципиальная схема устройства содержит двигатель внутреннего сгорания 1; впускной трубопровод горючей смеси 2; воздушный фильтр 3; впускной трубопровод водорода 4; термохимический реактор 5; трубопровод подачи воды 6; бак для воды 7; выпускной трубопровод отработанных газов 8. При запуске и прогреве двигателя 1 отработанные газы, имеющие температуру около 1200oC, из цилиндров двигателя по выпускному трубопроводу 8 поступают в рубашку термохимического реактора 5, нагревают его до температуры 900-950oC и поступают далее в выпускной трубопровод. При нагреве реактора до 900-950oC сокращают подачу углеводородного топлива и включают подачу воды из бака для воды 7 по трубопроводу 6. Вода, подогретая до 450-500oC, поступает в камеру термохимического реактора. При прохождении пара через слой реагента выделяется технический водород с температурой выхода около 900oC. Технический водород охлаждается до температуры 450-480oC и по трубопроводу 4 поступает во впускной трубопровод двигателя 2, где смешивается с обедненной горючей смесью, поступающей в трубопровод 2. Горючая смесь с содержанием от 4 до 18% водорода в зависимости от требуемой нагрузки поступает в цилиндры двигателя. Применение данного способа получения и использования технического водорода обеспечено доступным и надежным источником теплоты, получаемой от двигателя внутреннего сгорания, при минимальных затратах. Оптимальные размеры реактора обеспечивают достаточный выход водорода для того, чтобы сократить расход углеводородного топлива на 50-70%. Имеется доступный выбор дешевых реагентов с высокой степенью регенерации. Восстановление реагента осуществляется отработанными при работе двигателя газами, содержащими 1-2% CO и 1-1,5% CO2, которые поступают в реактор. Предлагаемый способ является достаточно простым в технологическом отношении, легко управляемым и безопасным, так как регулировка объема выхода водорода регулируется объемом подачи воды в реактор, а для выключения реактора достаточно выключить двигатель или отключить подачу воды. Применение данного способа получения и использования водорода позволяет получить дешевое и экологически чистое топливо для автомобильного транспорта; сократить выбросы в атмосферу вредных веществ от выхлопных газов автомобилей; сократить на 50-70% расход углеводородного топлива на каждом автомобиле; удешевить автотранспортные перевозки. Источники информации 1. Патент США N 3540854, НКИ 23-282, 17.11.1970. 2. Авторское свидетельство СССР N 535364, МПК С 22 С 21/00, 22.06.1976. 3. Авторское свидетельство СССР N 681674, МПК С 01 В 3/08 от 23.12.1981. 4. Шпильрайн Э. Э. Введение в водородную энергетику (стр. 113-123). М. : Энергоиздат, 1984. 5. Патент Российской Федерации N 2070978, МПК F 02 В 43/10, 27.12.1996.Формула изобретения
Способ получения технического водорода и его использования в двигателях внутреннего сгорания, содержащий термохимический цикл разложения воды, причем источником теплоты для термохимической реакции и потребителем водорода является двигатель внутреннего сгорания, отличающийся тем, что отработанные газы двигателя нагревают реактор до 900-950oС, сокращают подачу углеводородного топлива и включают подачу воды из бака, а выделенный водород охлаждается до 450-480oС и поступает во впускной трубопровод двигателя, где смешивается с обедненной горючей смесью.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способам работы двигателей внутреннего сгорания
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к способу работы газового двигателя внутреннего сгорания (ДВС)
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к способу работы газового двигателя внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано в различных отраслях промышленности: в энергетике, в нефтяной и газовой промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и др
Способ работы двигателя внутреннего сгорания // 2123121
Изобретение относится к способам работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с искровым зажиганием
Изобретение относится к машиностроению, а именно к многоцилиндровым двигателям внутреннего сгорания
Вакуумный водородно-кислородный двигатель, имеющий два рабочих такта за один оборот коленчатого вала // 2205281
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия
Изобретение относится к двигателестроению, в частности способу получения топлива для двигателя внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам эксплуатации двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия с первичным топливом, содержащим метанол
Изобретение относится к технологии переработки углеводородного сырья, в частности к получению синтез-газа
Способ получения синтез-газа // 2317250
Изобретение относится к технологии переработки углеводородного сырья в химическом реакторе сжатия на базе поршневого ДВС, в частности к получению синтез-газа парциальным окислением углеводородов в богатых углеводородно-воздушных смесях
Способ работы двигателя внутреннего сгорания // 2488013
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам работы двигателя внутреннего сгорания
Изобретение относится к машиноведению, а именно двигателестроению. Техническим результатом является повышение КПД двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения заключается в том, что топливная смесь состоит из водорода и атмосферного воздуха и перед сжатием предварительно охлаждается криогенной компонентой воздуха, которая становится составляющей топливной смеси, включая ее жидкую фазу. Использование водорода в топливе позволяет осуществить предварительное охлаждение топливной смеси жидким воздухом, при этом повысить степень сжатия топливной смеси при бездетонационной работе двигателя и уменьшить работу ее сжатия. Высокая степень сжатия топливной смеси позволяет включить в дальнейший процесс расширения продуктов сгорания дополнительное количество теплоты, образованной при сгорании подведенного водорода, и повысить эффективность цикла в целом. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к машиноведению, а именно двигателестроению. Техническим результатом является повышение КПД двухтактного двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что топливная смесь состоит из водорода и кислорода, включает в себя жидкую фазу воды, жидкий и газообразный азот, а перед подачей топливной смеси в цилиндр двигателя она предварительно охлаждается жидким азотом. После сжигания топливной смеси продукты сгорания сбрасываются через пульсационную трубу в атмосферу. Использование водорода в топливной смеси позволяет осуществить предварительное охлаждение топливной смеси жидким азотом, существенно повысить степень сжатия топливной смеси при бездетонационной работе двигателя и уменьшить работу ее сжатия. Кроме того, подводится дополнительное количество теплоты, образованной при сгорании водорода в процессе расширения продуктов сгорания, а также дополнительно охлаждается топливная смесь, поступающая в цилиндр двигателя, за счет выхлопа продуктов сгорания в пульсационную трубу. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям, работающим на газообразном топливе, конвертированным из дизельных двигателей. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что при работе двигателя с газовой форсункой, комбинированной со свечой зажигания, на такте всасывания впускают воздух через открытый впускной клапан в цилиндр двигателя и закрывают впускной клапан после поворота вала двигателя на четверть оборота от начального положения, при котором поршень находится в цилиндре в верхней «мертвой точке». Во время движения поршня к нижней «мертвой точке» при закрытом впускном клапане подают в цилиндр двигателя через форсунку горючий газ, который продолжают подавать в цилиндр двигателя на такте сжатия во время движения поршня от нижней «мертвой точки» к верхней «мертвой точке». Прекращают подавать горючий газ в цилиндр двигателя перед поворотом вала двигателя на угол, при котором уменьшающийся объем камеры в цилиндре двигателя становится равным объему камеры в цилиндре двигателя в момент закрытия впускного клапана. При дальнейшем перемещении поршня от нижней «мертвой точки» к верхней «мертвой точке» после прекращения подачи горючего газа в цилиндр двигателя созданную газовоздушную смесь сжимают и затем воспламеняют свечой зажигания. 1 ил.
