Устройство для магнитной обработки углеводородного топлива на основе постоянных магнитов



Устройство для магнитной обработки углеводородного топлива на основе постоянных магнитов
Устройство для магнитной обработки углеводородного топлива на основе постоянных магнитов

 


Владельцы патента RU 2480612:

Тумашев Александр Сергеевич (RU)
Хайрулин Ринат Минаахметович (RU)

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к средствам, обеспечивающим улучшение условий сгорания топлива. Заявляемое устройство снабжено концентраторами магнитного поля и спиралеобразными ферромагнитными магнитопроводами, постоянные магниты и концентраторы магнитного поля объединены в магнитную систему с рабочими зазорами посредством спиралеобразных ферромагнитных магнитопроводов, закрученных вдоль оси симметрии топливопровода на угол, равный углу смещения вектора магнитной индукции в каждом последующем рабочем зазоре относительно предыдущего рабочего зазора, концентраторы магнитного поля выполнены в виде накладок из ферромагнитного материала, закрепленных на полюсе постоянного магнита в первой секции либо на свободных концах ферромагнитных магнитопроводов. Корпус, в который заключена магнитная система, состоит из секций, фиксирующих величину рабочих зазоров и пространственную ориентацию векторов магнитной индукции в каждой из них, крепление секций между собой выполнено подвижным. Технический результат, достигаемый заявляемым техническим решением, заключается в повышении эффективности активации топлива в двигателях внутреннего сгорания. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к средствам, обеспечивающим улучшение условий сгорания топлива.

Известно устройство для магнитной обработки топлива, содержащее корпус из немагнитного материала, проточные каналы, постоянные магниты и магнитопровод (Патент РФ №2168052, опубл. 27.05.2001 г.). Корпус выполнен в виде пластины, магнитопровод выполнен в виде двух С-образных скоб, огибающих с торцов пластину корпуса. В корпусе вставлены с зазором относительно друг друга две пары постоянных магнитов преимущественно прямоугольной формы, между каждой парой магнитов расположены проточные каналы, соответствующие выходным отверстиям диффузоров карбюратора. При этом диаметр каналов не превышает длины каждого из магнитов, укрепленных в пластине, а толщина пластины составляет приблизительно десятую часть ее длины

К недостаткам известного устройства можно отнести низкую эффективность воздействия магнитов на поступающее в камеры сгорания топливо.

Известно устройство для магнитной обработки топлива двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №2011880, опубл. 30.04.1994), содержащее корпус в виде трубы с входным и выходными отверстиями, набором постоянных магнитов, закрепленных на ленточной основе и установленных на этой трубе поочередно с ориентацией магнитных полей параллельно и/или перпендикулярно потоку топлива.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность использования энергии магнитов, а также изготовление дополнительного корпуса в виде трубы, т.е. осуществляется изменение конструкции топливной системы двигателя.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является магнитный активатор топлива, устанавливаемый на топливопровод и включающий в себя корпус с размещенным в нем постоянным Nd-Fe-B магнитом, активатор снабжен, по крайней мере, двумя магнитами, установленными последовательно по ходу движения топлива по топливопроводу, при этом между магнитами установлен, по крайней мере, один разделитель-регулятор расстояния, выполненный из немагнитного материала. Магниты могут быть выполнены кольцевыми или в виде полуколец, а также в виде дисков и смонтированы в корпусе в шахматном порядке по разные стороны от продольной оси корпуса. По крайней мере один кольцевой магнит, смонтированный в корпусе устройства, расположен наклонно к продольной оси корпуса под углом от 10 до 90 градусов. Магниты могут быть выполнены также в виде пластин или дисков и смонтированы в корпусе в шахматном порядке по разные стороны от продольной оси корпуса (пат. РФ №2324838, опубл. 10.10.2007 г.).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность использования энергии магнитов из-за несовершенной магнитной системы.

Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в создании устройства, обладающего повышенной интенсивностью магнитной обработки углеводородного топлива в двигателях внутреннего сгорания.

Поставленная задача решается благодаря тому, что устройство для магнитной обработки топлива на основе постоянных магнитов, включающее немагнитный разъемный корпус с размещенными в нем магнитами, установленными последовательно по ходу движения топлива по теплопроводу и размещенными непосредственно на топливопроводе, дополнительно снабжено концентраторами магнитного поля и спиралеобразными ферромагнитными магнитопроводами, постоянные магниты и концентраторы магнитного поля объединены в магнитную систему с рабочими зазорами посредством спиралеобразных ферромагнитных магнитопроводов, закрученных вдоль оси симметрии топливопровода на угол, равный углу смещения вектора магнитной индукции в каждом последующем рабочем зазоре относительно предыдущего рабочего зазора, концентраторы магнитного поля выполнены в виде накладок из ферромагнитного материала, закрепленных на полюсе постоянного магнита в первой секции либо на свободных концах ферромагнитных магнитопроводов, корпус, в который заключена магнитная система, состоит из секций, фиксирующих величину рабочих зазоров и пространственную ориентацию векторов магнитной индукции в каждом из них, крепление секций между собой выполнено подвижным, что позволяет корпусу облегать топливопровод как на прямолинейных, так и на криволинейных его участках.

Предпочтительно, что накладки концентраторов выполнены в форме усеченной призмы, прикрепленной к полюсам магнитов или магнитопроводов поверхностью с большей площадью.

Предпочтительно, усеченное сечение накладки концентраторов имеет прямоугольную форму.

Предпочтительно, магнитная система содержит не менее двух рабочих зазоров.

Существенные отличительные признаки заявляемого технического решения:

- устройство дополнительно снабжено концентраторами магнитного поля и спиралеобразными ферромагнитными магнитопроводами;

- постоянные магниты и концентраторы магнитного поля объединены в магнитную систему с рабочими зазорами посредством спиралеобразных ферромагнитных магнитопроводов;

- магнитопроводы закручены вдоль оси симметрии топливопровода на угол, равный углу смещения вектора магнитной индукции в каждом последующем рабочем зазоре относительно предыдущего рабочего зазора;

- концентраторы магнитного поля выполнены в виде накладок из ферромагнитного материала;

- концентраторы магнитного поля закреплены на полюсе постоянного магнита в первой секции либо на свободных концах ферромагнитных магнитопроводов;

- корпус, в который заключена магнитная система, состоит из секций, фиксирующих величину рабочих зазоров и пространственную ориентацию векторов магнитной индукции в каждом из них;

- крепление секций между собой выполнено подвижным, что позволяет корпусу облегать топливопровод как на прямолинейных, так и на криволинейных его участках.

Совокупность существенных отличительных признаков и их взаимосвязь позволяют решить поставленную задачу.

По сравнению с известным уровнем техники заявляемое изобретение обладает новизной, а также соответствует критерию уровня техники.

Технический результат, достигаемый благодаря данному техническому решению, заключается в повышении эффективности активации топлива в двигателях внутреннего сгорания.

На фиг.1 показана принципиальная схема заявляемого устройства с сечениями магнитной системы по рабочим зазорам, в которых магнитный поток воздействует на топливо в топливопроводе. На фиг.2 показана схема суммарного воздействия магнитного поля во всех рабочих зазорах на проходящее по топливопроводу топливо.

Заявляемое устройство включает топливопровод 3, разъемный корпус 5 с постоянными магнитами 4, размещенными непосредственно на топливопроводе 3, концентраторы магнитного поля 2 и спиралеобразные магнитопроводы 1, соединяющие магниты 4 и концентраторы магнитного поля 2. Магниты 4, спиралеобразные ферромагнитные магнитопроводы 1 и концентраторы магнитного поля 2, расположенные либо на полюсе постоянного магнита в первом зазоре либо на свободных концах магнитопроводов 1 в остальных зазорах, объединены в общую магнитную систему, включающую не менее двух рабочих зазоров 6. Магнитная система заключена в немагнитный разъемный корпус 5, выполненный из секций, фиксирующих местоположение магнитов и связанных с ними посредством магнитопроводов концентраторов по поверхности топливопровода, что обеспечивает пространственную ориентацию векторов магнитной индукции в каждом из рабочих зазоров 6, крепление секций между собой выполнено подвижным, что позволяет корпусу 5 облегать топливопровод 3 как на прямолинейных, так и на криволинейных его участках.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Очень важным элементом заявляемого устройства является концентратор магнитного поля. Известно, что в ферромагнетиках, помещенных в магнитное поле, магнитная индукция возрастает. Величина, показывающая, во сколько раз увеличивается магнитная индукция, называется относительной магнитной проницаемостью. В зависимости от материала ферромагнетика она составляет для твердой стали до 200 раз, для чугунного литья до 600, для полосового железа до 5000 раз. (Для сравнения - магнитная проницаемость воздуха равна 1). Чем выше магнитная проницаемость материала, тем меньшее сопротивление прохождению магнитных силовых линий он оказывает.

Через полюс магнита излучается магнитный поток, равный произведению магнитной индукции на площадь полюса магнита. Если на полюс магнита закрепить накладку из ферромагнитного материала, то весь магнитный поток пойдет через эту накладку, так как она имеет магнитное сопротивление на два-три порядка меньше, чем у воздуха. Придав этой накладке форму усеченной призмы или конуса с площадью верхнего сечения заведомо меньшей, чем площадь полюса, получим увеличение магнитной индукции (плотности магнитного потока) в верхнем сечении, возросшей кратно отношению площадей этого сечения и полюса магнита.

Таким образом, меняя геометрические размеры ферромагнитной накладки, можно концентрировать магнитную энергию магнита в меньшем объеме обрабатываемого вещества, повышая тем самым плотность магнитного потока и эффективность магнитной обработки.

В каждом рабочем зазоре заявляемого устройства между постоянным магнитом и концентратором сформировано магнитное поле с силовыми линиями, перпендикулярными направлению движения топлива в топливопроводе. Плотность магнитного потока в сечении топливопровода, по которому движется топливо, неоднородна. Как видно на схеме, она меняется по трапециевидному закону и в месте прилегания постоянного магнита к топливопроводу равна плотности магнитного потока одиночного магнита и многократно возрастает в зоне прилегания концентратора.

Движение потока топлива внутри топливопровода носит ламинарный характер, то есть топливо не перемешивается. Зоны с максимальной плотностью магнитного потока в сечении каждого последующего рабочего зазора смещены относительно предыдущего так, чтобы в сумме, с учетом количества рабочих зазоров, покрыть площадь всего сечения топливопровода и подвергнуть магнитной обработке с максимальной магнитной индукцией всю массу топлива, движущегося по нему.

Таким образом, сочетание метода зонной концентрации энергии магнитов и метода последовательного позиционирования с фиксированным перемещением зон концентрации в сечении топливопровода позволяет решить техническую задачу настоящего изобретения.

1. Устройство для магнитной обработки углеводородного топлива на основе постоянных магнитов, включающее немагнитный разъемный корпус с магнитами, установленными последовательно по ходу движения топлива по топливопроводу и размещенными непосредственно на немагнитном топливопроводе, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено концентраторами магнитного поля и спиралеобразными ферромагнитными магнитопроводами, постоянные магниты и концентраторы магнитного поля объединены в магнитную систему с рабочими зазорами посредством спиралеобразных ферромагнитных магнитопроводов, закрученных вдоль оси симметрии топливопровода на угол, равный углу смещения вектора магнитной индукции в каждом последующем рабочем зазоре относительно предыдущего рабочего зазора, концентраторы магнитного поля выполнены в виде накладок из ферромагнитного материала, закрепленных на полюсе постоянного магнита в первой секции либо на свободных концах ферромагнитных магнитопроводов, корпус, в который заключена магнитная система, состоит из секций, фиксирующих величину рабочих зазоров и пространственную ориентацию векторов магнитной индукции в каждом из них, крепление секций между собой выполнено подвижным, что позволяет корпусу облегать топливопровод как на прямолинейных, так и на криволинейных участках его.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что накладки концентраторов выполнены в форме усеченной призмы, прикрепленной к полюсам магнитов или магнитопроводов поверхностью с большей площадью.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что усеченное сечение накладки концентраторов имеет прямоугольную форму.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитная система содержит не менее двух рабочих зазоров.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкого топлива и подготовки его к сгоранию. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкого топлива и подготовки его к сгоранию. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) работающих на водороде. .

Изобретение относится к области энергетики. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным фильтрам. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к обогатителям топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам, обогащающим топливовоздушную смесь двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области электромагнетизма, а именно электромагнитным устройствам, используемым для активации магнитным полем жидкого топлива двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Устройство для магнитной обработки жидкого топлива для двигателя внутреннего сгорания, содержащее топливопровод из диамагнитного материала и с электромагнитом в виде катушки, выполненной однорядной из нескольких секций 1-6, не менее шести, расположенных на автомобильном топливопроводе 7 на расстоянии друг от друга 8-10 см и соединенных с генератором автомобиля 8, согласно изобретению имеет дополнительно последовательно соединенные между собой катушки 9 и 10, растянутые вдоль топливопровода и соединенные параллельно с генератором автомобиля с возможностью образования магнитных полей, силовые линии которых направлены перпендикулярно потоку жидкого топлива, при этом секции катушки разбиты по парам и включены встречно с образованием поочередно магнитных полей, силовые линии которых направлены противоположно друг другу и вдоль потока жидкого топлива. Изобретение обеспечивает повышение эффективности активации топлива как за счет воздействия магнитными полями разного направления вдоль потока, так и магнитным полем перпендикулярно потоку топлива. 2 ил.

Способ сжигания углеводородного топлива в газотурбинных двигателе или установке, содержащих камеру сгорания, заключается в поступлении на ее вход потока углеводородного топлива и потока воздуха, сжатого в компрессоре до высокого давления. Топливовоздушную смесь воспламеняют, а полученные при горении смеси газы направляют через турбину и сопло в атмосферу. При этом воздействуют, по меньшей мере, на часть потока сжатого воздуха за компрессором электрическим разрядом, организованным таким образом, чтобы обеспечить заданные значения объемной плотности энергии и приведенной напряженности электрического поля так, что под его воздействием воздух образует низкотемпературную неравновесную плазму, содержащую колебательно- и электронно-возбужденные молекулы кислорода в основном и в синглетном состояниях. Часть потока углеводородного топлива смешивают с полученной низкотемпературной неравновесной воздушной плазмой и подвергают риформингу, интенсифицируемому молекулами возбужденного кислорода. Образующийся при риформинге синтез-газ направляют в камеру сгорания для дополнительной интенсификации горения. Изобретение повышает эффективность работы камеры сгорании при одновременном снижении выброса вредных веществ в атмосферу, обеспечивает устойчивость горения в обедненных топливом топливовоздушных смесях. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию в камере сгорания, преимущественно, поршневого двигателя, заключающийся в том, что создают воздуховодяную мелкодисперсную эмульсию путем распыления воды, на полученную эмульсию воздействуют СВЧ-излучением до нагрева эмульсии до температуры кипения воды, затем обработанную эмульсию подают в камеру сгорания и повторно воздействуют на нее СВЧ-излучением до нагрева эмульсии до температуры, превышающей температуру кипения воды при давлении в камере сгорания, после чего в камеру сгорания впрыскивают топливо. Технический результат заключается в снижении расхода топлива и повышении к.п.д. работы двигателя, а также снижении токсичности выхлопных газов за счет повышения степени активности водной составляющей в процессе диспергирования (мелкости распыливания) топлива и его испарения посредством использования накопленной в воде энергии СВЧ-излучения.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложено устройство магнитоакустической обработки жидкого углеводородного топлива, содержащее корпус (1), входной (2) и выходной (3) топливные штуцеры, индуктор (7) переменного электрического тока, а также внутреннюю цилиндрическую камеру (4) из неэлектропроводного материала для прохода топлива, связанную с входным и выходным штуцерами. Внутри камеры коаксиально с ней установлена тонкостенная металлическая трубка (8), а на расстояниях от концов металлической трубки располагаются постоянные магниты (9 и 10), выполненные в виде дисков и обращенные друг к другу разноименными полюсами. Технический результат заключается в снижении удельного расхода топлива и увеличении мощности двигателя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложено устройство для активации текучей среды, содержащее узел (10) корпуса, содержащий первое тело (11), имеющее пустотелую цилиндрическую конструкцию и имеющее приемное пространство для образования проточного канала для пропускания текучей среды; второе тело (19), расположенное так, чтобы покрывать наружную поверхность первого тела и которое образует разделяющее пространство, отнесенное от части наружной поверхности первого тела на заранее определенное расстояние для образования зазора; первую крышку (15a) и вторую крышку (15b); узел генерирования магнитной силы (20), расположенный в приемном пространстве узла корпуса (10) для воздействия магнитной силой на текучую среду; поддерживающую пластину (50), расположенную в приемном пространстве для поддержки узла генерирования магнитной силы; узел приема магнитной силы (40), расположенный между первым телом и вторым телом и намагничиваемый узлом генерирования магнитной силы (20) для воздействия на текучую среду; узел блокирования теплоты (30), расположенный между узлом генерирования магнитной силы и вторым телом для блокирования теплоты, переносимой извне узла корпуса в приемное пространство. Технический результат заключается в снижении расход топлива, уменьшении выбросов загрязняющих веществ, увеличении срока службы и повышении кпд двигателя. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к фильтрам магнитной очистки и обработки автомобильного и авиационного топлива. Предложенный фильтр содержит полый цилиндрической формы корпус (1), на наружном торце которого имеется штуцер (17) с внутренним входным каналом, разделитель (3) в виде цилиндрической пространственной решетки, имеющий поперечные пазы с расположенными в них постоянными магнитами (4) С-образной формы, крышку (2) цилиндрической формы, на внешнем торце которой расположен штуцер (18) с внутренним выходным каналом, на внутреннем ее торце расположен полый цилиндрической формы стержень (5), а во внутренней цилиндрической расточке стержня расположены постоянные магниты (6) цилиндрической формы. Кроме того, предложен способ сборки фильтра. Технический результат заключается в повышении теплотворной способности топлива и повышении полноты и скорости сгорания. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Изобретение относится к жидкостным распылительным устройствам эжекционного типа и может быть использовано при подготовке топлива к сжиганию. Техническая задача, решаемая данным изобретением - упрощение конструкции устройства для кавитации топлива, повышение КПД и экономичности двигателя, снижение вредных примесей за счет интенсификации процесса кавитации, а также упрощение монтажа топливной системы двигателя внутреннего сгорания, например, автомобиля. Предлагаемое устройство подготовки топлива для двигателей внутреннего сгорания включает топливный насос, подводящие трубки и камеру сгорания топлива, причем перед подачей топлива в камеру сгорания устанавливается электрический кавитатор, в котором топливо проходит через искровой разряд. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам комбинированной магнитной обработки жидкостей. Устройство для комбинированной магнитной обработки жидкости содержит корпус 1, соединенный с трубопроводами подвода и отвода жидкости и установленный внутри него магнитный блок 6 в виде набора постоянных магнитов. Между магнитным блоком 6 и корпусом 1 выполнен канал для прохождения потока жидкости в виде спирали с кратностью шага, равной шести. Длина магнитного блока 6 соизмерима с его диаметром. Между кольцевыми магнитами магнитного блока 6 установлены ферромагнитные прокладки 7. Количество кольцевых постоянных магнитов в магнитном блоке 6 равно трем. На патрубках подвода 2 и отвода 3 жидкости установлены электромагниты 4 на основе катушек Гельмгольца 5 с компенсаторами реактивной мощности. Изобретение позволяет намагничивать поток жидкости путем увеличения концентрации магнитного потока и усиления напряженности магнитного поля в рабочем зазоре, а также устранить эффект снижения воздействия постоянных магнитов. 1 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам для обработки различных видов жидкого углеводородного топлива перед его сжиганием и может найти применение в системах питания турбореактивных, газотурбинных двигателей, двигателей внутреннего сгорания, в двигателях Стирлинга, а также в иных энергетических установках, например в горелках котельных и электростанций и других. По данному способу повышения эффективности сгорания углеводородного топлива изменяют частоту переменного низковольтного (10-600 В) напряжения на электродах и выбирают частоту создаваемого в топливе поперечного к потоку топлива однородного электрического поля, при которой диэлектрические потери в углеводородном топливе максимальны и тангенс угла диэлектрических потерь tgδ также будет максимальным. При этом выбирают частоту переменного электрического поля, обратную времени релаксации возбужденных электрическим полем молекул в топливе, и обрабатывают углеводородное топливо электрическим полем перед его подачей в форсунку. Техническим результатом является улучшение параметров каплеобразования на выходе топливной форсунки, получение мелкодисперсной топливовоздушной смеси, интенсификация процессов горения топливовоздушной смеси, снижение уровня токсичности выходных продуктов горения, повышение экономичности потребления топлива. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Группа изобретений относится к двигателестроению, конкретно к средствам воспламенения в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение полноты сгорания, улучшение удельных характеристик и уменьшение эмиссии вредных веществ. Сущность изобретений заключается в том, что ДВС содержит цилиндр с поршнем, головку цилиндров, прокладку между головкой цилиндров и цилиндрами, воспламенитель со свечой зажигания. Прокладка выполнена из диэлектрического материала, а к каждому цилиндру и головке присоединены выводы высоковольтных проводов. Выходные отверстия форкамеры выполнены под углом к оси воспламенителя, а часть выходных отверстий выполнена в форме щелей. В течение всех циклов работы двигателя на топливовоздушную смесь и продукты сгорания воздействуют электрическим полем. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 18 ил.
Наверх