Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию в камере сгорания


 


Владельцы патента RU 2527005:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" (RU)

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 относится к способам получения топливовоздушной смеси в камерах сгорания тепловых двигателей методом мелкодисперсного распыливания, испарения и газификации жидкого топлива и предназначено для использования в камерах сгорания, преимущественно, поршневых двигателей или установок в автомобилестроении, энергетике и в других отраслях машиностроения.

Известен способ подготовки жидкого топлива к сжиганию, включающий перемешивание жидкого топлива с водой, которая играет роль ингибитора, вещества, тормозящего образование окислов азота и серы при горении (RU 95122303, 1995).

Недостатком указанного способа является то, что вода выполняет отведенную ей роль ингибитора только на стадии горения и не принимает активного участия в процессе распыливания топлива.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является способ подготовки жидкого топлива к распыливанию в камеру сгорания, включающий перемешивание жидкого топлива с водой с образованием эмульсии и облучение полученной водотопливной смеси СВЧ-излучением перед его впрыскиванием в камеру сгорания (RU 2266470, 2004).

Указанный способ обеспечивает участие воды в процессе предварительного подогрева топлива для улучшения мелкости его распыливания, испарения и деструкции.

Недостатками известного способа являются повышенное содержание оксидов азота в выхлопных газах двигателя, что обусловлено значительной температурой продуктов сгорания, а также повышенный расход топлива.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа подготовки жидкого топлива к сжиганию в камере сгорания, обеспечивающего снижение расхода топлива и повышение к.п.д. работы двигателя, а также снижение токсичности выхлопных газов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки жидкого топлива к сжиганию в камере сгорания, преимущественно, поршневого двигателя, 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.

Достигаемый технический результат заключается в повышении степени активности водной составляющей в процессе диспергирования (мелкости распыливания) топлива и его испарения за счет использования накопленной в воде энергии СВЧ-излучения.

Способ осуществляют следующим образом.

Создают путем распыления воды воздуховодяную мелкодисперсную эмульсию с содержанием воды 5-15% и на полученную эмульсию воздействуют СВЧ-излучением до нагрева водной составляющей эмульсии до температуры кипения воды. Затем обработанную эмульсию подают в камеру сгорания и вторично воздействуют СВЧ-излучением, нагревая водную составляющую эмульсии до температуры кипения воды при давлении в камере сгорания и впрыскивают в камеру сгорания топливо. Перегретые капли воды практически мгновенно взрывообразно испаряются, повышают давление в камере сгорания и гомогенизируют находящееся в камере топливо.

Сущность предлагаемого способа иллюстрируется нижеследующим примером его реализации.

На подготовленную воздуховодяную эмульсию с содержанием воды 5% и диаметром капель 5 микрон воздействуют СВЧ-излучением с частотой 2,5 ГГц. За счет поглощения энергии СВЧ-излучения водой происходит нагревание водной составляющей эмульсии до температуры кипения воды при незначительном росте температуры эмульсии.

Благодаря большой длине волны СВЧ-излучения нагрев потока эмульсии происходит равномерно по всему объему. После впрыска эмульсии в камеру сгорания осуществляют повторное воздействие на нее СВЧ-излучения, обеспечивая нагрев водной составляющей эмульсии до температуры, превышающей температуру кипения воды при давлении в камере сгорания, в которую затем подают топливо. Перегретые капли воды практически мгновенно взрывообразно испаряются и увеличивают свой объем от 200 до 1000 раз в зависимости от давления в камере сгорания. При этом повышается давление в камере сгорания и гомогенизируется находящееся в камере топливо.

Время и мощность СВЧ-облучения воздуховодяной эмульсии и объемная концентрация воды подбираются в зависимости от требований к устройствам подачи воздуховодяной эмульсии и топлива и в целом к двигателю.

Описанный способ в зависимости от условий проведения процесса подготовки топлива и типа двигателя позволяет сократить расход топлива на 2-4% и снизить содержание СО, NO и NOx в выхлопных газах на 7-8%.

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.



 

Похожие патенты:

Устройство для подготовки к сжиганию нефтяного топлива содержит корпус со штуцерами для ввода нефтяного топлива и воды. Штуцер выполнен в виде прямолинейного участка.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для гидродинамического эмульгирования жидкого топлива содержит гидродинамический кавитационный аппарат, выполненный как тангенциально-осевой вихревой эмульгатор, состоящий из трубопровода обрабатываемых жидких топлив, трубопровода добавляемой жидкости - чистой, замазученной или замасленной воды, отработавших масел, горючих жидких отходов, присадок, цилиндрического корпуса эмульгатора с верхней и средней кольцевыми полостями и внутренней полостью, кавитационной зоной; верхняя и средняя кольцевые полости связаны тангенциально установленными соплами с внутренней полостью корпуса эмульгатора, обеспечивающими, соответственно, тангенциальный подвод в нее жидких топлив и добавляемой жидкости, трубопровод добавляемой жидкости соединен осевым патрубком с внутренней полостью корпуса эмульгатора, с возможностью подачи в его центральную осевую часть добавляемой жидкости; трубопровод добавляемой жидкости снабжен регулирующим вентилем с возможностью регулирования в эмульгированном топливе процентного соотношения обрабатываемого жидкого топлива и добавляемой жидкости.

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для приготовления водотопливных эмульсий и суспензий, а также восстановительной обработки застарелых мазутов.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к котельной технике, в которой используют вязкое топливное сырье, в частности мазут, в качестве топлива и предназначено для мелкодисперсионного эмульгирования обводненного мазута и приготовления водомазутной эмульсии, направляемой на сжигание в топочных устройствах.

Изобретение относится к устройствам получения смесевого дизельного топлива и может быть использовано для получения моторного топлива для дизельных двигателей. .

Изобретение относится к устройствам получения смесевого дизельного топлива и может быть использовано для получения моторного топлива для дизельных двигателей. .

Изобретение относится к технике, предназначенной для сжигания жидкого топлива в теплоэнергетических, технологических и коммунальных установках и может быть использовано в металлургической, химической промышленности и других отраслях сферы деятельности человека.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системе питания камер внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для сжигания жидкого углеводородного топлива с повышенной экономичностью, надежностью (в частности, благодаря отказу от насосов с электроприводами) и экологическими показателями, а также с расширенными функциональными возможностями.

Изобретение относится к области сжигания топлива и может быть использовано в котельных и на тепловых электростанциях с целью повышения экономичности, надежности и снижения вредного воздействия на окружающую среду.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам подготовки топлива для двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет разработать устройство подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, в котором жидкое топливо газифицировалось и обеспечивало бы возможность работы двигателя с оптимальным КПД при минимальном содержании загрязняющих веществ в выхлопных газах.

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

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам работы систем двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности, к использованию природных и попутных газов в энергетике. .

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплогенераторам, и может быть использовано в дизельных двигателях транспортных средств и силовых установок. .

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

Изобретение относится к транспортному оборудованию и может быть использовано для сельскохозяйственных тракторов с двигателями, например, ЯМЗ-240Б и ЯМЗ-240БМ с целью организации их работы в газодизельном режиме.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания и способам обработки топлива. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для нагрева топлива для двигателей внутреннего сгорания, масел, хладонов и других диэлектрических жидкостей.

Изобретение относится к системам топливоподачи различных устройств (двигателей внутреннего сгорания, отопительных печей и т.п.). .

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.
Наверх