УСТРОЙСТВО ПОРТАТИВНОЕ, ЭМУЛЬГИРУЮЩЕЕ ТОПЛИВНУЮ СМЕСЬ, ПРИ ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F02M27/04 F02M25/22 

Предлагаемое портативное устройство относится к двигателестроению, а именно к разделу топливного оборудования.

Близким техническим решением является электрогидравлический эмульгатор с разделением объемов эластичной резиновой мембраной (см. А.С. СССР 128000, опубл. в Б.И. 1960, 9).

Данная конструкция (для непрерывного получения эмульсии с разделением эластичной резиновой мембраны объемов, занятых смешиваемыми жидкостями и вспомогательной жидкостью, в которой осуществляются электрогидравлические удары), имеет высокую металлоемкость, отсюда большой вес, необходимость бетонного фундамента, наличие специального производственного помещения, хранилище для готовой продукции, отдельный подвод промышленного напряжения или потребности в отдельной промышленной силовой установки.

Наиболее близким аналогом (прототипом) по сущности является электрогидравлический эмульгатор, содержащий электроды (см. А.С. СССР 784902, В 01 F 13/00, опубл. 07. 12. 80).

Недостатком этой конструкции является отсутствие кумулятивных киноформ при электродах, способствующих повышению производительности при снижении энергетических затрат на единицу продукции.

Таким образом, целью предлагаемого изобретения является:
- создание компактной портативной конструкции устройства для монтажа на корпусе двигателя;
- использование новейших материалов передовой технологии для создания оптимизированной высококачественной конструкции для серийного промышленного производства;
- получение топливной мелкодисперсной эмульсии с высоким энергетическим качеством при хорошей экономии чистого топлива на 40-60%.

Сущность конструкции изобретения поясняется чертежом, где
фиг. 1 - изображает схематически устройство портативного топливного эмульгатора - вид сбоку:
Узел образования гидравлического импульса:
1 - положительный (+) электрод, направляющий электрический разряд по ионизированному каналу к отрицательному (-) электроду, изготавливается из германида ниобия NbGe;
2 - отрицательный (-) электрод, принимающий электрический разряд от положительного (+) электрода, изготавливается из германида ниобия NbGe;
3 - верхний кумулятивный киноформ, отражающий ионизированное излучение между электродами, концентрируя излучение вдоль ионизированного канала прохождения ионизирующего луча в зоне образования гидравлического импульса, изготавливается на керамической основе, кремниевой - Si подложке, нескольких слоев углерода - С, слоев капиллярно-пористого вольфрама - W, последний слой W создается плотным и полированным;
4 - нижний кумулятивный киноформ, также отражающий ионизированное излучение строго между электродами, концентрируя излучение вдоль ионизированного канала прохождения ионизирующего луча в зоне образования гидравлического импульса и изготавливается тоже на керамической основе, кремниевой - Si подложке, слоев углерода - С, слоев капиллярно-пористого вольфрама - W, последний слой W должен быть плотным и полированным - согласно технологическому назначению;
5 - патрубок ввода воды в зону гидравлического импульса, направляющий воду в зону пониженного давления - кавитационную полость, создающуюся при образовании гидравлического импульса в воде, изготавливается из легкого, коррозионно-стойкого титана - Ti;
6 - патрубок вывода воды из зоны гидравлического импульса, направляющий воду далее в зону образования топливной мелкодисперсной эмульсии, изготавливается из легкого, коррозионно-стойкого титана - Ti;
7 - мембрана передачи гидравлического импульса, передающая гидравлические импульсы, образованные в зоне образования гидравлических импульсов узла образования гидравлических импульсов, в зону образования топливной мелкодисперсной эмульсии узла образования топливной мелкодисперсной эмульсии, изготавливается из высококачественного и эластичного, прочного и износоустойчивого, морозо- и жароустойчивого полимера, способного работать в топливных агрессивных средах;
8 - генератор электроимпульсного ионизирующего излучения - лазер, направляющий электроимпульсное излучение между электродами для ионизации рабочей среды, для эффективного образования гидравлического импульса.

Узел образования топливной мелкодисперсной эмульсии:
9 - патрубок ввода воды в зону образования топливной мелкодисперсной эмульсии, направляющий воду во внешний корпус для смешивания ее с топливом под действием гидравлических импульсов, изготавливается из легкого коррозионно-стойкого титана - Ti;
10 - патрубок ввода топлива для образования топливной мелкодисперсной эмульсии, направляющий топливо, поступающее от электрического насоса во внешний корпус для образования топливной мелкодисперсной эмульсии, изготавливается из легкого коррозионно-стойкого титана - Ti;
11 - патрубок вывода топливной мелкодисперсной эмульсии, выводящий топливную мелкодисперсную эмульсию из зоны образования топливной мелкодисперсной эмульсии узла образования топливной мелкодисперсной эмульсии, изготавливается из легкого коррозионно-стойкого титана - Ti;
12 - верхняя комбинированная крышка, служащая держателем отрицательного (-) электрода, ионизирующего излучателя и являющуюся элементом крепления верхней части мембраны и внешнего корпуса, изготавливается из ударопрочного диэлектрического материала;
13 - нижняя комбинированная крышка, служащая держателем положительного (+) электрода, патрубка ввода воды, патрубка ввода топлива, патрубка вывода топливной мелкодисперсной эмульсии, также являющуюся элементом крепления нижней части мембраны и внешнего корпуса, изготавливается из ударопрочного диэлектрического материала;
14 - внешний корпус, являющийся основным элементом крепления всей конструкции и образующий непосредственно собой узел образования топливной мелкодисперсной эмульсии, предохраняющий устройство от механического повреждения, изготавливается из коррозионно-стойкого и ударопрочного материала.

Фиг. 2 изображает схематически то же, что и на фиг.1 - вид сбоку, но с разворотом в 90 градусов вокруг своей оси.

Предложенное портативное устройство для получения топливной мелкодисперсной эмульсии работает следующим образом.

Вода поступает в зону образования гидравлического импульса узла образования гидравлического импульса по патрубку 5 ввода воды в зону гидравлического импульса, сюда же подается между электродами 1 и 2 ионизирующий луч из генератора электроимпульсного ионизирующего излучения 8, который ионизирует пространство между (+) и (-) электродами, для надежного и качественного образования гидравлического импульса. При этом электрический разряд от положительного (+) электрода 1 по ионизированному каналу направляется к отрицательному (-) электроду 2, при этом в толще воды создается мощный гидравлический импульс, который с высоким давлением, бризантно бросает воду на стенки мембраны 7 передачи гидравлического импульса. Мощные гидравлические импульсы поступают сквозь стенки мембраны 7 в зону образования топливной мелкодисперсной эмульсии узла образования топливной мелкодисперсной эмульсии, расположенной прямо за стенкой мембраны 7 и перед внешним корпусом 14, ограниченной верхней комбинированной крышкой 12 и нижней комбинированной крышкой 13, именно здесь образуется топливная мелкодисперсная эмульсия из молекул топлива поступившей сюда по патрубку 10 ввода топлива и молекул воды, поступившей сюда по патрубку 9 из зоны образования гидравлического импульса узла образования гидравлического импульса, расположенного между электродами. Именно в этой зоне образования гидравлического импульса узла образования гидравлического импульса - молекулы воды ослабляют межмолекулярные силы, образуемые дипольным моментом, далее, когда вода с разрушенными межмолекулярными силами поступают в зону образования топливной мелкодисперсной эмульсии узла образования топливной мелкодисперсной эмульсии, к ней поступают молекулы углеводородного топлива, которые под влиянием гидравлических импульсов, полученных через мембрану 7, ослабляют свои межмолекулярные связи и притягиваются, обволакивая собой отдельные молекулы воды, при этом образуется особо мелкая эмульсия, которая по патрубку 11 вывода топливной мелкодисперсной эмульсии направляется в систему впрыска, форсунки и далее в камеру сгорания двигателя.

Особенности:
- частотные характеристики подаваемого ионизирующего излучения и электрического напряжения на электроды резонансно оптимизируются;
- экономвариант - применение промышленного изотопа Со - 60, для ионизации рабочей среды между электродами, для чего необходимое количество Со - 60 помещается в капсулу и далее в рабочий контейнер, имеющий резьбовое посадочное место.

Преимущества данного портативного устройства заключаются в экономичном потреблении электрической энергии, небольших размерах устройства, быстром монтаже на корпусе двигателя и быстром изготовлении продукции для срочного его применения. Продукция не требует складирования и хранения в специальных емкостях, помещениях, что значительно удешевляет продукцию для потребителя, пробег автомобиля, полеты самолетов, вертолетов, снижаются транспортные издержки.

Данное устройство может работать на различных типах двигателей, начиная с двигателей внутреннего сгорания и далее на роторных, турбовинтовых, газотурбинных, а также прекрасно себя проявит на реактивных и ракетных двигателях - то есть там, где появляется потребность в экономии топлива и более эффективного его использования.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам, эмульгирующим топливную смесь. Изобретение позволяет повысить экономичность двигателей. Устройство портативное, эмульгирующее топливную смесь, при двигателе внутреннего сгорания содержит положительный и отрицательный электроды. Устройство дополнительно содержит верхний и нижний кумулятивные киноформы, патрубок ввода воды, направляющий воду в образованную зону пониженного давления - кавитационную полость, патрубок вывода воды из зоны гидравлического импульса, направляющий воду далее в зону образования топливной мелкодисперсной эмульсии. Также имеется мембрана передачи гидравлического импульса, генератор электроимпульсного ионизирующего излучения - лазер, патрубок ввода воды в зону образования топливной мелкодисперсной эмульсии, патрубок ввода топлива для образования топливной мелкодисперсной эмульсии, патрубок вывода топливной мелкодисперсной эмульсии. Кроме того, устройство содержит верхнюю комбинированную крышку, служащую держателем отрицательного электрода ионизирующего излучателя и являющуюся элементом крепления мембраны и внешнего корпуса. А также содержит нижнюю комбинированную крышку, служащую держателем положительного электрода, патрубка ввода воды, патрубка ввода топлива, патрубка вывода топливной мелкодисперсной эмульсии, внешний корпус, являющийся основным элементом крепления всей конструкции и образующий непосредственно собой узел образования топливной мелкодисперсной эмульсии. 2 ил.

Устройство портативное, эмульгирующее топливную смесь, при двигателе внутреннего сгорания, содержащее положительный и отрицательный электроды, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит верхний и нижний кумулятивные киноформы, отражающие ионизированное излучение между электродами, концентрируя излучение вдоль ионизированного канала прохождения ионизирующего луча в зоне образования гидравлического импульса, патрубок ввода воды, направляющий воду в образованную зону пониженного давления - кавитационную полость, создающуюся при образовании гидравлического импульса в воде, патрубок вывода воды из зоны гидравлического импульса, направляющий воду далее в зону образования топливной мелкодисперсной эмульсии, мембрану передачи гидравлического импульса, передающую гидравлические импульсы, образованные в зоне образования гидравлических импульсов узла образования гидравлических импульсов, в зону образования топливной мелкодисперсной эмульсии узла образования топливной мелкодисперсной эмульсии, генератор электроимпульсного ионизирующего излучения - лазер, направляющий электроимпульсное излучение между электродами для ионизации рабочей среды, патрубок ввода воды в зону образования топливной мелкодисперсной эмульсии, направляющий воду во внешний корпус для смешивания ее с топливом под действием гидравлических импульсов, патрубок ввода топлива для образования топливной мелкодисперсной эмульсии, направляющий топливо, поступающее от электрического насоса, во внешний корпус для образования топливной мелкодисперсной эмульсии, патрубок вывода топливной мелкодисперсной эмульсии, выводящий топливную мелкодисперсную эмульсию из зоны образования топливной мелкодисперсной эмульсии узла образования топливной мелкодисперсной эмульсии, верхнюю комбинированную крышку, служащую держателем отрицательного электрода, ионизирующего излучателя и являющуюся элементом крепления мембраны и внешнего корпуса, нижнюю комбинированную крышку, служащую держателем положительного электрода, патрубка ввода воды, патрубка ввода топлива, патрубка вывода топливной мелкодисперсной эмульсии, внешний корпус, являющийся основным элементом крепления всей конструкции и образующий непосредственно собой узел образования топливной мелкодисперсной эмульсии.