СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЖИДКОГО И ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 2004 года по МПК F02M27/04 

Изобретение относится к способам подготовки топлива и может быть использовано при очистке топлива, жидкого или газообразного и подготовке его к сгоранию.

Эффективность сгорания жидкого или газообразного топлива определяется его качественным состоянием молекулярных соединений (фракций) перед сгоранием, т.е. степенью активизации бензольного кольца.

Существующие способы повышения эффективности сгорания топлива ограничиваются лишь фильтрацией в фильтрах тонкой очистки топлива (см. "Автомобиль ГАЗ-24 "Волга", Москва, издательство "Транспорт", 1971 г., с.51). Топливо подается в фильтр через входной штуцер и проходит через фильтрующий элемент без изменения структуры, только очищаясь от примесей, причем наиболее крупные частицы примесей отделяются простым осаждением в отстойнике, а более тонкая очистка осуществляется при прохождении через фильтрующий элемент.

Сущность изобретения RU 2054572 С1 от 20.02.1996 "Способ обработки дизельного топлива, преимущественно обводненного топлива, установка для его осуществления и вихревой аппарат" заключается в следующем: способ обработки обводненного топлива включает его подогрев до температуры не выше 90^oС, нагнетание, сепарацию и гомогенизацию под действием центробежных сил при движении топлива снизу вверх в вихревом аппарате, фильтрацию и стабилизацию путем ввода в топливо подогретых депрессионных присадок на основе раствора сополимера этилена с винилацетатом в углеводородным растворителе. Установка для реализации способа содержит последовательно включенные теплообменник, вихревой аппарат, фильтр, смеситель, к которому через дозатор подсоединена расходная емкость присадки, снабженная средством для подогрева.

Изобретение RU 2163979 С1 от 05.08.1999 "Способ обработки дизельного топлива, преимущественно обводненного топлива, установка для его осуществления и вихревой аппарат" относится к двигателестроению и может быть использовано для приготовления дизельного топлива с улучшенными свойствами. Дизельное топливо подогревают в процессе периодической циркуляции по замкнутому контуру, включающему теплообменник и роторно-дисковый вихревой аппарат открытого типа, в поле центробежных сил которого протекают процессы механодеструкции и диспергации в среде подсасываемого воздуха с насыщением кислородом. Одновременно с процессами сепарации и гомогенизации осуществляют тонкую фильтрацию на фильтровальной пористой перегородке из гидрофобного материала с тонкостью очистки 3-8 мкм.

Имеются также устройства, способствующие активизации сгорания топливно-воздушной смеси в камерах двигателей внутреннего сгорания (Патент РФ 1736942, 1989 г. "Устройство для магнитной обработки жидкотекущих сред"). Основой устройства является система из постоянных магнитов. Положительный эффект достигается за счет вихревых токов, магнитосиловые линии которых создают магнитное поле, под влиянием которых образуется мелкодисперсная структура горючей смеси и таким образом, сгорание происходит более равномерно, с повышенной скоростью при меньшем количестве горючего.

Каталитический фильтр-преобразователь топлива "Эколайф" производится ООО "Автоэкология-Д" г. Нижний Новгород. В принципе подготовки топлива используется катализатор. Бензин под давлением топливного насоса проходит через фильтр тонкой очистки и поступает во внешнюю оболочку КФПТ "Эколайф". Ламинарный поток бензина замедляется в нижней части прибора - в отстойнике, где и происходит осаждение воды и мельчайших частиц. Отстоявшийся бензин поднимается по внутренней кассете катализатора вверх, последовательно проходя все ступени обработки (см. руководство по эксплуатации КФПТ "Эколайф", ООО "Автоэкология-Д", 603024, г. Нижний Новгород, пер. Бойновский, Д. 17А).

Из уровня техники известен способ подготовки топлива и устройство для его осуществления по патенту России 2028491, МПК 7 F 02 М 27/00, опубликованному 09.02.1995. Известный способ подготовки топлива заключается в подаче топлива в зону очистки, преобразовании молекулярных соединений под действием магнитного поля, выводе очищенного топлива. А известное устройство содержи корпус с помещенным в него фильтрующим элементом, штуцер для подачи топлива, выходной патрубок для вывода очищенного топлива, средство для воздействия на топливо магнитным полем.

Эти технические решения приняты за прототип настоящего изобретения.

Однако вышеупомянутые способы и устройства не имеют систему самоочистки в процессе работы, не обеспечивают эффективное и несложное воздействие на топливо и имеют ограниченный гарантийный ресурс службы.

Предлагаемый способ подготовки топлива - жидкого или газообразного - имеет в своей основе комплексное воздействие: система самоочистки и преобразование топлива перед сгоранием и обеспечивает высокую степень активизации бензольного кольца, т.е. с расщеплением вращательных энергетических уровней и связей различного рода в молекулах фракций, наибольшее воздействие на тяжелые фракции, т.е. имеющие более высокую магнетическую восприимчивость согласно существующих методов, основывающихся на эффектах Зеемана и теории эффектов Коттона-Мутона, Керра - ароматических соединений (см. "Молекулярная магнетохимия". С.Г.Вульфсон. Академия наук СССР. - М.: Наука, 1991 г.).

Способ подготовки топлива характеризуется подачей топлива в зону очистки, преобразованием молекулярных соединений, выводом очищенного топлива, в котором согласно изобретению топливо подают в зону очистки при давлении через резьбовую щель в узкой части зоны в виде усеченного конуса для создания его вращения. При этом в усеченном конусе осуществляют смену направления движения путем вывода очищенного топлива по касательной в направлении, обратном заданному при подаче для замены центробежных сил на центростремительные. На очищаемое топливо воздействуют электромагнитным индукционным полем с направлением движения тока в обмотке, совпадающим с заданным направлением вращения топлива при подаче. Сила тока на входе зоны очистки превышает более чем 10-кратную величину на выходе. По мере прохождения этой зоны топливо распределяется по фракциям, легкие из которых проходят в первую очередь, а тяжелые занимают среднюю часть зоны очистки.

Для осуществления заявленного способа предложено устройство для подготовки топлива, которое содержит корпус с помещенным в него фильтрующим элементом, штуцер для подачи топлива, выходной патрубок для вывода очищенного топлива. Согласно изобретению фильтрующий элемент выполнен в виде расширяющегося вниз усеченного конуса, в узкой части которого размещен штуцер подачи топлива, а в широкой части он снабжен вторым штуцером для сброса загрязнений. Штуцер подачи имеет левостороннюю резьбовую щель, а штуцер сброса загрязнений - правостороннюю резьбовую щель. На внешней стороне усеченного конуса выполнена обмотка электромагнитной катушки, обеспечивающая силу электромагнитного индукционного поля на входе большую, чем на выходе, более 10-кратной разницы. Выходной патрубок для вывода очищенного топлива выполнен в широкой части конуса тангенциально в направлении, обратном к заданному при подаче топлива.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где:
1 - корпус
2 - крышка корпуса
3 - фильтрующий элемент
4 - штуцер подачи с левосторонней резьбовой щелью
5 - штуцер сброса с правосторонней резьбовой щелью
6 - электромагнитная обмотка
7- выходной тангенциальный патрубок
8 - защитный кожух обмотки
9 - перепускной клапан.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом. Через входной штуцер 4 подается топливо, которое, проходя через резьбовую щель штуцера, получает заданный начальный импульс вращения вдоль стенки усеченного конуса фильтрующего элемента 3. По мере этого движения за счет расширения конуса и выхода в обратном направлении скорость движения резко падает в 3-4 раза и более в зависимости от скорости (давления) подачи топлива при одновременном воздействии электромагнитного индукционного поля, создаваемого электромагнитной обмоткой 6 на внешней стороне усеченного конуса 3. Витки обмотки размещены таким образом, что сила магнитного поля на входе в узкой части конуса, по сравнению с выходом, широкой частью конуса имеет величину в 10 раз большую. Это также позволяет воздействовать на порядок прохождения фракций топлива: более тяжелые, в т.ч. загрязнения, вода, стремятся занять среднюю часть конуса и не загрязняют фильтрующий элемент, и в первую очередь проходят легкие фракции. Преобразованное топливо выводится через патрубок 7 и поступает в камеру сгорания.

Предлагаемый способ подготовки топлива согласно результатов испытаний опытных образцов на автомашинах ГАЗ и УАЗ позволяет увеличить крутящий момент двигателя на 20% и более. Проведенные исследования эффективности работы фильтра-преобразователя топлива на двигателях КАМАЗ в стационарных условиях (обкаточный стенд) дали результаты не только по очистке дизельного топлива от всевозможных загрязнений, воды, но и увеличение крутящего момента (в среднем из 5 двигателей) при оборотах двигателей 1700 об/мин более 20% по сравнению с существующими фильтрами.

Способ характеризуется одновременным прохождением топлива через очистку и воздействием электромагнитным индукционным полем с изменением состояния молекулярных соединений топлива - разделение на фракции. Легкие из фракций в первую очередь проходят в камеру сгорания, а тяжелые занимают среднюю часть зоны очистки. Подготовка топлива осуществляется в устройстве, содержащем корпус с помещенным в него фильтрующим элементом, штуцер для подачи топлива, выходной патрубок для вывода очищенного топлива. Согласно изобретению фильтрующий элемент выполнен в виде расширяющегося вниз усеченного конуса, в узкой части которого размещен штуцер подачи топлива, а в широкой части он снабжен вторым штуцером для сброса загрязнений, при этом штуцер подачи имеет левостороннюю резьбовую щель, а штуцер сброса загрязнений имеет правостороннюю резьбовую щель. На внешней стороне усеченного конуса выполнена обмотка электромагнитной катушки. Патрубок для вывода очищенного топлива выполнен в широкой части конуса тангенциально в направлении, обратном к заданному при подаче топлива. Технический результат - высокая степень активации бензольного кольца. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ подготовки топлива, характеризующийся подачей топлива в зону очистки, преобразованием молекулярных соединений, выводом очищенного топлива, отличающийся тем, что топливо подают в зону очистки при давлении через резьбовую щель в узкой части зоны в виде усеченного конуса для создания его вращения, при этом в последнем осуществляют смену направления движения путем вывода очищенного топлива по касательной в направлении, обратном заданному при подаче, для замены центробежных сил на центростремительные, причем на очищаемое топливо воздействуют электромагнитным индукционным полем с направлением движения тока в обмотке, совпадающим с заданным направлением вращения топлива при подаче, сила которого на входе зоны очистки превышает более чем 10-кратную величину на выходе, при этом по мере прохождения этой зоны топливо распределяется по фракциям, легкие из которых проходят в первую очередь, а тяжелые занимают среднюю часть зоны очистки.2. Устройство для подготовки топлива, содержащее корпус с помещенным в него фильтрующим элементом, штуцер для подачи топлива, выходной патрубок для вывода очищенного топлива, отличающееся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде расширяющегося вниз усеченного конуса, в узкой части которого размещен штуцер подачи топлива, а в широкой части он снабжен вторым штуцером для сброса загрязнений, при этом штуцер подачи имеет левостороннюю резьбовую щель, а штуцер сброса загрязнений - правостороннюю резьбовую щель, причем на внешней стороне усеченного конуса выполнена обмотка электромагнитной катушки, обеспечивающая силу электромагнитного индукционного поля на входе большую, чем на выходе, более 10-кратной разницы, а выходной патрубок для вывода очищенного топлива выполнен в широкой части конуса тангенциально в направлении, обратном к заданному при подаче топлива.