УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭНЕРГОНАСЫЩЕНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА Российский патент 2012 года по МПК F02M27/04 F02B51/04 F02M29/00 

Устройство для энергонасыщения жидкого топлива относится к двигателестроению и может быть использовано для подготовки топлива перед подачей его в камеру сгорания путем омагничивания с одновременным снижением коэффициента поверхностного натяжения.

Известно «Устройство для магнитной обработки топлива А.С.Ковалева», содержащее корпус из немагнитного материала, топливный бак и насос для перекачки топлива по проточному каналу [1]. Имеется источник постоянного магнитного поля и магнитопровод, выполненный в виде подковы, концы которой соединены перемычкой. В середине магнитопровода выполнен зазор, кромки которого скошены под углом 20-70°.

Недостаток устройства заключается в том, что обработка топлива производится только на микроуровне, а также в отсутствии возможности изменять направление магнитного поля.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является «Способ магнитной обработки текучей среды и устройство для его осуществления» [2]. Устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками, сужающийся и расширяющийся по ходу потока канал и магнитную систему, обеспечивающую изменение направления пересекающихся магнитных силовых линий, зону перехода сужение-расширение канала. Выпуклый профиль сужения канала переходит в вогнутый при сужении канала, а при расширении вогнутый профиль сопрягается с выпуклым. При протекании потока среды его ускорение уменьшается до нуля в зоне наибольшей напряженности магнитного поля. При этом происходит плавное бестурбулентное наращивание скорости магнитного потока в зоне наибольшей напряженности магнитного поля, что повышает эффективность магнитной обработки потока среды.

Недостаток устройства заключается в том, что обработка среды производится только путем ее омагничивания, а также в отсутствии возможности активно управлять направлением магнитного поля в процессе обработки.

Предлагаемое изобретение направлено на подготовку топлива перед подачей его в камеру сгорания путем омагничивания с одновременным снижением коэффициента поверхностного натяжения. Сущность: обеспечение энергонасыщения топлива за счет воздействия на его дипольные частицы магнитных полей, индуцируемых катушками индуктивности при подаче на них управляющих сигналов различных типов, а также за счет снижения коэффициента поверхностного натяжения топлива, достигаемого путем придания колебательного или вращательного движения постоянному магниту, занимающему - в зависимости от управляющих сигналов - определенное положение относительно векторов или результирующего вектора магнитной индукции катушек индуктивности.

Это достигается тем, что в устройстве энергонасыщения жидкого топлива, содержащем канал, включающий, по меньшей мере, однократное увеличение и уменьшение скорости топлива в канале в зоне пересечения его магнитными силовыми линиями, а также, по меньшей мере, однократное увеличение и уменьшение по ходу топлива напряженности магнитного поля с переменой направления пересекающих топливо магнитных силовых линий, согласно предлагаемому изобретению канал в продольном сечении представляет собой две зеркально установленные большими основаниями друг на друга трапеции, боковые поверхности которых образуют угол более 30°, но менее 90° с продольной осью канала, и охватывается располагающимися на боковых сторонах трапеций двумя катушками индуктивности, индуцирующими магнитное поле в топливе при подаче на них управляющего сигнала, при этом внутри канала коаксиально расположен постоянный магнит, свободно вращающийся на оси, установленной в плоскости, перпендикулярной продольной оси канала. Постоянный магнит может быть выполнен в виде полой трубки, наружный диаметр которой меньше внутреннего диаметра канала, внутренний диаметр - больше диметра основного топливопровода, а длина позволяет ей поворачиваться внутри канала на угол 360°. Катушки индуктивности, в зависимости от управляющих сигналов, могут индуцировать в топливе и постоянное, и переменное магнитное поле, вынуждающие постоянный магнит как колебаться, так и вращаться внутри него.

Выполнение устройства энергонасыщения жидкого топлива обеспечивает снижение коэффициента поверхностного натяжения топлива, что позволит в дальнейшем разбить его на более мелкие фракции, а также упорядочение дипольных частиц топлива.

На фиг.1 схематически изображен общий вид устройства для энергонасыщения жидкого топлива.

Устройство (фиг.1) содержит:

1 - канал (корпус);

2 - патрубки;

3 и 4 - катушки индуктивности;

5 - постоянный магнит (N - северный полюс, S - южный полюс);

6 - ось.

На фиг.2 показан внешний вид устройства с закрепленными на боковых сторонах канала катушками индуктивности:

1 - канал (корпус);

3 и 4 - катушки индуктивности.

На фиг.3 показан принцип работы устройства, реализуемый при подаче на катушки индуктивности управляющего сигнала.

1 - канал (корпус);

3 и 4 - катушки индуктивности;

5 - постоянный магнит (N - северный полюс, S - южный полюс);

6 - ось.

Канал (корпус) 1 в продольном сечении представляет собой две зеркально установленные большими основаниями друг на друга трапеции, боковые поверхности которых образуют угол 30°<β<90° с продольной осью канала (фиг.1), и охватывается располагающимися на боковых сторонах трапеций двумя катушками индуктивности 3 и 4 (фиг.2), индуцирующими магнитное поле в топливе, находящемся в канале 1, при подаче на них управляющего сигнала, при этом внутри канала коаксиально расположен постоянный магнит 5, свободно вращающийся на оси 6, установленной в плоскости, перпендикулярной продольной оси канала 1. Постоянный магнит 5 может быть выполнен в виде полой трубки, наружный диаметр которой меньше внутреннего диаметра канала 1, внутренний диаметр - больше диметра основного топливопровода (патрубков 2), а длина позволяет ей поворачиваться внутри канала на угол 360°. Катушки индуктивности 3 и 4, в зависимости от управляющих сигналов, могут индуцировать в топливе, находящемся в канале 1, и постоянное, и переменное магнитное поле, вынуждающие постоянный магнит 5 как колебаться, так и вращаться на оси 6 (фиг.3).

Работает устройство для энергонасыщения жидкого топлива следующим образом.

Канал 1 подсоединяется через патрубки 2 к топливопроводу двигателя автомобиля, при этом внутренний и наружный диаметры патрубков 2 соответствуют внутреннему и наружному диаметрам топливопровода. Исходно, до подачи управляющего сигнала (сигналов) на катушки индуктивности 3 и 4, постоянный магнит 5 располагается по горизонтальной составляющей вектора магнитной индукции поля Земли, при этом вследствие конструктивного исполнения он не препятствует свободному течению топлива в канале 1 (фиг.1). При подаче управляющего сигнала (сигналов) на катушки индуктивности 3 и 4 они индуцируют собственное магнитное поле, превышающее значение горизонтальной составляющей вектора магнитной индукции поля Земли и вынуждающее поворачиваться постоянный магнит 5 на оси 6 на угол α по вектору напряженности или по результирующему вектору напряженности магнитного поля катушек 3 и 4, если управляющие сигналы подаются сразу на обе катушки (фиг.3). В зависимости от типа управляющих сигналов катушки индуктивности 3 и 4 могут индуцировать в топливе, находящемся в канале 1, и постоянное, и переменное магнитное поле, вынуждающие постоянный магнит 5 как колебаться, так и вращаться на оси 6.

Две катушки индуктивности необходимы для повышения надежности устройства, в том числе, так называемого «холодного» резервирования; повышения напряженности магнитного поля, управляющего положением и движением постоянного магнита 5 в канале; модулирования сигнала, управляющего положением и движением постоянного магнита 5 (на катушки индуктивности 3, 4 могут подаваться различные типы управляющих сигналов, например, на катушку 3 - высокочастотный сигнал, а на катушку 4 - низкочастотный); увеличения быстродействия устройства (скорости реагирования постоянного магнита на изменение управляющего сигнала); обеспечения вращения постоянного магнита 5 внутри канала. При этом управляющий сигнал, подаваемый на катушки 3 и 4, может формироваться, например, генератором автомобиля.

Испытания прототипа устройства позволяют сделать вывод о том, что его применение приводит к повышению экологической чистоты выхлопа двигателя за счет более полного сгорания топливовоздушной смеси и снижению расхода топлива.

Источники информации

1. Патент РФ 2106512, МКИ³ F02M 27/04, F02B 51/04. Устройство для магнитной обработки топлива. Ковалева А.С. / Ковалев А.С. - №96101464/06; заявлено 24.01.1996; опубл. 10.03.1998.

2. Патент РФ 2111407, МКИ³ F16L 58/00, C02F 1/48. Способ магнитной обработки текучей среды и устройство для его осуществления /Гузман А.Ш.; Зерницкий В.Г.; Крысенко Р.Б.; Пичугина Н.Е. - №96106513/06; заявлено 05.04.1996; опубл. 20.05.1998.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Технический результат: выполнение устройства энергонасыщения жидкого топлива обеспечивает на макроуровне - насыщение топлива воздухом и разбиение его на более мелкие фракции, на микроуровне - оптимальную ориентацию дипольных частиц топлива и снижение сил поверхностного натяжения. Устройство для энергонасыщения жидкого топлива содержит канал, включающий, по меньшей мере, однократное увеличение и уменьшение скорости топлива в канале в зоне пересечения его магнитными силовыми линиями, а также, по меньшей мере, однократное увеличение и уменьшение по ходу потока напряженности магнитного поля с переменой направления пересекающих топливо магнитных силовых линий. Канал в продольном сечении представляет собой две зеркально установленные большими основаниями друг на друга трапеции, боковые поверхности которых образуют угол более 30°, но менее 90° с продольной осью канала, и охватывается располагающимися на боковых сторонах трапеций двумя катушками индуктивности, индуцирующими магнитное поле в канале при подаче на них управляющего сигнала. Внутри канала коаксиально расположен постоянный магнит, свободно вращающийся на оси, установленной в плоскости, перпендикулярной продольной оси канала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для энергонасыщения жидкого топлива, содержащее канал, включающий, по меньшей мере, однократное увеличение и уменьшение скорости топлива в канале в зоне пересечения его магнитными силовыми линиями, а также, по меньшей мере, однократное увеличение и уменьшение по ходу потока напряженности магнитного поля с переменой направления пересекающих топливо магнитных силовых линий, отличающееся тем, что канал в продольном сечении представляет собой две зеркально установленные большими основаниями друг на друга трапеции, боковые поверхности которых образуют угол более 30°, но менее 90° с продольной осью канала, и охватывается располагающимися на боковых сторонах трапеций двумя катушками индуктивности, индуцирующими магнитное поле в канале при подаче на них управляющего сигнала, при этом внутри канала коаксиально расположен постоянный магнит, свободно вращающийся на оси, установленной в плоскости, перпендикулярной продольной оси канала.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катушки индуктивности, в зависимости от управляющих сигналов, могут индуцировать в канале и постоянное, и переменные магнитные поля, вынуждающие постоянный магнит как колебаться, так и вращаться внутри него.