СПОСОБ ОБРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК F02B47/02 F02M43/00 F02M25/25 

Описание патента на изобретение RU2498094C2

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам производства, распределения и может быть использовано для обработки стандартного углеводородного топлива с целью его очистки, путем перемешивания с водой, с дальнейшей утилизацией продуктов очистки топлива в камере сгорания потребителя, а также позволяет обработать углеводородное топливо любого вида. Данный способ был применен на транспортном средстве. После пробега 25000 километров производилась разборка двигателя внутреннего сгорания, которая показала, что на основных деталях образующих камеру сгорания отсутствует нагар. Это показывает, что при утилизации продуктов очистки топлива (смеси избыточной воды и тяжелых фракций углеводородного топлива) путем сжигания в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания не происходит образование смолянистых отложений в виде нагара. Применение этого способа позволяет очистить топливо, в результате чего продлевается срок службы топливной аппаратуры. Добавка воды в камеру сгорания позволяет очистить уже имеющийся нагар на деталях, а также улучшить экономические и экологические характеристики двигателя внутреннего сгорания. Вода влияет на процесс горения, а разрушение капель эмульсии в камере сгорания происходит за счет "микровзрывов", образующихся при высокой температуре. Это приводит к значительному сокращению времени горения, при котором происходит более полное перемешивание топлива с воздухом, снижается количество токсичных веществ (угарного газа СО до 30%, углеводородов до 7%) в выхлопных газах двигателя, а также снижается расход углеводородного топлива до 10…15%.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ обработки дизельного топлива и установка для его осуществления (см. патент RU №2196902 C1 МПК 7 F02B 47/02, F02M 443/00), включающий подачу топлива из емкости, перемешивание топлива с водой, диспергирование и гомогенизацию водно-топливной смеси, ее разделение и последующую подачу очищенного топлива к потребителю, где ввод расчетного количества воды в топливо осуществляют из расходной емкости непрерывно в пропорции от 4 до 20% от расхода, прокачиваемого через роторный аппарат топлива, полученную смесь подвергают диспергированию одновременно с гомогенизацией в режиме акустической импульсной кавитации в роторном аппарате с модуляцией потока, а затем проводят многократную циркуляцию топливной смеси по контуру "роторный аппарат - емкость с топливной смесью - насос - роторный аппарат".

Основным недостатком известного способа обработки топлива является его неэффективность, так как после очистки топлива на этапе разделения отделившуюся смесь избыточной воды и тяжелых фракции углеводородного топлива утилизируют. То есть часть самого топлива утилизируют в окружающую среду, что нецелесообразно с экологической точки зрения. Данный способ имеет узкую направленность, то есть не применим к другим видам топлива, например к бензину.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение класса обрабатываемого углеводородного топлива, а также улучшение экологических показателей способа.

Указанный технический результат достигается тем, что способ включает: подачу топлива из емкости; перемешивание топлива с водой; диспергирование и гомогенизацию водно-топливной смеси; перекачивание полученной смеси в бак-отстойник; разделение смеси и последующую подачу очищенного топлива к потребителю. Подачу к потребителю осуществляют из бака-отстойника с уровня 0,85h, когда температура потребителя меньше оптимальной (tпот.<tопт) и с уровня 0,5h при условии, когда температура потребителя равняется или больше оптимальной (tпот.≥tопт)» где h - высота уровня топлива в баке-отстойнике. Смесь избыточной воды и тяжелых фракций углеводородного топлива, образующихся. на дне бака-отстойника, утилизируется путем сжигания в камере сгорания потребителя. Поэтому предложенный способ уменьшает загрязнение окружающей среды продуктами очистки.

Сущность способа состоит в том, что из бака-отстойника с верхней части с уровня 0,85h, к потребителю подается очищенное топливо, если температура потребителя ниже оптимальной. Как только температура потребителя стала равной оптимальной, то из бака-отстойника уже подается водно-топливная смесь с уровня 0,5h, что регулируется с помощью соответствующих вентилей. При оптимальной температуре со дна бака-отстойника происходит утилизация продуктов очистки (смеси избыточной воды и тяжелых фракций топлива) путем сброса их в камеру сгорания потребителя и дальнейшего сжигания.

Способ может быть реализован, например, с помощью устройства показанного на фиг.1, где показано: 1 - емкость с обрабатываемым топливом; 2 - емкость для воды; 3 - предварительный смеситель; 4 - насос, 5 - фильтр; 6 - роторный аппарат с модуляцией потока, 7 - бак-отстойник; 8, 9, 10, 11, 12, 14, 20, 21 - вентили; 13 - трубопровод; 15 - манометры; 16 - патрубок в виде трубы с радиальными отверстиями в стенках; 17 - камера сгорания потребителя; 18, 19 - заборные трубки; 22 - потребитель; 23 - топливный насос.

Назначение элементов: заборные трубки 18, 19 предназначены для забора из бака-отстойника топлива разного качества и с разных уровней (с уровня 0,85h -очищенное топливо, с уровня 0,5h - водно-топливная смесь, а со дна - смесь избыточной воды и тяжелых фракций углеводородного топлива); вентили 20, 21 предназначены для ручного регулирования забора топлива из бака-отстойника; топливный насос 23 предназначен для забора топлива из бака-отстойника и подачи его к потребителю через трубопровод 13.

В качестве потребителя можно использовать бензиновые и дизельные двигатели внутреннего сгорания, отопительные котлы и т.д.

Устройство работает следующим образом, исходное углеводородное топливо из емкости 1 через перфорированный патрубок 16 при открытом вентиле 8 поступает на вход предварительного смесителя 3, где смешивается с водой, подводимой к смесителю из расходной емкости 2 через вентиль 9. Смесь воды и топлива с помощью насоса 4 подается в фильтр 5 далее в роторный аппарат с модуляцией потока 6, где грубодисперсная водно-топливная эмульсия проходит через периодически совмещающиеся и перекрывающиеся отверстия ротора и статора. При этом расход жидкости изменяется от максимального до минимального (модулируется) с частотой, определяемой числом отверстий и скоростью вращения ротора. Из роторного аппарата с модуляцией потока мелкодисперсная гомогенизированная эмульсия через вентиль 10 возвращается в емкость 1 для повторной обработки. После опорожнения водяной емкости 2 вентиль 9 закрывают и продолжают циркуляционную гидроакустическую обработку топливной смеси, пока весь объем топливной смеси не пройдет через роторный аппарат несколько раз. Затем вентили 8 и 10 закрывают, открывают вентили 11 и 14 и перекачивают обработанную водно-топливную смесь в бак-отстойник 7, в котором под действием силы тяжести эмульсия разделяется на три фракции: легкую - углеводородное топливо, среднюю - концентрированную водно-топливную эмульсию, и тяжелую - избыточную воду с тяжелыми фракциями углеводородов, выделяющуюся из средней фракции. После разделения смеси в баке-отстойнике 7 и температуре потребителя 22 ниже оптимальной открывают вентиль 21 и топливный насос 23 забирает через заборную трубку 19 очищенное топливо с уровня 0,85h и подает его к потребителю 22. После того как температура потребителя 22 станет равной оптимальной, вентиль 21 закрывают и открывают вентиль 20 при этом топливный насос 23 забирает уже водно-топливную смесь, через заборную трубку 18, с уровня 0,5h бака-отстойника 7. Сброс продуктов очистки (смеси избыточной воды с тяжелыми фракциями углеводородов) осуществляется через вентиль 12 в камеру сгорания потребителя 22 с последующим сжиганием.

Предлагаемый способ являются новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ, позволяющий учитывать физико-химические свойства двух не смешиваемых жидкостей.

Предлагаемый способ имеет изобретательский уровень, так как сочетает в себе совокупность несложных и технически подобранных этапов, которые позволяют реализовать предложенный способ для получения необходимого эффекта.

Предлагаемый способ промышленно применим, так как для его реализации могут быть использованы промышленно выпускаемые и общедоступные элементы.

Похожие патенты RU2498094C2

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА 2011
  • Ломовских Александр Егорович
  • Иванов Владимир Петрович
  • Борисов Сергей Владимирович
  • Капустин Дмитрий Егорович
  • Сысоев Игорь Петрович
RU2469199C1
СПОСОБ БЕЗРАЗБОРНОЙ ОЧИСТКИ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ОТ НАГАРА 2023
  • Ломовских Александр Егорович
  • Дьяков Денис Евгеньевич
  • Новичихин Виталий Васильевич
  • Митрофанов Дмитрий Викторович
  • Митрофанова Светлана Викторовна
  • Цыганов Михаил Александрович
RU2809891C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2001
  • Биглер В.И.
  • Сенько Ю.Е.
RU2196902C1
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2007
  • Духанин Юрий Иванович
  • Дарбинян Роберт Врамшабович
  • Коленко Николай Николаевич
  • Белугин Александр Александрович
  • Клементьев Станислав Анатольевич
RU2353793C2
СИСТЕМА ОЧИСТКИ ЖИДКИХ ТОПЛИВ 2006
  • Воробьев Юрий Валентинович
  • Тетерюков Вячеслав Борисович
RU2324724C2
СИСТЕМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ВОДНО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2007
  • Ломовских Александр Егорович
  • Тетерюков Вячеслав Борисович
  • Воробьев Юрий Валентинович
RU2390649C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИТНОЙ ЭМУЛЬСИИ ТОПЛИВА 2016
  • Пятков Владимир Трофимович
  • Иванов Вадим Андреевич
RU2620606C1
Устройство для получения разделенных продуктов сгорания углей 2019
  • Сорокин Анатолий Петрович
  • Агеев Олег Алексеевич
RU2699642C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ В ЖИДКОЕ ДИСПЕРСНОЕ ТОПЛИВО 2007
  • Краснянский Георгий Григорьевич
  • Краснянский Константин Георгиевич
RU2408663C2
СПОСОБ ПИРОЛИЗНОЙ УТИЛИЗАЦИИ ТВЕРДЫХ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ И МУСОРОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2017
  • Микляев Юрий Михайлович
  • Сорокопуд Станислав Алексеевич
  • Домненко Александр Михайлович
RU2659924C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 498 094 C2

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ОБРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам производства, распределения и очистки углеводородного топлива, и может быть использовано для повышения качества как стандартного, так и некондиционного топлива. Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение класса обрабатываемого углеводородного топлива, а также повышение экологических показателей топлива. Способ обработки углеводородного топлива для двигателей внутреннего сгорания включает подачу топлива из емкости, перемешивание топлива с водой, диспергирование и гомогенизацию водно-топливной смеси, перекачивание полученной смеси в бак-отстойник, разделение ее и последующую подачу очищенного топлива в двигатель внутреннего сгорания. Подачу очищенного топлива потребителю осуществляют из бака-отстойника с уровня 0,85h, когда температура потребителя - tпот. меньше его оптимальной температуры - tопт., т.е. tпот.<tопт., и с уровня 0,5h при условии, когда tпот.≥tопт., где h - высота уровня топлива в баке-отстойнике, при этом же условии продукты очистки, образующиеся на дне бака-отстойника, утилизируют путем сжигания в камере сгорания потребителя. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 498 094 C2

Способ обработки углеводородного топлива для двигателей внутреннего сгорания, включающий подачу топлива из емкости, перемешивание топлива с водой, диспергирование и гомогенизацию водно-топливной смеси, перекачивание полученной смеси в бак-отстойник, разделение ее и последующую подачу очищенного топлива в двигатель внутреннего сгорания, отличающийся тем, что подачу очищенного топлива потребителю осуществляют из бака-отстойника с уровня 0,85h, когда температура потребителя - tпот., меньше его оптимальной температуры - tопт.tпот.<tопт., и с уровня 0,5h при условии, когда tпот.≥tопт., где h - высота уровня топлива в баке-отстойнике, при этом же условии продукты очистки, образующиеся на дне бака-отстойника, утилизируют путем сжигания в камере сгорания потребителя.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2498094C2

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2001
  • Биглер В.И.
  • Сенько Ю.Е.
RU2196902C1
СИСТЕМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ВОДНО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2007
  • Ломовских Александр Егорович
  • Тетерюков Вячеслав Борисович
  • Воробьев Юрий Валентинович
RU2390649C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ВОДЫ В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1988
  • Бутыленко А.Ю.
  • Джой Ф.Е.
  • Бутыленко С.А.
  • Джой А.Ф.
  • Лямцева М.А.
RU2015397C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ И ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНО-ВОДНОЙ ЭМУЛЬСИИ, ПОДАВАЕМОЙ В КАРБЮРАТОРНЫЕ ДВС 2005
  • Воробьев Юрий Валентинович
  • Тетерюков Вячеслав Борисович
RU2306447C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ И СИСТЕМА ПОДАЧИ ЕЕ В ЦИЛИНДР ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1995
  • Чесноков Борис Павлович
  • Севостьянов Владимир Петрович
  • Озерский Владимир Михайлович
  • Немченко Владимир Иванович
  • Кузин Станислав Георгиевич
  • Кирюшатов Александр Иванович
  • Вайцуль Александр Николаевич
RU2099575C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ, СТАТИЧЕСКОЕ КАВИТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭМУЛЬГИРОВАНИЯ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ МНОГОСЕКЦИОННОЕ КАВИТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ГОМОГЕНИЗАЦИИ ЭМУЛЬСИИ 2001
  • Баев В.С.
RU2202406C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ 2003
  • Фомин В.Ф.
  • Фомин Д.В.
  • Пилипенко И.Б.
  • Азарова Е.В.
RU2245898C1
Устройство для подготовки водотопливной эмульсии 1985
  • Воржев Юрий Иванович
  • Гимбутис Казимерас Казимирович
SU1250686A1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОМАДНЫХ КОНФЕТ И КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ИРИСА 1997
  • Селиванов Вадим Николаевич
RU2109457C1
US 5542379 A, 06.08.1996
DE 4341038 A1, 08.06.1995.

RU 2 498 094 C2

Авторы

Ломовских Александр Егорович

Иванов Владимир Петрович

Борисов Сергей Владимирович

Капустин Дмитрий Егорович

Сысоев Игорь Петрович

Даты

2013-11-10Публикация

2011-08-08Подача