УСТРОЙСТВО МАГНИТОАКУСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА Российский патент 2015 года по МПК F02M27/04 F02B51/04 

Изобретение относится к устройствам резонансной магнитоакустической обработки углеводородных сред, в частности обработки топлива в двигателях внутреннего сгорания.

Известны различные устройства обработки углеводородного жидкого топлива электрическими средствами, магнитными полями и пр. с целью улучшения их свойств.

Известный топливный корректор по патенту РФ №2266427, МПК F02M 27/04 содержит корпус с рабочей камерой переменного сечения, выполненный из диамагнитного материала, два или более магнитных блока с магнитами, установленными на некотором расстоянии во взаимно перпендикулярных плоскостях относительно друг друга. Дополнительно корректор содержит дисковый распределитель с отверстиями и излучатели, установленные с возможностью распределения и завихрения основного потока топлива на несколько равнозначных потоков и обеспечения ультразвуковых колебаний. Один из излучателей и распределитель установлены в рабочей камере корпуса в зоне подвода топлива, а другой - между магнитными блоками. Каждый магнитный блок выполнен с отражающей оболочкой из ферромагнитного материала, а магниты в них расположены одноименными полюсами.

Известное устройство является низкоэффективным, так как акустическое воздействие на топливо мало. Устройство имеет сложную конструкцию.

Наиболее близким по конструкции является магнитоэлектрический активатор топлива по патенту РФ №103140, МПК F02M 27/04.

Известный магнитоэлектрический активатор топлива содержит диэлектрический корпус, полые входной и выходной топливные штуцеры, два металлических электрода, источник магнитного поля в виде постоянного магнита и источник электрического поля, присоединенный к данным электродам. В качестве электродов использованы сами металлические штуцеры, источник магнитного поля выполнен в виде двух кольцевых постоянных магнитов с осевой намагниченностью, размещенных внутри корпуса активатора на штуцерах. Расстояние между торцами штуцеров внутри корпуса выбрано из условия максимальной напряженности электрического поля при отсутствии электрического пробоя между ними. Активатор топлива снабжен также дополнительно регулируемым электромагнитом, для чего снаружи корпуса размещена индуктивная обмотка, присоединенная через регулятор напряжения к бортовой аккумуляторной батарее. Корпус активатора, блок высокого напряжения и регулятор напряжения смонтированы в общем диэлектрическом корпусе.

Известное устройство обеспечивает обработку топлива только постоянным электромагнитным полем. Акустическая обработка топлива отсутствует.

Задача, на решение которой направлен патент, - разработка простой и эффективной конструкции устройства резонансной магнитоакустической обработки жидкого углеводородного топлива, позволяющей снизить удельный расход топлива и увеличить мощность двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что разработано устройство магнитоакустической обработки жидкого углеводородного топлива, содержащее корпус, входной и выходной топливные штуцеры, индуктор переменного электрического тока, подключенный к источнику переменного тока (не показан). Устройство содержит внутреннюю цилиндрическую камеру из неэлектропроводного материала для прохода топлива, связанную с входным и выходным штуцерами, на средней, более узкой, части которой размещен индуктор переменного электрического тока. Внутри камеры коаксиально с ней установлена тонкостенная металлическая трубка, а на заданных расстояниях от концов металлической трубки располагаются постоянные магниты в виде дисков, обращенные друг к другу разноименными полюсами.

Наиболее эффективным исполнением устройства является такое, в котором в качестве постоянного магнита применяется неодимовый магнит.

Совокупность конструктивных признаков предлагаемого решения позволило создать компактное устройство, в котором при прохождении по обмотке индуктора переменного тока определенной частоты в материале тонкостенной трубки индуцируются вихревые кольцевые электрические токи. Взаимодействие этих токов с постоянным магнитным полем вызывает интенсивные резонансные радиальные колебания тонкостенной металлической трубки. При этом в обрабатываемом топливе возбуждаются интенсивные магнитоакустические процессы.

Расчеты показывают, что указанные процессы активно воздействуют на молекулы углеводородного топлива, многократно повышают его способность к окислению, снижают температуру выхлопных газов, что уменьшает содержание в них СО и других экологически вредных соединений.

Согласно расчетам амплитуда магнитоакустических колебаний

а) пропорциональна проводимости материала трубки, квадрату ее радиуса и обратно пропорциональна квадратному корню из произведения плотности материала и его модуля упругости (модуля Юнга);

б) пропорциональна числу витков индуктора на единицу длины, величине переменного напряжения и обратно пропорциональна активному сопротивлению обмотки индуктора;

в) пропорциональна индукции постоянного магнитного поля.

Предлагаемое устройство для магнитоакустической обработки жидкого углеводородного топлива позволяет заметно снизить удельный расход топлива, увеличить мощность и моторесурс двигателя.

На чертеже представлено заявляемое устройство магнитоакустической обработки жидкого углеводородного топлива.

Устройство содержит экранирующий корпус 1, выполненный из ферромагнитного материала, входной 2 и выходной 3 топливные штуцеры. Со штуцерами 2 и 3 связана внутренняя цилиндрическая камера 4, служащая для прохода топлива (проход топлива показан стрелками 5), выполненная из неэлектропроводного материала. Цилиндрическая камера имеет среднюю узкую часть 6, на которой размещен индуктор переменного электрического тока 7. Внутри камеры коаксиально с ней установлена тонкостенная металлическая трубка 8. На расстояниях от торцов металлической трубки 8 располагаются постоянные магниты 9 и 10, выполненные в виде дисков из неодима. Неодимовые диски обращены друг к другу разноименными полюсами и установлены на заданных расстояниях от концов металлической трубки 8 для создания зазора для прохождения обрабатываемого топлива.

Устройство магнитоакустической обработки жидкого углеводородного топлива работает следующим образом. Через входной штуцер 2 в устройство поступает углеводородное топливо (бензин, дизельное топливо и др.). Поток углеводородного топлива протекает через внутреннюю камеру 4, обтекая при этом магнитные диски 9 и 10, а также снаружи и внутри тонкостенную металлическую трубку 8. При прохождении топлива через внутреннюю камеру 4 оно подвергается воздействию достаточно сильного, преимущественно продольного магнитного поля, создаваемого магнитными дисками 9 и 10.

При этом по обмотке индуктора переменного электрического тока 7 пропускается ток определенной частоты, который в материале тонкостенной трубки индуцирует вихревые кольцевые электрические токи. Взаимодействие этих токов с постоянным магнитным полем вызывает интенсивные резонансные радиальные колебания тонкостенной металлической трубки 8, возбуждающие в обрабатываемом топливе внутри и вне трубки интенсивные магнитоакустические процессы.

Устройство магнитоакустической обработки жидкого углеводородного топлива позволяет заметно снизить удельный расход топлива и увеличить мощность двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложено устройство магнитоакустической обработки жидкого углеводородного топлива, содержащее корпус (1), входной (2) и выходной (3) топливные штуцеры, индуктор (7) переменного электрического тока, а также внутреннюю цилиндрическую камеру (4) из неэлектропроводного материала для прохода топлива, связанную с входным и выходным штуцерами. Внутри камеры коаксиально с ней установлена тонкостенная металлическая трубка (8), а на расстояниях от концов металлической трубки располагаются постоянные магниты (9 и 10), выполненные в виде дисков и обращенные друг к другу разноименными полюсами. Технический результат заключается в снижении удельного расхода топлива и увеличении мощности двигателя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство магнитоакустической обработки жидкого углеводородного топлива, содержащее корпус, входной и выходной топливные штуцеры, индуктор переменного электрического тока, а также внутреннюю цилиндрическую камеру из неэлектропроводного материала для прохода топлива, связанную с входным и выходным штуцерами, на средней, более узкой, части которой размещен индуктор переменного электрического тока, при этом внутри камеры коаксиально с ней установлена тонкостенная металлическая трубка, а на расстояниях от концов металлической трубки располагаются постоянные магниты в виде дисков, обращенные друг к другу разноименными полюсами.

2. Магнитоакустический активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что в качестве постоянных магнитов применяются неодимовые магниты.