Способ электрической обработки топлива Российский патент 2020 года по МПК F02M27/04 

Изобретение относится к подготовке жидкого углеводородного топлива электрическими средствами перед подачей его на сжигание путем обработки его в устройстве воздействием неоднородным электрическим полем высокой напряженности. Способ повышает качество исходного топлива: бензин или дизельное топливо.

Известен прибор обработки топлива, включающий электропроводящий стержень, электропроводящий корпус, установленный снаружи относительно стержня с образованием камеры обработки топлива в зазоре между стержнем и корпусом, диэлектрическую втулку, установленную внутри стержня в области его дальнего конца, широкополосный усилитель, подключенный первым входом к источнику постоянного тока, вторым заземлен, первый выход широкополосного усилителя подключен к электропроводящему стержню, RU №181393 U1, F02M 27/04, F02B 51/04, 11.07.2018.

Способ электрической обработки топлива

Изобретение относится к подготовке жидкого углеводородного топлива электрическими средствами перед подачей его на сжигание путем обработки его в устройстве воздействием неоднородным электрическим полем высокой напряженности. Способ повышает качество исходного топлива: бензин или дизельное топливо.

Известен прибор обработки топлива, включающий электропроводящий стержень, электропроводящий корпус, установленный снаружи относительно стержня с образованием камеры обработки топлива в зазоре между стержнем и корпусом, диэлектрическую втулку, установленную внутри стержня в области его дальнего конца, широкополосный усилитель, подключенный первым входом к источнику постоянного тока, вторым заземлен, первый выход широкополосного усилителя подключен к электропроводящему стержню, RU №181393 U1, F02M 27/04, F02B 51/04, 11.07.2018.

Известно устройство для обработки жидкого углеводородного топлива электрическими средствами для получения жидкого углеводородного топлива улучшенного качества и подготовки его к процессу сжигания в различных энергетических установках, состоящее из корпуса с входным и выходным патрубками, камеры обработки топлива и электродов, которые подключены к разным полюсам источника переменного напряжения, частота переменного электрического поля, физические характеристики топлива и геометрические размеры устройства соответствуют формуле, RU №2614562 С2, F02M 27/04, 28.03.2017.

Известно устройство обработки жидкого углеводородного топлива электрическими средствами, состоящее из электропроводного корпуса с входным и выходным патрубками, подключенного к генератору переменного напряжения, из камеры обработки топлива, снабженной электродом, расположенным коаксиально корпусу и снабженным дополнительным электродом, электрически соединенным с корпусом, RU №160069 U1, F02M 7/04, 27.02.2016.

Известно устройство для обработки жидкого и газообразного углеводородного топлива, содержащее корпус, имеющий внутреннюю полость и выполненный электропроводящим с возможностью подсоединения к одному из выводов источника электропитания, два стержня, большего и меньшего диаметра, выполненных электропроводящими с возможностью подсоединения к другим выводам источника электропитания, стержни расположены во внутренней полости корпуса с образованием двух камер обработки топлива, на стержни и корпус устройства от источника электропитания подается электрический ток напряжением в диапазоне 14-1100 В в зависимости от вида топлива при частоте колебаний, выбранной из диапазона 0,05-55 кГц, либо постоянный электрический ток напряжением в диапазоне 12,6-750 В или одновременно постоянный и переменный ток, RU №2591746 С2, F02M 27/04, F02B 51/04, 20.07.2016.

Известно устройство для обработки жидкого углеводородного топлива, содержащее корпус, имеющий внутреннюю полость и выполненный электропроводящим с возможностью подсоединения к одному из выводов источника питания, стержень, выполненный электропроводящим с возможностью подсоединения к другому из выводов источника питания и расположенный во внутренней полости корпуса с образованием камеры обработки топлива в зазоре между стержнем и корпусом, RU №2330984 C1, F02M 27/04, 10.08.2008; RU №69575 U1, F02M 27/04, 27.12.2007; RU №69574 U1, F02M 27/04, 27.12.2007.

Известно устройство для обработки топлива, содержащее камеру, снабженную двумя разнополярными электродами для воздействия электрическим полем на поток топлива, подключенными к источнику питания, и слой диэлектрического материала, размещенный в камере между разнополярными электродами, RU №18742 U1, F02M 27/04, 10.07.2001.

Известно устройство для обработки топлива, содержащее полый корпус с входным и выходным штуцерами, положительный электрод, размещенный в полости корпуса, и отрицательный электрод, неподвижно установленный коаксиально положительному электроду вне корпуса, RU №2156879 С1, F02M 27/04, 27.09.2000.

Известные устройства для обработки топлива имеют индивидуальное выполнение и использование, признаков тождественных заявляемому изобретению в них не обнаружено.

Известен способ подготовки топлива перед подачей его на сжигание, заключающийся в обработке топлива в устройстве с корпусом и электродом, в воздействии неоднородным электрическим полем высокой напряженности на топливо, в прохождении топлива через зону высокой напряженности, создаваемую неоднородным электрическим полем, RU №2603877 С2, F02M 27/04, F02B 51/04, 10.12.2016.

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.

В ближайшем аналоге решена задача подготовки топлива к более полному сгоранию для повышения мощности и экономических показателей двигателя за счет разрушения полимеризованных групп молекул топлива и поляризации молекул топлива при воздействии на него резко неоднородным электрическим полем высокой напряженности. Подготовку топлива осуществляют в устройстве с полым корпусом и двумя электродами, из которых один выполнен в виде ерша с заостренными на конце металлическими проволоками-иголками, а второй электрод в виде металлической сетки, расположенной внутри корпуса и выполненный из диэлектрического материала.

Устройство в ближайшем аналоге имеет сложное конструктивное выполнение.

Иного в ближайшем аналоге не предусмотрено.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей повысить качество топлива и эксплуатационные параметры и режимы двигателя, упростить устройство осуществления способа.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении на выходе устройства октанового числа у бензина и цетанового числа у дизельного топлива при воздействии на топливо неоднородным электрическим полем от высоковольтного источника постоянного тока, в создании потенциала максимального по напряжению и исключения межэлектродного пробоя, коронного и искрового разрядов, что повышает качество топлива, в увеличении рабочего цикла поршня, мощности двигателя, КПД двигателя и в уменьшении температуры выхлопных газов, что повышает эксплуатационные параметры двигателя, в обеспечении работы двигателя без рывков и уменьшении вредных выбросов, что повышает эксплуатационные режимы двигателя, в выполнении устройства с корпусом из электропроводного материала и электродом, что позволяет упростить устройство для осуществления способа.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что способ электрической обработки жидкого углеводородного топлива заключается в подготовке топлива в устройстве перед подачей его на сжигание.

Способ заключается в обработке топлива в устройстве с корпусом и электродом.

Способ заключается в воздействии неоднородным электрическим полем высокой напряженности на топливо и в прохождении топлива через зону высокой напряженности, создаваемую неоднородным электрическим полем.

Обработку топлива осуществляют в устройстве, выполненном с камерой, которая образована корпусом из электропроводного материала и электродом, расположенным во внутренней полости корпуса, коаксиально ему.

Причем корпус выполнен с возможностью подсоединения к одному из выводов источников электрического питания, а электрод с возможностью подсоединения к другому из выводов источника электрического питания.

Воздействие на топливо осуществляют неоднородным электрическим полем от источника электрического питания в виде высоковольтного источника постоянного тока, создающим потенциал максимальный по напряжению и исключающий межэлектродный пробой, коронный и искровой разряды.

При этом отрицательный потенциал этого источника подают на электрод, а положительный - на корпус.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичную настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Обработка топлива в устройстве и воздействие на него неоднородного электрического поля от высоковольтного источника постоянного тока повышают качество топлива, а также повышают эксплуатационные параметры и режимы двигателя.

Выполнение устройства для электрической обработки топлива с корпусом из электропроводного материала и электродом, расположенным во внутренней полости корпуса, при использовании для обработки неоднородного электрического поля высокой напряженности, который подают от высоковольтного источника постоянного тока, при этом отрицательный потенциал - на электрод, а положительный - на корпус, что в совокупности упрощает устройство, используемое для осуществления способа, имеющего высокие качественные и эксплуатационные показатели.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежом «Устройство для электрической обработки топлива». На чертеже изображено:

Корпус из электропроводного материала - 1.

Электрод (во внутренней полости корпуса 1, коаксиально ему) - 2.

Камера (между корпусом 1 и электродом 2) - 3.

Высоковольтный источник постоянного тока - 4,

вывод (источника электрического питания 4 на корпусе 1, положительный потенциал) - 5,

вывод (источника электрического питания на электроде 2, отрицательный потенциал) - 6.

Способ электрической обработки жидкого углеводородного топлива заключается в подготовке топлива в устройстве перед подачей его на сжигание.

Способ заключается в обработке топлива в устройстве с корпусом и электродом.

Способ заключается в воздействии неоднородным электрическим полем высокой напряженности на топливо и в прохождении топлива через зону высокой напряженности, создаваемую неоднородным электрическим полем.

Обработку топлива осуществляют в устройстве, выполненном с камерой 3, которая образована корпусом 1 из электропроводного материала и электродом 2, расположенным во внутренней полости корпуса 1, коаксиально ему.

Причем корпус 1 выполнен с возможностью подсоединения к одному из выводов 5 источника электрического питания 4, а электрод 2 с возможностью подсоединения к другому из выводов 6 источника электрического питания 4.

Воздействие на топливо осуществляют неоднородным электрическим полем от источника электрического питания 4 в виде высоковольтного источника постоянного тока, создающим потенциал максимальный по напряжению и исключающий межэлектродный пробой, коронный и искровой разряды.

При этом отрицательный потенциал этого источника 4 подают на электрод 3, а положительный 4 – на корпус 1.

Корпус заявляемого устройства выполнен в виде трубы и может иметь любую форму, преимущественно круглую, сходную с формой электрода, а суммарная площадь поверхности корпуса должна быть больше суммарной площади поверхности электрода.

Испытания опытных образцов подтверждают экономию топлива (согласно Примерам).

Пример 1.

Lexus LS 600 Hybrid 2009 г., объем двигателя 5 литров, средний расход бензина в городском режиме езды 16 литров на сто километров, по трассе 12,5 литров, с заявленным устройством по городу 11 литров, по трассе 8 литров, экономия составила в среднем 21%.

Пример 2.

Toyota Estima Hybrid 2007 г., объем двигателя 2.4 литра, средний расход бензина в городском режиме езды 10 литров на сто километров, по трассе 9.5 литров, с заявленным устройством по городу 8 литров, по трассе 7 литров, экономия составила в среднем 20%.

Пример 3.

Toyota Hilux 2016 г. года выпуска, объем двигателя 2,5 литров, средний расход дизельного топлива в городском режиме езды расход по городу 11,5 литров на сто километров, по трассе 9 литров, с заявленным устройством 9 литров, по трассе 7 литров, экономия составила в среднем 22%.

Пример 4.

Nissan Serena 2001 г., объем двигателя 2,0 литра, средний расход бензина в городском режиме езды расход по городу 15 литров на сто километров, по трассе 11 литров, с заявленным устройством 13 литров, по трассе 9,5 литров, экономия составила в среднем 13%.

Известно, что природа химических связей в углеводородах электронная. При протекании химических реакций ковалентные связи в органических соединениях разрываются либо по гемолитическому, либо по гетеролитическому механизму (Курс общей химии. Мингулина Э.И. Масленникова Г.Н. Коровин Н.В. Филиппов Э.Л. Курс общей химии. 2-е изд., доп. - М.: Высшая школа, 1990 - 446 с: ил. МЭИ, 1990 под редакцией Коровина, С. 301).

При гемолитическом разрыве связи электронная пара распадается на два электрона и, соответственно, возникают два атома (или две группы атомов) с неспаренными электронами - радикалы.

К гемолитическим реакциям относятся реакции радиальной полимеризации, горения органический соединений, то есть реакции, которые характеризуют активные и быстротечные процессы, направленные от неустойчивого состояния к устойчивому состоянию.

Радикалы - это химически активные частицы (молекулы), которые интенсивно оказывают влияние на процесс окисления (горения).

При гетеролитическом разрыве связи электронная пара переходит к одному из атомов (или к одной из групп атомов), в результате этого возникают катионы и анионы, которые принимают участие в последующих взаимодействиях.

Большинство органических реакций происходит по гетеролитическому механизму. При этом длинные углеводородные цепи, кольца и т.д. разрываются на более мелкие, создавая легкие фракции в топливе.

При поступлении топлива в двигатель происходит его эффективное горение.

При испытании опытных устройств, согласно заявляемому способу электрической обработки различных топлив, было установлено, что при использовании низкосортного топлива более низкого качества, например, бензин АИ92 или АИ80, или дизельного топлива с низким цетановым числом, экономия достигает 20%. Без потери качеств.

Предложенный «Способ электрической обработки топлива» при использовании устройства для обработки топлива, изготовленного промышленным способом, может быть осуществлен, что подтверждают проектно-конструкторские и технологические проработки исследования топлива после его обработки электрическим полем высокой напряженности, и опытные испытания, изучение и обоснование обработки топлива неоднородным электрическим полем от высоковольтного источника постоянного тока по предложенному техническому решению обусловливает, по мнению заявителя, соответствие его критерию «промышленная применимость».

Предложенное техническое решение позволяет повысить качество топлива и эксплуатационные параметры и режимы двигателя, упростить устройство осуществления способа.

Предложенный в изобретении способ относится к подготовке жидкого углеводородного топлива электрическими средствами перед подачей его на сжигание, путем обработки в устройстве воздействием неоднородным электрическим полем высокой напряженности. Обработку топлива осуществляют в устройстве, выполненном с камерой 3, которая образована корпусом 1 из электропроводного материала и электродом 2, расположенным во внутренней полости корпуса 1, коаксиально ему. Причем корпус 1 выполнен с возможностью подсоединения к одному из выводов 5 источника электрического питания 4, а электрод 2 с возможностью подсоединения к другому из выводов 6 источника 4. Электрическую обработку осуществляют от источника 4, выполненного в виде высоковольтного источника постоянного тока, создающего потенциал, максимальный по напряжению и исключающий межэлектродный пробой, коронный и искровой разряды. При этом отрицательный потенциал этого источника 4 подают на электрод 3, а положительный 4 - на корпус 1. Техническое решение позволяет повысить качество топлива и эксплуатационные параметры и режимы двигателя, упростить устройство осуществления способа. 1 ил.

Способ электрической обработки жидкого углеводородного топлива, заключающийся в подготовке топлива в устройстве перед подачей его на сжигание, в обработке топлива в устройстве с корпусом и электродом, в воздействии неоднородным электрическим полем высокой напряженности на топливо и в прохождении топлива через зону высокой напряженности, создаваемую неоднородным электрическим полем, отличающийся тем, что обработку топлива осуществляют в устройстве, выполненном с камерой, которая образована корпусом из электропроводного материала и электродом, расположенным во внутренней полости корпуса, коаксиально ему, причем корпус выполнен с возможностью подсоединения к одному из выводов источника электрического питания, а электрод с возможностью подсоединения к другому из выводов источника электрического питания, а воздействие на топливо осуществляют неоднородным электрическим полем от источника электрического питания в виде высоковольтного источника постоянного тока, создающим потенциал, максимальный по напряжению и исключающий межэлектродный пробой, коронный и искровой разряды, при этом отрицательный потенциал этого источника подают на электрод, а положительный - на корпус.