RU 2 527 005 C1

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
(51) МПК
F23K
5/12
F02M 25/022
F02M 31/00
F02M 27/04
(13)
2 527 005
C1
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(12) ОПИСАНИЕ
(21)(22) Заявка:
ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
2013114173/06, 29.03.2013
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
29.03.2013
(45) Опубликовано: 27.08.2014 Бюл. № 24
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: US 0007316207 B2, 08.01.2008. US
C 1
2 5 2 7 0 0 5
R U
(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЖИДКОГО ТОПЛИВА К СЖИГАНИЮ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение может быть использовано в
превышающей температуру кипения воды при
двигателях внутреннего сгорания. Способ
давлении в камере сгорания, после чего в камеру
подготовки жидкого топлива к сжиганию в
сгорания впрыскивают топливо. Технический
камере сгорания, преимущественно, поршневого
результат заключается в снижении расхода
двигателя, заключающийся в том, что создают
топлива и повышении к.п.д. работы двигателя, а
воздуховодяную мелкодисперсную эмульсию
также снижении токсичности выхлопных газов
путем распыления воды, на полученную эмульсию
за счет повышения степени активности водной
воздействуют СВЧ-излучением до нагрева
составляющей в процессе диспергирования
эмульсии до температуры кипения воды, затем
(мелкости распыливания) топлива и его испарения
обработанную эмульсию подают в камеру
посредством использования накопленной в воде
сгорания и повторно воздействуют на нее СВЧэнергии СВЧ-излучения.
излучением до нагрева эмульсии до температуры,
Стр.: 1
C 1
Адрес для переписки:
119991, Москва, ГСП-1, В-296, Ленинский пр-кт,
65, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, отдел
защиты интеллектуальной собственности
2 5 2 7 0 0 5
20040173165 A1, 09.09.2004 . RU 2266470 C1,
20.12.2005. US 0006820587 B1, 23.11.2004 . US
0006782875 B2, 31.08.2004 . US 20040191708
A1, 30.09.2004 . US 20090180939 A1, 16.07.2009
. KZ 25128 A4, 15.12.2011 . US 0007788897 B2,
07.09.2010 . US 0006581581 B1, 24.06.2003 . US
20100326374 A1, 30.12.2010 . US 20040245085
A1, 09.12.2004 . RU 2349631 C1, 20.03.2009
(73) Патентообладатель(и):
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования "Российский
государственный университет нефти и газа
имени И.М. Губкина" (RU)
R U
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 29.03.2013
(72) Автор(ы):
Антипов Борис Николаевич (RU),
Лопатин Алексей Сергеевич (RU),
Купцов Сергей Михайлович (RU),
Шотиди Константин Харлампиевич (RU),
Короленок Анатолий Михайлович (RU)
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
(51) Int. Cl.
F23K
5/12
F02M 25/022
F02M 31/00
F02M 27/04
(13)
2 527 005
C1
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY
(12) ABSTRACT
(21)(22) Application:
OF INVENTION
2013114173/06, 29.03.2013
(24) Effective date for property rights:
29.03.2013
(45) Date of publication: 27.08.2014 Bull. № 24
C 1
2 5 2 7 0 0 5
R U
Стр.: 2
C 1
(54) PREPARATION OF LIQUID FUEL FOR COMBUSTION IN COMBUSTION CHAMBER
(57) Abstract:
FIELD: engines and pumps.
apply microwave radiation thereat again to hear said
SUBSTANCE: proposed method of preparation of
emulsion to point exceeding water boiling point at
liquid fuel combustion in ICE combustion chamber
combustion chamber pressure. Now, fuel is injected
consists in making of air-water fine emulsion by water
into combustion chamber.
dispersion. Microwave radiation is applied to obtained
EFFECT: fuel saving, higher engine efficiency,
emulsion to heat the latter to water boiling point.
lower exhaust gas toxicity.
Processed emulsion is fed into combustion chamber to
2 5 2 7 0 0 5
Mail address:
119991, Moskva, GSP-1, V-296, Leninskij pr-kt, 65,
RGU nefti i gaza imeni I.M. Gubkina, otdel
zashchity intellektual'noj sobstvennosti
(73) Proprietor(s):
Federal'noe gosudarstvennoe bjudzhetnoe
obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego
professional'nogo obrazovanija "Rossijskij
gosudarstvennyj universitet nefti i gaza imeni
I.M. Gubkina" (RU)
R U
Priority:
(22) Date of filing: 29.03.2013
(72) Inventor(s):
Antipov Boris Nikolaevich (RU),
Lopatin Aleksej Sergeevich (RU),
Kuptsov Sergej Mikhajlovich (RU),
Shotidi Konstantin Kharlampievich (RU),
Korolenok Anatolij Mikhajlovich (RU)
RU
5
10
15
20
25
30
35
40
45
2 527 005 C1
Изобретение относится к способам получения топливовоздушной смеси в камерах
сгорания тепловых двигателей методом мелкодисперсного распыливания, испарения
и газификации жидкого топлива и предназначено для использования в камерах сгорания,
преимущественно, поршневых двигателей или установок в автомобилестроении,
энергетике и в других отраслях машиностроения.
Известен способ подготовки жидкого топлива к сжиганию, включающий
перемешивание жидкого топлива с водой, которая играет роль ингибитора, вещества,
тормозящего образование окислов азота и серы при горении (RU 95122303, 1995).
Недостатком указанного способа является то, что вода выполняет отведенную ей
роль ингибитора только на стадии горения и не принимает активного участия в процессе
распыливания топлива.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности и
достигаемому результату к заявленному изобретению является способ подготовки
жидкого топлива к распыливанию в камеру сгорания, включающий перемешивание
жидкого топлива с водой с образованием эмульсии и облучение полученной
водотопливной смеси СВЧ-излучением перед его впрыскиванием в камеру сгорания
(RU 2266470, 2004).
Указанный способ обеспечивает участие воды в процессе предварительного подогрева
топлива для улучшения мелкости его распыливания, испарения и деструкции.
Недостатками известного способа являются повышенное содержание оксидов азота
в выхлопных газах двигателя, что обусловлено значительной температурой продуктов
сгорания, а также повышенный расход топлива.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа подготовки жидкого
топлива к сжиганию в камере сгорания, обеспечивающего снижение расхода топлива
и повышение к.п.д. работы двигателя, а также снижение токсичности выхлопных газов.
Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки жидкого топлива
к сжиганию в камере сгорания, преимущественно, поршневого двигателя, создают
воздуховодяную мелкодисперсную эмульсию путем распыления воды, на полученную
эмульсию воздействуют СВЧ-излучением до нагрева эмульсии до температуры кипения
воды, затем обработанную эмульсию подают в камеру сгорания и повторно
воздействуют на нее СВЧ-излучением до нагрева эмульсии до температуры,
превышающей температуру кипения воды при давлении в камере сгорания, после чего
в камеру сгорания впрыскивают топливо.
Достигаемый технический результат заключается в повышении степени активности
водной составляющей в процессе диспергирования (мелкости распыливания) топлива
и его испарения за счет использования накопленной в воде энергии СВЧ-излучения.
Способ осуществляют следующим образом.
Создают путем распыления воды воздуховодяную мелкодисперсную эмульсию с
содержанием воды 5-15% и на полученную эмульсию воздействуют СВЧ-излучением
до нагрева водной составляющей эмульсии до температуры кипения воды. Затем
обработанную эмульсию подают в камеру сгорания и вторично воздействуют СВЧизлучением, нагревая водную составляющую эмульсии до температуры кипения воды
при давлении в камере сгорания и впрыскивают в камеру сгорания топливо. Перегретые
капли воды практически мгновенно взрывообразно испаряются, повышают давление
в камере сгорания и гомогенизируют находящееся в камере топливо.
Сущность предлагаемого способа иллюстрируется нижеследующим примером его
реализации.
На подготовленную воздуховодяную эмульсию с содержанием воды 5% и диаметром
Стр.: 3
RU
5
10
15
20
25
2 527 005 C1
капель 5 микрон воздействуют СВЧ-излучением с частотой 2,5 ГГц. За счет поглощения
энергии СВЧ-излучения водой происходит нагревание водной составляющей эмульсии
до температуры кипения воды при незначительном росте температуры эмульсии.
Благодаря большой длине волны СВЧ-излучения нагрев потока эмульсии происходит
равномерно по всему объему. После впрыска эмульсии в камеру сгорания осуществляют
повторное воздействие на нее СВЧ-излучения, обеспечивая нагрев водной составляющей
эмульсии до температуры, превышающей температуру кипения воды при давлении в
камере сгорания, в которую затем подают топливо. Перегретые капли воды практически
мгновенно взрывообразно испаряются и увеличивают свой объем от 200 до 1000 раз в
зависимости от давления в камере сгорания. При этом повышается давление в камере
сгорания и гомогенизируется находящееся в камере топливо.
Время и мощность СВЧ-облучения воздуховодяной эмульсии и объемная
концентрация воды подбираются в зависимости от требований к устройствам подачи
воздуховодяной эмульсии и топлива и в целом к двигателю.
Описанный способ в зависимости от условий проведения процесса подготовки
топлива и типа двигателя позволяет сократить расход топлива на 2-4% и снизить
содержание СО, NO и NOx в выхлопных газах на 7-8%.
Формула изобретения
Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию в камере сгорания,
преимущественно, поршневого двигателя, заключающийся в том, что создают
воздуховодяную мелкодисперсную эмульсию путем распыления воды, на полученную
эмульсию воздействуют СВЧ-излучением до нагрева эмульсии до температуры кипения
воды, затем обработанную эмульсию подают в камеру сгорания и повторно
воздействуют на нее СВЧ-излучением до нагрева эмульсии до температуры,
превышающей температуру кипения воды при давлении в камере сгорания, после чего
в камеру сгорания впрыскивают топливо.
30
35
40
45
Стр.: 4