ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКТИВАТОР ТОПЛИВА

Полезная модель относится к устройствам приготовления топлива, конкретнее к активаторам топлива, и может найти широкое применение, например, в тепловых двигателях внутреннего сгорания и в теплоэнергетике.
Известен активатор топлива по патенту РФ на полезную модель №58942, МПК B01D 27/00, опубл.. 10.12.2006 г.
Этот активатор содержит диэлектрическую емкость с впускным и выпускным патрубками для топлива и фильтрующий элемент, заключенный внутри диэлектрической емкости, кроме того он снабжен источником магнитного поля и источником электрического поля с двумя электродами, один электрод из которых размещен внутри емкости с топливом, и выполнен в виде металлического стержня, с острием на конце, причем на стержень плотно насажен фильтрующий электропроводящий элемент, например в виде рулона углеводородного волокна, а другой электрод выполнен кольцевым и установлен снаружи диэлектрической емкости топливного фильтра-активатора, причем выходы этих электродов электрически присоединены к источнику электрического поля.
Недостаток - его низкая эффективность из-за внешнего расположения источников магнитного и электрического полей.
Известен электрический активатор по патент РФ на полезную модель №103139, МПК F02M 27/04, опубл. 27.03.2011 г. Он содержит диэлектрический корпус, полые входной и выходной, два металлических электрода, высоковольтный источник электрического поля, присоединенный к этим электродам, при этом в качестве электродов использованы сами металлические штуцеры, размещенные внутри корпуса активатора с фиксированным зазором между их торцами, причем корпус активатора и упомянутый источник электрического поля смонтированы в общем корпусе.
При всех достоинствах он обладает низкими качествами активации топлива, потому что предлагаемые ранее электроды имеют малую поверхность и большое расстояние между электродами, что снижает эффективность обработки ими топлива от источника электрического поля, что приводит к ухудшению расходных и экологических показателей теплоэнергетических установок, включая тепловой двигатель, содержащих данный топливный активатор.
Известен электрический активатор топлива по патенту РФ на полезную модель №140194, МПК F02M 24/04, опубл. 10.05.2014 г., прототип.
Этот электрический активатор содержит цилиндрический диэлектрический корпус, полые входной и выходной топливные штуцеры, вставленные в корпус, два металлических электрода, и электронный блок высокого напряжения, электрически присоединенный по выходу к данным электродам.
Недостатки небезопасность в эксплуатации в связи с тем, что электрод с потенциалом высокого напряжения контактирует с топливом, низкая эффективность из-за малой напряженности электрического поля и сложность конструкции.
Технический результат данной полезной модели состоит в обеспечении безопасности эксплуатации и повышении эффективности активатора топлива.
Решение указанных задач достигнуто в электрическом активаторе топлива, содержащем цилиндрический диэлектрический корпус, полые входной и выходной топливные штуцеры, два металлических электрода и электронный блок высокого напряжения, электрически присоединенный по выходу к данным электродам, тем, что первый электрод выполнен в виде металлической спирали, установленной внутри корпуса и штуцеров, электрически связанной с этими штуцерами и электрически соединенной с «массой», соединенной в свою очередь, с первой клеммой блока высокого напряжения, а снаружи диэлектрического корпуса размещен второй электрод высокого напряжения в виде обмотки из изолированной проволоки от штуцеров соединенной с вторым выходом блока высокого напряжения.
Цилиндрический диэлектрический корпус может быть выполнен из керамики. Металлическая спираль первого электрода может выполнена с шагом между витками равны от 2 до 5 диаметра проволоки, образующей спираль.
Обмотка второго электрода может быть выполнена в один ряд. Обмотка второго электрода может быть выполнена без зазора между витками изолированной проволоки. Обмотка второго электрода может быть электрически изолирована от топливных штуцеров при помощи диэлектрических прокладок. Обмотка второго электрода может быть залита неэлектропроводным материалом. Между диэлектрическим корпусом и топливными штуцерами могут быть установлены герметизирующие прокладки. Между топливными штуцерами может быть установлена «П»-образная скоба поджатая с обеих сторон внутренними и внешними гайками.
Внутренний диаметр диэлектрического корпуса может быть выполнен равным или больше внутреннего диаметра топливных штуцеров. Внутренний диаметр диэлектрического корпуса может быть выполнен равным внешнему диаметру второго электрода. Цилиндрическая диэлектрическая втулка с первым электродом могут быть заключены в корпус. Блок высокого напряжения может быть установлен внутри корпуса.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1…7, где:
- на фиг. 1 приведена упрощенная схема электрического активатора,
- на фиг. 2 приведен чертеж активатора,
- на фиг. 3 приведен топливный штуцер,
- на фиг. 4 приведена внутренняя гайка,
- на фиг. 5 приведена внешняя гайка,
- на фиг. 6 приведена схема установки второго электрода,
- на фиг. 7 приведена схема закрутки топлива.
Описание устройства в статике
Электрический активатор топлива (фиг. 1…7) содержит цилиндрический диэлектрический корпус 1, входной и выходной топливные штуцера 2 и 3, выполненные металлическими, первый электрод 4, второй электрод 5 и блок высокого напряжения 6.. электрически присоединенный проводом 7 по первому выходу 8 к первому электроду 4 и по второму выходу 9 проводом 10 ко второму электроду 5.
Блок высокого напряжения 6 должен обеспечивать питание устройства постоянным током напряжением от 10 КB до 30 КB, что зависит от габаритов активатора и желаемого режима работы активатора (без разряда или с разрядом).
Цилиндрический диэлектрический корпус 1 при использовании токов относительно высокого напряжения и работе активатора в режиме разряда предпочтительно выполнить из керамики. В этом случае будет предотвращено обгорание или разрушение корпуса.
Один из топливных штуцеров 2 или 3 соединен проводом 11 с массой 12.
Обмотка первого электрода 4 выполнена в один ряд. Обмотку первого электрода 4 предпочтительно выполнена без зазора между витками изолированной проволоки. Это обеспечит максимальную напряженность электрического поля.
Обмотка первого электрода 4 может быть электрически изолирована от топливных штуцеров при помощи диэлектрических прокладок 13. Обмотка первого электрода 4 может быть залита неэлектропроводным материалом 14. Второй электрод 5 (фиг. 1 и 2) выполнен в виде металлической спирали, установленной внутри диэлектрического корпуса 1 и электрически связанной с топливными штуцерами 2 и 3. Металлическая спираль второго электрода 5 выполнена с шагом между витками равным от 2 до 5 диаметра проволоки d, образующей спираль.
S=(2…5)d.
Где S - шаг спирали второго электрода 5, a d - диаметр проволоки этого электрода.
При меньшем соотношении второй электрод 5 менее эффективно работает как закручивающее устройство, так как меньший объем топлива проходит между витками, при соотношении более 5 эффективность закрутки также снижается, так как уменьшается число витков n спирали второго электрода 5 внутри цилиндрического диэлектрического корпуса 1.
При соотношении менее 5 эффективность активатора очень мала, так как происходит закрутка незначительной части расхода топлива и с небольшой окружной составляющей скорости закрутки (фиг. 7)..
Из условия обеспечения сборки и контакта второго электрода 5 с топливными штуцерами 2 и 3 должно быть соблюдено условие:
D3=D2,
где D3 - внешний диаметр второго электрода, D2 внутренний диаметр штуцеров 2 и 3. (фиг. 6).
Кроме того, тоже из условия сборки
D3≤D1,
где D1 - внутренний диаметр цилиндрического диэлектрического корпуса (фиг. 1 и 6).
Между диэлектрическим корпусом 1 и топливными штуцерами 2 и 3 должны быть установлены герметизирующие прокладки 15. Между топливными штуцерами 2 и 3 может быть установлена «П»-образная скоба 16, поджатая с обеих сторон внутренними 17 и внешними гайками 18 (фиг. 2).
Электрический активатор топлива может быть заключен в корпус 19. В корпусе 19 может быть установлен бок высокого напряжения 6.
Конструкция топливных штуцеров 2 и 3 приведена на фиг. 3. Штуцера 2 и 3 содержат втулку 20 и резьбовой участок 21.
Конструкция внутренней гайки 17 приведена на фиг. 4, внутренняя гайка 17 имеет отверстие 22 с резьбой 23. Конструкция внешней гайки 18 приведена на фиг. 5. Внешняя гайка 18 содержит отверстие 24, в котором выполнена резьба 25 (фиг. 6).
Сборка электрического активатора осуществляется следующим образом (фиг. 2). На цилиндрический диэлектрический корпус 1 устанавливают первый электрод 4 и диэлектрические прокладки 12. Потом надевают внутренние гайки 17 и устанавливают «П»-образную скобу 16, с обеих сторон цилиндрического диэлектрического корпуса 1 устанавливают герметизирующие прокладки 15 и устанавливают топливные штуцера 2 и 3. Потом навинчивают внешние гайки 18 до упора. Навинчивают внутренние гайки 17 до упора и заливают первый электрод 4 неэлектропроводным материалом 13. Устанавливают внутренний электрод 2.
При наличии корпуса 19 устанавливают в корпус 19 и в него устанавливают блок высокого напряжения 6.
Работа активатора
Электрический активатор устанавливают в топливную систему тепловой машины, например, двигателя внутреннего сгорания ДВС транспортного средства. Блок высокого напряжения 6 подключают по входу к аккумуляторной батарее (на фиг. 1…6) не показано. Заземляют штуцер 2 или 3.
При работе ДВС топливо подается через входной штуцер 2 и выходит через выходной штуцер 3. Внутри цилиндрического диэлектрического корпуса 1 поток горючего закручивается. Это увеличивает время воздействия на него электрического поля. Под действием электрического поля внутри цилиндрического диэлектрического корпуса 1 происходит изменение химического состава исходного топлива углеводородного топлива с образование газообразного водорода и радикалов, эффективная деполимеризация, гомогенизация и улучшение энергетических характеристик, что способствует его более полному сгоранию внутри камер сгорания теплового двигателя, что и приводит к снижению расхода топлива и токсичности выхлопа теплового двигателя, и к приросту его мощности.
Выполнение второго электрода 5 в виде спирали обеспечивает закрутку топливного потока, увеличение времени воздействия электрического поля и значительное повышение эффективности его работы.
Применение полезной модели позволило:
1. Обеспечить безопасность при эксплуатации устройства,
2. Упростить конструкцию устройства.
3. Упростить сборку устройства по сравнению с прототипом и другими аналогичными устройствами.
4. Повысить эффективность электрического активатора за счет возможности использования более высокого напряжения блока высокого напряжения, создания очень мощных электрических полей и даже электрических разрядов в топливе, меняющих структуру и химический состав горючего.