УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ТОПЛИВА

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности, к устройствам повышения энергетических характеристик топлива, предназначено для использования в двигателях внутреннего сгорания, тепловых агрегатах и подобных устройствах.
Известен способ подготовки топлива путем его обработки магнитным полем и устройство для его осуществления, содержащее цилиндрическую камеру, на внутренней поверхности которой на специальных выступах установлены вплотную друг за другом два ряда постоянных магнитов трапецеидальной формы, разделенных воздушным зазором, причем намагниченность в поперечном сечении соприкасающихся магнитов в каждом ряду и противолежащих магнитов противоположна (патент Российской Федерации №2052652, F 02 M 27/04, 1996). Недостатком известного решения является то, что время контакта топлива с областью максимальной напряженности магнитного поля непродолжительно, а контакт топлива осуществляется с постоянным по величине градиентом магнитного поля. В результате эффективность обработки топлива недостаточно высокая, вследствие чего незначительно сокращаются вредные выбросы и расход топлива.
Известно устройство для обработки топлива, содержащее цилиндрический корпус с входным и выходным штуцерами и соосно установленные в корпусе постоянные кольцевые магниты (заявка РСТ WО 97/01702, 1997). В данном устройстве осуществлен способ, согласно которому поток топлива через входной штуцер и осевое отверстие
первого магнита поступает в полости, находящиеся между магнитами, и разделяется на составляющие, одна из которых протекает через осевое отверстие следующего магнита, а другая - около торцевых поверхностей магнитов в радиальном направлении, затем составляющие потока смешиваются и обработанное топливо поступает к выходному штуцеру. Недостатком известного устройства является низкая эффективность обработки топлива
За ближайший аналог выбрано техническое решение (патент России №2158843, F 02 M 27/04, 2000), по которому в устройстве подготовки топлива установлены постоянные кольцевые магниты, тороидальная камера, расположенная между ними, разделитель потока. Поток топлива разбивается на две составляющие, обрабатываемые с различной эффективностью. Недостатком является стихийность разбиения потока на две составляющие, невозможность придания потоку нужного направления относительно силовых магнитных линий, что приводит к недостаточной эффективности обработки топлива.
Технической задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности обработки топлива.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что устройство подготовки топлива, содержащее цилиндрический корпус с входным и выходным отверстиями, систему постоянных, соосных, кольцевых магнитов, расположенную между ними тороидальную камеру, снабженную рассекателем потока и выпускными каналами, разделитель потока, размещенный между тороидальной камерой и вторым магнитом, так же содержит камеру обработки активной фазы топлива, состоящую из центрального цилиндра с осевым каналом и поперечным диском, выполненным на его наружной поверхности и набором охватывающих его цилиндрических деталей с кольцевыми поперечными дисками, выполненными на внутренних поверхностях
цилиндрических деталей. Разделитель потока выполнен в виде цилиндрической детали с отбортовкой с центральным осевым каналом и отверстиями в цилиндрической части, оси которых перпендикулярны цилиндрической образующей. На входе и на выходе устройства установлены распределительные камеры, содержащие центральный конус и периферийные отверстия. В камере обработки активной фазы топлива охватывающие цилиндрические детали расположены коаксиально с центральным цилиндром и соосно друг другу. Между торцем диска цилиндра и внутренними поверхностями охватывающих цилиндрических деталей, а так же между торцами дисков охватывающих цилиндрических деталей и наружной поверхностью центрального цилиндра образованы зазоры.
Технический результат достигается за счет того, что установка в устройстве камеры обработки активной фазы топлива позволяет сформировать поток, направленный перпендикулярно силовым магнитным линиям.
Установка разделителя потока с отверстиями позволяет 75-80% топлива обрабатывать с максимальной эффективностью и 20-25% с минимальной, что является оптимальным с точки зрения снижения экологически вредных выбросов. Выполнение в разделителе потока отверстий, перпендикулярных его цилиндрической образующей, позволяет направить составляющую потока, обрабатываемую с максимальной эффективностью в междисковый лабиринт камеры обработки активной фазы топлива.
Установка на входе и на выходе устройства распределительных камер позволяет воздействовать на молекулы топлива, приводя к уменьшению его вязкости.
Заявляемая полезная модель позволяет за счет образования двух потоков топлива, обрабатываемых с различной эффективностью
x
силовыми линиями магнитного поля создать поляризованные ядра атомов углеводородов, увеличить скорость растворения в топливе кислорода и создать в камере сгорания среду с активными точками, что приводит к переходу от волнового процесса горения к много очаговому. Указанное состояние процесса горения способствует уменьшению мертвых зон в камере сгорания и достижению очень высокой температуры в точках, а не во фронте волны горения, что снижает процент образования NO.
На фигуре показан общий вид устройства подготовки топлива. Устройство устанавливается между насосом и карбюратором (для карбюраторных двигателей, не показаны), между насосом высокого давления и коллектором впрыска (для бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива, не показаны) и перед насосом высокого давления (для дизельных двигателей, не показан). Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями. В корпусе 1 расположены по направлению движения топлива постоянные, соосные кольцевые магниты 4, 5, 6, тороидальная камера 7, образованная поверхностью двух деталей 8, 9, выполненная с центральным впускным каналом 10, рассекателем потока 11, выпускными каналами 12. Разделитель потока 14, размещенный между тороидальной камерой 7 и магнитом 5, выполнен в виде цилиндрической детали с отбортовкой 15 с осевым центральным каналом 16 и отверстиями 17, расположенными на цилиндрической части. Оси отверстий 17 перпендикулярны цилиндрической образующей. Между разделителем потока 14 и внутренней поверхностью корпуса 1 образована периферийная кольцевая полость 18. Соосные, кольцевые магниты 5, 6 вставлены в кольца 19, 20 с проходными отверстиями 21, 22 соответственно. Между соосными, кольцевыми магнитами 5, 6 установлена камера обработки активной фазы топлива 23, образованная
центральным цилиндром 24 с осевым каналом 25, диском 26, выполненным на наружной поверхности центрального цилиндра 24. Коаксиально с центральным цилиндром 24 установлены охватывающие цилиндрические детали 27 с поперечными дисками 28, выполненными на их внутренних поверхностях. Входное отверстие 2 и выходное отверстие 3 выполнены в распределительных камерах 29, содержащих центральные конусы 30 и периферийные отверстия 31. Конусы 30 направлены в сторону набегающего потока. Деталь 8 тороидальной камеры 7 может быть выполнена из магнитного материала, а деталь 9 - из немагнитного материала. В качестве магнитного материала может быть использована сталь, а в качестве немагнитного материала могут быть использованы латунь или алюминий. Выпускные каналы 12 тороидальной камеры 7 могут быть выполнены параллельно оси цилиндрического корпуса 1 в местах, где стенка между тороидальной камерой 7 и разделителем потока 14 имеет наименьшую толщину.
Устройство работает следующим образом.
Топливо через топливный канал (не показан), входное отверстие 2 попадает в распределительную камеру 29, рассекается конусом 30 и распределяется на отдельные струи, проходя через периферийные отверстия 31, далее через осевое отверстие кольцевого магнита 4 поступает в тороидальную камеру 7. Поток из цилиндрического переходит к потоку, вращающемуся по образующей тороидальной камеры 7. Часть топлива, через каналы 12, поступает на разделитель потока 14, а часть потока, продолжая движение по образующей тороидальной камеры 7, омывает поверхность детали 8, выполненной из магнитного материала, и обрабатывается максимальной напряженностью магнитного поля. Продолжая движение по образующей, обработанная часть топлива смешивается со свежей порцией топлива и поступает в область с выпускными каналами 12, где
очередная порция уже однократно обработанного топлива поступает в разделитель потока 14. Далее процесс движения топлива и обработки магнитным полем повторяется. Процесс обработки топлива, организованный в тороидальной камере 7, позволяет разбить топливо на широкий спектр частей, обработанных магнитным полем с различной кратностью. После прохождения тороидальной камеры 7 топливо поступает в центральный канал 16 разделителя потока 14, откуда часть топлива через отверстия 17 поступает в периферийную кольцевую полость 18, происходит разделение потока топлива на две составляющие. Одна из составляющих потока, проходя через центральное отверстие 16 разделителя потока 14 и ось магнита 5, где напряженность магнитного поля практически равна нулю, подвергается обработке магнитным полем минимальной напряженности. Другая составляющая потока, проходя через отверстия 21, попадает в камеру обработки активной фазы 23, в область непосредственного контакта с торцевыми поверхностями магнитов 5 и 6, где напряженность магнитного поля максимальна. В результате прохождения топливом междискового лабиринта камеры обработки активной фазы 23 поток многократно меняет направление, двигаясь перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, что обеспечивает обработку топлива с максимальной эффективностью. Далее через отверстия 22, рассекаясь дополнительно конусом 30 и проходя через перферийные отверстия 31 поток проходит через выпускное отверстие 3. При обработке топлива максимальной напряженностью магнитного поля происходит изменение угла водородных связей, что играет большую роль в активизации последующих химических реакций (Бугаченко А.А. Химическая поляризация электронов и ядер. М., Наука, 1974 г.).
Требуемые характеристики магнитного поля:
остаточная магнитная индукция В
10,8-12,0 Т;
коэрцитивная сила Не
10-17 кА/м;
максимальная объемная плотность магнитной энергии (Вн)тах - 26-32 кДж/м.
Испытания устройства обработки топлива на автомобилях по методике Правил ЕЭК ООН N 82-02 показали, что экологически
вредные
выбросы\tabсокращаются:
СО
на\tab20-50%;
СН
на\tab30-82%;
No<sub>x</sub>
на\tab22-33%,
При этом расход топлива уменьшается на 10% и выше.
Таким образом, предполагаемая полезная модель позволяет повысить эффективность обрабатываемого топлива.