Устройство для испарения топлива
FUEL EVAPORATION DEVICE

Предлагаемое изобретение относится к устройствам приготовления топливо-воздушных смесей для двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в двигателях транспортных средств, электростанций, бензопил и других устройств.
Известно устройства для подготовки и подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания [Патент РФ №2168054, МПК F02M 31/18, опубл. 27.05.2001, БИ №15]. В данном устройстве топливо подают в зону испарения для разделения на газообразную и жидкую фракции из слоев пористой структуры металлокерамического блока, представляющего собой испарительное устройство. Для разделения на фракции топливо нагревают энергией фазового перехода теплоносителя из жидкого в газообразное состояние, подогревая теплоноситель. Отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания используют для подогрева теплоносителя.
Недостатками данного устройства являются невысокое качество перемешивания паров топлива с воздухом, что приводит к снижению мощности и повышению расхода топлива двигателем.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является испаритель топлива для двигателей внутреннего сгорания, содержащий корпус с окнами для поступления воздуха, размещенный в нем электротен, соединенный с каналом подвода топлива с одной стороны и распылителем форсунки - с другой, а в нижней части размещен завихритель [Патент РФ №16941, МПК 02В 1/00, опубл. 27.02.2001, БИ №6].
К недостаткам относятся невысокое качество перемешивания паров топлива с воздухом, что приводит к снижению мощности и повышению расхода топлива двигателем.
Задачей данного изобретения является создание устройства для испарения топлива, позволяющего получить качественную топливовоздушную смесь, использование которой в двигателях внутреннего сгорания позволит обеспечить высокую мощность и относительно небольшой расход топлива.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для испарения топлива, содержащем корпус с окнами для поступления воздуха, размещенный в корпусе электротен, соединенный с каналом подвода топлива с одной стороны и распылителем форсунки - с другой, с установленным в нижней части корпуса завихрителем.
Отличительными признаками заявляемого изобретения является то, что окна в корпусе имеют форму трапеций, большие основания которых размещены снизу, распылитель форсунки содержит три ряда круговых отверстий, диаметр которых в рядах уменьшается от верхнего ряда к нижнему, а размещенный в нижней части завихритель имеет лопасти с разными углами наклона к продольной оси корпуса, которые чередуются в окружном направлении, электротен размещен в полом цилиндрическом кожухе, имеющем размещенный по касательной к его боковой поверхности патрубок, который крепится к каналу подвода топлива.
На фиг. 1 изображена схема устройства для испарения топлива
На фиг. 2 увеличено показан распылитель форсунки с отверстиями.
На фиг. 3 представлен вид Б.
На фиг. 4 изображен вид В.
На фиг. 5 и 6 показаны сечения Г-Г и Д-Д соответственно.
Устройство для испарения топлива содержит корпус 1 с окнами 2 для поступления воздуха, размещенный в корпуса 1 электротен 3, соединенный с каналом 4 подвода топлива с одной стороны и распылителем форсунки 5 - с другой. В нижней части корпуса 1 установлен завихритель 6. Окна 2 в корпусе 1 имеют форму трапеций, большие основания которых размещены снизу. Распылитель форсунки 5 содержит три ряда круговых отверстий 7, диаметр которых в рядах уменьшается от верхнего ряда к нижнему.
Размещенный в нижней части завихритель 6 имеет лопасти 8 и 9 с разными углами наклона к продольной оси корпуса 1, которые чередуются в окружном направлении. Электротен 3 установлен в полом цилиндрическом кожухе 10, имеющем установленный по касательной к его боковой поверхности патрубок 11, который крепится к каналу 4 подвода топлива.
Устройство для испарения топлива работает следующим образом.
Топливо поступает во внутренний объем цилиндрического кожуха 10 через канал 4 подвода топлива и патрубок 11. За счет того, что патрубок 11 установлен по касательной к боковой поверхности цилиндрического кожуха 10 во внутреннем объеме последнего организовывается интенсивное круговое движение топлива. При таком движении происходит многократное омывание электротена 3, что приводит к быстрому нагреву и испарению топлива.
Далее пары топлива выходят из нижней части цилиндрического кожуха 10 через распылитель форсунки 5, который с целью получения равномерного потока, необходимого для получения качественной топливо-воздушной смеси, содержит три ряда круговых отверстий 7, диаметр которых в рядах уменьшается от верхнего ряда к нижнему. Такое изменение диаметров отверстий 7 позволяет наиболее равномерно заполнить объем корпуса 1, где происходит смешение с воздухом, который поступает через окна 2, имеющие форму трапеций, большие основания которых размещены снизу.
Выполнение окон 2 трапецеидальной формы и их размещение большими основаниями вниз позволяет получить качественную топливовоздушную смесь. Это объясняется тем, что воздушные потоки, поступающие из окон 2, в верхней части уже, чем в нижней. При их контакте с парами топлива, выходящими из отверстий 7 (диаметр которых в рядах уменьшается от верхнего ряда к нижнему), происходит плавное (постепенное) смешение.
В нижней части корпуса 1 размещен завихритель 6, который дополнительно турбулизует топливовоздушную смесь на выходе из устройства. С целью интенсификации процесса перемешивания завихритель 6 имеет лопасти 8 и 9 с разными углами наклона к продольной оси корпуса 1, которые чередуются в окружном направлении. Такое выполнение лопастей 8 и 9 формирует на выходе из завихрителя 6 чередующиеся потоки с разными характеристиками (формой и углами раскрытия). Эти потоки, взаимодействуя друг с другом, интенсифицируют процесс смешения паров топлива и воздуха. Готовая смесь из нижней части устройства направляется в двигатель.
Таким образом, процесс получения однородной топливо воздушной смеси происходит в два этапа: при взаимодействии струй, создаваемых распылителем форсунки 5 (который содержит три ряда круговых отверстий 7, диаметр которых в рядах уменьшается от верхнего ряда к нижнему) и потоками воздуха, который поступает через окна 2, имеющие форму трапеций, большие основания которых размещены снизу и при прохождении через завихритель 6 имеющий лопасти 8 и 9 с разными углами наклона к продольной оси корпуса 1, которые чередуются в окружном направлении.
Предлагаемое устройство для испарения топлива позволяет получить качественную топливовоздушную смесь, что предотвратит снижение мощности и повышение расхода топлива двигателем.