Индукционный нагреватель топлива
INDUCTION FUEL HEATER

Изобретение относиться к области машиностроения, преимущественно, двигателестроения.
Известен проточный индукционный нагреватель жидкости, состоящий из тороидальной обмотки индуктора, наложенной на сердечник, состоящий из тонкостенного трубчатого змеевика из нержавеющей стали с наложенной на него обмоткой из стальной ленты [Проточный индукционный нагреватель жидкости. - Патент РФ №2267869. - МПК Н05В 6/10].
Недостатком указанного устройства является невозможность использования для нагревания вязких моторных топлив находящихся под высоким избыточным давлением.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату предлагаемому устройству является установка индукционного нагрева жидкостей, содержащая устройство преобразования и управления в виде автономного инвертора тока с квазирезонансной коммутацией, теплообменника, представляющего собой систему труб, внутри которых по всей длине радиально расположены пластины из магнитных материалов, индуцирующего провода состоящего из многожильного медного проводника в термостойкой изоляции, расположенного на поверхности теплообменника по всей его длине одним витком [Установка индукционного нагрева жидкостей. - Патент РФ №2417563. - МПК Н05В 6/00].
Недостатками данной установки являются конструктивная сложность и дороговизна теплообменника, а также низкая эффективность расположения и перегрев индуцирующего провода, приводящие к неравномерному нагреву поверхности теплообменника.
Техническим результатом предлагаемого индукционного нагревателя топлива является упрощение его конструкции; сокращение времени и увеличение скорости термического воздействия на топливо, а также снижение тепловой напряженности индуцирующего провода.
Достижение технического результата достигается тем, что индуцирующий провод выполнен из медной трубки, расположенной на поверхности теплообменника в виде многовитковой катушки индуктивности, через сечение которой проходит охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя, теплообменник представляет собой топливопровод высокого давления перед форсункой, установленной в головке блока цилиндров.
На фигуре показана схема предлагаемого индукционного нагревателя топлива.
Индукционный нагреватель топлива состоит из автономного инвертора тока с квазирезонансной коммутацией 1, индуцирующего провода 2, катушки индуктивности 3, теплообменника 4, топливопровода высокого давления 5, форсунки 6, головки блока цилиндров 7.
Индукционный нагреватель топлива работает следующим образом.
От автономного инвертора тока с квазирезонансной коммутацией 1 подается переменное синусоидальное напряжение на индуцирующий провод 2, образующий катушку индуктивности 3, создающую нагревательный контур сложной геометрии. Под воздействием вихревых токов, возникающих в теплообменнике 4, происходит его нагрев и тепло передается топливу, движущемуся по топливопроводу высокого давления 5, к форсунке 6, установленной в головке блока цилиндров 7. Тепло возникающее в катушке индуктивности 3 под действием вихревых токов отводится охлаждающей жидкостью из системы охлаждения двигателя. Площадь поверхности теплообменника, подвергающегося температурному воздействию, зависит от площади сечения индуцирующего провода 2, количества витков катушки индуктивности, диаметра теплообменника 4 и топливопровода высокого давления 5.
Применение предложенного устройства позволяет: упростить конструкцию и уменьшить стоимость за счет применения более простого теплообменника; сократить время и увеличить скорость термического воздействия на топливо в результате более быстрого местного интенсивного и равномерного по поверхности нагрева теплообменника за счет многовитковой катушки индуктивности, а также снизить тепловую напряженность индуцирующего провода при помощи циркуляции через его сечение охлаждающей жидкости из системы охлаждения двигателя.
Промышленная применимость данного устройства заключается в более быстром, интенсивном и точечном нагреве топлива перед его непосредственным впрыском в камеру сгорания. Поэтому при минимальных конструктивных доработках, связанных с установкой индукционного нагревателя топлива в систему топливоподачи двигателя может быть промышленно применен.