RU2469205C2 - Система распыления топлива при содействии электрического поля и способы использования - Google Patents

Система распыления топлива при содействии электрического поля и способы использования Download PDF

Info

Publication number
RU2469205C2
RU2469205C2 RU2009120461/06A RU2009120461A RU2469205C2 RU 2469205 C2 RU2469205 C2 RU 2469205C2 RU 2009120461/06 A RU2009120461/06 A RU 2009120461/06A RU 2009120461 A RU2009120461 A RU 2009120461A RU 2469205 C2 RU2469205 C2 RU 2469205C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
metal grid
electric field
metal
grid
Prior art date
Application number
RU2009120461/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009120461A (ru
Inventor
Ронцзя Тао
Кэ ХУАН
Дипика КХИЛНАНЕЙ-ЧХАБРИА
Эдвард КАЧАНОВИЧ
Original Assignee
Темпл Юниверсити Оф Дзе Коммонвелт Систем Оф Хайер Эдьюкейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Темпл Юниверсити Оф Дзе Коммонвелт Систем Оф Хайер Эдьюкейшн filed Critical Темпл Юниверсити Оф Дзе Коммонвелт Систем Оф Хайер Эдьюкейшн
Publication of RU2009120461A publication Critical patent/RU2009120461A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2469205C2 publication Critical patent/RU2469205C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
    • F02M27/04—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by electric means, ionisation, polarisation or magnetism
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B51/00—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines
    • F02B51/04—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines involving electricity or magnetism
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M29/00—Apparatus for re-atomising condensed fuel or homogenising fuel-air mixture
    • F02M29/04—Apparatus for re-atomising condensed fuel or homogenising fuel-air mixture having screens, gratings, baffles or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00—Combustion
    • F23G2202/70—Combustion with application of specific energy
    • F23G2202/701—Electrical fields

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

Изобретение используется в системах сгорания, таких как двигатели внутреннего сгорания (ДВС) или нефтяные горелки. Устройство для уменьшения размера частиц топлива (100), впрыскиваемого в камеру сгорания, содержит топливопровод (110), первую (114) и вторую (112) металлические сетки, средство электропитания (130), топливный инжектор (120). Сетки (112, 114) расположены внутри топливопровода (110). Средство электропитания (130) производит электрическое поле между сетками (112, 114). Топливный инжектор (120) расположен на конце топливопровода (110) после первой металлической сетки (112). Также в изобретении рассмотрены способы использования устройства (100) для уменьшения размера частиц топлива, впрыскиваемого из инжектора (120), улучшения топливной экономичности транспортного средства, увеличения выходной мощности ДВС и улучшения выбросов из ДВС, заключающиеся в приложении электрического поля к топливу внутри топливопровода (110) для снижения его вязкости. Технический результат заключается в уменьшении размера частиц топлива, впрыскиваемых инжектором. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Предпосылки изобретения
Технология впрыска топлива используется в большинстве систем сгорания, таких как двигатели внутреннего сгорания или нефтяные горелки. Известно, что распыление играет важную роль в эффективности сгорания и количестве испускания загрязняющих веществ, в частности более тонкий топливный туман обеспечивает более эффективное сгорание топлива, приводящее к увеличению отдаваемой мощности и уменьшению вредных выбросов. Это связано с тем фактом, что сгорание начинается от поверхности раздела между топливом и воздухом (кислородом). Если размер капель топлива уменьшается, полная площадь поверхности для начала процесса горения увеличивается, повышая эффективность сгорания и улучшая выбросы.
Один способ уменьшения размера капель топлива состоит в использовании топливного инжектора, в котором используется высокое давление, такое как до 200 бар (20000 кПа) для бензина для уменьшения размера капель топлива до 25 мкм в диаметре. Такой инжектор, однако, требовал бы существенных изменений в топливопроводах в транспортных средствах, поскольку существующие топливопроводы для бензина могут поддерживать давление топлива меньше чем 3 бар (300 кПа).
Другой известный способ уменьшения размера капель топлива представляет собой электростатическое распыление, которое сообщает всем каплям топлива отрицательный заряд. Размер капли мал, если плотность заряда капель высока. Кроме того, так как капли с отрицательным зарядом отталкивают друг друга, агломерации не происходит. Данная технология электростатического распыления требует специальных топливных инжекторов с очень высоким напряжением, прямо прилагаемым к форсунке каждого инжектора. Эмиттерный катод испускает отрицательные заряды для прохождения топлива к аноду и не опускается для закрывания сопла, чтобы остановить распыление. Использование такого инжектора требует существенных изменений в существующих топливных системах транспортных средств.
Существует потребность в получении способа генерирования более тонкого топливного тумана от топливного инжектора, чем производится в настоящее время, для получения более чистого сгорания, более высокой выходной мощности и более высокой топливной экономичности.
Сущность изобретения
Кратко, настоящее изобретение обеспечивает получение способа уменьшения размера частиц топлива, впрыскиваемых инжектором. Способ включает этапы обеспечения потока топлива в топливопроводе; воздействия на жидкость электрическим полем, достаточным для снижения вязкости жидкости при передаче от топливопровода в инжектор; передачи жидкости от топливопровода в инжектор; и впрыска жидкости из инжектора.
Настоящее изобретение также обеспечивает получение устройства для уменьшения размера частиц топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания. Устройство содержит топливопровод, первую металлическую сетку, расположенную в пределах топливопровода, и вторую металлическую сетку, расположенную в пределах топливопровода перед или после первой металлической сетки. Средство электропитания электрически соединено с первой металлической сеткой и второй металлической сеткой. Работа средства электропитания производит электрическое поле между первой металлической сеткой и второй металлической сеткой. Топливный инжектор расположен на конце топливопровода после металлической сетки.
Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает получение способа улучшения топливной экономичности транспортного средства, способа увеличения выходной мощности от двигателя внутреннего сгорания и способа улучшения выбросов из двигателя внутреннего сгорания благодаря прохождению топлива по топливопроводу; способ включает приложение электрического поля к топливу в пределах топливопровода в направлении, параллельном направлению топливного потока, для снижения его вязкости; и выпуск топлива, имеющего пониженную вязкость, сквозь топливный инжектор в камеру сгорания для сгорания.
Таким образом, согласно изобретению приложен способ уменьшения размера частиц топлива, впрыскиваемого из инжектора, содержащий этапы:
a) обеспечения потока топлива по топливопроводу;
b) воздействия на топливо электрическим полем, достаточным для уменьшения вязкости топлива при передаче из топливопровода в инжектор;
с) передачи топлива из топливопровода в инжектор; и
а) впрыска топлива из инжектора.
Предпочтительно этапы а) и b) содержат обеспечение потока топлива в направлении, параллельном направлению электрического поля.
Предпочтительно этапы а) и b) содержат обеспечение потока топлива в направлении, противоположном направлению электрического поля.
Предпочтительно этап b) содержит воздействие на жидкость электрическим полем, имеющим силу между приблизительно 800 В/мм и приблизительно 1500 В/мм.
Предпочтительно этап b) содержит воздействие на жидкость электрическим полем в течение приблизительно от 5 секунд до приблизительно 15 секунд.
Также согласно изобретению предложено устройство для уменьшения размера частиц топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания, содержащее: топливопровод; первую металлическую сетку, расположенную внутри топливопровода; вторую металлическую сетку, расположенную внутри топливопровода, перед первой металлической сеткой; средство электропитания, электрически соединенное с первой металлической сеткой и второй металлической сеткой, причем работа средства электропитания производит электрическое поле между первой металлической сеткой и второй металлической сеткой; и топливный инжектор, расположенный на конце топливопровода после первой металлической сетки.
Предпочтительно электрический источник содержит источник постоянного тока.
Предпочтительно первая металлическая сетка содержит анод.
Предпочтительно первая металлическая сетка расположена на расстоянии от второй металлической сетки, достаточном для движения топлива в топливопроводе приблизительно от 5 секунд до приблизительно 15 секунд между первой сеткой и второй сеткой.
Также согласно изобретению предложен способ улучшения топливной экономичности транспортного средства, содержащий:
a) прохождение топлива по топливопроводу;
b) приложение электрического поля к топливу внутри топливопровода для снижения его вязкости; и
c) выпуск топлива, имеющего сниженную вязкость, через топливный инжектор в камеру сгорания для сгорания.
Также согласно изобретению предложен способ увеличения выходной мощности от двигателя внутреннего сгорания, содержащий:
a) прохождение топлива по топливопроводу;
b) приложение электрического поля к топливу внутри топливопровода для снижения его вязкости; и
c) выпуск топлива, имеющего сниженную вязкость, через топливный инжектор в камеру сгорания для сгорания.
Также согласно изобретению предложен способ улучшения выбросов из двигателя внутреннего сгорания, содержащий:
a) прохождение топлива по топливопроводу;
b) приложение электрического поля к топливу внутри топливопровода для снижения его вязкости; и
c) выпуск топлива, имеющего сниженную вязкость, через топливный инжектор в камеру сгорания для сгорания.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, которые включены сюда и составляют часть данного описания, иллюстрируют вариант осуществления изобретения и совместно с общим описанием, данным выше, и подробным описанием, данным ниже, служат для пояснения признаков изобретения. На чертежах:
фиг.1 - схематический чертеж схемы проверки с использованием системы впрыска при содействии электрического поля согласно типичному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - форма распыления капель топлива на пластину с использованием системы впрыска, показанной на фиг.1;
фиг.3 - диаграмма, показывающая размер капель дизельного топлива после прохождения системы впрыска топлива при содействии электрического поля относительно процентного отношения всех капель;
фиг.4 - диаграмма, показывающая размер капель бензина, смешанного с 20% этилового спирта, после прохождения системы впрыска топлива при содействии электрического поля относительно процентного отношения всех капель;
фиг.5 - блок-схема последовательности операций, показывающая способ использования системы, показанной на фиг.1; и
фиг.6 - вид в перспективе топливной системы транспортного средства, показывающий типичный вариант выполнения топливной системы впрыска топлива при содействии электрического поля, установленной в топливной системе транспортного средства.
Подробное описание изобретения
В нижеследующем описании используется некоторая терминология, которая применена только для удобства и не вносит ограничений. Терминология включает слова сверх определенно упомянутых, их производные и слова подобного значения. Вариант осуществления изобретения, показанный ниже, не предусмотрен как исчерпывающий или ограничивающий изобретение точной описанной формой. Этот вариант осуществления изобретения выбран и описан для лучшего пояснения принципов изобретения и его применения, практического использования и предоставления возможности другим специалистам в данной области техники лучшим образом использовать изобретение.
Настоящее изобретение используется для снижения вязкости топлива, когда топливо проходит сквозь электрическое поле в топливопроводе до входа в топливный инжектор для впрыска в камеру сгорания. Когда вязкость топлива снижается, размер впрыскиваемых распыляемых капель топлива также снижается, приводя к более эффективному сгоранию топлива. Изобретение находит применение в транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания, таких как автомобили, самолеты и суда, а также в неподвижных вариантах применения, таких как генераторы. Хотя настоящее изобретение направлено на уменьшение размера капель топлива, впрыскиваемого из топливного инжектора, специалистам в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение не ограничено топливом как жидкостью, но может использоваться также для других жидкостей для снижения вязкости жидкости и, таким образом, размера частиц распыляемых капель. Например, технология, воплощенная в настоящем изобретении, может использоваться в других вариантах применения, требующих малых распыленных капель, таких как распылители краски.
Система 100 впрыска топлива при содействии электрического поля согласно типичному варианту осуществления настоящего изобретения схематически показана на фиг.1. Система 100 впрыска включает топливопровод 110, по которому проходит топливо "F". Как показано на фиг.1, топливо F проходит слева (со стороны выше по потоку) вправо (к стороне ниже по потоку). Топливо F проходит из топливопровода 110 в топливный инжектор 120, который впрыскивает топливо F в камеру сгорания (не показана) для сгорания.
Находящаяся ниже по потоку сетка 112 вставлена в топливопровод 110. Находящаяся выше по потоку сетка 114 также вставлена в топливопровод 110 перед находящейся ниже по потоку сеткой 112. Сетки 112, 114 электрически изолированы от любого другого металла, включая топливопровод 110, и формируют конденсатор в пределах топливопровода 110. Находящаяся выше по потоку сетка 114, предпочтительно, может быть расположена между приблизительно 0,5 и 2 сантиметрами от находящейся ниже по потоку сетки 112. Кроме того, находящаяся ниже по потоку сетка 112, предпочтительно, может быть расположена приблизительно в 10-30 сантиметрах от топливного инжектора 120. Сетки 112, 114 могут быть выполнены из меди или некоторого другого электропроводного металла. Предпочтительно, электропроводный металл, из которого выполнены сетки 112, 114, химически не взаимодействует с топливом F, которое течет в топливопроводе 110 и проходит сетки 112, 114. Сетки 112, 114 имеют достаточно крупный размер ячеек для того, чтобы не оказывать неблагоприятного влияния на поток топлива F по топливопроводу 110 в топливный инжектор 120.
Источник 130 напряжения электрически соединен и с находящейся ниже по потоку сеткой 112, и с находящейся выше по потоку сеткой 114 для генерирования электрического поля между находящейся ниже по потоку сеткой 112 и находящейся выше по потоку сеткой 114. Положительная клемма 132 средства 130 электропитания соединена с находящейся ниже по потоку сеткой 112, делая находящуюся ниже по потоку сетку 112 анодом, и отрицательная клемма 134 средства 130 электропитания соединена с находящейся выше по потоку сеткой 114, делая находящуюся выше по потоку сетку 114 катодом. Такое устройство генерирует электрическое поле в направлении, параллельном, но противоположном направлению топливного потока F. Диаметр и размер ячеек сеток 112, 114 могут быть отрегулированы согласно расходу топлива.
В другом варианте осуществления изобретения (не показан) электрическое поле генерируется конденсатором, к которому прилагается электрическое поле в направлении, отличном от направления потока топлива F. Предусматривается, что электрическое поле может прилагаться в почти любом выполнимом направлении поперек потока и все же с достижением снижения вязкости.
Источник 130 напряжения может быть источником постоянного тока, хотя может использоваться источник переменного тока, который производит электрическое поле, имеющее низкую частоту. При применении электрического поля переменного тока частота прилагаемого поля находится в диапазоне приблизительно от 1 до приблизительно 3000 Гц, например приблизительно от 25 Гц до приблизительно 1500 Гц. Это поле может прилагаться в направлении, параллельном направлению потока жидкости, или оно может прилагаться в другом направлении, отличном от направления потока жидкости.
Источник 130 напряжения достаточно мощен для генерирования электрического поля приблизительно между 100 В/мм и 2500 В/мм между сетками 112, 114. Подбор конкретного значения в пределах этой амплитуды, как ожидается, будет зависеть от состава жидкости, желательной степени снижения вязкости, температуры жидкости и периода, в течение которого должно прилагаться поле. Будет понятно, что если напряженность поля слишком низка или период приложения слишком короткий, это не приведет к какому-либо существенному изменению вязкости. Наоборот, если сила электрического поля слишком высока или период приложения слишком продолжительный, вязкость жидкости может фактически увеличиться.
Из-за малого количества топлива F, которое расходуется в каждом цикле впрыска топливного инжектора 120, промежуток времени для топлива F для прохождения между сетками 112, 114 может быть таким большим, как 120 секунд. Один фактор, который влияет на это время прохождения, представляет собой коэффициент расхода топлива F. Например, ускорение транспортного средства (не показано), в котором используется система 100 впрыска, будет потреблять топливо F быстрее, чем холостой ход того же самого транспортного средства. Следовательно, на топливо F будет воздействовать электрическое поле, генерируемое между сетками 112, 114, в течение меньшего количества времени в течение ускорения, чем при холостом ходе. С целью учета этих факторов, время присутствия топлива как жидкости в пределах электрического поля может изменяться, например, между 0,1 и 120 секундами.
Блок-схема на фиг.4 поясняет способ использования системы 100. В ходе этапа 160 поток топлива F подается по топливопроводу 110. В ходе этапа 162 топливо F подвергается воздействию электрического поля, достаточного для снижения вязкости топлива F от передачи из топливопровода 110 в инжектор 120. Электрическое поле проходит в направлении, параллельном, но противоположном направлению потока топлива F. В ходе этапа 164 топливо F передается из топливопровода 110 в инжектор 120. В ходе этапа 166 топливо F впрыскивается из инжектора 120 в камеру сгорания для сгорания. Система 100 может использоваться для уменьшения размера частиц топлива, улучшения топливной экономичности транспортного средства, увеличения выходной мощности от двигателя внутреннего сгорания и улучшения выбросов из двигателя внутреннего сгорания.
Примеры
Экспериментальная установка с использованием системы 100 впрыска показана на фиг.1. Топливный инжектор 120, который использовался в ходе эксперимента, представлял собой инжектор Accel™ с высокий индуктивностью, изготовленный Mr. Gasket Co. в Кливленде, Штат Огайо.
В ходе эксперимента топливу F потребовалось приблизительно 15 секунд для прохождения электрического поля, произведенного между сетками 112, 114. Каждый факел топлива от топливного инжектора 120 продолжался приблизительно 4 миллисекунды, генерируя капли 122 топлива из топливного инжектора 120. Капли 122 были собраны на пластине 140, которая была накрыта слоем окисленного магния. Пластина 140 представляла собой квадрат приблизительно 10 сантиметров на 10 сантиметров, который достаточно велик для сбора всех капель 122 при распылении. Пластина 140 была расположена приблизительно в 10 сантиметрах от выхода топливного инжектора 120. Типичная регистрация собранных капель 122 показана на фиг.2.
Как только капли 122 были собраны, пластина 140 была исследована сканером высокого разрешения (не показан), и распределения по размерам капель были проанализированы программным обеспечением отображения. Хотя этот способ медленнее и более трудоемкий, чем известные способы оптического рассеяния, представляется, что этот способ более достоверен, чем любые другие способы. Каждая капля 122 в распыле была зарегистрирована и физически измерена.
Топливо F, которое было испытано в соответствии с этой схемой проверки, было дизельным топливом, а также бензином с 20% этилового спирта. Испытания проводились без использования системы 100 впрыска для задания базиса и затем с использованием системы 100 впрыска для определения преимуществ над базисными результатами. Статистические результаты для дизельного топлива показаны на фиг.3, в то время как результаты для бензина с 20% этилового спирта показаны на фиг.4. Результаты усреднены по многочисленным испытаниям. На основе обеих фигур ясно, что сильное электрическое поле уменьшает размер капель 122 в процессе распыления.
Пример 1
Для эксперимента с дизельным топливом давление топлива составляло 200 фунтов на квадратный дюйм (приблизительно 1380 кПа), электрическое поле было около 1,0 кВ/мм. Топливо F проходило приблизительно 15 секунд через электрическое поле. Эффект для дизельного топлива очень существенен. Например, количество капель 122 с радиусом меньше 5 мкм было увеличено от 5,3% (базис) до 15,3% с троекратным коэффициентом увеличения. На фиг.3 также видно, что электрическое поле произвело большинство капель 122 с радиусом меньше 40 мкм. Если система 100 впрыска применяется для дизельного транспортного средства, оценивается, что топливная экономичность будет увеличена на 15-30% и что выбросы будут также значительно улучшены.
Пример 2
При эксперименте с бензином (с 20% этилового спирта) давление топлива составляло 110 фунтов на квадратный дюйм (приблизительно 760 кПа), электрическое поле было 1,2 кВ/мм и топливо F проходило приблизительно за 15 секунд через электрическое поле. Эффект для бензина также существенен. Например, количество капель 122 с радиусом 10 мкм было увеличено с 17,6% (базис) до 20,7%, то есть с увеличением на 20%. Если система 100 впрыска применяется в бензиновом транспортном средстве, оценивается, что топливная экономичность будет увеличена на 5-10% и что выбросы будут также значительно улучшены.
Пример 3
Дорожные испытания проводились с использованием системы 100 впрыска в топливной системе транспортного средства 200 Mersedes Benz 300D, как показано на фиг.6. Система 100 установлена в транспортном средстве 200 таким образом, что топливо проходит через систему 100 вертикально от основания до верхней части системы 100.
Использование системы 100 увеличило топливную экономичность транспортного средства от пробега приблизительно 30 миль на галлон (приблизительно 12,75 километров на литр) без использования системы 100 до приблизительно 36 миль на галлон (приблизительно 15,3 километров на литр) с использованием системы 100, при этом увеличение составило приблизительно 20%. В этом примере сила электрического поля была между приблизительно 800 В/мм и приблизительно 1500 В/мм, при этом время прохождения потока топлива между сетками 114, 112 составляло приблизительно 5 секунд.
Дополнительно представляется, что и для дизельного топлива, и для бензина система 100 впрыска выдает более высокую выходную мощность на единицу топлива в результате меньшего размера капель 122 благодаря более низкой вязкости топлива F, впрыскиваемого для сгорания.
Хотя изобретение показано и описано здесь со ссылками на конкретные варианты конструкции, изобретение не ограничено показанными деталями. Скорее, различные модификации могут быть сделаны в деталях в пределах объема и диапазона эквивалентов формулы изобретения без отхода от изобретения.

Claims (12)

1. Способ уменьшения размера частиц топлива, впрыскиваемого из инжектора, содержащий этапы:
a) обеспечения потока топлива по топливопроводу, причем топливопровод имеет первую металлическую сетку и вторую металлическую сетку, расположенные внутри топливопровода;
b) обеспечение работы средства электропитания, соединенного с первой металлической сеткой и второй металлической сеткой для генерирования электрического поля между первой металлической сеткой и второй металлической сеткой, причем электрическое поле является достаточным для уменьшения вязкости топлива в топливопроводе;
c) передачи топлива из топливопровода в упомянутый топливный инжектор, расположенный после первой металлической сетки; и
d) впрыска топлива из упомянутого инжектора.
2. Способ по п.1, в котором этапы а) и b) содержат обеспечение потока топлива в направлении, параллельном направлению электрического поля.
3. Способ по п.2, в котором этапы а) и b) содержат обеспечение потока топлива в направлении, противоположном направлению электрического поля.
4. Способ по п.1, в котором этап b) содержит воздействие на жидкость электрическим полем, имеющим силу между приблизительно 800 В/мм и приблизительно 1500 В/мм.
5. Способ по п.1, в котором этап b) содержит воздействие на жидкость электрическим полем в течение приблизительно от 5 с до приблизительно 15 с.
6. Устройство для уменьшения размера частиц топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания, содержащее:
топливопровод;
первую металлическую сетку, расположенную внутри топливопровода;
вторую металлическую сетку, расположенную внутри топливопровода, перед первой металлической сеткой; и
средство электропитания, электрически соединенное с первой металлической сеткой и второй металлической сеткой, причем работа средства электропитания производит электрическое поле между первой металлической сеткой и второй металлической сеткой; и
топливный инжектор, расположенный на конце топливопровода после первой металлической сетки.
7. Устройство по п.6, в котором электрический источник содержит источник постоянного тока.
8. Устройство по п.6, в котором первая металлическая сетка содержит анод.
9. Устройство по п.6, в котором первая металлическая сетка расположена на расстоянии от второй металлической сетки, достаточном для движения топлива в топливопроводе приблизительно от 5 с до приблизительно 15 с между первой сеткой и второй сеткой.
10. Способ улучшения топливной экономичности транспортного
средства, содержащий:
а) прохождение топлива по топливопроводу, причем топливопровод имеет первую металлическую сетку и вторую металлическую сетку, расположенные внутри топливопровода;
b) обеспечение работы средства электропитания, соединенного с первой металлической сеткой и второй металлической сеткой для генерирования электрического поля между первой металлической сеткой и второй металлической сеткой для снижения вязкости топлива; и
c) выпуск топлива, имеющего сниженную вязкость, через топливный инжектор, расположенный после первой металлической сетки, в камеру сгорания для сгорания.
11. Способ увеличения выходной мощности от двигателя внутреннего сгорания, содержащий:
a) прохождение топлива по топливопроводу, причем топливопровод имеет первую металлическую сетку и вторую металлическую сетку, расположенные внутри топливопровода;
b) обеспечение работы средства электропитания, соединенного с первой металлической сеткой и второй металлической сеткой для генерирования электрического поля между первой металлической сеткой и второй металлической сеткой для снижения вязкости топлива; и
c) выпуск топлива, имеющего сниженную вязкость, через топливный инжектор, расположенный после первой металлической сетки, в камеру сгорания для сгорания.
12. Способ улучшения выбросов из двигателя внутреннего сгорания, содержащий:
a) прохождение топлива по топливопроводу, причем топливопровод имеет первую металлическую сетку и вторую металлическую сетку, расположенные внутри топливопровода;
b) обеспечение работы средства электропитания, соединенного с первой металлической сеткой и второй металлической сеткой для генерирования электрического поля между первой металлической сеткой и второй металлической сеткой для снижения вязкости топлива; и
с) выпуск топлива, имеющего сниженную вязкость, через топливный инжектор, расположенный после первой металлической сетки, в камеру сгорания для сгорания.
RU2009120461/06A 2006-10-31 2007-10-30 Система распыления топлива при содействии электрического поля и способы использования RU2469205C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US85564606P 2006-10-31 2006-10-31
US60/855,646 2006-10-31
PCT/US2007/022939 WO2008054753A2 (en) 2006-10-31 2007-10-30 Electric-field assisted fuel atomization system and methods of use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009120461A RU2009120461A (ru) 2010-12-10
RU2469205C2 true RU2469205C2 (ru) 2012-12-10

Family

ID=39285354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009120461/06A RU2469205C2 (ru) 2006-10-31 2007-10-30 Система распыления топлива при содействии электрического поля и способы использования

Country Status (14)

Country Link
US (1) US9316184B2 (ru)
EP (1) EP2078154B1 (ru)
JP (1) JP2010508464A (ru)
KR (1) KR101295538B1 (ru)
CN (1) CN101622438B (ru)
AT (1) ATE506530T1 (ru)
BR (1) BRPI0716322B1 (ru)
CA (1) CA2668157C (ru)
DE (1) DE602007014088D1 (ru)
ES (1) ES2367937T3 (ru)
HK (1) HK1133451A1 (ru)
MX (1) MX2009004631A (ru)
RU (1) RU2469205C2 (ru)
WO (1) WO2008054753A2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571990C1 (ru) * 2014-09-29 2015-12-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Способ повышения эффективности сгорания топлива в двигателе самолета
RU2615618C1 (ru) * 2015-12-18 2017-04-05 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Топливная форсунка газотурбинного двигателя
RU2636947C1 (ru) * 2016-12-05 2017-11-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Топливная форсунка авиационного двигателя
RU2659248C2 (ru) * 2013-09-03 2018-06-29 Улла Скётт Юуль-Хансен Способ и устройство для увеличения газовой составляющей углеводородного топлива

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9316184B2 (en) 2006-10-31 2016-04-19 Temple University Of The Commonwealth System Of Higher Education Electric-field assisted fuel atomization system and methods of use
US8656893B2 (en) * 2007-02-13 2014-02-25 Ekom Usa Liquid hydrocarbon fuel treating device for an internal combustion engine
US20100229955A1 (en) 2009-03-13 2010-09-16 Douglas Bell Increasing Fluidity of a Flowing Fluid
EP2603687B1 (en) * 2010-08-10 2014-10-08 Ronnell Company, Inc. Dipole triboelectric injector nozzle
CN102454513A (zh) * 2010-11-03 2012-05-16 李晓亮 转动电离式离子器
CN102465797A (zh) * 2010-11-15 2012-05-23 李晓亮 带离子化发动机
WO2012103158A2 (en) * 2011-01-24 2012-08-02 Jenkins Walter P Apparatus, system, and method for vaporizing a fuel mixture
WO2012106048A1 (en) 2011-02-01 2012-08-09 Precision Combustion, Inc. Apparatus and method for vaporizing a liquid fuel
US8955325B1 (en) * 2011-08-31 2015-02-17 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Charged atomization of fuel for increased combustion efficiency in jet engines
KR101316509B1 (ko) 2011-12-09 2013-10-10 서울대학교산학협력단 연소실 전기장 발생장치
US9151252B2 (en) 2012-09-28 2015-10-06 General Electric Company Systems and methods for improved combustion
JP7491489B2 (ja) * 2019-08-23 2024-05-28 文修 斎藤 燃料液滴微小化装置
CN115370511A (zh) * 2022-09-28 2022-11-22 郭玮玲 一种节油省油装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2850116A1 (de) * 1977-11-21 1979-06-07 Exxon Research Engineering Co Elektrostatische aufladungs- und zerstaeubungsvorrichtung und verfahren zur elektrostatischen aufladung eines nicht leitenden mediums
JPS5514471A (en) * 1978-07-18 1980-01-31 Shigetaka Morino Spraying improver
RU2038506C1 (ru) * 1992-07-27 1995-06-27 Федотов Александр Демьянович Способ обработки топлива
CN1317639A (zh) * 2001-05-10 2001-10-17 刘均涛 内燃机静电场节油净化器及其用途
RU2177112C2 (ru) * 1999-07-19 2001-12-20 Кубанский государственный аграрный университет Вибрационная форсунка
CN2615351Y (zh) * 2003-05-29 2004-05-12 周士范 内燃机节油减污净化器

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1552034A (en) 1925-02-09 1925-09-01 Draper Corp Filling-end holder and cutter for looms
US2083799A (en) 1933-09-25 1937-06-15 Petroleum Rectifying Co California Method of and apparatus for electrically treating emulsions
US2083798A (en) 1935-11-14 1937-06-15 Petroleum Rectifying Co California Method and apparatus for electrically treating emulsions
US3304251A (en) 1962-03-14 1967-02-14 Exxon Research Engineering Co Separation of wax from an oil dispersion using a non-uniform electric field
US3496837A (en) 1967-07-14 1970-02-24 Union Oil Co Method of operating a hydraulic device
US3724543A (en) 1971-03-03 1973-04-03 Gen Electric Electro-thermal process for production of off shore oil through on shore walls
US3880192A (en) 1972-07-17 1975-04-29 Anatoly Alexeevich Denizov Varying the hydraulic resistance in a pressure pipe
US4037655A (en) 1974-04-19 1977-07-26 Electroflood Company Method for secondary recovery of oil
JPS52114815A (en) * 1976-03-24 1977-09-27 Nissan Motor Co Ltd Electrostatic type fuel supply and equipment
CA1109545A (en) * 1976-05-08 1981-09-22 Nissan Motor Co., Ltd. Electrostatic apparatus for controlling flow rate of liquid
JPS5349633A (en) * 1976-10-18 1978-05-06 Nissan Motor Co Ltd Fuel supplying apparatus for internal combustion engine
DE2756558C2 (de) 1977-12-19 1984-05-03 Richard 4832 Rheda-Wiedenbrück Mangel Rahmen zur Aufbewahrung und Betrachtung gerahmter Dias
US4204923A (en) 1978-06-08 1980-05-27 Carpenter Neil L Method and apparatus for recovery of hydrocarbons from tar-sands
US4251800A (en) * 1979-04-12 1981-02-17 Recognition Equipment Incorporated Tilt compensating AGC
US4254800A (en) * 1979-06-13 1981-03-10 Nissan Motor Company, Limited Fluid flow rate control apparatus
JPS5665160U (ru) * 1979-10-19 1981-06-01
US5052491A (en) 1989-12-22 1991-10-01 Mecca Incorporated Of Wyoming Oil tool and method for controlling paraffin deposits in oil flow lines and downhole strings
DE4029056A1 (de) 1990-04-07 1991-10-17 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil
CN2152913Y (zh) * 1993-01-15 1994-01-12 冯冕 雾化节油器
US5367999A (en) * 1993-04-15 1994-11-29 Mesa Environmental Ventures Limited Partnership Method and system for improved fuel system performance of a gaseous fuel engine
JPH07806A (ja) * 1993-06-11 1995-01-06 Masayuki Yokota 液体の活性化装置並びに均質混合体製造方法
US5673721A (en) 1993-10-12 1997-10-07 Alcocer; Charles F. Electromagnetic fluid conditioning apparatus and method
AU3825895A (en) 1994-09-30 1996-04-26 Sgi International Electrodynamic-chemical processing for beneficiation of petroleum residue
RU2083915C1 (ru) 1996-08-22 1997-07-10 Закрытое акционерное общество "Интойл" Способ транспортировки продукции нефтяной скважины по трубопроводам
JPH11153319A (ja) 1997-11-20 1999-06-08 Nobuyuki Kumagai 排出ガス浄化用燃料触媒装置
DE19816208B4 (de) 1998-04-09 2009-04-23 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Steuerventil
US6167971B1 (en) * 1998-10-06 2001-01-02 Paul Van Lingen Fire Protection system
US6473721B1 (en) * 1998-10-26 2002-10-29 Sony Corporation Factory traffic monitoring and analysis apparatus and method
KR100326607B1 (ko) * 1998-10-28 2002-07-03 송명엽 영구자석을이용한내연기관의연소효율증가장치
ATE351967T1 (de) 2001-10-26 2007-02-15 Electro Petroleum Elektrochemischer prozess zur durchführung einer redoxverbesserten ölgewinnung
RU2196919C1 (ru) 2001-11-14 2003-01-20 Государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт тепловозов и путевых машин Система для обработки топлива электрическим полем в двигателе внутреннего сгорания
JP2004232585A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射装置
US9316184B2 (en) 2006-10-31 2016-04-19 Temple University Of The Commonwealth System Of Higher Education Electric-field assisted fuel atomization system and methods of use
JP5665160B2 (ja) 2008-03-26 2015-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置および照明器具
JP5514471B2 (ja) 2009-04-16 2014-06-04 岐阜プラスチック工業株式会社 成形品及びその製造方法
US8342159B2 (en) * 2009-08-06 2013-01-01 Rexecon International, Inc. Fuel line ionizer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2850116A1 (de) * 1977-11-21 1979-06-07 Exxon Research Engineering Co Elektrostatische aufladungs- und zerstaeubungsvorrichtung und verfahren zur elektrostatischen aufladung eines nicht leitenden mediums
JPS5514471A (en) * 1978-07-18 1980-01-31 Shigetaka Morino Spraying improver
RU2038506C1 (ru) * 1992-07-27 1995-06-27 Федотов Александр Демьянович Способ обработки топлива
RU2177112C2 (ru) * 1999-07-19 2001-12-20 Кубанский государственный аграрный университет Вибрационная форсунка
CN1317639A (zh) * 2001-05-10 2001-10-17 刘均涛 内燃机静电场节油净化器及其用途
CN2615351Y (zh) * 2003-05-29 2004-05-12 周士范 内燃机节油减污净化器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Латутова М.Н. и др. Топливо. - СПб.: "Петербургский государственный университет путей сообщения", 2005, с.18. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659248C2 (ru) * 2013-09-03 2018-06-29 Улла Скётт Юуль-Хансен Способ и устройство для увеличения газовой составляющей углеводородного топлива
RU2571990C1 (ru) * 2014-09-29 2015-12-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Способ повышения эффективности сгорания топлива в двигателе самолета
RU2615618C1 (ru) * 2015-12-18 2017-04-05 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Топливная форсунка газотурбинного двигателя
RU2636947C1 (ru) * 2016-12-05 2017-11-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Топливная форсунка авиационного двигателя

Also Published As

Publication number Publication date
ATE506530T1 (de) 2011-05-15
BRPI0716322B1 (pt) 2019-09-24
JP2010508464A (ja) 2010-03-18
CN101622438A (zh) 2010-01-06
US9316184B2 (en) 2016-04-19
CA2668157C (en) 2013-05-21
WO2008054753A2 (en) 2008-05-08
HK1133451A1 (en) 2010-03-26
DE602007014088D1 (de) 2011-06-01
KR20090077007A (ko) 2009-07-13
WO2008054753A3 (en) 2008-07-03
BRPI0716322A2 (pt) 2014-02-25
RU2009120461A (ru) 2010-12-10
EP2078154B1 (en) 2011-04-20
KR101295538B1 (ko) 2013-08-12
US20100024783A1 (en) 2010-02-04
ES2367937T3 (es) 2011-11-11
EP2078154A2 (en) 2009-07-15
CA2668157A1 (en) 2008-05-08
CN101622438B (zh) 2015-08-05
MX2009004631A (es) 2009-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2469205C2 (ru) Система распыления топлива при содействии электрического поля и способы использования
US20090277157A1 (en) Apparatus for improving fuel efficiency and reducing emissions in fossil-fuel burning engines
CN113137321B (zh) 一种甲醇进气歧管装置、发动机及汽车
CN110454810B (zh) 采用单电极等离子体射流的燃油雾化喷嘴及控制方法
JP2009293577A (ja) 燃焼効率改善装置
Pratama et al. Application of electrostatic force for the atomization improvement of urea-water sprays in diesel SCR systems
JPH10169517A (ja) 燃焼増進装置
Rigit et al. Electrical performance of charge injection electrostatic atomizers
JP6422979B2 (ja) 炭化水素燃料のガス状内容物を増加させるための方法および装置
CN1255185A (zh) 用于燃料输入的分子反应器
Al-Ahmad et al. Electrical performance of a charge-injection atomizer using viscous organic oils
KR100840410B1 (ko) 초음파 분사기를 이용한 흡기포트 분사식 디젤엔진용연료공급장치
Anderson et al. Experimental investigation of the possibility of automotive gasoline spray manipulation through electrostatic fields
KR100814083B1 (ko) 평균 액적 크기 측정장치
WO2018087263A1 (en) Diesel exhaust fluid injector
Zhao et al. The effect of fuel-line pressure perturbation on the spray atomization characteristics of automotive port fuel injectors
Kim et al. Effect of Alternating Magnetic Field-Based Preprocessing Equipment on Fuel Atomization
CN1135573A (zh) 化油器
JP2005290984A (ja) 燃料コンバータ
Yasukawa et al. Fine atomization and low penetration fuel spray by using a multi-swirl nozzle for automobile engines
JP3183027B2 (ja) 電子制御エアアシスト噴射弁
KR19980038575A (ko) 알코올 엔진의 연료 미립화 촉진 구조
CN101476526B (zh) 带有离心喷嘴的泵嘴管一体化电喷阀
WO2021152355A1 (en) System and method for injecting atomized water into an internal combustion engine
Elegant et al. Experimental investigation of electrostatic effects on ethanol and ethanol-diesel blend sprays in atmospheric ambiance