WO2013176584A2 - Альтернативное универсальное топливо и способ его получения - Google Patents

Альтернативное универсальное топливо и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
WO2013176584A2
WO2013176584A2 PCT/RU2013/000424 RU2013000424W WO2013176584A2 WO 2013176584 A2 WO2013176584 A2 WO 2013176584A2 RU 2013000424 W RU2013000424 W RU 2013000424W WO 2013176584 A2 WO2013176584 A2 WO 2013176584A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel
ammonium
nitrite
taken
organic substances
Prior art date
Application number
PCT/RU2013/000424
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2013176584A3 (ru
Inventor
Юрий Александрович ИВАНОВ
Александр Юрьевич ФРОЛОВ
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Ифохим"
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 Закрытое Акционерное Общество "Ифохим" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Ифохим"
Publication of WO2013176584A2 publication Critical patent/WO2013176584A2/ru
Publication of WO2013176584A3 publication Critical patent/WO2013176584A3/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/006—Making uninflammable or hardly inflammable
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B31/00—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt
    • C06B31/28—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt the salt being ammonium nitrate
    • C06B31/30—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt the salt being ammonium nitrate with vegetable matter; with resin; with rubber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B47/00—Compositions in which the components are separately stored until the moment of burning or explosion, e.g. "Sprengel"-type explosives; Suspensions of solid component in a normally non-explosive liquid phase, including a thickened aqueous phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C10L1/026—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for compression ignition
    • 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
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
    • 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
    • F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082—Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • 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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/0064—Layout or arrangement of systems for feeding fuel for engines being fed with multiple fuels or fuels having special properties, e.g. bio-fuels; varying the fuel composition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the invention relates to the field of energy and can be used as an energy fuel system of a driving force.
  • the invention can be used to obtain an alternative, universal, promising flameless or low flame fuel, designed to ensure the operation of engines, both known structures, and newly created for various purposes.
  • the invention allows the use of alternative sources of raw materials, to increase their coefficient of performance (COP), to increase the service life, the safety of storage and operation of new types of fuels, as well as to eliminate environmental pollution, including and due to the absence of harmful substances in the exhaust gases.
  • COP coefficient of performance
  • the prior art method for the preparation of emulsified fuel from water and an organic compound in the presence of an emulsion forming additive with a water content of at least 20 vol.% [Patent RU N ° 2227155 C2 C10L1 / 32, B01F5 / 10, publication date: 2004.04.20 ].
  • the disadvantage of this method of preparing emulsified fuel is that the process of its production is multi-stage, complex, long, and the resulting composition is not stable enough, and the combustion products of this fuel are harmful to the environment.
  • a known composition of diesel fuel containing from 75 to 95% weight. dimethyl ether, up to 20% wt. methanol and from 0.1 to 20% wt. water [Patent RU N ° 2141995 CI C10L1 / 02, C10L1 / 18, publication date: 1999.11.27].
  • the disadvantages of this composition of diesel fuel is that the use of such fuel is economically disadvantageous and environmentally hazardous, and the technology of its preparation requires compliance with safety measures, which is associated with its components, especially dimethyl ether with a boiling point of minus 23.7 ° ⁇ .
  • emulsion formations (states) of liquids insoluble in each other are very unstable, especially with water, even in the presence of an emulsifier, which leads to their rapid separation.
  • This circumstance does not allow or makes it very difficult to use (use) emulsion fuels even with the direct emulsification of such fuel at the time of its use in internal combustion engines, since this requires additional introduction of special equipment to the engine to create a freshly prepared fuel emulsion, which significantly complicates and makes the whole engine system and at the same time this type of fuel is economically viable, environmentally safer and does not cause corrosion of engine parts.
  • water-soluble, water-oil-soluble lubricants for example, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol or other substances with similar properties, can be used.
  • Glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol or mixtures thereof, or their solutions, being one of the components of the fuel we have proposed, can also serve as a lubricant in it, similar to oils.
  • the use of glycerol, ethylene glycol, diethylene glycol or a mixture thereof, or their solutions in the fuel we offer, instead of the currently used lubricating oils, will, if necessary, significantly affect the density, viscosity, freezing of the fuel itself by an insignificant change in their quantitative content. Based on the properties of glycerol, ethylene glycol, diethylene glycol or a mixture thereof, or their solutions, they can be used for many types of engines operating in a wide temperature range.
  • a fuel was selected as a prototype, the composition of which is presented in the materials of patent RU2243149 C2, IPC: C01B13 / 02, publication date: 2004.12.27, in which the author proposes to use a 30-33% solution of hydrogen peroxide, which decomposes into silver oxide instantly forms a vapor-gas mixture of high pressure, consisting of water vapor and oxygen, while a significant amount of heat is released.
  • Ammonium nitride (ammonium nitrite) can be added to an aqueous solution of hydrogen peroxide, which increases the amount of gas-vapor mixture due to the additional nitrogen content.
  • An object of the invention is the creation of an alternative, universal, promising energy fuel system of a driving force based on water, ammonium salts of nitric and / or nitrous acid and in combination with compatible organic compounds, including oxygenates, solvents, and mixtures thereof.
  • By changing the composition qualitative and quantitative, it is possible to obtain flameless or low flame fuels with different freezing temperatures and energies that work when there is a lack of oxygen or its absence and to regulate, change, if necessary, the thermodynamic characteristics, physical, chemical, biological properties of this fuel and apply it to most internal combustion engines. It is also possible to replace known lubricants (oils) with glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol or mixtures thereof, or compounds (substances) similar in their properties or their solutions, which will ensure uninterrupted operation of the entire engine system.
  • the technical result of the invention is the formation of a gas-vapor mixture, which is the driving force during the decomposition and / or burning of the components of the fuel we offer, which can be flameless or low flame, different freezing temperature, density, viscosity and energy, working under ordinary conditions, with a lack or absence of oxygen .
  • thermodynamic characteristics, physical, chemical and biological properties of the fuel depending on the conditions and the task in order to determine the exact ratio of the fuel components, while increasing the content of substances in the fuel that decompose with the release of a significant amount of energy in the form of heat, and in in some cases, free oxygen, increases the energy of the entire fuel composition, a more complete decomposition or / and combustion of fuel components, cc denie in fuel oxygenates, solvents lowers its freezing point, viscosity, density, and durability lubricants engine designs.
  • the technical result is achieved by using (using) as components of the composition of fuel formulations known, available and cheap compounds (substances) such as water, ammonium salts of nitric, nitrous acid and mixtures thereof, as well as organic compounds, solvents, such as methanol, ethanol , propanol, isopropanol, tertiary butanol, glycerin, glycol or ethylene glycol, diethylene glycol, dimethyl ether, acetone and glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol or mixtures thereof, or similar in properties to those unity, or their solutions, operate primarily function lubricants.
  • substances such as water, ammonium salts of nitric, nitrous acid and mixtures thereof, as well as organic compounds, solvents, such as methanol, ethanol , propanol, isopropanol, tertiary butanol, glycerin, glycol or ethylene glycol, diethylene glycol, dimethyl
  • the problem is solved by creating an alternative carbon-free flameless fuel based on an aqueous solution of ammonium nitrate and / or ammonium nitrite or a mixture thereof, in which ammonium nitrate and / or ammonium nitrite are taken in an amount that provides energy during their decomposition to form a high-pressure gas mixture for work.
  • the process of decomposition of ammonium nitrate and / or nitrite is carried out with the provision of thermo- and / and electrochemical reactions with the formation of a driving force.
  • Nitrate and / or ammonium nitrite is taken in an amount that provides a solution from slightly saturated (diluted) (PO gr. per 100 g. water) to saturated (1000 gr. per 100 g. water), while the saturated solution is characterized by the maximum possible amount of nitrate and / or ammonium nitrite, capable of dissolving at a given (certain) temperature.
  • fuel can be characterized by a quantitative content of ammonium nitrate and / or nitrite in relation to water from PO to 1000 g. substances per 100 g. water.
  • the optimal ratio of the solution of nitrate and / or ammonium nitrite with water lies in the range of 150-400 gr. on 100 gr. water at a solution temperature of up to 55 ° C, which is due to the thermal stability of ammonium nitrite.
  • the preferred, from an energy point of view the ratio of the solution of ammonium nitrate to water is in the range of 200-600 gr. ammonium nitrate per 100 g. water. In this case, it is necessary to provide the required temperature of the solution to ensure solubility. It is possible to maintain the temperature of the solution with the temperature of the exhaust gases generated during the formation of the gas-vapor mixture.
  • the fuel may further contain inorganic carbon-free compounds to improve properties, for example, lubricating, anti-corrosion and others.
  • the problem is also solved by creating an alternative low-flame fuel, including an aqueous solution of ammonium nitrate or nitrite or a mixture thereof, and organic substances characterized by the solubility (compatibility) of all fuel components in it, while ammonium nitrate and / or ammonium nitrite and organic substances in solution taken in an amount that ensures, during their decomposition and combustion, the release of energy for the formation of a high-pressure vapor-gas mixture to perform work.
  • the process of decomposition of nitrate, ammonium nitrite or mixtures thereof and the burning of organic substances is carried out with the provision of thermo- and / and electrochemical reactions with the formation of a driving force.
  • the fuel may contain solvents and / or oxygenates, for example, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, tertiary butanol, dimethyl ether, acetone and mixtures thereof or others, similar in substance properties, while organic substances are taken in an amount from 2 to 98% in May. in relation to fuel.
  • the fuel may also contain lubricants, for example, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol or a mixture thereof, or others similar in substance properties, while organic substances are taken in an amount from 2 to 5% of May.
  • the fuel may contain water-soluble or water-oil-soluble surfactants that have anticorrosive properties, for example, alkenyl succinic acid ester, and a combined water-oil-soluble corrosion inhibitor based on nitrated oil, dialkyl phosphoric acid and fatty aliphatic amines, or others similar in substance properties this organic matter is taken in an amount of from 0.1 to 6% in May. in relation to fuel.
  • water-soluble or water-oil-soluble surfactants that have anticorrosive properties, for example, alkenyl succinic acid ester, and a combined water-oil-soluble corrosion inhibitor based on nitrated oil, dialkyl phosphoric acid and fatty aliphatic amines, or others similar in substance properties this organic matter is taken in an amount of from 0.1 to 6% in May. in relation to fuel.
  • the problem is also solved by using an aqueous solution of ammonium nitrate or nitrite or a mixture thereof as an alternative fuel to create a driving force; the use of ammonium nitrate or nitrite or a mixture thereof to obtain a carbonless flameless or low flame fuel.
  • a method for producing an alternative carbon-free flameless fuel involves the preparation of a mixture of water and ammonium nitrate and / or ammonium nitrite, wherein ammonium nitrate or ammonium nitrite or a mixture thereof is taken in an amount that ensures the process of their decomposition with the formation of a high-pressure gas mixture to perform work.
  • a method of producing a low-flame alternative fuel involves the preparation of a mixture of water, ammonium nitrate and / or ammonium nitrite and organic substances, wherein ammonium nitrate and / or ammonium nitrite and organic substances are taken in an amount that ensures the process of their decomposition and / or combustion with the formation of a high-pressure vapor-gas phase to do the job.
  • Another variant of the method for producing a flameless carbon-free fuel involves the formation of an aqueous solution of ammonium nitrate or a mixture of ammonium nitrite and ammonium nitrite in the process of neutralizing ammonia with nitric acid, without isolating them in solid form.
  • the last variant of the method for producing alternative fuel from an aqueous solution of ammonium nitrate or mixtures of ammonium nitrate and ammonium nitrate can be implemented in the framework of existing technologies for industrial production of these substances used as fertilizers.
  • the present invention discloses design features of the engine, as well as methods of its operation on the inventive fuel.
  • the combustion chamber must be configured to provide decomposition and / or combustion conditions for the components of the proposed fuels with the formation of a high-pressure gas-vapor mixture to perform work.
  • ammonium salts of nitric and nitrous acids decompose under certain conditions, some of them with the release of a significant amount of energy in the form of heat. This also applies to substances with similar properties, and their mixtures, which are soluble both in water and in organic compounds, including solvents.
  • the invention allows, depending on the goals (objectives), to obtain fuel with the required physico-chemical, thermodynamic properties, which can be changed by changing its constituent components (qualitative and quantitative). For example, it is possible to obtain carbon-free, flameless, low flame, non-freezing fuel, and working under ordinary conditions, with or without oxygen, and with different energies.
  • water, ammonium salts of nitric and / or nitrous acid are selected as the basic components of the proposed fuel, and organic compounds, solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, tertiary butanol, glycerol, glycol or ethylene glycol, diethylene glycol are selected as additional components , dimethyl ether, acetone and other compounds similar in properties to them. Additional components are used as part of the proposed fuel in order to reduce the crystallization point, to provide a lubricating effect and anticorrosive properties of the fuel.
  • All components of the proposed fuel are well compatible, soluble in each other, which allows one to obtain not only stable, homogeneous fuel compositions that are ideal in the distribution of components, but also to change the freezing point of the proposed fuel towards lower temperatures and, at the same time, compensate for the formation of certain substances during decomposition excess free oxygen to be consumed during the combustion of organic compounds in the working combustion chamber of the engine, increasing its energy.
  • the proposed fuel can be used in various climatic conditions, with a lack of oxygen or its absence, in most engines for many types of vehicles and stationary installations. Moreover, the formulation of the proposed fuel is stable and does not require special, additional processing, additives and other transformations, as in the case of currently used fuels, to make them suitable for use. Since the basis of the proposed fuel is relatively dilute aqueous solutions, such solutions are fire- and explosion-proof, and if they are spilled on a solid surface or water, the environment will not be harmful.
  • the principle of operation of the energy system of the driving force of the fuel we have proposed is based on the properties of some compounds (substances) to decompose under certain conditions with the release of a significant amount of energy in the form of heat and neutral gaseous products, mainly nitrogen, water, and in some cases free oxygen, which allows to preserve the environmental cleanliness of the environment and reduce air consumption in engines or not to use it at all.
  • the conditions necessary for the decomposition processes of the substances proposed by us as fuel components arise during the operation of most known engines, which determines the possibility of using (using) this fuel in modern engines of various designs and purposes and gives reason to consider it alternative, universal and promising not only for well-known, but also newly created engines, including those specially for the fuel we proposed.
  • the use of the inventive fuel will increase the coefficient the efficiency of the engine, simplify its design (for example, the engine cooling system) and apply new materials (for example, ceramics) in its manufacture, which will make it cheap, practical, multi-purpose.
  • the duration of fuel combustion in the main phase when the crankshaft is rotated (in degrees) at the most favorable ignition (ignition) angle depends very little on both physicochemical conditions and the engine speed, and is approximately 20-25 degrees.
  • the main phase of combustion should begin at about 10 degrees to top dead center and end at 10 degrees after top dead center.
  • the aggregate synchronous operation of the rest of the engine system, including valves and crankshaft should be respected (debugged), according to a change in the mode of supply of the proposed fuel to the engine’s working chamber, different from the known and standard one, where fuel can be introduced before passing through top dead center piston, i.e. ahead of ignition (ignition).
  • hydrocarbon fuel usually have a metered input of fuel into the working combustion chamber, while the fuel is supplied to it before the piston passes the top dead center to the bottom and the ignition timing corresponding to the angle of rotation of the crankshaft, expressed in degrees, it is considered (determined) from the moment of ignition to the top dead center.
  • the fuel is introduced into the working combustion chamber of the engine at or after the piston passes top dead center, that is, after when its movement begins to change from top dead center to lower and the fuel injection advance angle or ignition timing will be determined and correspond to the crankshaft rotation angle after the piston passes the upper dead center, that is, after its movement begins to change from the top dead center to the bottom.
  • the choice (finding) of the most favorable ignition or fuel injection angle for the fuel we offer is determined and depends on the properties and proportions of the components that are part of the composition of the fuel formulations we have proposed. Moreover, the more stable the components included in their composition, the larger the ignition timing or fuel injection angle. This can significantly and significantly distinguish (change) the initial moment of the working position of the piston of an internal combustion engine operating on the fuel we offer from the initial working position of the piston in engines operating on all hydrocarbon fuels known to date.
  • the proposed fuel is supplied to the working chamber of internal combustion engines by standard methods currently used using piston and rotary compressors.
  • turbocharger In reciprocating multistage compressors, the final pressure often exceeds 1000 at., In rotary compressors, the pressure varies between 3-10 at., And the design, purpose and technical characteristics of the compressors are very diverse.
  • the most effective for our proposed fuel is an aircraft turbocharger, which can be an axial or centrifugal supercharger, driven by a gas turbine running on the exhaust gases of the engine.
  • the turbocharger is installed in piston and jet engines to supply and pre-pressurized air entering the combustion chamber.
  • the fuel proposed by us has a high density (1.2 g / cm and higher) and very low compressibility, therefore, the timing of the fuel injection mode into the working chamber of reciprocating internal combustion engines, especially diesel ones, can affect the optimal operation of the engines, since the input of this fuel is negatively capable affect the operation of the piston operating in compression mode, making it difficult to move to the top dead center, therefore it is more advisable to inject this fuel after or at the time the piston passes the top dead center, although at the same time to some extent, the positive work of expansion may decrease, but at the same time, due to the possibility of creating a very high pressure in the working chamber of the engine when the piston moves to top dead center, the removed engine power may sharply increase, and the fuel we proposed does not have the ability to detonate , which does not limit the possibility of increasing pressure inside the working chamber of the engine when the piston moves to the top dead center, and, accordingly, the power it develops.
  • the inventive fuel is characterized by a complex of physical, thermodynamic properties, which include very low compressibility, volatility, thermal and volume expansion, non-oxidizability, non-foam, non-flammability, high thermal conductivity, heat capacity, heat resistance, pumpability, is a stable, homogeneous, transparent, odorless solution. Due to the set of these properties, fuel can also be used in turbine, turbojet, turboprop engines.
  • the inventive fuel can be used (used) as a cooling and lubricating agent (agent).
  • the design of engines running on the fuel we offer, along with existing systems, may include turbine or disk sprayers (sprinklers) that rotate in one or in opposite (different) directions with a small gap (distance) between them and the central fuel inlet, which can be located in the working chamber of the engine in any
  • Sprayers can provide various modes of fuel supply to the engine - periodic, dosed or continuous, constant.
  • a general condition for the operation mode of all engines, including turboprop, jet, turbojet, rocket engines operating on the fuel we have proposed, is to achieve the temperature inside the engine’s working chamber when the decomposition temperature of at least one of the component components and / or their activation by means of an electric spark, in this case, in the presence of ammonium nitrate, the occurrence of alcohol nitrates from alcohols that are included as components of our proposed fuel under conditions of process engine that can contribute to increased fuel calories, affect the rate of decomposition and / or combustion of fuel components, and thus the whole of its composition as a whole.
  • the determining factor in the power of engines running on the fuel we have proposed is its calorie content, which can be theoretically calculated beforehand, as well as the amount of fuel supplied per unit time, which is also associated with the engine speed, preferably more efficiently operating at high (fast) speeds, especially diesel and turbocharged, as the pressure and temperature in the working chamber of the engines, and, accordingly, the creation of conditions under which the most The reaction of the decomposition and / or combustion process of at least one of the components that make up this fuel effectively proceeds, and a driving force arises, which drives the engines.
  • the very principle of operation of the propulsive energy system of the composition of fuel formulations proposed by us the basis of which is water and inorganic and organic components, distinguishes our fuel from all currently known types of fuels.
  • ammonium nitrate ammonium nitrate
  • ammonium nitrate ammonium nitrate
  • ammonium nitrite ammonium nitrate
  • the fuel we have proposed can be flameless or low flame, which positively distinguishes its traditional, currently known fuels, and its constituent components are cheap, readily available substances (compounds), the main of which are water, ammonium nitric salts and nitrous acids, and to reduce the freezing temperature, improve the combination, dissolution of all its constituent components upon receipt of the fuel solution, organic solutions are used (applied) spectators, including those containing oxygen and various bottoms mixed with them, which can also serve as additional combustible material of these fuels during its application (use), thereby increasing its calorific value.
  • the raw materials for the components that make up the fuel we offer are mainly water, oxygen and nitrogen, which are found in nature in large quantities both on the ground and in the air, which, when consumed, always and easily restore their resource balance as a result of their constant and rapid circulation in nature, without any costs.
  • the alternative, flameless or low flame fuel that we have proposed is designed for operation of any engines, their structures and purposes in the working chambers of which, conditions are created under which decomposition and / or combustion of at least one of the components with the release of energy in the form of heat occurs.
  • the composition of the fuel formulation is regulated depending on the tasks, climatic conditions, the presence or absence of oxygen.
  • the main criterion for the operation of engines and alternative fuel structures was the provision of conditions for the decomposition and / or combustion of one of its components.
  • the Minsk Motor Plant After adjusting the injection moment and the amount of fuel supplied, the Minsk Motor Plant provided fuel of the following composition: solution, consisting of ammonium nitrate taken in a concentration of 60% wt. and water taken in concentration - 30% of May. and methanol taken at a concentration of 10% wt. In this case, the temperature of the onset of crystallization of ammonium nitrate salts from the solution decreased.
  • the Minsk Motor Plant provided fuel of the following composition: a solution consisting of ammonium nitrate taken in a concentration of 60% in May. and water taken in a concentration of 30% wt. and isopropanol taken at a concentration of 8% wt. and glycerol 2% wt.
  • Glycerin ethylene glycol, diethylene glycol and their mixtures were also used, in a concentration of 1 to 5 wt. There was a reduction in engine noise.
  • the Minsk Motor Plant After adjusting the injection moment and the amount of fuel supplied, the Minsk Motor Plant provided fuel of the following composition: a solution consisting of ammonium nitrate taken in a concentration of 5% wt. and water taken in a concentration of 62% wt. and methanol taken at a concentration of 33% wt. With increasing concentrations in the direction of increasing methanol content, engine performance deteriorated significantly.
  • the Minsk Motor Plant provided fuel of the following composition: a solution consisting of ammonium nitrate taken in a concentration of 15% wt, nitrite ammonium taken in a concentration of 45% wt. and water taken in a concentration of 40% wt.
  • Stable operation of the gasoline engine was provided by fuel of the following composition: a solution consisting of ammonium nitrate taken in a concentration of 10% wt, ammonium nitrite taken in a concentration of 5% wt. and water taken in a concentration of 35% wt. and ethanol taken at a concentration of 50% wt.
  • the fuel of the following composition a solution consisting of ammonium nitrate taken in a concentration of 10% wt., Ammonium nitrite taken in a concentration of 10% wt. and water taken in a concentration of 35% wt. and tertiary butanol taken at a concentration of 45% wt.
  • the fuel of the following composition a solution consisting of ammonium nitrate taken in a concentration of 10% wt., Ammonium nitrite taken in a concentration of 10% wt. and water taken in a concentration of 35% wt. and ethanol taken at a concentration of 45% wt.
  • the fuel of the following composition a solution consisting of ammonium nitrate taken in concentration - 10% wt., ammonium nitrite taken in a concentration of 50% wt. and water taken in a concentration of 30% wt. and isopropanol taken at a concentration of 8% wt. and glycerol 2% wt.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано как топливная энергетическая система движущей силы. Предложена энергетическая система движущей силы альтернативного, универсального, перспективного, безуглеродного, беспламенного топлива на основе водного раствора нитрата и/или нитрита аммония или их смеси, в котором нитрат и/или нитрит аммония взяты в количестве, обеспечивающем при их разложении выделение энергии для образования парогазовой смеси высокого давления для совершения работы, или слабопламенного - при внесении в состав топлива дополнительно органических веществ, образующих стабильные, гомогенные растворы.

Description

АЛЬТЕРНАТИВНОЕ УНИВЕРСАЛЬНОЕ ТОПЛИВО И СПОСОБ ЕГО
ПОЛУЧЕНИЯ
1. Область техники
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано как энергетическая топливная система движущей силы.
Изобретение может быть использовано для получения альтернативного, универсального, перспективного беспламенного или слабопламенного топлива, предназначенного для обеспечения работы двигателей, как известных конструкций, так и вновь создаваемых для различных целей.
Изобретение позволяет использовать альтернативные источники сырья, повысить коэффициент их полезного действия (КПД), увеличить срок службы, безопасность хранения и эксплуатации новых видов топлив, а так же исключить загрязнение окружающей среды, в т.ч. и за счет отсутствия вредных веществ в отработанных газах.
2. Предшествующий уровень техники
В настоящее время актуальной задачей является замена тривиальных и стандартных углеводородных горючих (топлив), получаемых из нефти и газа, на топливо биологического происхождения, например метанол, этанол, а также изыскание новых видов энергетических систем движущей силы на основе доступных, дешёвых как природных, так и получаемых промышленным способом или перспективных соединений.
В настоящее время основным видом топлива почти для всех современных двигателей различных конструкций и назначений, являются углеводородные горючие (топлива), получаемые, как правило, из нефти или газа, которые при неосторожном обращении с ними наносят непоправимый вред окружающей среде. Кроме того, сам процесс добычи нефти и газа, их транспортировки, переработки в конечные продукты связан с большими финансовыми и трудовыми затратами. Поэтому создание топлива на основе воды и сочетаемых, растворимых в ней неорганических или/и органических соединений (веществ), способных при определенных условиях разлагаться с выделением значительного количества энергии в виде тепла, а также, в некоторых случаях, и свободного кислорода, и обеспечивающих повышение его энергетики и улучшение экологии окружающей среды, является актуальной задачей. Общими недостатками всех топлив, применяемых в настоящее время, является их относительно легкая воспламеняемость и, связанная с этим, пожаро-, взрывоопасность. Для работы двигателей, потребляющих эти топлива, требуется кислород воздуха, при дефиците или отсутствии которого резко ухудшается работа двигателя, например, в условиях высокогорья, под водой, в шахтах, в стратосфере, космосе или совсем прекращается. Все виды топлива, применяемые (используемые) в настоящее время, требуют их дополнительной переработки или доработки с целью улучшения свойств (качеств).
Из уровня техники известен способ приготовления эмульгированного топлива из воды и органического соединения в присутствии добавки, формирующей эмульсию, при содержании воды не менее 20 об.% [Патент RU N° 2227155 С2 C10L1/32, B01F5/10, дата публикации: 2004.04.20]. Недостатком этого способа приготовления эмульгированного топлива является то, что сам процесс его получения многостадиен, сложен, продолжителен, а получаемая композиция недостаточно стабильна, а также продукты сгорания данного топлива наносят вред окружающей среде.
Известна композиция дизельного топлива, содержащая от 75 до 95% вес. диметилового эфира, до 20%мас. метанола и от 0,1 до 20%мас. воды [Патент RU N° 2141995 CI C10L1/02, C10L1/18, дата публикации: 1999.11.27]. Недостатками этой композиции дизельного топлива является то, что применение такого топлива экономически невыгодно и экологически опасно, и сама технология его приготовления требует соблюдения мер безопасности, что связано с входящими в него компонентами, особенно диметиловым эфиром с температурой кипения минус 23,7°С.
Известно, что присутствие воды в топливах, используемых в настоящее время для работы конструктивно различных двигателей внутреннего сгорания и применяемых на всех видах транспорта и стационарных установках, как правило, приводит к ухудшению работы двигателей или прекращению их работы, что осложняет выбор прототипа предложенному нами топливу из известных тривиальных и стандартных видов топлив.
Известно, что вода обладает большой теплоемкостью и требуется большое количество энергии в виде тепла для ее испарения, поэтому условием работы двигателя и развиваемой им мощности является то обстоятельство, что количество энергии, выделяющийся при разложении или/и горении составляющих компонентов, предложенного нами топлива, должно быть достаточным для создания определенного, требуемого для каждого конкретного случая давления образующимися газообразными продуктами в рабочей камере двигателя, причем, для предложенных нами систем композиционных составов рецептур топлива эти данные могут быть получены предварительными, теоретическими расчетами, что позволяет заранее прогнозировать физико-химические, в том числе, энергетические свойства предложенного нами топлива.
Существующие в настоящее время все виды двигателей внутреннего сгорания непосредственно работающие на топливах, получаемых из нефти, газа, биологического происхождения и другие аналогичного предназначения не допускают присутствие (наличия) в них больших количеств воды являющейся очень сильным средством внутреннего охлаждения двигателей. Несмотря на это до настоящего времени не прекращаются исследования по получению водосодержащих топлив с целью улучшения их воспламеняемости и сгорания, при этом возможны снижение требований к октановому числу топлива, уменьшение токсичности отработанных газов, дымности и его экономия, особенно при создании пожаробезопасных дизельных топлив для военной техники. В настоящее время рекомендуемое оптимальное количество воды в дизельном топливе составляет не более 10%, что, однако, является недостаточно приемлемым для практического промышленного использования из-за перерасхода топлива при ухудшении воспламеняемости. Кроме того эмульсионные образования (состояния) нерастворимых друг в друге жидкостей, как правило, весьма неустойчивы, особенно с водой, даже в присутствии эмульгатора, что приводит к их быстрому расслоению. Это обстоятельство не позволяет или очень затрудняет применение (использование) эмульсионных топлив и при непосредственном эмульгировании такого топлива в момент его применения в двигателях внутреннего сгорания, так как это требует дополнительного введения специального оборудования к двигателю для создания свежеприготовленной топливной эмульсии, что значительно утяжеляет и удорожает всю систему двигателя и в тоже время такой вид топлива экономически выгоден, экологически более безопасен и не вызывает коррозии деталей двигателя.
Известно, что вода обладает высокой коррозионной активностью, поэтому присутствие её в топливах также и им придает коррозионные свойства, которые можно замедлить (ингибировать) некоторыми веществами, в основном органическими соединениями. Наиболее эффективными являются поверхностно- активные вещества, подразделяемые на водорастворимые, водомаслорастворимые и маслорастворимые. При этом относительно приемлемыми антикоррозионными средствами для предложенных нами топлив могут быть и кислый эфир алкенилянтарной кислоты, и комбинированный водомаслорастворимый ингибитор коррозии на основе нитрованного масла, диалкилфосфорной кислоты и жирных алифатических аминов, которые также могут быть использованы в качестве дополнительно вводимых компонентов в заявляемое топливо.
В качестве смазывающих материалов трущихся деталей, механизмов двигателей в заявляемом топливе могут быть использованы водорастворимые, водомаслорастворимые смазочные материалы, например, глицерин, этиленгликоль, диэтиленгликоль или другие вещества со сходными свойствами.
Известно, что проточная вода использовалась в древней Сирии для приведения в движение колес поливных сооружений и смазки их каменных осей крутящего вала, работающих на протяжении тысячелетий без замены осей крутящего вала при небольшой и редкой починке самих колес, причем только в том случае, если их материалом служило дерево. Однако современные двигатели работают в жестких условиях, в которых неизвестно использование воды в качестве смазочного материала, и в тоже время, существующие и применяющиеся в настоящее время смазочные масла и присадки к ним с водой не смешиваются и практически в ней нерастворимы. Поэтому в предложенном нами топливе можно наиболее эффективно использовать, в основном, водорастворимые смазочные материалы.
Недостатками всех смазывающих масел, состоящих, в основном, из тяжелых углеводородов, является то, что смешиваясь с бензином, они способствуют нагарообразованию на деталях двигателя, тем самым затрудняя его работу, снижая теплотворную способность топлива, а, следовательно, и мощностные характеристики двигателя.
Глицерин, этиленгликоль, диэтиленгликоль или их смеси, или их растворы, являясь одними из компонентов предложенного нами топлива, могут также выполнять в нем функцию смазочного материала, аналогично маслам. Использование глицерина, этиленгликоля, диэтиленгликоля или их смеси, или их растворов в предложенном нами топливе, вместо применяемых в настоящее время смазочных масел, позволит, при необходимости, существенно влиять на плотность, вязкость, замерзаемость самого топлива незначительным изменением их количественного содержания. Исходя из свойств глицерина, этиленгликоля, диэтиленгликоля или их смеси, или их растворов, их можно применять для многих типов двигателей, работающих в широком температурном интервале.
В качестве прототипа выбрано топливо, состав которого представлен в материалах патента RU2243149 С2, МПК: С01В13/02, дата публикации: 2004.12.27, в котором автор предлагает использовать 30-33%-ный раствор перекиси водорода, который разлагаясь на закиси серебра, мгновенно образует парогазовую смесь высокого давления, состоящую из паров воды и кислорода при этом выделяется значительное количество тепла. В водный раствор перекиси водорода можно дополнительно вводить азотистокислый аммоний (нитрит аммония), что увеличивает количество парогазовой смеси за счет дополнительного содержания азота.
Однако весь этот процесс происходит на дне металлического реактора, куда помещена закись серебра, каталитически разлагающая только 30-33%-ную водную перекись водорода, подаваемую в реактор периодически или непрерывно. Недостатками данного изобретения является высокая стоимость закиси серебра, токсичность азотистокислого (нитрита) аммония, а также ожого-, пожаро-, взрывоопасность перекиси водорода, в применяемой автором концентрации, менее которой ее использование не целесообразно. Кроме того, применить это топливо в предложенном автором варианте для работы двигателей внутреннего сгорания не представляется возможным.
3. Раскрытие изобретения
Технической задачей изобретения является создание альтернативной, универсальной, перспективной энергетической топливной системы движущей силы на основе воды, аммонийных солей азотной и/или азотистой кислоты и в сочетании с совместимыми с ними органическими соединениями, в том числе оксигенатами, растворителями и их смеси. Изменением состава (качественного и количественного) можно получать беспламенные или слабопламенные топлива с разной температурой замерзания и энергетикой, работающие при недостатке кислорода или его отсутствии и регулировать, изменять, при необходимости, термодинамические характеристики, физические, химические, биологические свойства этого топлива и применять его в большинстве двигателей внутреннего сгорания. Возможна также замена известных смазывающих материалов (масел) на глицерин, этиленгликоль, диэтиленгликоль или их смеси, или сходные с ними по свойствам соединения (вещества) или их растворы, что обеспечит бесперебойную работу всей системы двигателя.
Техническим результатом изобретения является образование парогазовой смеси, которая является движущей силой при разложении или/и горении компонентов предложенного нами топлива, которое может быть беспламенным или слабопламенным, разной температуры замерзания, плотности, вязкости и энергетики, работающим в обычных условиях, при недостатке или отсутствии кислорода. Существует возможность теоретического расчёта термодинамических характеристик, физических, химических и биологических свойств топлива в зависимости от условий и поставленной задачи с целью определения точного соотношения компонентов топлива, при этом, повышение содержания в топливе веществ, разлагающихся с выделением значительного количества энергии в виде тепла, а в некоторых случаях свободного кислорода, способствует увеличению энергетики всей топливной композиции, более полному разложению или/и сгоранию компонентов топлива, введение в топливо оксигенатов, растворителей понижает температуру его замерзания, вязкость и плотность, а смазывающих веществ долговечность двигателей, конструкций.
Технический результат достигается использованием (применением) в качестве компонентов композиционного состава рецептур топлива известных, доступных и дешёвых соединений (веществ) таких как вода, аммонийные соли азотной, азотистой кислоты и их смеси, а также органические соединения, растворители, такие как, метанол, этанол, пропанол, изопропанол, третичный бутанол, глицерин, гликоль или этиленгликоль, диэтиленгликоль, диметиловый эфир, ацетон при этом глицерин, этиленгликоль, диэтиленгликоль или их смеси, или сходные с ними по свойствам соединения, или их растворы, выполняют, в основном, функцию смазывающих средств.
Поставленная задача решается за счет создания альтернативного безуглеродного беспламенного топлива на основе водного раствора нитрата и/или нитрита аммония или их смеси, в котором нитрат и/или нитрит аммония взяты в количестве, обеспечивающем при их разложении выделение энергии для образования парогазовой смеси высокого давления для совершения работы. Процесс разложения нитрата и/или нитрита аммония осуществляют с обеспечением термо- или/и электрохимической реакции с образованием движущей силы. Нитрат и/или нитрит аммония взяты в количестве, обеспечивающем получение раствора от слабонасыщенного (разбавленного) (ПО гр. на 100 гр. воды) до насыщенного (1000 гр. на 100 гр. воды), при этом насыщенный раствор характеризуется максимально возможным количеством нитрата и/или нитрита аммония, способным раствориться при заданной (определенной) температуре.
Таким образом топливо может характеризоваться количественным содержанием нитрата и/или нитрита аммония по отношению к воде от ПО до 1000 гр. вещества на 100 гр. воды. При этом оптимальным соотношением раствора нитрата и/или нитрита аммония с водой лежит в пределах 150-400 гр. на 100 гр. воды при температуре раствора до 55°С, что обусловлено термической стабильностью нитрита аммония. Предпочтительное, с энергетической точки зрения, соотношение раствора нитрата аммония к воде лежит в пределах 200-600 гр. нитрата аммония на 100 гр. воды. При этом необходимо обеспечить требуемую температуру раствора для обеспечения растворимости. Поддерживать температуру раствора возможно температурой отходящих газов, образующихся в процессе образования парогазовой смеси.
Топливо может дополнительно содержать неорганические безуглеродные соединения для улучшения свойств, например, смазочных, противокоррозионных и других.
Поставленная задача решается также за счет создания альтернативного слабопламенного топлива, включающего водный раствор нитрата или нитрита аммония или их смеси, и органические вещества, характеризующиеся растворимостью (совместимостью) в нем всех компонентов топлива, при этом нитрат и/или нитрит аммония и органические вещества в растворе взяты в количестве, обеспечивающем при их разложении и горении выделение энергии для образования парогазовой смеси высокого давления для совершения работы. Процесс разложения нитрата, нитрита аммония или их смесей и горения органических веществ осуществляют с обеспечением термо- или/и электрохимической реакции с образованием движущей силы. При этом в топливе могут быть использованы одно или одновременно несколько органических веществ, обеспечивающие понижение температуры замерзания и/или увеличение энергетических характеристик топлива и т.д. Топливо может содержать растворители и/или оксигенаты, например, метанол, этанол, пропанол, изопропанол, третичный бутанол, диметиловых эфир, ацетон и их смеси или другие, сходные по свойствам вещества, при этом органические вещества взяты в количестве от 2 до 98 % мае. по отношению к топливу. Топливо может содержать также смазывающие вещества, например, глицерин, этиленгликоль, диэтиленгликоль или их смесь или другие, сходные по свойствам вещества, при этом органические вещества взяты в количестве от 2 до 5 % мае. по отношению к топливу, или другие, сходные по свойствам, вещества. Помимо перечисленных, топливо может содержать поверхностно-активные вещества водорастворимые или водомаслорастворимые, обладающие антикоррозионными свойствами, например, кислый эфир алкенилянтарной кислоты, и комбинированный водомаслорастворимый ингибитор коррозии на основе нитрованного масла, диалкилфосфорной кислоты и жирных алифатических аминов или другие, сходные по свойствам вещества, при этом органические вещества взяты в количестве от 0,1 до 6 % мае. по отношению к топливу.
Поставленная задача решается также посредством применения водного раствора нитрата или нитрита аммония или их смеси в качестве альтернативного топлива для создания движущей силы; применения нитрата или нитрита аммония или их смеси для получения безуглеродного беспламенного или слабопламенного топлива.
Настоящее изобретение раскрывает варианты способов получения безуглеродного беспламенного и слабопламенного топлив. Способ получения альтернативного безуглеродного беспламенного топлива включает получение смеси из воды и нитрата и/или нитрита аммония, при этом нитрат или нитрит аммония или их смесь взяты в количестве, обеспечивающем процесс их разложения с образованием парогазовой смеси высокого давления для совершения работы. Способ получения слабопламенного альтернативного топлива включает получение смеси из воды, нитрата и/или нитрита аммония и органических веществ, при этом нитрат и/или нитрит аммония и органические вещества взяты в количестве, обеспечивающем процесс их разложения и/или горения с образованием парогазовой фазы высокого давления для совершения работы. Другой вариант способа получения беспламенного безуглеродного топлива включает образование водного раствора нитрата аммония или смеси из нитрита и нитрита аммония в процессе реакции нейтрализации аммиака с азотной кислотой, без выделения их в твердом виде. Последний вариант способа получения альтернативного топлива из водного раствора нитрата аммония или смесей нитрата и нитрита аммония может быть реализован в рамках существующих технологий промышленного получения данных веществ, используемых в качестве удобрения.
Кроме того, в настоящем изобретении раскрыты особенности конструктивных решений двигателя, а также способов его работы на заявляемом топливе. В частности в двигателе камера сгорания должна быть выполнена с возможностью обеспечения условий разложения и/или горения компонентов предлагаемых топлив с образованием парогазовой смеси высокого давления для совершения работы.
4. Лучший вариант осуществления изобретения
Известно, что аммонийные соли азотной и азотистой кислоты при определенных условиях разлагаются, некоторые из них с выделением значительного количества энергии в виде тепла. Это также относится и к веществам со сходными с ними свойствами, и их смесям, которые растворимы как в воде, так и в органических соединениях, включая растворители. Изобретение позволяет, в зависимости от поставленных целей (задач), получать топливо с требуемыми физико-химическими, термодинамическими свойствами, которые можно изменять, посредством изменения входящих в его состав компонентов (качественного и количественного). Например, можно получать топливо безуглеродное, беспламенное, слабопламенное, труднозамерзающее, и работающее при обычных условиях, недостатке или отсутствии кислорода, и с различной энергетикой. При этом в качестве базовых компонентов предложенного топлива выбраны вода, аммонийные соли азотной и/или азотистой кислоты, а в качестве дополнительных компонентов - органические соединения, растворители такие как метанол, этанол, пропанол, изопропанол, третичный бутанол, глицерин, гликоль или этиленгликоль, диэтиленгликоль, диметиловый эфир, ацетон и другие сходные с ними по свойствам соединения. Дополнительные компоненты использованы в составе предлагаемого топлива с целью снижения точки кристаллизации, обеспечения смазывающего эффекта и противокоррозионных свойств топлива.
Все компоненты предложенного топлива хорошо совместимы, растворимы друг в друге, что позволяет получать не только идеальные по распределению компонентов стабильные, гомогенные топливные композиционные составы, но и изменять точку замерзания предложенного топлива в сторону более низких температур и, одновременно, компенсировать образовавшийся при разложении некоторых веществ избыток свободного кислорода, который будет расходоваться при сгорании органических соединений в рабочей камере сгорания двигателя, повышая его энергетику.
Предложенное топливо может быть использовано в различных климатических условиях, при недостатке кислорода или его отсутствии, в большинстве двигателей для многих видов транспорта и стационарных установок. Причем рецептура предложенного топлива стабильна и не требует специальных, дополнительных переработок, присадок и других преобразований, как в случае применяемых в настоящее время топлив, чтобы сделать их пригодными к применению. Так как основой предложенного топлива являются относительно разбавленные водные растворы, то такие растворы пожаро-, взрывобезопасны, а в случае их разлива по твердой поверхности или воде не будет нанесен вред окружающей среде.
Для регулирования энергетики, температуры замерзания предложенного нами топлива в качестве его дополнительного компонента могут использоваться органические вещества (соединения) с относительно низкой температурой замерзания и хорошо совмещающие, растворяющие все компоненты в него входящие с образованием стабильного гомогенного раствора, которые не нарушают общую безопасность топлива даже в случае появления слабого, нестабильного пламени при его интенсивном и длительном поджоге, которое быстро гасится водой.
Принцип работы энергетической системы движущей силы предложенного нами топлива, основан на свойствах некоторых соединений (веществ) разлагаться при определенных условиях с выделением значительного количества энергии в виде тепла и нейтральных газообразных продуктов, в основном, азота, воды, а в некоторых случаях и свободного кислорода, что позволяет сохранить экологическую чистоту окружающей среды и уменьшить расход воздуха в двигателях или совсем не использовать его. Условия, необходимые для протекания процессов разложения предложенных нами веществ в качестве компонентов топлива, возникают при работе большинства известных двигателей, что и определяет возможность применения (использования) этого топлива в современных двигателях разных конструкций и назначений и дает основание считать его альтернативным, универсальным и перспективным не только для известных, но и вновь создаваемых двигателей, в том числе, специально под предложенное нами топливо. Применение заявляемого топлива позволит увеличить коэффициент полезного действия двигателя, упростить его конструкцию (например, систему охлаждения двигателя) и применить новые материалы (например, керамику) при его изготовлении, что сделает его дешёвым, практичным, многоцелевого назначения.
Известно, что чем дольше задерживается зажигание (воспламенения) рабочей смеси в двигателе, тем больше снимаемая мощность, и тем выше требуется октановое число топлива, обеспечивающее бездетонационную работу двигателя. Наиболее выгодный момент зажигания (воспламенения) рабочей смеси в двигателе определяется тем, что слишком раннее зажигание (воспламенение) увеличивает отрицательную работу сжатия, а слишком позднее уменьшает положительную работу расширения, поэтому максимальный коэффициент полезного действия цикла двигателя имеется при таком опережении зажигания (воспламенения), при котором основная фаза сгорания расположена почти симметрично относительно верхней мёртвой точки. При этом длительность сгорания топлива в основной фазе при повороте коленчатого вала (в градусах) при наиболее выгодном угле зажигания (воспламенения) весьма мало зависит как от физико-химических условий, так и от числа оборотов двигателя, и составляет примерно 20-25 градусов. Согласно этому, основная фаза сгорания должна начинаться примерно в 10 градусах до верхней мертвой точки и заканчиваться в 10 градусов после верхней мертвой точки. При этом должна быть соответственно соблюдена (отлажена) совокупная синхронность работы остальной системы двигателя, в том числе, клапанов и коленчатого вала, согласно изменению режима подачи предложенного нами топлива в рабочую камеру двигателя, отличному от известного и стандартного, где ввод топлива может осуществляться до прохождения поршнем верхней мёртвой точки, то есть с опережением зажигания (воспламенения).
Двигатели внутреннего сгорания, работающие на жидком, углеводородном топливе имеют, как правило, дозированный ввод топлива в рабочую камеру сгорания, при этом подача топлива в неё происходит до прохождения поршнем верхней мёртвой точки в нижнюю и угол опережения зажигания, соответствующий углу поворота коленчатого вала, выраженный в градусах, считается (определяется) от момента зажигания до верхней мёртвой точки.
При использовании же предложенного нами топлива для оптимальной работы двигателей внутреннего сгорания, в основном дизельных, топливо вводится в рабочую камеру сгорания двигателя в момент или после прохождения поршнем верхней мёртвой точки, то есть после того, когда начинает изменяться его движение из верхней мертвой точки в нижнюю и угол опережения впрыска топлива или угол опережения зажигания будет определяться и соответствовать углу поворота коленчатого вала после прохождения поршнем верхней мёртвой точки, то есть после того, когда начинает изменяться его движение из верхней мёртвой точки в нижнюю. Выбор (нахождение) наиболее выгодного угла зажигания или впрыска топлива для предложенного нами топлива определяется и зависит от свойств и соотношений компонентов, входящих в композиционный состав предложенного нами топливных рецептур. При этом, чем стабильнее компоненты, входящие в их состав, тем больше угол опережения зажигания или впрыска топлива. Это может значительно и существенно отличить (изменить) начальный момент рабочего позиционного положения поршня двигателя внутреннего сгорания, работающего на предложенном нами топливе от начального рабочего положения поршня в двигателях, работающих на всех известных до настоящего времени углеводородных топливах.
Известно, что степень распыления (раздробления) топлива увеличивается при увеличении скорости потока воздуха. В практических условиях хорошее распыление топлива достигается путём впрыскивания его через форсунку под высоким давлением, причём в этом случае при всех прочих равных условиях распыление топлива будет тем лучше, чем выше давление впрыска, при этом увеличение степени тонкости распыления топлива улучшает его испарение и образование рабочей смеси.
Подача предложенного нами топлива в рабочую камеру двигателей внутреннего сгорания осуществляется стандартными, применяемыми в настоящее время способами с использованием поршневых и ротационных компрессоров.
В поршневых многоступенчатых компрессорах конечное давление часто превышает 1000 ат., в ротационных компрессорах давление колеблется в пределах 3-10 ат., причём конструкция, назначение и техническая характеристика компрессоров отличаются большим разнообразием. Наиболее эффективным для предложенного нами топлива является авиационный турбокомпрессор, который может быть осевым или центробежным нагнетателем, приводимый в движение газовой турбиной, работающей на выхлопных газах двигателя. Турбокомпрессор устанавливается в поршневых и воздушнореактивных двигателях для подачи и поджатая воздуха, поступающего в камеру сгорания. Предложенное нами топливо обладает большой плотностью (1,2 г/см и выше) и весьма незначительной сжимаемостью, поэтому на оптимальную работу двигателей может влиять момент режима ввода топлива в рабочую камеру поршневых двигателей внутреннего сгорания, особенно дизельных, так как ввод этого топлива способен отрицательно повлиять на работу поршня, работающего в режиме сжатия, затрудняя его движение к верхней мёртвой точке, поэтому вводить это топливо целесообразнее после или в момент прохождения поршнем верхней мёртвой точки, хотя при этом в какой-то мере может уменьшиться положительная работа расширения, но в тоже время из-за возможности создания весьма высокого давления в рабочей камере двигателя при движении поршня к верхней мертвой точке может резко возрасти снимаемая мощность двигателя, а предложенное нами топливо не обладает способностью к детонации, что не ограничивает возможность повышения давления внутри рабочей камеры двигателя при движении поршня к верхней мёртвой точке, а соответственно и развиваемой им мощности.
Заявляемое топливо характеризуется комплексом физических, термодинамических свойств, к которым относится весьма незначительная сжимаемость, испаряемость, температурное и объёмное расширение, неокисляемость, невспениваемость, невоспламеняемость, большая теплопроводность, теплоёмкость, термостойкость, прокачиваемость, является стабильным, гомогенным, прозрачным, без запаха раствором. Благодаря набору данных свойств топливо можно также использовать в турбинных, турбореактивных, турбовинтовых двигателях.
Исходя из свойств, предложенного нами топлива, которые сходны со всеми необходимыми требованиями, предъявляемыми к охлаждающим смазывающим маслам, получаемым из нефтепродуктов, заявляемое топливо можно использовать (применять) и в качестве охлаждающего и смазывающего средства (агента).
Конструкция двигателей, работающих на предложенном нами топливе, наряду с существующими системами, может включать турбинные или дисковые распылители (разбрызгиватели), вращающие в одну или в противоположные (разные) стороны с небольшим зазором (расстоянием) между ними и центральным вводом топлива, которые могут располагаться в рабочей камере двигателя в любых
(различных) положениях в зависимости от предназначения и конструкций двигателя. Распылители могут обеспечивать различные режимы подачи топлива в двигатель - периодический, дозированный или непрерывный, постоянный. Общим условием режима работы всех двигателей, в том числе, турбовинтовых, реактивных, турбореактивных, ракетных, работающих на предложенном нами топливе, является достижение температуры внутри рабочей камеры двигателя в момент подачи в неё топлива температуры разложения хотя бы одного из составляющих компонентов и/или их активацией с помощью электрической искры, при этом, в присутствии нитрата аммония не исключено возникновение нитратов спиртов из спиртов, входящих в качестве компонентов предложенного нами топлива в условиях режимного процесса работы двигателя, что может способствовать увеличению калорийности топлива, влиять на скорость разложения или/и сгорания компонентов топлива, а соответственно и всего его состава в целом.
Определяющим фактором мощности двигателей работающих на предложенном нами топливе, является его калорийность, которую возможно предварительно теоретически рассчитать, а также количество подаваемого топлива в единицу времени, что также связано со скоростью оборотов двигателя, причём предпочтительно более эффективно работающих на больших (быстрых) оборотах, особенно дизельных и с турбонаддувом, так как от этого зависит величина давления и температура в рабочей камере двигателей, а соответственно и создание условий при которых наиболее эффективно протекает реакция процесса разложения или/и горения, хотя бы одного из компонентов, входящих в состав этого топлива, при этом возникает движущая сила, приводящая в движение двигатели. Однако сам принцип действия предложенной нами энергетической системы движущей силы композиционного состава рецептур топлива, основой которого является вода и неорганические, и органические составляющие, отличает предложенное нами топливо от всех известных в настоящее время видов топлив.
На дату подачи настоящего изобретения нами создано и экспериментально проверено большое количество вариантов альтернативного топлива с различным составом и соотношением компонентов в зависимости от решаемой задачи создания топлив с различными энергетическими и физико-химическими свойствами. В настоящем изобретении для подтверждения заявленного технического результата приводятся некоторые характерные примеры. Экспериментальные результаты впоследствии были подтверждены теоретическими расчетами, что дало возможность в дальнейшем теоретически рассчитывать и получать составы топлив с заданными характеристиками. Одним из компонентов, входящих в состав предложенного нами топлива, определена вода, являющаяся одним из самых распространенных, доступных и дешёвых природных продуктов на земле, другим компонентом является азотнокислый аммоний (нитрат аммония), применяемый в качестве эффективного удобрения, а также азотистокислый аммоний (нитрит аммония), которые могут быть целиком получены из воздуха и воды. Причем как азотнокислый аммоний (нитрат аммония) так и азотистокислый аммоний (нитрит аммония) при термическом разложении выделяют значительное количество энергии в виде тепла, при этом продуктами их разложения являются, в первом случае азот (N2), кислород (02) и вода (Н20), а во втором - азот (N2) и вода (Н20) представляющие собой экологически чистые вещества (соединения).
Предложенное нами топливо, в зависимости от состава компонентов может быть беспламенным или слабопламенным, что положительно отличает его традиционных, известных в настоящее время топлив, причём, составляющим его компонентами являются дешёвые, легко доступные вещества (соединения) основные из которых вода, аммонийные соли азотной и азотистой кислот, а для снижения температуры замерзания, улучшения совмещения, растворения всех его составляющих компонентов при получении топливного раствора используются (применяются) органические растворители, в том числе содержащие кислород и различные смесевые их кубовые остатки, которые так же могут служить дополнительным горючим материалом этих топлив при его применении (использовании), тем самым повышая его калорийность. Сырьём для получения компонентов, входящих в состав предложенного нами топлива служат, в основном, вода, кислород и азот, находящиеся в природе в больших количествах как на земле, так и в воздухе, которые при их расходовании, всегда и полностью легко восстанавливают свой ресурсный баланс в результате их постоянного и быстрого круговорота в природе, при этом не требуется каких либо затрат.
В предложенном нами топливе не только разный ассортиментный состав компонентов, но и их соотношения оказывают существенное влияние на свойства топлива, которое может быть и безуглеродным, и беспламенным, если оно является водным раствором, содержащий азотнокислый аммоний (нитрат аммония), или азотистокислого аммония (нитрита аммония) или их смеси, взятые в процентных (%) массовых соотношениях между собой от 1 до 99, при этом оно может дополнительно содержать в качестве компонента или глицерин, или этиленгликоль, или диэтиленгликоль или их смеси, взятые в процентных (%) массовых соотношениях между собой от 0 до 100 и от 1 до 5 по отношению к раствору и выполняющие, в основном функцию смазывающего материала (средства) или слабопламенным, если оно является от 2 до 98% -ным раствором органических веществ (соединений), в том числе, оксигенатов, растворителей, совмещающим, растворяющим и образующий раствор азотнокислого аммония (нитрата аммония) или азотистокислого аммония (нитрита аммония), или их смеси, причём все композиционные составы рецептур топлив, предложенные нами являются гомогенными, стабильными, прозрачными, без запаха, большой плотности (> 1), не детонирующими, несжимаемыми или очень плохо сжимаемыми, беспламенными или слабопламенными растворами, которые можно хранить бесконечно долго без каких либо изменений, так как различные разрушающие факторы, влияющие на все известные и принятые в настоящее время топлива, не могут влиять на его стабильность, причём при работе двигателей, работающих на предложенном нами топливе, не происходит нагаро-, смолообразования и других вредных и отрицательно влияющих на работу двигателей проявлений, при этом выделяющиеся при работе двигателя отработанные выхлопные продукты содержат исключительно экологически чистые нейтральные газы без вредных примесей, что положительно влияет на экологию окружающей среды, как и то, что при разливе предложенного нами топлива в воду или на твёрдую поверхность где оно легко растворяется в воде и смывается водой с твёрдой поверхности, причём сам азотнокислый аммоний (нитрат аммония) и его водные растворы используются в качестве эффективного удобрения, отсутствие детонации предложенного нами топлива позволяет резко увеличить, поднять давление в цилиндрах двигателей по сравнению с известными и применяемыми в настоящее время углеводородными топливами, особенно дизельных с наддувом, что намного повышает их мощность, а беспламенность, большая теплоёмкость, теплопроводность, стабильность, относительно высокая температура кипения некоторых композиционных составов предложенных нами топливных рецептур даёт возможность использовать их в качестве охлаждающей жидкости, смазывающего средства. При возникновении взрыва или пожара в местах хранения предложенного нами топлива само его возгорание или тем более взрыв весьма затруднителен, хотя в случае слабопламенного варианта этого топлива при длительном и интенсивном его поджёге может произойти его слабое возгорание, которое легко тушится водой. Таким образом, предложенное нами топливо в значительной степени разносторонне, существенно и выгодно отличается от всех известных в настоящее время топлив, полученных из нефти, газа и биопродуктов. Это и определяет его всестороннюю новизну при неочевидности подобного факта его использования в качестве энергетической системы движущей силы альтернативного, универсального, безуглеродного, беспламенного или в сочетании с органическими веществами, слабопламенного топлива в двигателях внутреннего сгорания, так как известно, что содержание большого количества воды в топливах делают невозможным их применение в качестве энергетической системы движущей силы, позволяющей работать двигатели внутреннего сгорания.
Предложенное нами альтернативное, беспламенное или слабопламенное топливо предназначено для работы любых двигателей, их конструкций и назначений в рабочих камерах которых, создаются условия, при которых происходит разложение или/и горение, хотя бы одного из компонентов с выделением энергии в виде тепла. Компонентный состав топливной рецептуры регулируется в зависимости от поставленных задач, климатических условий, наличия или отсутствия кислорода.
Ниже представлены примеры осуществления изобретения.
Главным критерием для работы двигателей, конструкций на альтернативном топливе являлось обеспечение условий для разложения или/и горения одного из его компонентов.
Пример 1
Устойчивую работу дизельного двигателя марки ММЗ Д-246 производства Минского моторного завода после регулировки момента впрыска и количества подаваемого топлива обеспечивало топливо следующего состава: раствор, состоящий из нитрата аммония взятого в концентрации - 63% мае. и воды взятой в концентрации - 37% мае.
При внесении глицерина, этиленгликоля, диэтиленгликоля и их смесей в концентрации от 0,5 до 5% мае. наблюдалось снижение уровня шума работы двигателя.
Пример 2
Устойчивую работу дизельного двигателя марки ММЗ Д-246 производства
Минского моторного завода после регулировки момента впрыска и количества подаваемого топлива обеспечивало топливо следующего состава: раствор, состоящий из нитрата аммония взятого в концентрации - 60%мас. и воды взятой в концентрации - 30% мае. и метанола взятого в концентрации 10%мас. При этом снизилась температура начала кристаллизации солей нитрата аммония из раствора.
Пример 3
Устойчивую работу дизельного двигателя марки ММЗ Д-246 производства
Минского моторного завода после регулировки момента впрыска и количества подаваемого топлива обеспечивало топливо следующего состава: раствор, состоящий из нитрата аммония взятого в концентрации - 60% мае. и воды взятой в концентрации - 30%мас. и изопропанола взятого в концентрации 8%мас. и глицерина 2%мас.
Так же применялись глицерин, этиленгликоль, диэтиленгликоль и их смеси, в концентрации от 1 до 5мас. Наблюдались снижение уровня шума работы двигателя.
Пример 4
Устойчивую работу дизельного двигателя марки ММЗ Д-246 производства
Минского моторного завода после регулировки момента впрыска и количества подаваемого топлива обеспечивало топливо следующего состава: раствор, состоящий из нитрата аммония взятого в концентрации - 5%мас. и воды взятой в концентрации - 62%мас. и метанола взятого в концентрации 33%мас. При увеличении концентраций в сторону увеличения содержания метанола работа двигателя существенно ухудшалась.
Пример 5
Устойчивую работу дизельного двигателя марки ММЗ Д-246 производства Минского моторного завода после регулировки момента впрыска и количества подаваемого топлива обеспечивало топливо следующего состава: раствор, состоящий из нитрата аммония взятого в концентрации - 45%мас, нитрита аммония взятого в концентрации - 15%мас. и воды взятой в концентрации - 40%мас.
Пример 6
Устойчивую работу дизельного двигателя марки ММЗ Д-246 производства
Минского моторного завода после регулировки момента впрыска и количества подаваемого топлива обеспечивало топливо следующего состава: раствор, состоящий из нитрата аммония взятого в концентрации - 15%мас, нитрита аммония взятого в концентрации - 45%мас. и воды взятой в концентрации - 40%мас.
Изменения концентраций в сторону увеличения содержания нитрита аммония, увеличивало мощностные характеристики работы двигателя.
Пример 7
Устойчивую работу бензинового двигателя обеспечивало топливо следующего состава: раствор, состоящий из нитрата аммония взятого в концентрации - 0,2%мас, воды взятой в концентрации - 49,8%мас. и этанола взятого в концентрации 50%мас.
При внесении глицерина, этиленгликоля, диэтиленгликоля и их смесей в концентрации от 1 до 5%мас. наблюдалось снижение уровня шума работы двигателя.
В качестве растворителей, компонентов, снижающих точку замерзания, и органического горючего применялись такие соединения как метанол, этанол, пропанол, изопропанол, третичный бутанол, диметиловый эфир, ацетон и их смеси в концентрации от 2 до 98%мас. Результаты были сходны.
Пример 8
Устойчивую работу бензинового двигателя обеспечивало топливо следующего состава: раствор, состоящий из нитрата аммония взятого в концентрации - 10%мас, нитрита аммония взятого в концентрации - 5%мас. и воды взятой в концентрации - 35%мас. и этанола взятого в концентрации 50%мас.
Пример 9
Устойчивую работу роторного двигателя обеспечивало топливо следующего состава: раствор, состоящий из нитрата аммония взятого в концентрации - 10%мас, нитрита аммония взятого в концентрации - 10%мас. и воды взятой в концентрации - 35%мас. и третичный бутанол взятого в концентрации 45%мас.
Пример 10
Устойчивую работу роторного двигателя обеспечивало топливо следующего состава: раствор, состоящий из нитрата аммония взятого в концентрации - 10%мас, нитрита аммония взятого в концентрации - 10%мас. и воды взятой в концентрации - 35%мас. и этанола взятого в концентрации 45%мас.
Пример 11
Устойчивую работу турбинного двигателя обеспечивало топливо следующего состава: раствор, состоящий из нитрата аммония взятого в концентрации - 10%мас, нитрита аммония взятого в концентрации - 50%мас. и воды взятой в концентрации - 30%мас. и изопропанола взятого в концентрации 8%мас. и глицерина 2%мас.
В ходе экспериментов, для всех конструкций двигателей в качестве компонентов, снижающих точку замерзания и дополнительного органического горючего применялись такие соединения как метанол, этанол, пропанол, изопропанол, третичный бутанол, диметиловый эфир, ацетон и их смеси в концентрации от 2 до 98% мае. по отношению к топливу. Внесение в составы топлив незначительные противокоррозионные вещества кислый эфир алкенилянтарной кислоты, и комбинированный водомаслорастворимый ингибитор коррозии на основе нитрованного масла, диалкилфосфорной кислоты и жирных алифатических аминов не влияли на характер работы двигателей и снижали коррозию.
На основании того, что принцип действия предложенных нами соединений (веществ) в качестве энергетической системы движущей силы топлива для всех составов возможных компонентных топливных рецептур по существу один и тот же, то полученные нами данные некоторых результатов, имеющие определённую зависимость и сходимость в условиях использования (применения) предложенных нами веществ (соединений) как в сочетании (смеси) с водой, так и с совместимыми с ними органическими соединениями (веществами) не всегда приводятся в описании текста или с ограничениями, а так же в целях дальнейшего сохранения приоритета самого направления и времени исследовательского процесса.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Альтернативное безуглеродное беспламенное топливо на основе водного раствора нитрата и/или нитрита аммония или их смеси, в котором нитрат и/или нитрит аммония взяты в количестве, обеспечивающем при их разложении вьщеление энергии для образования парогазовой смеси высокого давления для совершения работы.
2. Топливо по п.1, характеризующееся тем, что процесс разложения нитрата и/или нитрита аммония осуществляют с обеспечением термо- или/и электрохимической реакции с образованием движущей силы.
3. Топливо по п.1, характеризующееся тем, что нитрат и/или нитрит аммония взяты в количестве, обеспечивающем получение раствора от слабонасыщенного (разбавленного) до насыщенного, при этом насыщенный раствор характеризуется максимально возможным количеством нитрата и/или нитрита аммония, способным раствориться при заданной (определенной) температуре.
4. Топливо по п.1, характеризующееся тем, оно дополнительно содержит неогранические безуглеродные соединения для улучшения свойств, например, смазочных, противокоррозионных.
5. Альтернативное слабопламенное топливо, включающее водный раствор нитрата или нитрита аммония или их смеси, и органические вещества, характеризующиеся растворимостью (совместимостью) в нем всех компонентов топлива, при этом нитрат и/или нитрит аммония и органические вещества в растворе взяты в количестве, обеспечивающем при их разложении и горении вьщеление энергии для образования парогазовой смеси высокого давления для совершения работы.
6. Топливо по п.5, характеризующееся тем, что процесс разложения нитрата, нитрита аммония или их смесей и горения органических веществ осуществляют с обеспечением термо- или/и электрохимической реакции с образованием движущей силы.
7. Топливо по п.5, характеризующееся тем, что в качестве органических веществ используют вещества, обеспечивающие понижение температуры замерзания.
8. Топливо по п.5, характеризующееся тем, что в качестве органических веществ используют вещества, обеспечивающие увеличение энергетических характеристик топлива.
9. Топливо по п.5, характеризующееся тем, что в качестве органических веществ оно содержит растворители и/или оксигенаты, например, метанол, этанол, пропанол, изопропанол, третичный бутанол, диметиловых эфир, ацетон и их смеси или другие, сходные по свойствам вещества, при этом органические вещества взяты в количестве от 2 до 98 % мае. по отношению к топливу.
10. Топливо по п.5, характеризующееся тем, что в качестве органических веществ оно содержит смазывающие вещества, например, глицерин, этиленгликоль, диэтиленгликоль или их смесь или другие, сходные по свойствам вещества, при этом органические вещества взяты в количестве от 2 до 5 % мае. по отношению к топливу, или другие, сходные по свойствам вещества
11. Топливо по п.5, характеризующееся тем, что в качестве органических веществ оно содержит поверхностно-активные вещества водорастворимые или водомаслорастворимые, обладающие антикоррозионными свойствами, например, кислый эфир алкенилянтарной кислоты, и комбинированный водомаслорастворимый ингибитор коррозии на основе нитрованного масла, диалкилфосфорной кислоты и жирных алифатических аминов или другие, сходные по свойствам вещества, при этом органические вещества взяты в количестве от 0,1 до 6 % мае. по отношению к топливу.
12. Применение водного раствора нитрата или нитрита аммония или их смеси в качестве альтернативного топлива для создания движущей силы.
13. Способ получения альтернативного безуглеродного беспламенного топлива по п.1., включающий получение смеси из воды и нитрата и/или нитрита аммония, при этом нитрат или нитрит аммония или их смесь взяты в количестве, обеспечивающем процесс их разложения с образованием парогазовой смеси высокого давления для совершения работы.
14. Способ получения слабопламенного альтернативного топлива по п.5., включающий получение смеси из воды, нитрата и/или нитрита аммония и органических веществ, при этом нитрат и/или нитрит аммония и органические вещества взяты в количестве, обеспечивающем процесс их разложения и/или горения с образованием парогазовой фазы высокого давления для совершения работы.
15. Способ получения альтернативного топлива по п. 1, включающий образование водного раствора нитрата аммония в процессе реакции нейтрализации аммиака с азотной кислотой, без выделения их в твердом виде.
16. Двигатель, камера сгорания которого выполнена с возможностью обеспечения условий разложения и/или горения компонентов топлива по п.1 или п.5 с образованием парогазовой смеси высокого давления для совершения работы.
17. Способ работы двигателя по п.16, характеризующийся тем, что подачу топлива по п.1 или 5 в камеру сгорания осуществляют в момент или после прохождения поршнем верхней мёртвой точки.
PCT/RU2013/000424 2012-05-24 2013-05-23 Альтернативное универсальное топливо и способ его получения WO2013176584A2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261651301P 2012-05-24 2012-05-24
US61/651,301 2012-05-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2013176584A2 true WO2013176584A2 (ru) 2013-11-28
WO2013176584A3 WO2013176584A3 (ru) 2014-03-13

Family

ID=49620466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2013/000424 WO2013176584A2 (ru) 2012-05-24 2013-05-23 Альтернативное универсальное топливо и способ его получения

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20130312315A1 (ru)
WO (1) WO2013176584A2 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014238071A (ja) * 2013-06-10 2014-12-18 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の混合燃料供給システム、車両、及び内燃機関の混合燃料供給方法
GB2529398C (en) * 2014-08-17 2021-04-07 Avocet Ip Ltd Fuel, system and method
US20170260466A1 (en) * 2014-08-17 2017-09-14 Avocet Solutions Inc. Enhanced fuel and method of producing enhanced fuel for operating internal combustion engine
WO2017184538A1 (en) * 2016-04-18 2017-10-26 The Regents Of The University Of Michigan Dimethyl ether blended fuel alternative for diesel engines
CN114686276A (zh) * 2022-04-26 2022-07-01 中改低碳科技(上海)有限公司 一种延时燃烧的甲醇复合液体燃料及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2056156C1 (ru) * 1989-07-14 1996-03-20 Дзе Лабризол Корпорейшн Эмульгатор для взрывчатой эмульсии и взрывчатая эмульсия
RU2087802C1 (ru) * 1994-04-21 1997-08-20 Конструкторское бюро химавтоматики Способ получения парогаза и устройство для его осуществления
RU2116992C1 (ru) * 1996-09-27 1998-08-10 Александр Владимирович Шафрановский Способ улучшения эксплуатационных свойств жидкого азотного удобрения на основе карбамида и аммиачной селитры
RU2146557C1 (ru) * 1996-11-18 2000-03-20 Кальтенбак - Тюринг С.А. Реактор, способ и установка для производства солей аммония
RU2196903C2 (ru) * 2001-04-04 2003-01-20 Макаров Андрей Фадеевич Способ форсирования мощности двигателей внутреннего сгорания
RU2230917C2 (ru) * 2002-08-12 2004-06-20 Макаров Андрей Фадеевич Способ получения рабочего тела для тепловых машин
RU2279419C2 (ru) * 2003-05-15 2006-07-10 Виктор Степанович Прокопенко Способ изготовления заряда водосодержащего взрывчатого вещества, водосодержащая жидкость (варианты) и водосодержащее взрывчатое вещество
WO2007091270A2 (en) * 2006-02-09 2007-08-16 Joshua Waldhorn Anaerobic deflagration internal piston engines, anaerobic fuels and vehicles comprising the same
RU2363837C2 (ru) * 2007-09-05 2009-08-10 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") Способ и установка для термогазохимического воздействия на нефтяной пласт и освоения эксплуатационных и нагнетательных скважин

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2393594A (en) * 1941-07-08 1946-01-29 Du Pont Operation of internal-combustion engines
BE607275A (ru) * 1958-05-30
US4531948A (en) * 1984-06-13 1985-07-30 Ethyl Corporation Alcohol and gasohol fuels having corrosion inhibiting properties
US6652607B2 (en) * 1999-07-07 2003-11-25 The Lubrizol Corporation Concentrated emulsion for making an aqueous hydrocarbon fuel
WO2003029138A1 (de) * 2001-10-01 2003-04-10 Gama-Greenol Research & Development Ltd. Verfahren und vorrichtung zum bereitstellen mindestens eines brennstoffs, insbesondere für kraftfahrzeugmotoren
US20110197500A1 (en) * 2010-01-22 2011-08-18 Ganley Jason C Ammonia salt fuel system

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2056156C1 (ru) * 1989-07-14 1996-03-20 Дзе Лабризол Корпорейшн Эмульгатор для взрывчатой эмульсии и взрывчатая эмульсия
RU2087802C1 (ru) * 1994-04-21 1997-08-20 Конструкторское бюро химавтоматики Способ получения парогаза и устройство для его осуществления
RU2116992C1 (ru) * 1996-09-27 1998-08-10 Александр Владимирович Шафрановский Способ улучшения эксплуатационных свойств жидкого азотного удобрения на основе карбамида и аммиачной селитры
RU2146557C1 (ru) * 1996-11-18 2000-03-20 Кальтенбак - Тюринг С.А. Реактор, способ и установка для производства солей аммония
RU2196903C2 (ru) * 2001-04-04 2003-01-20 Макаров Андрей Фадеевич Способ форсирования мощности двигателей внутреннего сгорания
RU2230917C2 (ru) * 2002-08-12 2004-06-20 Макаров Андрей Фадеевич Способ получения рабочего тела для тепловых машин
RU2279419C2 (ru) * 2003-05-15 2006-07-10 Виктор Степанович Прокопенко Способ изготовления заряда водосодержащего взрывчатого вещества, водосодержащая жидкость (варианты) и водосодержащее взрывчатое вещество
WO2007091270A2 (en) * 2006-02-09 2007-08-16 Joshua Waldhorn Anaerobic deflagration internal piston engines, anaerobic fuels and vehicles comprising the same
RU2363837C2 (ru) * 2007-09-05 2009-08-10 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") Способ и установка для термогазохимического воздействия на нефтяной пласт и освоения эксплуатационных и нагнетательных скважин

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013176584A3 (ru) 2014-03-13
US20130312315A1 (en) 2013-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Likhanov et al. Use of natural gas, methanol, and ethanol fuel emulsions as environmentally friendly energy carriers for mobile heat power plants
RU2604535C2 (ru) Способ питания двигателя с воспламенением от сжатия и топливо для него
WO2013176584A2 (ru) Альтернативное универсальное топливо и способ его получения
DE60021568T2 (de) Verfahren zur verbrennung in einer geschlossenen kammer
EP2855641B1 (en) Methods for the preparation and delivery of fuel compositions
US20100162968A1 (en) Anaerobic deflagration internal piston engines, anaerobic fuels and vehicles comprising the same
CN102618397A (zh) 泡沫型燃烧室除碳剂
Arkharov et al. Use of Dimethyl Ether as a Motor Fuel and a Refrigerant.
US20120297666A1 (en) Synthetic Fuels With Enhanced Mechanical Energy Output
CN1772847A (zh) 压燃式内燃机用醇醚燃料及制备方法
TWI550080B (zh) Automotive fuel composition
Watanabe et al. Performance and emissions of diesel engine fuelled with water-in-diesel emulsion
KR102155265B1 (ko) 물을 포함하는 석탄연소용 연료조성물
Markov et al. Ethanol used as an environmentally sustainable energy resource for thermal power plants
KR100829844B1 (ko) 온실가스 저감을 위한 유화연료 제조시스템
Ovchukova et al. The use of alcohols in transport
RU2367683C2 (ru) Топливно-водная эмульсия
Uzuneanu et al. An assessment of combustion products of spark ignition engines supplied by ethanol-gasoline blends
GB2529399A (en) Combustion Engine And Method
RU2154742C1 (ru) Способ работы газового двигателя внутреннего сгорания
KR100487072B1 (ko) 유화 연료용 천연 계면활성제 및 이를 함유하는 유화 연료
EP4150030A2 (en) Fuel additive developed for diesel engines and its production method
RU2472013C1 (ru) Способ питания газодизеля
CN109370668A (zh) 一种节能减排式汽油添加剂及其制备方法
US20050028433A1 (en) Combustible mixture modifier (cmm)

Legal Events

Date Code Title Description
122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13793787

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2