液體碳?xì)淙剂咸幚硌b置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于處理液體碳?xì)淙剂系难b置。該裝置包括一個(gè)圓筒形殼體(201)包含燃料入口通道(202)和出口通道(203)，該殼體適用于充當(dāng)接地電極，入口通道和出口通道之間的燃料處理通道(204)，該處理通道適用于容納燃料，一個(gè)第一空心圓柱形電極(205)包含一個(gè)開(kāi)口，設(shè)在殼體內(nèi)的第一電極，一個(gè)中心電極(206)同軸地定位在第一中空?qǐng)A筒狀電極的開(kāi)口，和一個(gè)第二中空?qǐng)A筒狀電極(207)包含一個(gè)開(kāi)口，所述第一中空?qǐng)A柱形電極定位在第二中空?qǐng)A筒狀電極的開(kāi)口。這些電極適用于為通過(guò)處理通道內(nèi)的燃料生成AC交流電場(chǎng)，使得燃料質(zhì)量得以提高。
【專利說(shuō)明】
液體碳氨燃料處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于在電場(chǎng)下處理液體碳氨燃料的裝置。本發(fā)明還設(shè)及包括一個(gè) 依據(jù)本發(fā)明的裝置的系統(tǒng)和運(yùn)輸工具。
【背景技術(shù)】
[0002] 柴油排氣煙塵是可見(jiàn)的黑色的含碳煙霧云，出現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后和正常的柴油發(fā) 動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間。炭黑危害健康，并引起一系列的其他問(wèn)題，例如看得見(jiàn)的系統(tǒng)污染和污跡。 人們還認(rèn)為炭黑是在氣候變化的促成因素之一。
[0003] 完全燃燒只產(chǎn)生二氧化碳、水和氮的最終產(chǎn)品。在實(shí)際生活中，燃燒并不完全，并 可W產(chǎn)生包括氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳、水和未燃燒的碳氨化合物等排放。廢氣也包 括未燃燒的碳顆粒、發(fā)動(dòng)機(jī)油、碎片、煙灰和灰渣顆粒，其被稱為柴油顆粒物（diesel particulate matter，DPM)。
[0004] 目前有若干設(shè)備用于降低排氣煙塵。其中最常用的是一個(gè)柴油顆粒過(guò)濾器 (diesel particulate filter，DPF)，通過(guò)物理過(guò)濾裝置捕集廢氣流中的的顆粒物。然而， 與其它過(guò)濾器一樣，DPF必須清除累積的柴油顆粒物。不做清除將最終阻塞過(guò)濾器，運(yùn)相應(yīng) 地又可能損壞或毀滅過(guò)濾器，甚至由于背壓增加而損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。運(yùn)個(gè)問(wèn)題可W通過(guò)去除舊 的DPF過(guò)濾器和更換新的過(guò)濾器來(lái)解決。為了避免更換過(guò)濾器，也已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)可再生的 DPF過(guò)濾器。
[0005] 雖然DPF是一個(gè)可W過(guò)濾出排氣系統(tǒng)中的黑煙的有效的煙塵捕捉器，但在排氣系 統(tǒng)中安裝運(yùn)種過(guò)濾器會(huì)限制氣流，導(dǎo)致在功率方面限制發(fā)動(dòng)機(jī)。與沒(méi)有安裝DPF的相同的發(fā) 動(dòng)機(jī)相比較，排氣系統(tǒng)中的運(yùn)個(gè)額外限制也降低了燃料效率。當(dāng)過(guò)濾器因顆粒累積而逐步 填滿時(shí)，額外限制因此變得更加嚴(yán)重，燃油效率的降低也更為明顯。
[0006] 美國(guó)專利US5377648公開(kāi)了一種安裝在燃料箱和燃料燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)之間的用于凈化 燃料的裝置，在該裝置的燃料處理通道的周邊布置了面向彼此之間的弧形導(dǎo)電板。該裝置 還包括AC交流電信號(hào)生成器，用于在弧形導(dǎo)電板之間施加低頻、低電流和低電壓的交流信 號(hào)。導(dǎo)電板之間形成靜電感應(yīng)，凈化燃料，減少燃料燃燒時(shí)生成的NOx和C0。
[0007] 歐洲專利EP2610475A1公開(kāi)了一種用于處理碳氨燃料的另一種裝置（100)(圖1)。 該設(shè)備包括一個(gè)有燃料入口通道（102)和出口通道（103)的圓筒形殼體（101 )，該殼體適用 于充當(dāng)接地電極，并在所述入口通道和出口通道之間形成一個(gè)燃料處理通道（104)。圖1中 的箭頭顯示燃料流動(dòng)的方向。該裝置還包括一個(gè)中空的圓筒狀電極（105)和位于中空?qǐng)A筒 狀電極開(kāi)口的棒狀中屯、電極（106)。供給的燃料通過(guò)入口通道到達(dá)處理通道后，分成兩個(gè)支 流:第一支流流經(jīng)所述殼體和所述中空電極，第二支流流經(jīng)中空電極和中屯、電極，并在此被 施加電流。其結(jié)果是，燃料的燃燒值增大和廢氣毒性降低。
[000引然而，市場(chǎng)仍具有對(duì)處理碳氨燃料裝置的進(jìn)一步需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明是基于對(duì)使用一個(gè)依據(jù)權(quán)利要求1的裝置可W影響液體碳氨燃料的質(zhì)量、 從而內(nèi)燃機(jī)性能和排煙毒性的觀察而來(lái)的。
[0010] 因此，本發(fā)明的目的之一是為處理液碳氨燃料提供一種裝置，該裝置包括：
[0011] --個(gè)圓柱形殼體包括燃料入口通道和出口通道，所述殼體適用于充當(dāng)接地電極，
[0012] -入口通道和出口通道之間的燃料處理通道，該處理通道適用于容納燃料，
[0013] --個(gè)第一中空?qǐng)A筒狀電極包括一個(gè)開(kāi)口，設(shè)在殼體內(nèi)的第一電極，W及
[0014] --個(gè)中屯、電極同軸地位于與第一中空?qǐng)A筒狀電極的開(kāi)口。
[0015] 該裝置還包含一個(gè)第二中空?qǐng)A筒狀電極包括一個(gè)開(kāi)口，第一中空?qǐng)A柱形電極位于 第二中空?qǐng)A筒狀電極的開(kāi)口處。根據(jù)該裝置，運(yùn)些電極適用于為通過(guò)處理通道的燃料提供 AC交流電場(chǎng)。
[0016] 本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種包括一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)和一個(gè)依據(jù)權(quán)利要求1-9中任一 要求的裝置的系統(tǒng)。
[0017] 本發(fā)明還有的另一個(gè)方面是提供一種包括一個(gè)依據(jù)權(quán)利要求1-9中任一要求的裝 置的運(yùn)輸工具。
[0018] 動(dòng)詞"包括"和"包含"用于本文件中是開(kāi)放的限制詞，它既不排除也不強(qiáng)制未記載 的特性的存在。除非另有明確說(shuō)明，伴隨的從屬權(quán)利要求中記載的特征可W相互自由組合。 此外，要理解的是在本文檔中使用"一"或"一個(gè)"，即單數(shù)形式，并不排除多個(gè)。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)用于處理液態(tài)碳氨的先進(jìn)裝置的示意性橫截面視圖。
[0020] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性的示例性裝置的示意性橫截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 圖2是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的用于降低燃料燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)排氣煙的示例性裝置。該裝置 (200)包括：
[0022] --個(gè)外殼(201)，其包括一個(gè)燃料入口通道(202)和一個(gè)出口通道(203)，該殼體 適用于充當(dāng)接地電極，
[0023] -一個(gè)位于入口通道和出口通道之間的燃料處理通道(204)，燃料處理通道適用于 容納燃料，
[0024] --個(gè)第一中空?qǐng)A筒狀電極(205)包括一個(gè)開(kāi)口，設(shè)在殼體內(nèi)的第一電極，
[0025] -一個(gè)中屯、電極(206)同軸地位于第一中空?qǐng)A筒狀電極的開(kāi)口，并且
[00%]--個(gè)第二中空?qǐng)A筒狀電極(207)包括一個(gè)開(kāi)口，第一中空?qǐng)A柱形電極位于第二中 空?qǐng)A筒狀電極的開(kāi)口。
[0027] 所述中央電極、第一中空?qǐng)A柱形電極和第二中空?qǐng)A柱形電極適用于為通過(guò)處理通 道內(nèi)的燃料生成AC交流電場(chǎng)。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，該裝置包括至少兩個(gè)中空?qǐng)A筒狀電極，一個(gè)中屯、電極和一個(gè)殼體充 當(dāng)接地電極。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，運(yùn)些電極相對(duì)于優(yōu)選為圓柱形的殼體是中屯、和同 軸的。燃料處理通道優(yōu)選使用適當(dāng)尺寸的重型標(biāo)準(zhǔn)管。
[0029] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，該裝置包括一個(gè)第一電介質(zhì)套筒(208)，其包括在殼體 和中屯、電極之間的絕緣插入件，一個(gè)第二介電套筒(209)，其包括在殼體和第一中空?qǐng)A筒狀 電極之間的絕緣插入件，和一個(gè)介電套筒之間的導(dǎo)電套筒(210)。具有運(yùn)些介電套筒和一個(gè) 導(dǎo)電套筒將交變電勢(shì)供給中空?qǐng)A筒狀電極，將運(yùn)些電極圍繞在處理室的縱向軸線上，并在 殼體和電極之間設(shè)置所需要的距離。此外，采用第二個(gè)中空?qǐng)A筒狀電極增加了燃料處理的 容量，降低了電極之間的間隙，相應(yīng)地增加了施加在液體碳氨類燃料上的電場(chǎng)強(qiáng)度(V/m)。
[0030] 根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施方案，該裝置包括一個(gè)殼體(201)包含插頭(211,212)，入口 通道、出口通道處設(shè)置有電極來(lái)生成電場(chǎng)施加在處理室中流過(guò)的燃料上。
[0031] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，該裝置還包括電源(213,未標(biāo)出）。優(yōu)選的動(dòng)力源是交流電壓 發(fā)生器。典型的電壓范圍為24V至80V。優(yōu)選的最大電流為100毫安。
[0032] 根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施方案，第一中空?qǐng)A筒狀電極(205)電連由一個(gè)緊固裝置，例如 螺釘(214)，連接到外殼，并且中屯、電極(206)用導(dǎo)電套筒(210)連接到第二空屯、圓筒狀電極 (207)。運(yùn)些介電套筒和導(dǎo)電套筒用一個(gè)螺母(215)按軸向連接到中屯、電極。
[0033] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，燃料處理通道的設(shè)計(jì)使燃料經(jīng)過(guò)位于殼體一側(cè)的入口 通道進(jìn)處理入通道后，W90度角導(dǎo)向經(jīng)過(guò)整個(gè)通道，而在運(yùn)些電極的附近，并經(jīng)由位于殼體 端部的出口通道端口流出。圖2中的箭頭表示燃料流過(guò)的方向。入口通道和出口通道優(yōu)選標(biāo) 準(zhǔn)部件，W便它們可W使用各種配件安裝在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)箱罩上。燃料通過(guò)燃料處理通道 時(shí)優(yōu)選整個(gè)通道都加W電流。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明，燃料通過(guò)入口通道供給處理通道，并分流到電極和外殼之間。根據(jù)圖 2所示的非限制性的示例性裝置，該裝置分成=個(gè)支流:第一流(216a)流經(jīng)殼體和第二空屯、 電極之間，第二流(216b)在第一和第二空屯、電極之間，第S流(216c)和第一空屯、電極和中 屯、電極之間。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，運(yùn)些電極中的至少一個(gè)電極長(zhǎng)度基本上同燃料處理通道 長(zhǎng)度一致，使處理通道內(nèi)的最大量的燃料得到處理。
[0035] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，Sin《 Sc，其中Sin是入口通道的橫截面面積和Sc是處理 室的橫截面面積。
[0036] 根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，Sin=(由1.0至1.5)X Sout,,其中Sin是入口通道的橫 截面面積和Sout為出口通道的橫截面面積。
[0037] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明設(shè)及包括一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)和一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1-9中的 任一要求的裝置構(gòu)建的一個(gè)系統(tǒng)。一個(gè)示例性系統(tǒng)是一個(gè)使用液態(tài)碳氨燃料的發(fā)電裝置。
[0038] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明設(shè)及包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一要求的裝置和 一臺(tái)用于燃燒液態(tài)碳氨燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)建的一部運(yùn)輸工具。示例性運(yùn)輸工具是汽車、卡車、 貨車、和船只，而示例性的燃料是柴油。
[00例測(cè)試
[0040] 該測(cè)試是在圣彼得堡國(guó)立工業(yè)大學(xué)的發(fā)動(dòng)機(jī)系和汽車/履帶式發(fā)動(dòng)機(jī)系的燃燒測(cè) 試實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。試驗(yàn)是對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（H M3-238)在安裝和不安裝一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的裝 置的條件下進(jìn)行的。
[0041] 該測(cè)試的試驗(yàn)方法如下：
[0042] a.發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱啟動(dòng)
[0043] b.測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)H M3-238的基礎(chǔ)特性:在不同發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷時(shí)，曲軸恒定轉(zhuǎn)速（1200 和1500轉(zhuǎn)/分)的兩種負(fù)載情景
[0044] C.安裝經(jīng)過(guò)測(cè)試的MMT試驗(yàn)板裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行30分鐘
[0045] d.在所述情景下重復(fù)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)特性
[0046] 測(cè)試結(jié)果收集在表1中。
[0047] 表1.根據(jù)本發(fā)明的裝置的平均效果（％ )
[004引
[0049] 如表所示，所獲取的結(jié)果驗(yàn)證了測(cè)試設(shè)備對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)化油和燃燒過(guò)程存在有顯 著影響，由此有效性得到改善且排氣煙的生成得到降低。
[0050] 上面給出的描述中提供的具體實(shí)施方案不應(yīng)被解釋為對(duì)所附權(quán)利要求的范圍和/ 或適用性的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一個(gè)用于處理液碳?xì)淙剂系难b置(200)，該裝置包括 -一個(gè)圓柱形殼體(201)包括燃料入口通道(202)和出口通道(203)，該殼體適用于充當(dāng) 接地電極， -入口通道和出口通道之間的燃料處理通道(204)，該處理通道適用于容納燃料， -一個(gè)第一中空?qǐng)A筒狀電極(205)，包括一個(gè)開(kāi)口，設(shè)在殼體內(nèi)的第一電極， -一個(gè)中心電極(206)同軸地定位在所述第一中空?qǐng)A筒狀電極的開(kāi)口，其特征在于 -該裝置還包括第二中空的圓筒狀電極(207)包括一個(gè)開(kāi)口，第一中空?qǐng)A筒狀電極位于 第二中空?qǐng)A筒狀電極的開(kāi)口，并在這 -所述中心電極，所述第一中空?qǐng)A柱形電極和第二中空?qǐng)A柱形電極適用于為通過(guò)處理 通道內(nèi)的燃料生成一個(gè)AC交流電場(chǎng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中裝置包括一個(gè)第一電介質(zhì)套筒(208)，其包含殼體 和所述中心電極之間的絕緣插件。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中裝置包括一個(gè)第二介電套筒(209)，其包含殼體 和第一中空?qǐng)A筒狀電極之間的絕緣插件。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3的任一要求所述的設(shè)備，其中SinSSc^Sin是入口通道的橫截面面積 和S c是處理通道的橫截面面積。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4的任一要求所述的裝置，其中Sin= (1.0-1.5)X Sciut，其中Sin是入口 通道的橫截面面積和Sciut為出口通道的橫截面面積。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5的任一要求所述的裝置，其中裝置還包括一個(gè)動(dòng)力源(213)適用于 為電極(204-206)提供一個(gè)AC交流電信號(hào)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6的任一要求所述的裝置，其中這些電極(204-206)中至少一個(gè)的長(zhǎng) 度基本上與燃料處理通道的長(zhǎng)度一致。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7的任一要求所述的裝置，其中所述電極適用于為通過(guò)處理通道內(nèi) 的燃料生成由24伏至80伏的電壓。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任一要求所述的裝置，其中電極適用于為通過(guò)處理通道內(nèi)的 燃料生成最大IOOmA的電流。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9的任一要求所述的裝置，其中所述燃料是柴油。11. 一種系統(tǒng)，包括一個(gè)內(nèi)燃機(jī)，和根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一要求所述的裝置。12. -種運(yùn)輸工具，包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一要求所述的裝置。
【文檔編號(hào)】F02M27/04GK105909429SQ201610286077
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月3日
【發(fā)明人】帕瓦爾·弗德拉維奇·安尼斯莫夫, 馬丁·保羅·雷米斯
【申請(qǐng)人】燃料動(dòng)力公司