[其他]随机引汽乳化燃油的方法与装置

说明书

本发明属于一种可供内燃机和其它燃油燃烧装置随机使用的燃油掺水乳化的方法。

当前，国内外研制的乳化燃料大多采用机外制备的方案，其方法尽管很多，只有电超声、簧片哨等少数几种方法制备的乳化油品质较好，但专用设备大都结构复杂，制备时都毫无例外地要用比燃油费用贵得多的乳化剂，而且要消耗电能或机械功。制成的乳化油在贮存和使用期间不能保证不发生油、水分离。内燃机和其它燃油燃烧装置在使用这种燃料时虽然有节油效果，能减少烟度和NO_X排放浓度，但支出费用常常超出节油所得经济效益。现以吐温（Tween）和司本（Span）这样的乳化剂为例，如使用量为乳化燃料总量的0.5%，则支出费用要与节油率为6～10%所省下的燃料费用相等，在节油率不高的情况下，还会发生倒挂现象，因此直接影响乳化油的推广使用。

为此，国内外有人对随机制备乳化油进行了研究，其目的在于少用或不用乳化剂，以设法提高使用乳化油的经济效益。然而，迄今为止，尚未出现理想的制备方法，其主要原因是少用或不用乳化剂后所制备的乳化油品质较差，节油性能不好，照样要消耗能量，虽有净化功能，但经济效益并未提高。

本发明的目的为各种内燃机和其它燃油装置提供一种不用乳化剂、也不消耗有用能量、且有明显节油与净化效益的随机乳化燃油的新方法，使乳化燃料的应用有一个突破。

本发明的要点在于采用水蒸汽来制备乳化油。内燃机或其它燃油燃烧装置工作时，可将蒸汽发生器产生的水蒸汽经集汽器引入燃油乳化装置，在乳化装置内与来自油箱并经过滤清的柴油相遇，经过混合、冷凝与散热处理，就可制备出水粒在油中分布均匀且粒径细微的乳化油。蒸汽发生器的水蒸汽可利用发动机和燃烧装置的废热加热水至沸腾状态时产生。按照上述方法设计的一种乳化装置具有蒸汽针阀、油汽混合腔、油汽乳化腔，油汽混合腔可由燃油喷咀、蒸汽喷咀、喷咀座组成，油汽乳化腔可由固紧螺塞、乳化腔接头组成。

如图1所示，蒸汽发生器〔5〕与集汽器〔4〕、引汽乳化装置〔3〕是实施本发明提出的燃油乳化方法的关键部件。蒸汽发生器可以是蒸发冷却式发动机的水箱，也可以是单独设计的带有冷却水套的排气管。集汽器兼有集汽与控制引汽量两项功能。引汽乳装置是油、汽经过混合、冷凝后制成乳化油的场所，一路来自油箱〔1〕和滤清器〔2〕的燃油与另一路来自蒸汽发生器〔5〕和集汽器〔4〕的水蒸汽在乳化装置内相遇，经混合、冷凝，及时使水蒸汽冷凝时放出的热量散失掉，从而使水蒸汽源源不断地在油中冷凝成悬浮水粒，制成非稳定油包水型乳化油。乳化油制成后随即经燃油泵〔6〕输入燃料供给系统使用。由于乳化油从制成到使用的时间很短，油中水粒还来不及聚集分离，故稳定性不存在问题。

如图2所示，该引汽乳化装置的主要组成部分包括壳体〔8〕、燃油喷咀〔9〕、蒸汽喷咀〔10〕、喷咀底座〔11〕、紧固螺塞〔13〕、乳化缸接头〔14〕以及蒸汽针阀〔16〕。蒸汽针阀在发动机或其它燃油燃烧装置工作时处于常开状态，以使蒸汽经针阀由蒸汽喷咀流入乳化装置。当燃油由管接头〔7〕进入乳化装置的M形空腔时，正好与垂直方向上经空气喷咀〔10〕进入M空腔的蒸汽相遇，两股流束交相混合，在M空腔内形成涡流区，从而为油汽混合乳化提供了良好的条件。混合后的流体在M空腔内减速增压，在流经零件〔11〕的最小通孔时再次获得节流加速，这对进一步形成燃油乳化是有利的。在底座〔11〕的下方，由零件〔13〕和〔14〕构成的乳化缸内腔容积有一个最佳值，大了反会使乳化油停留时间过长，使乳化油稳定性变坏;小了，也不利于乳化油的制备以及发动机或其它燃烧装置工作时对燃油供应的要求。制成的乳化油在乳化缸内腔稍为停留后即经管接头〔15〕进入燃油供给系统，以适应随制随用之需要。

如图3所示，一种用于S195柴油机上的集汽器安装在水箱〔24〕上面，其主要部件包括压力平衡室和集汽室两部分。压力平衡室由平衡活塞〔21〕、活塞缸〔20〕组成。活塞重量有严格要求，以使集汽室内蒸汽压保持在规定范围，进而对引汽量进行严格控制。当蒸汽压超出规定值时，活塞在缸内升起，泄气孔〔19〕露出，使蒸汽外溢，以维持蒸汽压力不再升高。集汽室主要由外罩〔22〕和引汽管〔23〕组成，引汽管顶部有8个小孔，小孔远离液面，以保证进入小孔的蒸汽没有未汽化的水粒;引汽管穿过水箱内部，并在水箱底部与引汽乳化装置的引汽管〔17〕联接，这样可使管内蒸汽不低于100℃，而不致发生冷凝，使进入引汽乳化装置的是蒸汽而非水粒，以保证随后进行的乳化过程不受影响。

附图说明：

图1是燃油随机引汽乳化系统;