[其他]隨機引汽乳化燃油的方法與裝置

在審

• 申請號: 101986000004265
• 申請日: 1986-06-24
• 公開（公告）號: CN86104265B
• 公開（公告）日: 1987-12-02
• 發明（設計）人: 馬元驥;朱崇基;王仁泉;徐航;馮安;王世政;裘建根;周有平;周振成;李慶堯;馮喬志;薛紹祥
• 申請（專利權）人: 浙江大學;浙江省農業廳農機管理總站;浙江桐鄉農業機械化研究所
• 代理公司: 浙江大學專利代理事務所
• 代理人: 張法高

隨機引汽乳化燃油的方法與裝置，它是采用水蒸汽來使燃油摻水乳化的，所用水蒸汽可以利用內燃機或其它燃油燃燒裝置的廢熱加熱水至沸騰狀態時產生。其裝置具有蒸汽發生器、蒸汽針閥、油汽混合腔、油汽乳化腔。用該法制備乳化油，不用乳化劑，不消耗任何形式的有用功，也不存在貯存和運輸上的困難，因而具有明顯的使用價值和經濟效益。在Ｓ１９５柴油機上用此法可以獲得３％以上節油率，并能顯著降低煙度、顆粒及有害氣體排放量。

本發明屬于一種可供內燃機和其它燃油燃燒裝置隨機使用的燃油摻水乳化的方法。

當前，國內外研制的乳化燃料大多采用機外制備的方案，其方法盡管很多，只有電超聲、簧片哨等少數幾種方法制備的乳化油品質較好，但專用設備大都結構復雜，制備時都毫無例外地要用比燃油費用貴得多的乳化劑，而且要消耗電能或機械功。制成的乳化油在貯存和使用期間不能保證不發生油、水分離。內燃機和其它燃油燃燒裝置在使用這種燃料時雖然有節油效果，能減少煙度和NO_X排放濃度，但支出費用常常超出節油所得經濟效益。現以吐溫（Tween）和司本（Span）這樣的乳化劑為例，如使用量為乳化燃料總量的0.5%，則支出費用要與節油率為6～10%所省下的燃料費用相等，在節油率不高的情況下，還會發生倒掛現象，因此直接影響乳化油的推廣使用。

為此，國內外有人對隨機制備乳化油進行了研究，其目的在于少用或不用乳化劑，以設法提高使用乳化油的經濟效益。然而，迄今為止，尚未出現理想的制備方法，其主要原因是少用或不用乳化劑后所制備的乳化油品質較差，節油性能不好，照樣要消耗能量，雖有凈化功能，但經濟效益并未提高。

本發明的目的為各種內燃機和其它燃油裝置提供一種不用乳化劑、也不消耗有用能量、且有明顯節油與凈化效益的隨機乳化燃油的新方法，使乳化燃料的應用有一個突破。

本發明的要點在于采用水蒸汽來制備乳化油。內燃機或其它燃油燃燒裝置工作時，可將蒸汽發生器產生的水蒸汽經集汽器引入燃油乳化裝置，在乳化裝置內與來自油箱并經過濾清的柴油相遇，經過混合、冷凝與散熱處理，就可制備出水粒在油中分布均勻且粒徑細微的乳化油。蒸汽發生器的水蒸汽可利用發動機和燃燒裝置的廢熱加熱水至沸騰狀態時產生。按照上述方法設計的一種乳化裝置具有蒸汽針閥、油汽混合腔、油汽乳化腔，油汽混合腔可由燃油噴咀、蒸汽噴咀、噴咀座組成，油汽乳化腔可由固緊螺塞、乳化腔接頭組成。

如圖1所示，蒸汽發生器〔5〕與集汽器〔4〕、引汽乳化裝置〔3〕是實施本發明提出的燃油乳化方法的關鍵部件。蒸汽發生器可以是蒸發冷卻式發動機的水箱，也可以是單獨設計的帶有冷卻水套的排氣管。集汽器兼有集汽與控制引汽量兩項功能。引汽乳裝置是油、汽經過混合、冷凝后制成乳化油的場所，一路來自油箱〔1〕和濾清器〔2〕的燃油與另一路來自蒸汽發生器〔5〕和集汽器〔4〕的水蒸汽在乳化裝置內相遇，經混合、冷凝，及時使水蒸汽冷凝時放出的熱量散失掉，從而使水蒸汽源源不斷地在油中冷凝成懸浮水粒，制成非穩定油包水型乳化油。乳化油制成后隨即經燃油泵〔6〕輸入燃料供給系統使用。由于乳化油從制成到使用的時間很短，油中水粒還來不及聚集分離，故穩定性不存在問題。

如圖2所示，該引汽乳化裝置的主要組成部分包括殼體〔8〕、燃油噴咀〔9〕、蒸汽噴咀〔10〕、噴咀底座〔11〕、緊固螺塞〔13〕、乳化缸接頭〔14〕以及蒸汽針閥〔16〕。蒸汽針閥在發動機或其它燃油燃燒裝置工作時處于常開狀態，以使蒸汽經針閥由蒸汽噴咀流入乳化裝置。當燃油由管接頭〔7〕進入乳化裝置的M形空腔時，正好與垂直方向上經空氣噴咀〔10〕進入M空腔的蒸汽相遇，兩股流束交相混合，在M空腔內形成渦流區，從而為油汽混合乳化提供了良好的條件。混合后的流體在M空腔內減速增壓，在流經零件〔11〕的最小通孔時再次獲得節流加速，這對進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〕構成的乳化缸內腔容積有一個最佳值，大了反會使乳化油停留時間過長，使乳化油穩定性變壞;小了，也不利于乳化油的制備以及發動機或其它燃燒裝置工作時對燃油供應的要求。制成的乳化油在乳化缸內腔稍為停留后即經管接頭〔15〕進入燃油供給系統，以適應隨制隨用之需要。