ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2179251
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ВОДОРОДА И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
В ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Имя изобретателя: Полуянов Владимир Николаевич; Полуянов Максим Владимирович; Аристова Оксана Владимировна
Имя патентообладателя: Полуянов Владимир Николаевич; Полуянов Максим Владимирович; Аристова Оксана Владимировна
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 2000.05.11
Изобретение может быть
использовано в двигателях внутреннего
сгорания. Способ получения технического
водорода и его использования в двигателях
внутреннего сгорания содержит
термохимический цикл разложения воды,
причем источником теплоты для
термохимической реакции и потребителем
водорода является двигатель внутреннего
сгорания. Отработанные газы двигателя
нагревают реактор до 900-950oС, сокращают
подачу углеводородного топлива и включают
подачу воды из бака. Выделенный водород
охлаждается до 450-480oС и поступает во
впускной трубопровод двигателя, где
смешивается с обедненной горючей смесью.
Технический результат заключается в
получении дешевого и экологически чистого
топлива для автомобильного транспорта и в
увеличении мощности автомобиля и
удешевлении автотранспортных перевозок.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к способам
получения технического водорода и его
использования в качестве топлива в
двигателях внутреннего сгорания.
Известны способы получения
водорода путем взаимодействия воды с
амальгамой алюминия или металла,
выбранного из группы - бериллий, цирконий,
марганец, титан, хром при повышенной
температуре [1] ; а также алюминий и добавки
галлия, индия, олова [2] ; и сплавы, содержащие
литий, натрий или калий [3] .
Основными недостатками этих способов
является большой расход дорогостоящих
сплавов и редких металлов, хранение их в
герметичных сосудах или под слоем
инертного газа.
Известен термохимический процесс
производства водорода из воды с подводом
теплоты извне при температуре 800-1000oC
[4] .
Основными недостатками этого способа
являются наличие автономного источника
теплоты, необходимость переработки и
хранения водорода, что значительно
удорожает его стоимость.
Наиболее близким техническим решением к
заявленному изобретению является способ
получения технического водорода и его
использования в двигателях внутреннего
сгорания, содержащий термохимический цикл
разложения воды, причем источником теплоты
для термохимической реакции и потребителем
водорода является двигатель внутреннего
сгорания [5] . Однако известное техническое
решение не обеспечивает эффективной работы
двигателя внутреннего сгорания.
Задачей изобретения является получить
дешевое и экологически чистое топливо для
автомобильного транспорта; сократить
выбросы в атмосферу вредных веществ от
выхлопных газов автомобилей; сократить на
50-70% расход углеводородного топлива на
каждом автомобиле; удешевить
автотранспортные перевозки.
Поставленная задача решается тем, что
способ получения технического водорода и
его использования в двигателях внутреннего
сгорания содержит термохимический цикл
разложения воды, причем источником теплоты
для термохимической реакции и потребителем
водорода является двигатель внутреннего
сгорания, согласно изобретению
отработанные газы двигателя нагревают
реактор до температуры 900-950oC,
сокращают подачу углеводородного топлива и
включают подачу воды из бака, а выделенный
водород охлаждается до температуры 450-480oC
и поступает во впускной трубопровод
двигателя, где смешивается с обедненной
горючей смесью.
На чертеже изображена принципиальная схема
устройства для реализации способа
получения и использования водорода.
 |
Принципиальная схема устройства содержит
двигатель внутреннего сгорания 1; впускной
трубопровод горючей смеси 2; воздушный
фильтр 3; впускной трубопровод водорода 4;
термохимический реактор 5; трубопровод
подачи воды 6; бак для воды 7; выпускной
трубопровод отработанных газов 8.
При запуске и прогреве двигателя 1
отработанные газы, имеющие температуру
около 1200oC, из цилиндров двигателя по
выпускному трубопроводу 8 поступают в
рубашку термохимического реактора 5,
нагревают его до температуры 900-950oC и
поступают далее в выпускной трубопровод.
|
При нагреве реактора до 900-950oC
сокращают подачу углеводородного топлива и
включают подачу воды из бака для воды 7 по
трубопроводу 6. Вода, подогретая до 450-500oC,
поступает в камеру термохимического
реактора.
При прохождении пара через слой реагента
выделяется технический водород с
температурой выхода около 900oC.
Технический водород охлаждается до
температуры 450-480oC и по трубопроводу 4
поступает во впускной трубопровод
двигателя 2, где смешивается с обедненной
горючей смесью, поступающей в трубопровод 2.
Горючая смесь с содержанием от 4 до 18%
водорода в зависимости от требуемой
нагрузки поступает в цилиндры двигателя.
Применение данного способа получения и
использования технического водорода
обеспечено доступным и надежным источником
теплоты, получаемой от двигателя
внутреннего сгорания, при минимальных
затратах.
Оптимальные размеры реактора обеспечивают
достаточный выход водорода для того, чтобы
сократить расход углеводородного топлива
на 50-70%. Имеется доступный выбор дешевых
реагентов с высокой степенью регенерации.
Восстановление реагента осуществляется
отработанными при работе двигателя газами,
содержащими 1-2% CO и 1-1,5% CO2, которые
поступают в реактор.
Предлагаемый способ является достаточно
простым в технологическом отношении, легко
управляемым и безопасным, так как
регулировка объема выхода водорода
регулируется объемом подачи воды в реактор,
а для выключения реактора достаточно
выключить двигатель или отключить подачу
воды.
Применение данного способа получения и
использования водорода позволяет получить
дешевое и экологически чистое топливо для
автомобильного транспорта; сократить
выбросы в атмосферу вредных веществ от
выхлопных газов автомобилей; сократить на
50-70% расход углеводородного топлива на
каждом автомобиле; удешевить
автотранспортные перевозки.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент США N 3540854, НКИ 23-282, 17.11.1970.
2. Авторское свидетельство СССР N 535364, МПК С 22
С 21/00, 22.06.1976.
3. Авторское свидетельство СССР N 681674, МПК С 01
В 3/08 от 23.12.1981.
4. Шпильрайн Э. Э. Введение в водородную
энергетику (стр. 113-123). М. : Энергоиздат, 1984.
5. Патент Российской Федерации N 2070978, МПК F 02
В 43/10, 27.12.1996.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения технического
водорода и его использования в двигателях
внутреннего сгорания, содержащий
термохимический цикл разложения воды,
причем источником теплоты для
термохимической реакции и потребителем
водорода является двигатель внутреннего
сгорания, отличающийся тем, что
отработанные газы двигателя нагревают
реактор до 900-950oС, сокращают подачу
углеводородного топлива и включают подачу
воды из бака, а выделенный водород
охлаждается до 450-480oС и поступает во
впускной трубопровод двигателя, где
смешивается с обедненной горючей смесью.
Версия для печати
Дата публикации 04.01.2007гг
вверх
|
