油气混合燃料及其专用制造设备制造技术

油气混合燃料及其专用制造设备涉及一种用于内燃机或其他燃油设备的油气混合燃料。利用气体溶解罐和气体溶解喷头在液体燃料中加压混合溶解适当比例的非活性气体制成。所制成的油气混合燃料在一定压力下送入燃烧室后，除通常的雾化外，溶解于液体燃料中的气体将由于压力差而膨胀再分裂并使油气混合燃料呈超雾化状态，燃料粒子表面积与体积之比大幅增加，可实现超稀薄状态下的稳定燃烧，明显降低燃烧油耗和尾气中ＣＯ、ＮＯ↓［Ｘ］含量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于内燃机或其他燃油设备的油气混合燃料，特别是涉及一种在液体燃料中加压混合溶解有适当比例非活性气体的油气混合燃料。迄今为止，对于使用汽油、柴油、煤油或A级重油等液体燃料的内燃机或其他燃油设备，采取了一系列旨在降低燃烧油耗和燃烧尾气中CO、NOx等气体含量的措施，例如在排气系统中安装三元触煤净化装置。这些净化装置虽然对净化尾气有一定的效果，但随着时间的推移，其净化性能将不可避免地劣化，燃烧设备的热效率将受到影响，热负荷也将受到限制。在燃烧设备的给气方式方面，现有的燃油设备多采用均一混合给气方式和层状给气方式。一般来说，均一混合给气方式是一种主室式稀薄燃烧方式，它通过适合于空气流动的燃烧室形状设计和强化点火装置，可实现稀薄混合气的燃烧，但不能充分降低失火界限(即不完全燃烧界限)。层状给气方式则是向点火装置附近喷射较浓混合气，而向燃烧室其他空间供给较稀薄混合气体，因此可将失火界限向稀薄方向延伸，但在燃烧室内将气化燃料压缩需要很大的动力，因此其使用范围受到一定的限制。本专利技术的目的即在于提供一种油气混合燃料，使之在一定压力下送入燃烧室点火燃烧时可呈超雾化状态，从而实现超稀薄状态下的稳定燃烧，进而显著降低燃烧油耗和燃烧尾气中CO、NOx等气体的含量。为了实现上述目的，本专利技术利用气体溶解罐和气体溶解喷头向液体燃料中加压混合溶解适当比例的非活性气体，从而形成一种油气混合燃料。这种油气混合燃料在一定的压力下送入燃烧室点火燃烧时，在通常的机械雾化的同时，加压溶解于液体燃料中的非活性气体将由于燃烧室内的压力差而膨胀和再分裂并使油气混合燃料呈超雾化状态。与通常的雾化燃料相比，超雾化状态下的燃烧粒子的表面积与体积之比将大幅度提高，其燃烧性能显著改善，可实现超稀薄状态下的稳定燃烧，因而可显著降低燃油设备的燃烧油耗和尾气中CO、NOx等气体的含量。以下结合具体实施例对本专利技术油气混合燃料及其专用制造设备的技术特征做进一步的详细说明。附图说明图1为本专利技术中油气混合燃料专用制造设备的示意图；图2为集束式气体溶解喷头的结构示意图；图3为本专利技术中各种液体燃料的空气溶解量测定值坐标图；图4为本专利技术中油气混合燃料气体压力变化过程图。参考附图1，本专利技术中的油气混合燃料是利用气体溶解罐1和气体溶解喷头5在液体燃料中加压混合溶解适当比例的非活性气体制成。液体燃料可以是汽油、柴油、煤油或A级重油等，由液体燃料供给源3经液体燃料供给阀4送人气体溶解罐1内。非活性气体通常采用空气，也可以采用氮气等其他非活性气体或空气与其他非活性气体的混合气体，由带有压力调节阀7的压缩气体源6经压缩气体进气阀13和安装在气体溶解罐1内的气体溶解喷头5喷人液体燃料中。制成的油气混合燃料经加压泵14加压后由混合燃料输出阀15送入混合燃料喷嘴2，并经混合燃料喷嘴2喷入燃烧室点火燃烧试验表明，各种液体燃料的非活性气体溶解量与非活性气体的压力密切相关并且决定了混合燃料的雾化程度和燃烧性能。一般来说，当非活性气体与液体燃料的混合溶解容积比为0.5-16.0时，所制得的油气混合燃料均具有良好的燃烧性能，可实现稳定的超稀薄燃烧。参考图3，本专利技术中非活性气体与液体燃料的混合溶解容积比，可由预先测定的各种液体燃料的气体溶解量曲线确定并利用非活性气体压力加以控制。图3分别列出了柴油、煤油和A级重油三种液体燃料的空气溶解曲线，试验表明，当空气压力为5-9Kg/cm2时，空气与柴油，煤油和A级重油的混合溶解容积比将大于或等于1，燃烧油耗和尾气中CO、NOx含量将明显降低；当空气压力达到9Kg/cm2以上时，空气与柴油、煤油和A级重油的混合溶解容积比将大于或等于1.5，燃烧油耗和尾气中CO、NOx含量还可进一步降低。参考图4可见，采用油泵等方式向气体溶解罐1内供给液体燃料时，将使来自压缩气体源6的压缩气体的压力P1上升△P；设置在喷嘴2管路上的加压泵14将使喷嘴2的压力上升至P2(通常在100-200Kg/cm2)；从喷嘴2以机械方式向燃烧室喷雾时，最初的自我分裂雾化将使压缩气体压力下降，自我分裂雾化后的燃烧粒子中溶解气体将由于燃烧室内的压力差而膨胀并进一步泡沫分裂雾化，其压力降至1Kg/cm2左右，此时点火即开始燃烧过程。在经过自我分裂和泡沫分裂后，油气混合燃料呈超雾化状态，其燃烧粒子的粒度仅为数μ，与通常的雾化燃料相比，其表面积与体积之比大幅增加，燃烧性能亦随之提高，可在超稀薄状态下实现稳定的燃烧，因此可明显降低燃烧油耗和燃烧尾气中CO、NOx含量。参考图1所示，本专利技术中制备油气混合燃料的专用设备主要包括气体溶解罐和气体溶解喷头。气体溶解罐1为一压力容器，罐体上设有可连通液体燃料供给源3的液体燃料供给阀4、可连通压缩气体源6的压缩气体进气阀13和可连通混合燃料喷嘴2的混合燃料输出阀15以及压力安全阀8、压力计9、泄漏阀10和液位计11。气体溶解喷头5安装在气体溶解罐1内并与压缩气体进气阀13连通。参考图2，气体溶解喷头5可由集束于同一外管5b中的多个微细喷管5a构成，为使压缩气体能迅速溶解于液体燃料中，各喷管5a的喷口方位应互不相同。必要时，还可在气体溶解罐1内设置多个气体溶解喷头5。此外，气体溶解喷头5也可采用网膜透析式喷头、多孔金属透析式喷头或多孔陶瓷透析式喷头。综上所述可知，本专利技术油气混合燃料制备方便并具有良好的燃烧性能，可实现超稀薄状态下的稳定燃烧，故可显著降低燃油设备的燃烧油耗和尾气中CO、NOx含量，除特别适用于汽车内燃机外，还可广泛用于其他燃油设备。权利要求1.一种油气混合燃料，其特征是在液体燃料中加压混合溶解有适当比例的空气或其他非活性气体或空气与其他非活性气体的混合气体。2.根据权利要求1所述的油气混合燃料，其特征在于所述空气或其他非活性气体或空气与其他非活性气体的混合气体与液体燃料的混合溶解容积比为0.5-16.0。3.根据权利要求1所述油气混合燃料，其特征是存柴油、煤油或A级重油中加压混合溶解有空气，空气压力为5-9Kg/cm2，空气与柴油、煤油或A级重油的混合溶解容积比大于或等于1。4.根据权利要求1所述的油气混合燃料，其特征是在柴油、煤油或A级重油中加压混合溶解有空气，空气压力大于9Kg/cm2，空气与柴油、煤油或A级重油的混合溶解容积比大于1.5。5.一种制造权利要求1所述油气混合燃料的专用设备，其特征在于包括气体溶解罐和气体溶解喷头；所述气体溶解罐为压力容器，罐体上设有液体燃料供给阀、压缩气体进气阀和混合燃料输出阀；所述气体溶解喷头安装在气体溶解罐内并与压缩气体进气阀连通。6.根据权利要求5所述的专用设备，其特征在于所述气体溶解喷头由集束于同一外管中的多个微细喷管构成，各喷管的喷口方位互异。7.根据权利要求5所述的专用设备，其特征在于所述气体溶解喷头为网膜透析式喷头。8.根据权利要求5所述的专用设备，其特征在于所述气体溶解喷头为多孔金属透析式喷头。9.根据权利要求5所述的专用设备，其特征在于所述气体溶解喷头为多孔陶瓷透析式喷头。全文摘要油气混合燃料及其专用制造设备涉及一种用于内燃机或其他燃油设备的油气混合燃料。利用气体溶解罐和气体溶解喷头在液体燃料中加压混合溶解适当比例的非活性气体制成。所制成的油气混合燃料在一定压力下送入燃烧室后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气混合燃料，其特征是在液体燃料中加压混合溶解有适当比例的空气或其他非活性气体或空气与其他非活性气体的混合气体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田安志，熊仓敏雄，郝一生，
申请(专利权)人：郝一生，吉田安志，熊仓敏雄，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]