Датчик паров спирта: Grove — Alcohol Sensor, Плата датчика-тестера алкоголя

Содержание

Алкотестер на базе датчика MQ3 с OLED дисплеем

//Written by Nick Koumaris

//[email protected]

//educ8s.tv

 

#include «SPI.h»

#include «Wire.h»

#include «Adafruit_GFX.h»

#include «Adafruit_SSD1306.h»

 

#define OLED_RESET 4

int TIME_UNTIL_WARMUP = 900;

unsigned long time;

 

int analogPin = 0;

int val = 0;

Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

 

void setup()   {                

display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);

display.clearDisplay();

}

 

void loop() {  

 

  delay(100);

 

  val = readAlcohol();

  printTitle();

  printWarming();

 

  time = millis()/1000;

 

  if(time<=TIME_UNTIL_WARMUP)

  {

    time = map(time, 0, TIME_UNTIL_WARMUP, 0, 100);

    display.drawRect(10, 50, 110, 10, WHITE); //Empty Bar

    display.fillRect(10, 50, time,10,WHITE);

  }else

  {

     printTitle();

     printAlcohol(val);

     printAlcoholLevel(val);  

  }

  display. display();

 

}

 

void printTitle()

{

  display.clearDisplay();

  display.setTextSize(1);

  display.setTextColor(WHITE);

  display.setCursor(22,0);

  display.println(«Breath Analyzer»);

}

void printWarming()

{

  display.setTextSize(2);

  display.setTextColor(WHITE);

  display.setCursor(0,20);

  display.println(«Warming up»);

}

void printAlcohol(int value)

{

  display.setTextSize(2);

  display.setTextColor(WHITE);

  display.setCursor(45,25);

  display.println(val);

}

void printAlcoholLevel(int value)

{

  display.setTextSize(1);

  display.setTextColor(WHITE);

  display.setCursor(10,55);

 

  if(value<200)

{

  display.println(«You are sober.»);

}

if (value>=200 && value<280)

{

  display.println(«You had a beer.»);

}

if (value>=280 && value<350)

{

  display. println(«Two or more beers.»);

}

if (value>=350 && value <450)

{

  display.println(«I smell Oyzo!»);

}

if(value>450)

{

  display.println(«You are drunk!»);

}

}

 

int readAlcohol()

{

  int val = 0;

  int val1;

  int val2;

  int val3;

 

display.clearDisplay();

  val1 = analogRead(analogPin);

  delay(10);

  val2 = analogRead(analogPin);

  delay(10);

  val3 = analogRead(analogPin);

 

  val = (val1+val2+val3)/3;

  return val;

}

Алкотестер или алкометр? Принцип действия и как что работает. В чем отличие алкотестера от алкометра.

Не все знают, в чем настоящее отличие между алкотестерами и алкометрами, если оперировать этими понятиями как строго определенными терминами, а не как синонимами, что, в принципе, допускается.

Отличие внутреннего устройства алкотестера от алкометра в принципе сводится к отличию их основного элемента — измерительного датчика.

Алкометром принято называть выносливый прибор, пригодный для массовых проверок с высокой точностью соответствия результатов измерения фактическому. Эти приборы также называются профессиональными.

Алкотестер для большинства — это прибор, позволяющий измерить количество алкоголя в выдыхаемом воздухе, но при этом доступный для любого желающего по денежным затратам.

Алкотестер имеет измерительный датчик, более уязвимый, чем используемый в алкометрах. Внешняя среда и даже переизбыток различных примесей химических веществ в выдыхаемых парах при проверке человека могут отрицательно влиять на точность его измерений.

Алкотестер требует калибровки, то есть настройки раз в два-три месяца.

В то же время, некоторые алкотестеры обычно не подвергаются большой нагрузке, и точность измерения вполне достаточна, если использовать их персонально для 1-4 измерений подряд. Отсюда, собственно говоря, их более полное название — “персональные алкотестеры”.

Также есть специальные алкотестеры — для тестирования потока людей, то есть для многочисленных замеров без больших интервалов между ними. В эту группу также входят алкотестеры для работы дорожной полиции.
 

Алкометр — более серьезный измерительный прибор. Алкометры обычно упоминаются вместе с прилагательным «профессиональный». В алкометрах используется электрохимический датчик, на его показания меньше влияют внешние факторы. Алкометр – именно тот прибор, который используется для экспертной проверки водителей по направлению сотрудниками ГИБДД.

Алкометр требует калибровки раз в полгода-год. Следует отметить высокую стоимость алкометра, специфику его применения, а также размеры – обычно более крупные, нежели у компактных алкотестеров.

Но, повторимся, алкотестер обычно идеально подходит для личных нужд и для подстраховки во время поездок на транспорте мимо постов ГАИ в перерывах между употреблением спиртного. 

Немного про устройство алкотестеров.

Создадим классификацию алкотестеров и алкометров. Отчасти мы уже рассмотрели их разделение по функциональному признаку: профессиональные, специальные, персональные.
 

По типу датчика (устройство алкотестера) кроме упоминаемых полупроводниковых и электрохимических существуют также фотометрические и инфракрасные. Их точность со временем не снижается в отличие от первых двух.

 

По типу выдоха — как работает алкотестер: безмундштучные, где продувание происходит свободным выдохом или засасывающим устройством. Прямое продувание через мундштук для персональных алкотестеров предпочтительнее, так как их датчик менее точен. Да и вообще, процесс забора воздуха с мундштуком происходит с “меньшими потерями” и на него не влияет окружающая среда, угол наклона, расстояние до губ тестируемого и сила выдоха.
 

По факту наличия Регистрационного Удостоверения Росздрава РФ — на медицинские приборы и немедицинские.
 

По факту внесения алкотестера в Государственный реестр средств измерения — на являющиеся средством измерения (и подлежащие ежегодной поверке в органе Госстандарта с выдачей Свидетельства о поверке) и не являющиеся таковыми.
 

По методу индикации: цифровой, светодиодной, стрелочной (раритетные модели) и дополнительно – звуковой.

Принцип работы алкотестера. Как работает алкотестер.

Объясним подробнее, как действуют алкотестеры. Принцип работы алкотестеров и алкометров в основном зависит от типа датчика (сенсора) и способа продувания. Отсюда также и все плюсы и минусы применения той или иной модели.

Рассмотрим подробнее принцип действия датчика в алкотестере, при контакте с которым происходит преобразование паров этилового спирта в электрический сигнал. В электрохимическом датчике происходит реакция молекул этилового спирта и специального реагента. На другие химические вещества реагент не “ответит”. 

Кому-то покажется «излишним» погружение в устройство алкотестера. Тогда просто ограничьтесь просмотром этого мини-ролика (нажать на картинку справа) и узнайте, как работает алкотестер.

Полупроводниковый сенсор должен нагреться до сотен градусов. Поэтому его лучше использовать при комнатной температуре. Такой датчик менее избирателен к алкоголю, чем электрохимический, — может реагировать на различные маломолекулярные соединения, содержащиеся в организме (такие как альдегиды, кетоны и др.), что вызывает появление так называемого «физиологического фона». Пары спирта (и не только) на поверхности датчика сжигаются и результат процесса преобразуется в электрический сигнал. Принцип действия алкотестера и датчика теперь понятен.

Немного коснемся внешнего устройства, а точнее аксессуаров.

Мундштуки у алкотестеров бывают разными. Они являются одноразовыми, повторное использование может исказить результат тестирования, так как мундштук загрязняется. Конечно, у более дорогих алкотестеров или алкометров — более функциональные мундштуки. Например, может присутствовать перегородка для того, чтобы слюна не попадала внутрь прибора; обратный клапан — для того, чтобы через мундштук нельзя было вдохнуть воздух в себя.

В итоге отметим, что алкотестеры и алкометры можно выбирать, ориентируясь на весьма четкие основные функции и параметры соответственно личным потребностям.

Автор: Зигмунд Авалонский.

Отзывы

Ответ сотрудника магазина от 2018-11-23 20:10:44

Спасибо большое!


Мигран
Максим
Москва
Отзыв от 2018-11-22 13:58:52

Пасиба Лилия


Назар
Москва
Отзыв от 2018-11-22 13:57:52

пасиба лилия


Наталья
Минск
Отзыв от 2016-06-13 22:34:54

Познавательно!)


Игорь
Москва
Отзыв от 2014-04-08 18:28:28

Спасибо!


Все отзывы

К публикации принимаются отзывы, содержащие информацию в соответствии с содержанием страницы. Просто что-то полезное по теме.

Измерение и контроль уровня этилацетата, этилового и метилового спирта

Постоянный контроль за уровнем этилацетата, этилового и метилового спирта, и осуществение контроля за предельным уровнем в различных ёмкостях и резервуарах осуществляется с использованием оборудования различной конструкции и принципа действия. Тип используемого оборудования обычно зависит от габаритов емкости с измеряемых продуктом, температуры измеряемого продукта, давления в резервуаре.

На правильный выбор используемого оборудования влияет большое количество факторов, например таких как: тип иcпользуемой загрузки емкости и тип её выгрузки, наличие мешалки и прочее.

Непрерывное измерение и контроль уровня этилацетата, этилового и метилового спирта в различных емкостях можно осуществлять следующими уровнемерами:

Хранят этилацетат, этиловой и метиловый спирт в различных емкостях,  и для непрерывного контроля и измерения уровня этилацетата, этилового и метилового спирта в различных емкостях, можно применять следующие уровнемеры.  Уровнемеры будут непрерывно контролировать уровень этилацетата, этилового и метилового спирта в емкости и с помощью выходного сигнала 4-20 мА передавать его на контроллер АСУТП или на любой вторичный прибор, на котором будет отображаться уровень этилацетата, этилового и метилового спирта в емкости в режиме реального времени. Для отображения данной информации можно использовать щитовой индикатор или видеографический регистратор.

Радарный уровнемер Pilotrek

  • Диапазон измерения до 23 метров
  • Аналоговый выходной сигнал 4-20 мА
  • Точность измерения от ± 3 мм

На картинке ниже приведены основные технические характеристики датчика уровня и его внешний вид. 

Ультразвуковой уровнемер Easytrek

  • Диапазон измерения до 25 метров
  • Аналоговый выходной сигнал 4-20 мА
  • Точность измерения от ± 10 мм

На картинке ниже приведены основные технические характеристики датчика уровня и его внешний вид.  

Поплавковый уровнемер Nivotrack

  • Диапазон измерения до 15 метров
  • Аналоговый выходной сигнал 4-20 мА
  • Точность измерения от ± 1 мм

На картинке ниже приведены основные технические характеристики датчика уровня и его внешний вид. 

Емкостной уровнемер Nivocap

  • Диапазон измерения до 20 метров
  • Аналоговый выходной сигнал 4-20 мА
  • Точность измерения от ± 10 мм

На картинке ниже приведены основные технические характеристики датчика уровня и его внешний вид. 

 

Гидростатический уровнемер Nivopress D

  • Диапазон измерения до 40 МПа
  • Аналоговый выходной сигнал 4-20 мА
  • Точность измерения от ± 10 мм

На картинке ниже приведены основные технические характеристики датчика уровня и его внешний вид.  

Микроволновый уровнемер Microtrek

  • Диапазон измерения до 24 метров
  • Аналоговый выходной сигнал 4-20 мА
  • Точность измерения от ± 5 мм

На картинке ниже приведены основные технические характеристики датчика уровня и его внешний вид. 

Для сигнализации о переполнении или опустошении емкостей с этилацетатом, этиловым и метиловым спиртом, можно использовать следующие сигнализаторы уровня. Сигнализатор уровня при достижении определенной точки срабатывания, будет замыкать или размыкать реле, которое будет заведено на механизм, который будет отключать или включать подачу этилацетата, этилового и метилового спирта в емкость, или предупреждать звуковым сигналом. 

 

Вибрационный сигнализатор уровня Nivoswitch

  • Длина контактной части до 3 метров
  • Сигнализация о переполнении или опустошении емкости по средством реле
  • Температура измеряемой среды до 130 С

На картинке ниже приведены основные технические характеристики датчика уровня и его внешний вид.

 

Поплавковый сигнализатор уровня Nivomag

  • Длина контактной части до 3 метров
  • Сигнализация о переполнении или опустошении емкости по средством реле
  • Температура измеряемой среды до 250 С

На картинке ниже приведены основные технические характеристики датчика уровня и его внешний вид.

Поплавковый сигнализатор уровня Nivopoint

  • Длина контактной части до 3 метров
  • Сигнализация о переполнении или опустошении емкости по средством реле
  • Температура измеряемой среды до  150 С

На картинке ниже приведены основные технические характеристики датчика уровня и его внешний вид.

Для консультации связывайтесь с нашими специалистами по телефону 8(495) 960-28-32 или отправляйте запрос на  электронную почту  sales@rospribor. com

Детектор паров спирта и этанола

D.I.Y. НАБОР

английский
  • английский
  • Francais
Наши бренды
  • Меню
  • ТЕРМАЛЬНЫЙ АВИД
  • ABRA
  • Адафрут
  • Искусственный мыслитель
  • Американские образовательные продукты
  • Аналоговые устройства
  • АРАНИ
  • Ардуино
  • Атмель
  • неизолированный провод
  • BK Precision
  • Борнс
  • Системы прототипов BusBoard
  • Чип Quik
  • Проверка цепи
  • Клэр
  • Creality
  • Дагу
  • Dallas Semiconductor
  • DFRobot
  • Digi International
  • Digilent
  • Digistump
  • DIYode CodeShield
  • Дремель
  • Каждый
  • Пластиковые устройства Eagle
  • Инструменты Eclipse
  • Eisco
  • EKI
  • ELECFREAKS
  • Электроу
  • Elenco
  • EMAX
  • Эспрессиф
  • Злой безумный ученый
  • Экстек
  • FeeTech
  • Freescale Semiconductor
  • GC Waldom
  • GEEEKUS
  • Ginsberg Scientific Inc.
  • Глобальные специальности
  • Gratten
  • Грейхилл
  • Hakko
  • Хаммонд Производство
  • Сервоприводы Hitec
  • Instek
  • Интерсил
  • ITEAD Studio
  • Компоненты Джонсон
  • JYE Tech
  • Продукция K&H
  • LW Измерения
  • M5STACK
  • Марка
  • Makeblock
  • Makerfabs
  • MakerPlot
  • MaxBotix Inc.
  • Maxim Integrated Products
  • Макситроникс
  • МакГроу Хилл / Таб
  • Средняя скважина
  • MG Химикаты
  • Микробот
  • Микрочип
  • Миллер
  • MODE Электроника
  • Монах делает
  • Мюллер
  • NeuLog
  • Концепции новой волны
  • NinjaTek
  • NTE Electronics Inc.
  • NVIDIA
  • Omron
  • Лук Омега
  • OpenBuilds
  • Инструменты паладина
  • Panasonic
  • PanaVise
  • Параллакс
  • Частица
  • ПИК
  • Филмор-Датак
  • PICAXE
  • Пиморони
  • Пололу
  • Помона
  • PowerFilm
  • Компоненты прецизионной электроники
  • Прайм Технология
  • Pro’sKit
  • Prologix
  • Пульсар
  • Pycom
  • Raspberry Pi
  • Saleae
  • Seeed Studio
  • ServoCity
  • Sharp
  • Siliconix
  • ламели
  • SkyRC
  • Solarbotics
  • Соломон
  • Sonoff
  • Sparkfun
  • Спектральный символ
  • SpikenzieLabs
  • STMicroelectronics
  • Sunfounder
  • Тамия
  • малолетка
  • Темза и Космос
  • TinyFPGA
  • United Scientific Supplies
  • Веллеман
  • Вишай
  • Waveshare
  • Weeemake
  • Веллер
  • Wemos / TTGO
  • Xcelite
  • Xytronic
  • мои заказы

DIY Kit MQ-3 датчик детектор алкоголя тестер сигнализация электронные компоненты набор

Комплект для сборки датчика обнаружения алкоголя MQ-3

Рабочее напряжение: 5-7. 5 В постоянного тока

Описание:

  • Цепь аварийной сигнализации концентрации алкоголя Эта цепь в основном представляет собой цепь управления аварийной сигнализацией, образованную группой датчиков газа MQ-3.
  • Когда датчик MQ-3 находится в среде, где присутствуют пары спирта, проводимость датчика будет такой же, как концентрация паров спирта.
  • Измеряя последовательное парциальное давление между датчиком и фиксированным резистором, можно судить о содержании спирта в окружающей среде.

Описание схемы:

Эта схема может питаться от источника постоянного тока 5-7,5 В, переключатель S1 является переключателем питания, резистор R1 и светодиод D1 используются для индикации питания.
Внутренний датчик MQ3 необходимо нагревать до определенной температуры во время работы, поэтому его внутренняя установка.

Есть нагревательный провод, резистор R4 является токоограничивающим резистором нагревательного провода, и нагрев MQ-3 является нормальным после включения питания.
Когда MQ-3 не обнаруживает паров спирта, его внутреннее сопротивление очень велико.

Падение напряжения на R3, RW очень низкое, напряжение на выводе 2 NE555 ниже, чем напряжение запуска (VCC / 3).
Его 3-контактный выход имеет высокий уровень, D2 не горит. Зуммер не звучит, и реле не двигается.

Когда MQ-3 обнаруживает пары спирта, внутреннее сопротивление уменьшается, напряжение R3, RW возрастает;
Напряжение на контакте 2 NE555 выше, чем напряжение срабатывания триггера;
контакт 3 переходит в низкий уровень, D2 включает свет, и зуммер пропадает.

Ток начинает звучать, и электромагнитная катушка в реле возбуждает напряжение, притягивая переключатель.
Тем самым реализуя функцию обнаружения сигнала тревоги.
Регулируемый резистор RW используется для регулировки чувствительности обнаружения.

Эта схема использует второй компаратор внутри NE555 для обнаружения изменений напряжения, используя свой внутренний триггер для устранения дребезга.
7 и 5 футов NE555 не используются и остаются плавающими.
Выходная клемма J3 реле может использоваться для управления другими электроприборами, например, вытяжными вентиляторами.

Когда концентрация спирта превышает норму, включается вытяжной вентилятор.
После падения концентрации вытяжной вентилятор отключается для автоматического управления.
Диод D3 используется для устранения наведенной электродвижущей силы, возникающей при включении и выключении катушки реле.

Интерфейс источника питания может быть вилкой постоянного тока или линия может быть непосредственно в положении J2.
Обратите внимание на положительные и отрицательные знаки, вилка постоянного тока имеет внутреннюю и внешнюю отрицательную полярность.

Протестировано выдающимся партнером ICStation bzoli5706:

. Подробнее читайте в видео:
(язык видео — английский )

Во-первых, мы должны сказать, что ICStation не принимает никаких форм оплаты при доставке. Раньше товары отправлялись после получения информации о заказе и оплаты.

1) Paypal платеж

PayPal — это безопасная и надежная служба обработки платежей, позволяющая делать покупки в Интернете. PayPal можно использовать на icstation.com для покупки товаров с помощью кредитной карты (Visa, MasterCard, Discover и American Express), дебетовой карты или электронного чека (то есть с использованием вашего обычного банковского счета).



Мы проверены PayPal

2) Вест Юнион


Мы знаем, что у некоторых из вас нет учетной записи Paypal.

Но, пожалуйста, расслабься. Вы можете использовать способ оплаты West Union.

Для получения информации о получателе свяжитесь с нами по адресу orders@icstation. com.

3) Банковский перевод / банковский перевод / T / T

Банковский перевод / банковский перевод / способы оплаты T / T принимаются для заказов, общая стоимость которых составляет до долларов США 500 . Банк взимает около 60 долларов США за комиссию за перевод, если мы производим платеж таким образом.(с бесплатным номером отслеживания и платой за страховку доставки)

(2) Время доставки
Время доставки составляет 7-20 рабочих дней в большинство стран; Пожалуйста, просмотрите приведенную ниже таблицу, чтобы точно узнать время доставки к вам.

7-15 рабочих дней в: Большинство стран Азии
10-16 рабочих дней в: США, Канада, Австралия, Великобритания, большинство стран Европы
13-20 рабочих дней в: Германия, Россия
18-25 рабочих дней Кому: Франция, Италия, Испания, Южная Африка
20-45 рабочих дней Кому: Бразилия, большинство стран Южной Америки

2. EMS / DHL / UPS Express

(1) Стоимость доставки: Бесплатно для заказа, который соответствует следующим требованиям
Общая стоимость заказа> = 200 долларов США или Общий вес заказа> = 2,2 кг

Когда заказ соответствует одному из вышеуказанных требований, он будет отправлен БЕСПЛАТНО через EMS / DHL / UPS Express в указанную ниже страну.
Азия: Япония, Южная Корея, Монголия. Малайзия, Сингапур, Таиланд, Вьетнам, Камбоджа, Индонезия, Филиппины
Океания: Австралия, Новая Зеландия, Папуа-Новая Гвинея
Европа и Америка: Бельгия, Великобритания, Дания, Финляндия, Греция, Ирландия, Италия, Люксембург, Мальта, Норвегия, Португалия, Швейцария, Германия, Швеция, Франция, Испания, США, Австрия, Канада
Примечание. Стоимость доставки в другие страны, пожалуйста, свяжитесь с orders @ ICStation.com

(2) Время доставки
Время доставки составляет 3-5 рабочих дней (около 1 недели) в большинство стран.

Поскольку посылка будет возвращена отправителю, если она не была подписана получателем в течение 2-3 дней (DHL), 1 недели (EMS) или 2 недель (заказное письмо), обратите внимание на время прибытия. пакета.

Примечание:

1) Адреса АПО и абонентского ящика

Мы настоятельно рекомендуем вам указать физический адрес для доставки заказа.

Потому что DHL и FedEx не могут доставлять товары по адресам APO или PO BOX.

2) Контактный телефон

Контактный телефон получателя требуется агентству экспресс-доставки для доставки посылки. Сообщите нам свой последний номер телефона.


3. Примечание
1) Время доставки смешанных заказов с товарами с разным статусом доставки следует рассчитывать с использованием самого длительного оценочного времени из перечисленных.
2) Напоминание о китайских праздниках: во время ежегодных китайских праздников могут быть затронуты услуги определенных поставщиков и перевозчиков, а доставка заказов, размещенных примерно в следующее время, может быть отложена на 3–7 дней: китайский Новый год; Национальный день Китая и т. Д.
3) Как только ваш заказ будет отправлен, вы получите уведомление по электронной почте от icstation.com.
4) Отследите заказ с номером отслеживания по ссылкам ниже:

Драгоценные камни с гелевым наполнителем — новый инструмент многоразового использования для определения концентрации паров спирта

Датчик спирта на основе опала перед использованием горит зеленым, но становится более красным в присутствии паров спирта.Кредит: Риккардо Пернис, Università degli Studi di Palermo.

Чтобы определить, управляли ли подозреваемые в дорожно-транспортных происшествиях в нетрезвом виде, полицейские проводят полевые тесты на трезвость с помощью алкотестеров, которые сигнализируют о наличии алкоголя в дыхании. Большинство алкотестеров дорогие и не могут определять точную концентрацию алкоголя. Предлагая лучшее решение, итальянские исследователи разработали новую идею недорогого портативного алкотестера, цвет которого менялся бы с зеленого на красный при более высоких концентрациях алкоголя. Но в отличие от современных устройств, основанных на изменении цвета, этот датчик можно было бы использовать повторно, а также обеспечить точное цифровое считывание.

В новой конструкции впервые используются сенсорные свойства опалов, разновидности драгоценных камней, для обнаружения газовой версии этанола, опьяняющего компонента коммерческих спиртных напитков, путем изменения цвета, видимого человеческим глазом. Исследовательская группа описывает свой новый метод в проверочной статье, опубликованной сегодня в журнале The Optical Society (OSA) Optical Materials Express .

Портативные алкотестеры, предпочитаемые придорожной полицией, используют дорогостоящие электронные считывающие устройства, но у этих устройств отсутствует «мгновенное и интуитивное» изменение цвета, которое сообщает полиции, попадает ли содержание алкоголя в дыхании подозреваемого в законную красную зону, сказал первый автор книги Риккардо Пернис. Università degli Studi di Palermo в Италии. Методы, которые используют изменение цвета для оценки уровня концентрации алкоголя, как правило, менее затратны, но они не могут дать точного определения концентрации алкоголя, и большинство из них — одноразовое использование.Пернис сказал, что предложенное его командой устройство сочетает в себе лучшие элементы каждой из этих двух моделей алкотестера.

Датчик спирта на основе опала перед использованием горит зеленым, но становится более красным в присутствии паров спирта. Кредит: Риккардо Пернис, Università degli Studi di Palermo.

«Наш подход позволяет оптическим невооруженным глазом обнаруживать изменение цвета с зеленого на красный, как лакмусовая бумага», — сказал Пернис. «Но он также потенциально позволяет точные количественные измерения» с добавлением электронной системы или цветового детектора.

Этот метод основан на естественном поведении опалов, драгоценных камней, переливчатость которых демонстрирует их способность манипулировать светом. Ученые используют изготовленные версии опалов и других фотонных кристаллов для обнаружения кислотности или присутствия жидкого этанола, но до сих пор исследователи уделяли мало внимания обнаружению газообразного этанола, говорят исследователи.

В своей новой установке исследователи создали листы искусственного опала площадью около одного квадратного сантиметра и толщиной всего несколько сотен миллиардных метра, толщиной с некоторые пленки на мыльных пузырях.Опалы наполнены гелем, настроенным на реакцию на пары этанола. При увеличении концентрации этанола гель набухает, изменяя способ прохождения света через заполненный гелем опал и заставляя образец становиться красным.

Это крупный план поверхности опала, сделанный с помощью сканирующего электронного микроскопа. Чувствительный к этанолу гель, используемый в устройстве, заполнял бы промежутки между рядами регулярно расположенных наночастиц, составляющих опал. Кредит: Риккардо Пернис, Università degli Studi di Palermo.

Изменение цвета хорошо видно невооруженным глазом, сказал Пернис, и устройство можно использовать несколько раз.После проведения измерений исследователи обнаружили, что образец постепенно восстанавливает свой первоначальный зеленый цвет после менее чем одной минуты выдержки на воздухе. Он добавил, что датчик не представляет опасности для окружающей среды при утилизации после использования, поскольку он сделан из всех нетоксичных материалов, и что он также не реагирует на ацетон, одно из многих веществ, которые некоторые могут ошибочно идентифицировать как этанол. дыхательные машины.

В настоящее время устройство способно обнаруживать алкоголь в гораздо более высоких концентрациях по сравнению с другими портативными датчиками алкоголя.В ближайшие месяцы исследователи надеются изучить возможность использования устройства и при более низких концентрациях.


Команда разрабатывает устройство для обнаружения загрязнения биодизелем
Дополнительная информация: «Опалы, пропитанные гидрогелем, реагирующим на стимулы, для определения паров этанола», Р. Pernice et al., Optical Materials Express , Vol. 3, выпуск 11, стр. 1820-1833 (2013). www.opticsinfobase.org/ome/abs… fm? uri = ome-3-11-1820 Предоставлено Оптическое общество Америки

Ссылка : Лучший алкотестер: заполненные гелем драгоценные камни представляют собой новый инструмент многоразового использования для определения концентрации паров спирта (2013 г., 8 октября) получено 21 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2013-10-алкотестер-гель-заполненные драгоценные камни-многоразовый-инструмент. html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Herbert HANSEN Vapor Carburetor — 70+ миль на галлон с испарением спирта / воды — Статьи и 3 патента


rexresearch.ком

Herbert HANSEN
Паровой карбюратор



http://fuel-efficient-vehicles.org/energy-news/?page_id=941

Херб Хансен — Элгин, Иллинойс — Создал испарительную систему карбюратора для использования с алкоголем Топливо… Использование спирта крепостью 140 мм в Ford Pinto он говорит, что получает от 70 до 75 миль на галлон, и двигатель производит больше мощности чем на бензине со стандартным карбюратором…

http: // archives. chicagotribune.com/1979/08/12/page/5/article/inventors-roll-right-along-on-alcohol-water-fuel
Chicago Tribune 12 августа 1979 г.

Изобретатели катятся прямо — на спирт, водное топливо

Боб Видрих



Херб Хансен (слева) и Дейл Пейт указывают, как они преобразовали Двигатель Ford Pinto 1975 года, работающий на спирте и водном топливе смесь.»Будь я проклят, если это наконец не сработает», — говорит Хансен. эксперимента. Автомобиль получает на 20-25% больше пробега. чем с бензином.

Герберт Хансен и его товарищи по команде на борту американской подводной лодки в Во время Второй мировой войны японские корабли потопили торпедами спиртом и водой.

Сейчас. 30 лет спустя Хансен и его коллега-изобретатель Дейл Пейт, используйте ту же смесь, чтобы привести в действие модели T-Ford 1925 года и Ford 1075 Пинто.

Обе машины, хотя 50 лет разницы в сложности и технологии, одинаково хорошо работают на испаренном топливе, состоящем из 90 процентов спирта и 10 процентов воды.

Каждый из них обеспечивает на 20-25% лучший расход топлива, чем с бензином. Выхлопом не загрязняет окружающую среду. Ни один из них не теряет мощности или ускорения.

И между ними две машины проехали более 1000 безотказные мили на топливной смеси, состряпанной двумя творческие изобретатели Элгина.

Так вот, я не знаю — и они тоже — были ли мозговой штурм может спасти Соединенные Штаты от добычи нефти.

Но после просмотра результатов их работы я надеюсь, что кто-нибудь Вашингтон будет смотреть с интересом.

Потому что, на первый взгляд, их система работает прекрасно. Это быстро Вы едете по шоссе на той же скорости и с тем же пикапом можно ожидать от бензина.

Итак, даже если есть скрытый недостаток, Хансен и Пейт еще не обнаруживают в их изобретении, безусловно, технологических гениев федеральное правительство и автомобильная промышленность должны иметь возможность чтобы решить это.

Хансену впервые пришла в голову идея прошлой осенью, когда он вспомнил о дней, когда он и экипажи подводных лодок запустили торпеды, заправленные 90 процентов спирта и 10 процентов воды. И торпеды стреляли через воду со скоростью 411 узлов без часа несколько миль до доставляют свою массу в цель.

«Я подумал, что та же идея должна работать с автомобилем», — сказал Хансен. «Так Пэйт и я собрались вместе и начали экспериментировать. И Будь я проклят, если это наконец не сработает.»

Секрет их успеха в системе, которую они используют для нагрева топливной смеси до температуры, при которой она будет гореть с максимальной эффективность.

Другие, по их словам, экспериментировали с чистым алкоголем в качестве lve. но с менее впечатляющими результатами. Холодный алкоголь просто тоже не работает. Во-первых, начать труднее.

Однако Хансен и Пейт предварительно нагревают топливо перед его воспламенением в цилиндры. Они также вводят воду и увлажненный воздух в дальнейшее повышение эффективности.

И настоящая прелесть их изобретения в том, что оно не требует кардинально переделать автомобиль или установить совершенно новое топливо система. Они просто добавляют несколько механических уловок и используют те же самые топливный бак, которым наделил машину Детройт.

Я пошел навестить двух изобретателей в домашнем гараже Хансена лаборатория на прошлой неделе.

Хансен — инженер-механик со старшим званием в Means & Co. в Чикаго. Пэйт — капрал полиции Элгина, отвечающий за это отдел по делам несовершеннолетних.

Впервые они встретились в 1966 году, когда работали волонтерами по восстановлению престарелых паровозы в Железнодорожном музее Иллинойса в Юнионе Иллинойс. Поэтому, как прирожденные мастерицы, они должны были объединить свои таланты.

Вот как работает система:

Спиртово-водная смесь переходит из обычного топливного бака в топливный насос. Затем он проходит через подогреватель с двигателем. охлаждающая жидкость для нагрева топлива до 170 градусов по Фаренгейту на пути к карбюратор.

Это, конечно, лучше всего работает, когда двигатель теплый. Так что легко запускается, на электронагревателе в автомобиле ту же работу выполняет двигатель выкручивается. Для запуска обычно требуется около 1 минуты ожидания.

В карбюраторе смесь спирта и воды соединяется увлажненный воздух, нагретый выхлопной трубой и подаваемый из резервуар на пять галлонов воды, который наполняется каждым резервуаром топливо.

Увлажненный воздух способствует испарению топлива. И смесь Воспламеняясь в цилиндрах, влага превращается в перегретый пар с огромной способностью к дальнейшему увеличению мощности и эффективность топлива.

Система Хансена-Пате настолько проста. Даже я могу это понять.

«Единственные производимые выхлопные газы — это углерод и вода», — Хансен Сид. кое-что выдыхаем мы с вами ».

Единственный запах выхлопных газов — запах горелого спирта. И изобретатели преодолеть это, добавив несколько капель лосьона после бритья в топливо.

«Полагаю, если бы вы водили Кадиллак, вы бы захотели использовать «Вместо этого парфюм Chanel No. 5», — пошутил Пейт.

Модель T-Ford, первый автомобиль, испытанный с этой системой, не оборудован подогревателями топлива.Так что он тоже не работает.

Однако у Ford Pinto есть переключатель на приборной панели, который позволяет замена топлива, чтобы водитель мог сжигать бензин, если он выбирает. : I включает подогреватели топлива, когда алкоголь и валер используются.

‘Транспортные средства могут работать на прямом спирте, но они получают только от 5 до 8 миль на галлон, — объяснил Пейт, смешивая партию спирт и вода в рюмке на одну унцию для теста на пробег с Пинто.

«Мы увеличили до 32 миль на галлон с двумя людьми, едущими в Пинто, который имеет четырехцилиндровый 140-кубовый двигатель. двигатель с четырехступенчатая коробка передач.

«Это было на скорости 35 миль в час. Естественно, на скорости 55 миль в час только вы получить около 27 миль на галлон. С автоматической коробкой передач вы получите примерно на 2 мили меньше на галлон ».

« Вы можете купить алкоголь оптом по 1,27 доллара за галлон », — сказал Хансен.

« С увеличением пробега на 20–23% наше топливо становится конкурентоспособным. при продаже бензина за 1 доллар.От 18 до 1,20 доллара за галлон. И цена бензина поднимается туда.

«Кроме того, наше топливо — это внутренний источник возобновляемой энергии. Вы может производить спирт из органических отходов, а также из растительного сырья. Даже на свалках может образовываться алкоголь. Таким образом, у вас нет импортировать что угодно.

«Мы считаем, что это революционная идея, время которой пришло и что это единственная жизнеспособная альтернатива бензину ».

Пейт и Хансен подали заявку на патент. Итак, теперь все они ибо кто-то может прийти к ним с достаточным капиталом, чтобы финансировать их изобретение.

Надеюсь, этот парень скоро появится.



http://www.farmshow.com/view_articles.php?a_id=822
Farm Show — Volume 5, Issue 3, 1981

Карбюраторы 100 МПГ: действительно ли они Работа?


… Херб Хэнсон, инженер из Элгина, штат Иллинойс., разработал подогрев, испарение карбюратора на спирте — первый из его своего рода.

«Мы стабильно получаем от 70 до 75 миль на галлон в Ford Pinto на 140 пробеге. алкоголь. Автомобиль получил максимум 32 мили на галлон на бензине «, — сказал Хэнсон FARM. ПОКАЗАТЬ. «Нет никакого загрязнения, и у машины столько же или больше мощности. Мы пытаемся прямо сейчас найти производителя, чтобы произвести его ».

В новой топливной системе Hanson используется тепло двигателя и два Погружные электронагреватели мощностью 100 Вт для испарения спирта перед он подается в цилиндры через обычный пропан регулятор. Автомобиль фактически заводится на пропане и работает на нем в течение около 5 мин. пока двигатель не прогреется.

«При переделке автомобиля снимаем карбюратор, радиатор, вентилятор, и каталитический нейтрализатор. Испаритель устанавливается там, где радиатор было. Поскольку двигатель охлаждает спиртом, вам не нужно та система охлаждения. И он горит достаточно чисто, поэтому каталитический преобразователь — это отработанное оборудование », — объясняет Хэнсон.


Паротопливная система для внутреннего двигатель внутреннего сгорания.
EP0045601


Двигатель внутреннего сгорания работает на спиртовом топливе нагревается теплообменником и испаряется серией электрических нагревательные элементы перед сжиганием. В теплообменнике используется отработанное тепло охлаждающей жидкости двигателя. Кроме того, средства для отопления и увлажнение воздуха для горения обеспечивается для обеспечения полного испарение спиртового топлива и преодоление низкокалорийной энергетический потенциал спирта по сравнению с бензином.

Предпосылки изобретения

Настоящее изобретение в целом относится к системе внутреннего сгорания. двигатель, работающий на спиртовом топливе и, в частности, на топливе система подачи в двигатель парообразного топлива. Срок Используемый здесь спирт включает множество гидроксильных производных углеводородов, таких как метанол, этанол, изопропанол, третичный бутанол и его смеси с водой или без воды.

Двигатели внутреннего сгорания, работающие на спирте или его смеси бензиново-спиртовые смеси используются уже много лет.Такие смешивание, однако, снижает температуру кипения бензина и тем самым вызывает паровую пробку в топливном насосе при более низкой температуре чем было бы в случае с чистым бензином. В дополнение введение воды в бензиново-спиртовую топливную смесь вызывает разделение смеси на составляющие фазы. поскольку Результирующее топливо, подаваемое в карбюратор, не постоянного состав и не соответствует составу, к которому карбюратор изначально отрегулирован, неисправен двигатель.

Таким образом, существует потребность в топливной системе, которая, помимо преодоление трудностей холодного пуска спиртосодержащего топлива двигатель, может работать на бензине, пропане или спирте.

Однако существует другая проблема. Использование обычного карбюратор часто приводит к неэффективному сгоранию с несгоревшим топливо, проходящее через выпускной коллектор в атмосферу. Этот о неэффективном сгорании свидетельствует увеличение углеводородного выбросы.

В качестве альтернативы можно впрыскивать топливо. Впрыскиваемое топливо система вводит маленькие капли топлива в воздушный поток для переход к баллону.

Входные отверстия для впрыска обычно имеют внутренний диаметр не менее 0,050 дюйма. Хотя система впрыска топлива более эффективна чем в обычном карбюраторе, впрыск такого большого количества топлива капли также приводят к неполному сгоранию.

В идеальной топливной системе размер каждой капли приближался бы одна молекула топлива. Если бы каждая молекула топлива могла быть в окружении воздуха возможно полное сгорание. Этот приведет к повышению эффективности двигателя и выходной мощности как возможное устранение всех выбросов, кроме углерода диоксид и вода.

После снятия карбюратора и испарения спиртового топлива настоящее изобретение обеспечивает почти полное сгорание топлива. В Кроме того, любая зависимость от бензина для преодоления холодного пуска трудности, обычно связанные с двигателями, работающими на спирте, устранено.

Краткое изложение изобретения

Изобретение обеспечивает средства для уменьшения зависимости двигатель внутреннего сгорания на углеводородном топливе, полученном из сырой нефти масло. В частности, настоящее изобретение предлагает топливную систему. который поставляет пары спирта в двигатель и производит почти полное сгорание.

Электрические средства для нагрева и испарения спиртового топлива перед зажиганием и, таким образом, избежать проблем с холодным запуском связано с употреблением алкоголя в качестве топлива. Кроме того, средства предназначен для нагрева спирта перед сжиганием с помощью термического энергия, вырабатываемая двигателем при нормальных условиях эксплуатации.

Способ согласно настоящему изобретению включает стадии подачи спирта в теплообменное устройство, в котором встроенный электрический нагревательный элемент и передача тепла из. электронагревательный элемент или нагретая охлаждающая жидкость двигателя для спирт. Нагретый спирт течет по трубопроводу из теплообменник к испарительной камере, которая содержит второй электрический нагревательный элемент.

В камере спирт нагревается до точки кипения. В пары спирта, образующиеся при. кипячение затем передаются непосредственно в впускной коллектор двигателя. Все компоненты топлива система, через которую проходит нагретый спирт и потоки паров спирта изолирован для минимизации потерь тепла.

Дополнительное теплообменное устройство, расположенное на выхлопной линии нагревает раствор 5-50% спирта в воде до кипения. Как В результате содержание пара и температура воздуха, проходящего в впускной коллектор увеличивается, и пар создается для поддержания спирт, который течет из испарительной камеры в газообразное состояние.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности двигатель внутреннего сгорания, работающий на спирте, обеспечивая средства для испарение спиртового топлива, а также средства для нагрева и увлажнение воздуха, используемого при горении.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание средства для преодоление проблем с холодным пуском внутреннего сгорания двигатель работал на спирте в качестве топлива.

Другие цели и преимущества будут очевидны из следующих подробное описание сделано со ссылкой на прилагаемый рисунки.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематическое изображение предпочтительного воплощение изобретения.
На фиг. 2 показано поперечное сечение теплообменника. устройство, которое нагревает спиртовое топливо горячей охлаждающей жидкостью двигателя.
Фиг. 3 представляет собой вид в разрезе испарения. камера, которая нагревает и испаряет спиртовое топливо перед горение.
На фиг. 4 показан вид сбоку теплоотвода выхлопных газов. обменный блок.
Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе по линии 5-5 Фигура 4.

Подробное описание изобретения

Как показано на Фигуре 1, топливо хранится в баке 10 и вытягивается оттуда по трубопроводу 12 под давлением, создаваемым топливом насос 14.Топливо можно выбрать из группы, состоящей из метанол, этанол, изопропанол, третичный бутанол или смеси из них с водой или без воды.

Спиртовое топливо течет по трубопроводу 12 к теплообменнику. 16 при давлении около двух фунтов на квадратный дюйм. Теплообменник 16, лучше всего показанный на фиг. 2, представляет собой полый цилиндр, имеющий вход 18 и выход 20 жидкого хладагента плюс подача топлива 22 и выпуск 24. Жидкий теплоноситель из внутреннего двигатель внутреннего сгорания 26 приводится в движение водяным насосом 28 через шланг 30 к входу охлаждающей жидкости 18.Охлаждающая жидкость циркулирует через теплообменник 16 и через выход охлаждающей жидкости 20 возвращается в двигатель 26 через шланг 32.

Топливо течет из трубопровода 12 к впуску топлива 22 теплового теплообменник и через трубку 34, расположенную внутри теплообменника 16. Трубка 34 соединена с выпускным отверстием для топлива 24. Трубка 36. соединяет выпускное отверстие 24 для топлива теплообменника 16 с вход 38 камеры испарения 40.

Удлиненный стержневой электрический нагревательный элемент 42 расположен внутри теплообменника 16, трубка 34 концентрически расположен около нагревательного элемента. Электронагревательный элемент дополняет тепло от двигателя, чтобы преодолеть холодный запуск трудности, связанные с употреблением спиртосодержащего топлива. Термостат 44 расположен между теплообменником 16 и испарительной камерой 40 управляет электрическим нагревательным элементом 42. Электрический нагрев элемент 42 приводится в действие источником питания 47, который может быть аккумулятор автомобиля.

Нагретый спирт течет из теплообменника 16 через трубопровод 36 к входу 38 камеры испарения 40.В виде Как показано на фиг. 3, испарительная камера 40 имеет выходное отверстие. 48 в дополнение к впуску 38. Уровень жидкости в камера испарения 40 ‘регулируется клапаном 50 и поплавком 52.

Электрический нагревательный элемент 54 расположен ниже уровня жидкости внутри камера испарения 40 дополнительно нагревает спирт до кипения. Термостат 53, расположенный между камерой 40 и впуском. коллектор 58 управляет электронагревательным элементом 54 и готовым свет 55. Индикатор готовности указывает на то, что спиртовое топливо испаряется, чтобы можно было запустить двигатель. Пары спирта создаваемый поток через выход 48 в трубопровод 56, который подключен к впускному коллектору 58 двигателя 26. Бабочка клапан 60 регулирует объем пара спирта, который поступает в многообразие. Предохранительный клапан 62 открывается для выпуска паров спирта, если давление внутри камеры испарения 40 превышает заданное значение.

Снова обращаясь к Фиг.1, трубопровод 64 соединяет резервуар 66 с теплообменником выхлопных газов 68.Водно-спиртовой раствор содержащаяся в баке 66 течет самотеком к теплу выхлопных газов. теплообменник 68. Замораживание водно-спиртового раствора при низкой температура предотвращается увеличением концентрации алкоголя в диапазоне от 5 до 50% по объему, чтобы уменьшить замораживание точка решения.

Как показано на Фиг.1, теплообменник 68 выхлопных газов полый цилиндр, частично состоящий из впускного патрубка 70 для выхлопных газов, Выпускное отверстие 72 для выхлопных газов, входное отверстие 74 и выходное отверстие 76. Выхлопной газ вход 70 соединен выхлопной трубой 78 с выхлопной трубой. коллектор 80 двигателя 26. Воздуховыпускное отверстие 76 соединено через шланг 82 с впускным коллектором 58 двигателя 26. Выхлопные газы выпуск 72 и впуск воздуха 74 сообщаются с Атмосфера.

Теперь, как показано на фиг. 4, впускное отверстие 70 для выхлопных газов подсоединено к выпускному отверстию 72 для выхлопных газов с помощью множества теплообменных трубок, обычно обозначается цифрой 82. Окружающая жара переходные трубки — раствор 5-50% спирта в воде из резервуара 66.Спиртовой раствор поступает в теплообменник 68 через вход 86. Уровень жидкости в теплообменнике 68 регулируется. клапаном 88 и поплавком 90.

Горячие выхлопные газы используются для нагрева водно-спиртового раствора в теплообменник 68 до кипения. Газы допускаются на выхлопе. впуск газа 70, проходят через теплопередающие трубки 84 и выпускается в виде охлажденных газов в окружающую среду через выхлопные газы выход газа 72. Поскольку выхлопные газы проходят через ряд трубки, а не через одну трубку теплопередачи, площадь поверхности трубок, контактирующих с окружающей средой, составляет повышенная и максимальная теплоотдача от газов, проходящих через пробирки 84 к результатам спиртово-водного раствора.

Поступающий через отверстие для впуска воздуха 74 воздух отклоняется в сторону поверхность кипящего раствора перегородкой 92. После этого воздух проходит над поверхностью кипящего раствора, впитывает влага и проходит через выпускное отверстие 76 для протекания через шланг 82 к впускному коллектору 58.

Настоящее изобретение работает следующим образом. Термостат 44, который управляет электронагревательным элементом 42, настраивается на температуру немного ниже точки кипения спирта. Например, точка кипения метанола составляет 149 ° F./ и что этанол имеет температуру 173 ° F / Нагретый спирт течет по трубопроводу 36 в камера испарения 40. Термостат 53, управляющий электрический нагревательный элемент 54, немного настроен на температуру выше точки кипения используемого спирта. Когда спирт достигает точки кипения, лампочка 55 загорается, указывают, что двигатель может быть запущен.

Объем пара спирта, вытекающего из испарения камера 40 и впускной коллектор 58 могут управляться вручную оператором.Как указано, каждый термостат регулируется. Таким образом, в топливной системе можно использовать спирты с разными точки кипения. Кроме того, система может адаптироваться к окружающей среде. изменения температуры и давления из-за изменений высота. Регулируемый термостат в диапазоне 140 и 220 ° F / подходит для этой цели.

Когда двигатель достигнет нормальной рабочей температуры и охлаждающая жидкость двигателя достаточно прогрета, термостатический клапан 94 открывается, чтобы пропустить поток нагретой охлаждающей жидкости двигателя из радиатора 96 через теплообменник 16. Нагретая охлаждающая жидкость дополняет электрический нагревательный элемент 42 для нагрева спиртового топлива.

Воздух, поступающий в карбюратор, используемый для горения, нагревается и увлажняют следующим образом. Танк 66 самотеком питает раствор 5-50% спирта в воде в теплообменник выхлопных газов 68.

Выхлопные газы, проходящие через выхлопную трубу 78, нагревают спиртово-водный раствор до кипения. Когда входящий воздух проходит кипящего раствора воздух нагревается и насыщается спирт и вода.Увлажненный воздух проходит через выходное отверстие 76. к впускному коллектору 58, который сообщается с цилиндров двигателя 26. Нагретый воздух способствует испарению спиртовое топливо. Дополнительная влажность создает пар в цилиндр двигателя, что приводит к более высокому внутреннему давлению, чем в случае нагретого сухого газа за счет пара: объемная вода степень расширения 1800: 1. А сухой газ, напротив, только расширяется прямо пропорционально своей абсолютной температуре.

Подходящий ингибитор коррозии может быть добавлен в топливную систему для подавляют коррозионное воздействие присутствующей воды. В качестве альтернативы, подходящие коррозионно-стойкие материалы могут быть использованы в изготовление системы.

В качестве дополнительного преимущества изобретения более широкий силы реализуются при сгорании из-за наличия пара в цилиндрах двигателя при повышенных температурах. Добавление вода в виде пара в систему может иметь дополнительный преимущество сокращения выбросов, поскольку охлаждающий эффект конденсированной воды снижает горение температура, тем самым уменьшая образование оксида азота, который зависит от температуры и времени.


Испаритель внутреннего сгорания паровой двигатель
US5035227


Испаритель спиртового / водяного топлива для внутреннего сгорания паровой двигатель. Испаритель содержит камеру для выхлопных газов. через который проходит выхлоп двигателя и паровая камера для образование и удержание паров топлива под давлением. Выхлоп газовая камера включает множество перегородок для направления потока газ против верхнего листа, последний нагревается тем самым.Лист кроны образует разделительную перегородку между камеры пара и выхлопных газов. Подогреватель топлива расположен в паровая камера, через которую проходит охлаждающая жидкость двигателя. А множество переключаемых топливных форсунок в паровой камере контролируемый впуск и распыление топлива на подогреватель и головку пластина, отвечающая требованиям мощности двигателя, и паровая камера давление.

Уровень техники

Настоящее изобретение в целом относится к системе внутреннего сгорания. паровой двигатель, работающий на спиртовом топливе, а в в частности, к топливной системе спирт / вода для подачи испаренное топливо к двигателю. При сгорании перегретый пар генерируется внутри цилиндров для создания повышенного давления и температура. Более конкретно, настоящее изобретение относится к к уникальной комбинации внутреннего сгорания и внешней горелки паровые технологии, специально адаптированные для рециркуляции тепла энергии для производства высокоэффективного двигателя, адаптированного для автомобильная, сельскохозяйственная и др.

Настоящее изобретение также направлено на улучшенный испаритель. для использования в сочетании с вышеописанной водой / спиртом паровой двигатель внутреннего сгорания.Такой двигатель был полностью описанный в предшествующем патенте США No. №4,509,464 по настоящее время изобретатель Хансен. Следовательно, конструкция и эксплуатация сам двигатель здесь подробно рассматриваться не будет, кроме как относится к реализации настоящего испарителя.

Действительно, более ранний патент Хансена 464 относится к улучшенным технология испарителя, в частности, двухкамерный испаритель конструкция адаптирована для минимизации неблагоприятного воздействия дробного дистилляция. Было обнаружено, что испаритель патента ‘464 удовлетворительно работают с водно-спиртовым топливом примерно до 90 доказательство, особенно если топливо существенно чистое качество, то есть не загрязненное посторонними растворами. В этом соединение, так как вода и спирт являются отличными растворителями, отсутствие растворенных веществ в топливе оказалось проблемой нетривиальная пропорция.

Эта проблема растворенных веществ или загрязнения топлива оказалась важное значение в связи с коммерческим эксплуатация паровой техники внутреннего сгорания.Хотя спиртовое топливо высокой чистоты легко доступно, стоимость которого топливо может варьироваться от двух до десяти раз больше топлива производится в менее требовательных и контролируемых условиях.

Влияние проблемы растворенных веществ еще более усиливается, когда она осознается, что многие из потенциальных потребителей алкогольных напитков паровой двигатель внутреннего сгорания, например фермеры, люди, которые иметь свободный доступ к перерабатываемым отходам или домашним базовое сельскохозяйственное сырье, из которого может производиться алкоголь. Такие поэтому можно ожидать, что потребители будут производить топливо для их потребление, а также другие в их регионе. Топливо из такие местные и разнообразные источники обычно содержат более высокие концентрации примесей.

Даже при наличии незагрязненного топлива проблемы фракционная перегонка снова поверхностная при работе с топливом сверхнизкая стойкость, то есть обычно ниже 90 доказательств. Для таких топлива, остаточное сродство молекул спирта (к воде) недостаточно, чтобы «принести» или захватить все более крупные пропорция молекул воды при испарении спирта.Этот проблема особенно остро стоит при более низких температурах испарителя которые, как указано ниже, отслеживают сокращение концентрации алкоголя.

Следовательно, будет оценено, что улучшения в Описанная здесь технология испарителя направлена, во-первых, на минимизация или полное устранение проблем, связанных с примеси топлива и, во-вторых, разрешение на использование топливо на спиртовой основе с еще более низким содержанием спирта, для пример 80 пруф.

Главное и напрямую связано с получением этого последнего цель, настоящее изобретение приводит к еще одному повышение общей эффективности внутреннего сгорания паровой двигатель. Эффективность примерно 60 процентов сейчас достижимые, что, в свою очередь, приводит к типичной экономии топлива от 20 до 40 миль на галлон 80 крепких алкогольных напитков топливо — такое топливо можно получить всего за десять центов за галлон.

Паровая машина внутреннего сгорания, описанная в Хансене ‘464 патент не требует радиатора, так как отработанное тепло собирается в система жидкостного охлаждения двигателя выведена на испаритель топлива где она превращается в полезную энергию в процессах испарение топлива на спиртовой основе.Таким образом, один значительный источник неэффективности двигателя, отвод тепла двигателя радиатор, был в значительной степени устранен.

Двигатель Hansen 464 также сократил второй основной источник неэффективность двигателя из-за преобразования отработанного выхлопного газа тепловая энергия превращается в полезную работу за счет предварительного нагрева входящего карбюратора Воздух для горения.

Как уже отмечалось, с двигателем возникли определенные трудности. конфигурация Hansen ‘464 как проба топлива была уменьшается, то есть по мере увеличения отношения воды к спирту.В частности, было обнаружено, что количество отходов тепло двигателя, доступное в системе охлаждения, обычно уменьшается по мере снижена топливопрочность.

Вместе с этим сниженным образованием отходящего тепла контрпродуктивное требование, что само топливо требует больше тепловая энергия для испарения при этих более высоких концентрациях воды — это по причине того, что воде требуется больше энергии на фунт для испарения чем, например, этанол. Таким образом, даже с улучшенным двухкамерный испаритель, описанный в Hansen ‘464, дробный перегонка снова оказалась проблемой для спиртового топлива очень низкая расстойка.

Что касается второго обсуждаемого источника отработанного тепла двигателя выше было обнаружено, что тепловая энергия выхлопных газов на самом деле увеличивается по мере снижения степени защиты от топлива, в основном из-за повышенное паросодержание выхлопных газов двигателя. Доступные тепловая энергия выхлопных газов значительно превышает воздух для горения требование предварительного нагрева.

В отличие от испарителя Hansen ‘464, настоящий испаритель имеет были существенно изменены, чтобы облегчить сбор и преобразование отработанной тепловой энергии охлаждающей жидкости двигателя и выхлопные системы.Таким образом, неиспользованная тепловая энергия выхлопных газов значимо переработано, тем самым исправляя недостатки в испарителе работа с более низкими пробами и, что важно, повышение общая эффективность работы двигателя.

Испаритель предпочтительно имеет в целом замкнутый прямоугольный том, имеющий форм-фактор, адаптированный для установки и замены радиатор обычного газового двигателя внутреннего сгорания. Больше в частности, испаритель содержит соответствующие воздухонепроницаемые отсеки и камеры выхлопных газов и пара по вертикали разделены перегородкой «лист короны». Нижний или выхлопной газ камера имеет впускные / выпускные отверстия на противоположных концах и внутренние перегородки, через которые проходит поток выхлопных газов эта нижняя камера в непосредственной близости от коронного листа — такой лист определение общей стены между двумя камерами.

Особенно важно для работы в настоящее время испаритель (особенно там, где низкопробное и загрязненное топливо используются) — это эффективное использование избыточного выхлопного газа. энергия.Эти выхлопные газы используются не только как дополнительный источник тепловой энергии, но как источник энергии при значительно более высокая температура, обычно от 500 до 600 DEG F., чем доступно с использованием подхода Хансена к охлаждающей жидкости двигателя 464.

Лист короны испарителя нагревается за счет выхода выхлопных газов. газы, по существу, до температуры самого газа. В виде обсуждается более подробно ниже, испарение достигается здесь путем распыления жидкого топлива на верхний лист, который, как отметил, был повышен до температуры нескольких сотен градусов выше температуры испарения воды или спирта (этанол). Следовательно, будет понятно, что топливо мгновенно испаряется при контакте с коронным листом без относительно доказательств или решений, содержащихся в них.

Верхняя область испарения испарителя Hansen ‘464, автор напротив, получает охлаждающую жидкость двигателя самой высокой температуры, обычно 260 ° F — значительно выше испарения 212 ° F. температура воды, наиболее трудноиспаряющейся составляющей топлива. По этой причине испаритель Hansen ‘464 работал хорошо.

Проблемы с этим испарителем предшествующего уровня техники, однако, обнаруживаются там, где попытка работы двигателя с концентрацией спирта в топливе ниже около 90 доказательств. Как отмечалось ранее, такая операция связанный с соответствующим сокращением доступной охлаждающей жидкости тепловая энергия системы, что, в свою очередь, приводит к снижению теплоносителя температуры. По мере приближения температуры охлаждающей жидкости к испарению температура воды, снова наблюдается фракционная перегонка.

Настоящий испаритель, однако, не жертвует эффективностью преимущества достигаются за счет утилизации отработанного тепла двигателя.В в соответствии с учением Хансена 464, ни один радиатор не заняты. Вместо этого сеть медных трубок, определяющих топливо теплообменник предварительного нагрева расположен в паровой камере над коронный лист, через который проходит охлаждающая жидкость двигателя. Топливо распыляется на этот теплообменник, что, в свою очередь, снижает температура охлаждающей жидкости и нагревает и / или испаряет топливо. В после этого неиспаренное топливо контактирует с коронным листом, где полное испарение гарантировано.

Еще одно преимущество данного испарителя связано с его способность справляться с широкими требованиями к испарению топлива, связанными с при соответствующем изменении нагрузки двигателя. Это будет оценено что для высоких скорость автомобиля или движение в гору по сравнению с холостым ходом или низкой скоростью операции.

Учет этих требований к нагрузке достигается за счет использование множества форсунок или форсунок в паре камера, каждый инжектор включается в ответ на заранее давления в паровой камере.Две форсунки оказались достаточно для большинства приложений.

Таким образом, при давлении пара, превышающем примерно 3,5 фунта на квадратный дюйм, вся струя топлива форсунки выключены — двигатель работает от остаточного объем паров топлива под давлением в паровой камере и от любого пар, выделяемый теплообменником охлаждающей жидкости двигателя. Поскольку давление пара падает ниже 2,5 фунтов на квадратный дюйм, первая струя пара инжектор включен. Этот инжектор должен быть размещен рядом с самая горячая область коронного листа, обычно обеспечивает достаточно пары топлива для продолжения нормальной эксплуатации круизного транспортного средства.В Фактически, избыточное испарение обычно происходит с этим единственным форсунка, приводящая к периодическому отключению форсунки как и снова достигается давление, превышающее 3,5 фунта на квадратный дюйм.

При постоянно увеличивающихся нагрузках на двигатель / транспортное средство доля времени что форсунка «включена» увеличивается, пока не будет достигнута точка где инжектор должен постоянно оставаться включенным, чтобы поддерживать достаточное рабочее давление пара. Под экстремальной нагрузкой условиях давление пара может продолжать снижаться, несмотря на то, что эта первая форсунка продолжает работать, таким образом, необходимо использовать второй или вспомогательный спрей. инжектор.Этот инжектор, как и первый инжектор, напорный. регулируется, включается, когда давление в паровой камере падает ниже около 1,5 фунтов на квадратный дюйм.

Преимущественно тепловая энергия выхлопных газов, доступная испарителю увеличивается с увеличением мощности двигателя, тем самым обеспечивая необходимая энергия для испарения соответственно увеличенного количества топлива требования. Температура пластины короны остается относительно постоянной при изменении нагрузки двигателя. Как следствие, высокоэффективный испарение осуществляется при всех условиях нагрузки.

И еще одна особенность данного испарителя относится к высокоэффективные звукоизоляционные характеристики, связанные с двигатель сгорания. В частности, выхлопные газы, выделяемые настоящий двигатель, особенно там, где используется топливо с низкой пробой (например, 80 доказательств) содержит значительный процент перегретых пар (например, 40%) при температуре от 500 до 600 ° F. выхлопной газ проходит через испаритель, это значительно охлаждение — на выходе из испарителя при температуре около 200 ° F.Это охлаждение приводит к значительной конденсации и соответствующее падение давления.

Как следствие, «шумовые» волны давления существенно ослабляется, когда выхлоп проходит через паровую камеру, тем самым устранение или значительное снижение необходимости в отдельном система шумоподавления. И из-за изначально чистой, экологически чистый паровой двигатель внутреннего сгорания, глушителей и каталитических нейтрализаторов можно полностью избежать.

Из вышеизложенного следует понимать, что испаритель настоящее изобретение демонстрирует поразительные улучшения в ряде важных категорий, критических для пара внутреннего сгорания работа двигателя. Эти улучшения включают полную и полную испарение, то есть исключение фракционной перегонки, при сильно меняющихся условиях нагрузки двигателя и при наличии нечистоты и используется топливо с низкой пробой; повышение КПД двигателя за счет более эффективной утилизации отработанной энергии двигателей; то устранение или уменьшение потребности в глушителе двигателя системы; и контроль количества паропроизводства при экстремальные колебания нагрузки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 — вид спереди настоящего испарителя. с оторванными частями, чтобы открыть детали интерьера;

РИС. 2 — вид сбоку испарителя с правой стороны. ИНЖИР. 1;

РИС. 3 — вид сверху подогревателя топлива присутствует испаритель; и

РИС.4 — графическое изображение паровой камеры. давление паров топлива данного испарителя в зависимости от время для нескольких условий нагрузки двигателя.



ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Со ссылкой на фиг. 1 и 2, испаритель 10 настоящего изобретение включает внешний корпус 12 предпочтительно комбинезона конфигурация размеров для облегчения размещения в двигателе отсек в пространстве, обычно занимаемом радиатор обычного автомобиля.

В этой связи следует понимать, что внутренний паровой двигатель внутреннего сгорания, например, описанный Хансеном в Патент США №4,509,464, может быть преимущественно сконструирован с использованием обычные блоки двигателя внутреннего сгорания газа и цилиндр / поршень в сборе или, альтернативно, просто путем преобразования топливная, охлаждающая и выхлопная системы таких легкодоступных двигатели. Таким образом, технология двигателя по настоящей заявке, и, в частности, испаритель, описанный здесь, находит существенное, если не главное приложение в преобразовании существующие газомоторные автомобили.

Именно по этой причине настоящий испаритель 10 предпочтительно сконфигурирован по размеру для замены обычных радиаторов. Это будет понятно, однако, что альтернативные конфигурации испарителя созерцал.

Снова обратимся к фиг. 1 и 2, корпус 12 определяет пару герметичные камеры, разделенные общей перегородка, именуемая в данном документе коронным листом 14. Нижняя или камера выхлопных газов 16 проходит по всей ширине дна испаритель и имеет впускное отверстие 18 и выпускное отверстие 20 для выхлопных газов, расположенные на расстоянии их соответствующие противоположные концы.Выхлоп двигателя проходит через карбюратор (не показан) для нагрева поступающего воздуха для горения (как описанный в Hansen ‘464), затем на впуске испарителя 18, через камеру 16 и выход 18, в свою очередь, выбрасываются в окружающий воздух через обычную выхлопную трубу (не показана).

Выхлоп двигателя обеспечивает более чем достаточное количество энергии, даже после нагрева входящего воздуха для горения, чтобы помочь в правильное испарение спиртосодержащего топлива.Это особенно актуально для двигателей, работающих от низкого проба спиртового топлива, например ниже примерно 90 доказательств, где содержание перегретого пара в выхлопе с соответствующим скрытая тепловая энергия, высокая. Действительно, температура выхлопных газов при вход 18 испарителя обычно имеет порядок между 500 и 600 ° F.

Одна или несколько перегородок 22 расположены поперек выхлопной трубы. газовая камера для создания турбулентности выхлопных газов и принудительного выхлопной газ в непосредственной близости от коронного листа 14 (поперечный определяется относительно пути потока выхлопных газов в нем, я.е. поперек пути от входа 18 к выходу 20). В перегородки образуют отверстия 24 вдоль их верхних концов, заставляя выхлопной газ проходит через камеру в непосредственной близости к коронному листу. Таким образом, правильная передача тепла может быть обеспечена энергия от выхлопного газа до верхнего листа.

В одном из вариантов испарителя выхлопная камера примерно 22 дюйма в длину, 2 дюйма в высоту и 4 дюйма в ширину, с соответствующие входы / выходы выхлопных газов 16,18 разнесены приблизительно 16 дюймов друг от друга.Отверстия перегородки 24 имеют высоту 1/4 дюйма и, как уже отмечалось, простираются по всей ширине камеры.

Из-за этой тесной связи или прохождения выхлопных газов к коронный лист, коронный лист существенно нагревается до температура выхлопных газов, то есть примерно до 500-600o. F. в области впуска 18. Когда выхлоп проходит через камеры 16, однако тепловая энергия отбирается из выхлопной газ, поглощаемый листом короны, в результате чего снижение температуры выхлопных газов при прохождении через камера.Может наблюдаться температура выхлопных газов до 200 ° F. на выходе 18. Температура коронного листа 14 показывает соответствующее снижение температуры по его длине.

Внутренняя часть внешнего корпуса испарителя 12 над верхним листом определяет паровую камеру 26. Испаренный спирт / водное топливо поддерживается, как указано ниже, при давлении между около 1 и 5 фунтов на квадратный дюйм в паровой камере и подается в карбюратор (не показан) в соответствии с потребляемой мощностью двигатель.Выход 28 паровой камеры соединен с паром. впуск топлива карбюратора

Как лучше всего показано на фиг. 3 расположен подогреватель 30 топлива. в нижней части паровой камеры, как правило, рядом с коронный лист, но отстоящий от него на достаточное расстояние (т.е. около 1/8 дюйма), чтобы минимизировать или предотвратить кондуктивный нагрев подогреватель 30 обогреваемым выхлопным газом листом венца.

Подогреватель 30 включает в себя множество разнесенных, как правило, параллельных, медные трубки 32, идущие вдоль испарителя, каждая трубка, сообщающаяся по текучей среде на ее соответствующих дистальных концах с впуском 34 и выпуском 36 охлаждающей жидкости. В подогревателе топлива проиллюстрированный на фиг. 3, медные трубки диаметром 1/4 дюйма расположены на расстоянии примерно 1/16 дюйма на расстоянии практически всех 4 дюймов ширина испарителя.

Охлаждающая жидкость из обычной системы жидкостного охлаждения двигателя направлен на вход 34 подогревателя испарителя через несколько медных трубки в нем, в свою очередь, возвращались в двигатель через выпускное отверстие 36. В предпочтительном варианте подогреватель 30 топлива не работает. просто для подогрева топлива, но как замена обычный радиатор охлаждающей жидкости двигателя.

Топливо вводится в испаритель 10 через один или несколько распылителей форсунки или топливные форсунки. Было обнаружено, что две форсунки обычно достаточно, чтобы выдерживать изменяющиеся нагрузки встречается на большинстве автомобилей с приводом от двигателя. Это будет однако ценится, что испарители с одним инжектором, или предусмотрены испарители с более чем двумя инжекторами. здесь.

Таким образом, испаритель на фиг. 1 и 2 показано использование двух форсунки.Первый или первичный инжектор 38 расположен в ближайшая близость к впуску выхлопных газов 18. Таким образом топливо из этой форсунки подвергается воздействию самых горячих регионов обоих подогреватель 30 и верхняя пластина 14, тем самым обеспечивая максимальное эффективность испарения по отношению к этому. Второй или вспомогательный инжектор 40 расположен вдоль подогревателя / короны лист, как правило, прилегающий к первичному инжектору 38.

Более конкретно, оба инжектора ориентированы над подогревателем 30 так что соответствующие спреи оттуда определяют в целом круглые узоры диаметром около 4 дюймов.Таким образом, топливо направлен по всей соответствующей ширине подогревателя 30. Первичный инжектор 38 может располагаться внутри от впуска выхлопных газов. 18 примерно на 5 дюймов, чтобы обеспечить попадание топлива оттуда самые горячие регионы подогревателя и кроны листа. В вспомогательный инжектор 40 предпочтительно расположен на 6 дюймов ближе к выпускное отверстие 20 для выхлопных газов таким образом, чтобы струя из него контактировала девственная область подогревателя / коронного листа, то есть так соответствующие рисунки распыления не перекрываются.

Как лучше всего показано на фиг. 1, брызги от соответствующих форсунок 38,40 направлена ​​вниз к медным трубкам 32 из подогреватель 30. Эта струя или топливный туман 42 действует за счет температура окружающей среды, т. е. внутренне холодная, соответственно понизить температуру охлаждающей жидкости двигателя, проходящей через подогреватель 30 — охлаждающая жидкость двигателя обычно поступает в подогреватель при температурах значительно выше температуры окружающей среды, часто порядка 250 ° Ф.Будет понятно, что этот обмен в противном случае потрачен впустую тепловая энергия двигателя служит не только для поддержания исправного состояния двигателя рабочих температур, но как механизм повышения температура поступающей горючей топливной смеси.

Энергетическая ценность и абсолютная температура охлаждающей жидкости двигателя. попадания в испаритель может быть недостаточно для испарения необходимого горючего топлива, и для этого без дробного дистилляция, последняя приводит к чрезмерно богатому пару концентрации, за которыми неизбежно следуют обедненные топливные смеси связано с преждевременным испарением спирта составляющая.Как уже отмечалось, эти трудности становятся более изнурительными. где используется низкопробное или загрязненное топливо.

Настоящий испаритель решает эту проблему нехватки энергии за счет эффективное преобразование избыточной энергии выхлопных газов в задача испарения. Это использование второго источника энергии чрезвычайно важно, так как при более низкой топливной стойкости запас доступная энергия выхлопных газов сверх той, которая требуется для нагрева поступающий воздух для горения увеличивается.

Короче говоря, значительный побочный продукт внутреннего сгорания паровой двигатель был бы удален как отработанное тепло, если бы не здесь раскрыты нововведения. Нажатие этого до сих пор неиспользованный источник энергии переводит и соответствует непосредственно повышенная эффективность двигателя — эффективность, которая теперь обеспечивает настоящий конкурентоспособный двигатель на спиртовой основе, по количеству миль на топливо галлонов, с более высокой удельной теплоемкостью (на объем) углеводородное топливо, т.е. бензин.

В дополнение к этому увеличению КПД двигателя за счет настоящее изобретение, возможно, более тонкое, но в равной степени значительное улучшение эффективности испарителя за счет использование источника энергии выхлопных газов — доступный источник при существенно повышенных температурах, обычно в порядке от 500 до 600 ° F.

Снова обратимся к фиг. 1 видно, что топливный туман 42 из форсунок 38,40 распыляется либо непосредственно на корону лист 14 или косвенно на нем после первого контакта и подогреватель 30. Преимущество такой схемы в том, что все топливо, независимо от концентрации воды или содержания в ней растворенных веществ, немедленно переходит в парообразное состояние при контакте с перегретый кронный лист.

Топливо к каждой из форсунок 38,40 контролируется независимо, я.е. включены или выключены отдельными клапанами, отдельно и с электрическим приводом в ответ на обнаруженное давление внутри паровой камеры 26. В частности, первичный клапан 44 расположен в магистрали подачи топлива первичного инжектора 38 и приводится в действие переключателем 46. Переключатель 46 установлен и выдвигается через корпус испарителя и реагирует на давление изменения внутри паровой камеры. Переключатель 46 выбран для включения клапан 44, т.е. для включения распыления топлива из первичной форсунки 38, когда давление в паровой камере падает ниже примерно 2.5 фунтов на квадратный дюйм и выключить такую ​​форсунку, когда давление в ней превысит около 3,5 фунтов на квадратный дюйм.

Точно так же подача топлива во вспомогательную форсунку 40 контролируется комбинация вспомогательного клапана 48 и реле давления 50. В настройки давления переключателя 50, однако, установлены на срабатывание работа вспомогательного инжектора только при давлениях в паровой камере ниже нормального рабочего уровня. Таким образом, вспомогательный инжектор спрей будет запущен, если давление в паровой камере упадет ниже около 1.5 фунтов на квадратный дюйм, и этот спрей будет оставаться включенным, пока камера давление восстанавливается примерно до 2,5 фунтов на квадратный дюйм.

РИС. 4 иллюстрирует работу испарителя, в частности давление паров топлива в паровой камере 26 при изменении условия нагрузки автомобиля / двигателя. Обратимся сначала к сплошной кривой линией 52 показаны типичные давления паров топлива, при которых транспортное средство эксплуатируется в условиях «низкого крейсерского полета», то есть на постоянная скорость от низкой до умеренной на ровной местности.

В целях иллюстрации каждая из рабочих кривых ИНЖИР. 4 предполагает начальное давление в паровой камере 4 фунта на квадратный дюйм. Такие повышение давления в камере не было бы неожиданным при определенные условия эксплуатации, например, когда двигатель был переведен в режим холостого хода после периода работы на более высокой мощности.

В момент «ноль» высокое давление испарителя приводит к форсунки отключены, т.е. выключены, так что нет в паровую камеру поступает дополнительное топливо.Под устойчивые настройки мощности на малом крейсерском режиме (опять же, как показано на кривой 52), остаточное испаренное топливо в паровой камере соответствует требованиям для поддержания работы двигателя в течение непродолжительного времени, например 1-2 секунд, без введения дополнительного топлива в камера. Однако давление паров постоянно падает до 2,5 порог срабатывания срабатывания 54 фунтов на кв. дюйм первичного реле давления 46 составляет достиг.

В этот момент топливо из форсунки 38 распыляется на оба подогреватель 30 и верхний лист 14 в соответствующих наиболее горячих регионах из них.В случае коронного листа температура 500 DEG-600FF не редкость. Как следствие, полное и достигается мгновенное испарение этого топлива.

Объем топлива, поступающего в испаритель через форсунку 38, в сочетании с теплоемкостью испарителя производит больше испаренного топлива, чем требуется карбюратору двигателя (не показано) во время движения автомобиля с малой крейсерской скоростью. Таким образом, избыток испаренное топливо приводит к увеличению давления в паровой камере, что Продолжайте подниматься до 3.Порог отключения переключателя 5 фунтов на квадратный дюйм 46, показано на 56. На этом этапе первичный инжектор выключен и, поскольку в пар не впрыскивается топливо в камере давление пара снижается, пока давление снова не достигает пускового давления 2,5 фунта на квадратный дюйм переключателя 46, показанного позицией 58. Таким образом, первичный инжектор 38 циклически работает, чтобы производить и поддерживать требуемое паропроизводство.

Следует заметить, что во время работы на вышеописанном низкий крейсерский уровень мощности, давление в паровой камере сохраняется постоянно выше 1.Порог срабатывания вспомогательного инжектора 5 фунтов на квадратный дюйм переключатель 50 и, следовательно, работа на этих более низких уровнях мощности может поддерживаться без срабатывания такой вспомогательной форсунки.

Пунктирная линия 60 на фиг. 4 аналогично изображен автомобиль эксплуатации, но при несколько более высоких требованиях к мощности двигателя, для Например, при длительном движении вездехода на высоком крейсерском уровне. В таких условиях увеличивается расход паров топлива. что приводит к соответственно более резкому отрицательному наклону изображена кривая давления паров в периоды, когда топливная форсунка 38 выключен, и менее быстрое восстановление давления в паровой камере во время работы форсунки.

Будет понятно, что продолжая увеличивать двигатель уровень мощности с соответствующим повышенным уровнем паров топлива требования, точка равновесия может быть достигнута, когда производство испаренного топлива только из первичного инжектора 38, достаточно для удовлетворения потребностей двигателя в топливе. Это условие показано линией 62 на фиг. 4.

Если требования к мощности двигателя превышают этот уровень, например, для экстремальных скоростей транспортного средства, для буксировки тяжелых грузов или для крутых подъемов, производство паров топлива от одного инжектора 38 может быть недостаточно. Как показано линией 64, давление в паровой камере при таких экстремальных нагрузках, продолжает уменьшаться даже после срабатывания основного инжектор 38, который возникает, показанный позицией 66, когда давление падает до 2,5 фунта на кв. Дюйм. Срабатывание первичного инжектора снижает скорость пара. потеря давления, но, как уже отмечалось, не останавливает его тенденцию к снижению.

Поскольку давление в паровой камере продолжает падать, давление 1,5 фунта на кв. порог срабатывания вспомогательного реле давления 50 достигается при 68, что, в свою очередь, включает соответствующую вспомогательную форсунку. 40.Пар, создаваемый этими комбинированными форсунками, достаточно для обеспечения потребности двигателя в парообразном топливе, даже когда эксплуатируется в условиях постоянной полной мощности. Таким образом, пар давление в камере увеличивается до порога отключения 2,5 фунта на квадратный дюйм вспомогательного переключателя достигается на 70. При замыкании вспомогательный клапан 48, давление в камере снова падает. Полный или высокий поэтому работа двигателя поддерживается таким образом путем включения вспомогательного инжектора 40, в то время как основной инжектор 38 остается постоянно включенным.

Следует принять во внимание, что использование нескольких форсунок и использование форсунок с полностью регулируемыми рабочими циклами обеспечивает испаритель, обладающий повышенной гибкостью для работы с самыми разными требования к нагрузке двигателя, от холостого хода до полной мощности. Более того, использование подогревателя топлива охлаждающей жидкости двигателя обеспечивает эффективные средства для поддержания нормальной работы двигателя температуры, одновременно облегчая восстановление иначе теряется тепловая энергия двигателя.Этот источник энергии в сочетании с включением камеры выхлопных газов, с высокой емкость, температурный теплообмен, дополнительно способствует настоящему изобретению, его улучшенному испарению стабильность перед лицом различного качества и пробного топлива, и его дополнительные атрибуты, способствующие общей высокой мощности двигателя эффективность использования топлива

Дальнейший вклад настоящего испарителя относится к его способность подавления собственных шумов. Прохождение выхлопных газов, в каком газе содержится большое количество перегретого пара, камера выхлопных газов приводит к эффективному ослаблению большая доля шума сгорания обычного двигателя. Использование настоящий испаритель, таким образом, устраняет необходимость в любых дополнительная система глушения в большинстве обычных транспортных средств.


Высокоэффективное внутреннее сгорание паровой двигатель
US4509464


Паровая машина внутреннего сгорания работает с водно-спиртовая топливная смесь испаряется перед сгоранием при охлаждающая жидкость двигателя, протекающая через первый теплообменник.В первый теплообменник или парогенератор использует отходящее тепло от охлаждающая жидкость двигателя для нагрева и испарения водно-спиртовой смеси. Второй теплообменник, использующий выхлопные газы, нагревает камеру сгорания. воздух перед прохождением через впускной коллектор. Завершить испарение спиртового топлива осуществляется для преодоления более низкая калорийность алкоголя по сравнению с бензином и для обеспечения полного и регулярного сгорания.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в целом относится к системе внутреннего сгорания. паровой двигатель, работающий на спиртовом топливе, а в в частности, к водно-спиртовой топливной системе для подачи испарение топлива в двигатель.При сгорании перегретый пар генерируется внутри цилиндров для создания повышенного давления и температура. Более конкретно, настоящее изобретение относится к к уникальной комбинации внутреннего сгорания и внешней горелки паровые технологии, особенно адаптированные для рециркуляции тепловая энергия для производства высокоэффективного двигателя, адаптированного для автомобильное и другое использование.

Обычные бензиновые двигатели работают на так называемом OTTO цикл, в котором зажигается карбюраторная смесь топлива и воздуха после сжатия известным способом и после этого вытеснен в окружающую среду через выпускной коллектор и система глушителя. Однако такие двигатели несут значительные потери. тепла и другой энергии, что, в свою очередь, приводит к некачественному топливу. преобразование энергии механической работы. Во-первых, горящие газы создают среднее эффективное давление в цилиндре около 100-200 фунт / кв. дюйм, но при очень высокой температуре обычно 3000 ° F. Это чрезмерное тепло, которое обычно рассеивается через радиатор двигателя во избежание разрушения цилиндров и поршней, счета для примерно 35% потерь энергии несгоревшего бензин топливо.

Кроме того, известно, что подходящие стехиометрические смеси для полное сгорание топлива не воспламеняется и, следовательно, обычно присутствует избыток топлива (т.е. богатая смесь). Это в в свою очередь, приводит к частичному или несгоревшему углеродному выхлопу способствуя загрязнению окружающей среды и дальнейшим потерям в эффективность. В качестве альтернативы обычные системы впрыска топлива. может использоваться для прямого впрыска капель топлива в воздушный поток. Хотя более эффективен, чем обычные карбюраторы, впрыскивание относительно крупных капель, обычно 0,050 дюйма в диаметре, все еще приводит к неполному сгоранию.

В дополнение к описанному выше несгоревшему топливу и охлаждающей жидкости потери энергии, выхлопные газы довольно горячие, часто превышающие 1500oF, тем самым увеличивая потери тепловой энергии. Действительно, часто можно увидеть нагретые до накала выпускные коллекторы, и пламя, исходящее из выхлопной трубы, не редкость.В Всего эти потери, связанные с выхлопом, составляют еще 35 процентов. от общей топливной энергии бензина. Вычитая еще 10 процент потерь на трение, общий КПД типичного бензиновый двигатель внутреннего сгорания составляет порядка 20 процент.

В отличие от повышенных рабочих температур бензиновые двигатели внутреннего сгорания, типичные внешние паровой двигатель внутреннего сгорания работает при температуре около 440 ° С. DEG F.и 470 ° F, что соответствует давлению пара между около 400 фунтов на квадратный дюйм и 500 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, обычный внешний паровой двигатель внутреннего сгорания создает необходимое давление в цилиндре но при значительно пониженной рабочей температуре, что, в свою очередь, значительно снижает охлаждение двигателя и тепловые потери выхлопных газов.

Однако обычные паровые двигатели внешнего сгорания имеют несколько недостатков, которые делают их непригодными для использования в современные автомобили. Во-первых, потребуется относительно громоздкий котел. для генерации пара.Кроме того, требуется значительное время для нагрева котла до рабочего давления, что задерживает продуктивный использование двигателя при первом запуске и при низкой нагрузке периодов, делает систему относительно более неэффективной.

Обычные паровые двигатели внешнего сгорания в любом случае довольно неэффективно. Эти двигатели, которые работают на RANKINE цикл, требует сжигания топлива для нагрева и испарения воды содержится в котле. Образующийся пар проходит через необходимые трубопроводы и элементы управления и, в свою очередь, допускаются к двигателю цилиндр.Предполагая, что температура котловой воды изначально составляет 32 градуса F., необходимо добавить 180 BTU на фунт, чтобы поднять воду до 212 Температура кипения DEG F. и дополнительные 1030 БТЕ для преобразования вода в паровую фазу при давлении 500 фунтов на квадратный дюйм. Предполагая, далее, что типичный паровой двигатель выпускает пар при давлении всего 20 фунтов на квадратный дюйм, общий КПД двигателя составляет 4%. Даже этот низкий показатель эффективности оптимистичен, так как другие потери, включая котельные эффективность не рассматривалась.

Настоящая паровая машина внутреннего сгорания, напротив, представляет собой высокоэффективное сочетание пара и внутреннего технологии сжигания, особенно подходящие для утилизации иначе теряется тепловая энергия. Во-первых, энергия в двигателе система охлаждения используется повторно для испарения водно-спиртового топлива смесь. Это испаренное топливо сгорает быстрее, производя максимальное давление в баллоне и максимальное среднее эффективное давление.Вода поступает в цилиндр в виде пара с энтальпия уже составляет 1150 БТЕ на фунт, требуя только дополнительные 50 БТЕ, чтобы поднять его давление, как в паровой машине в примере выше до 500 фунтов на квадратный дюйм. Если предположить, что давление выхлопа 20 psi и практически полная рециркуляция охлаждающей жидкости энергии (обычно потери на рециркуляцию составляют несколько процентов), тепловой КПД составляет около 88 процентов.

Далее, поскольку практически все топливо по настоящему изобретению сгорает, соответственно мало теряется топливная энергия и минимальное загрязнение окружающей среды.Для дальнейшего повышения эффективности настоящего двигателя выхлопные газы могут быть преимущественно рециркулирует, чтобы предварительно нагреть воздух на впуске карбюратора примерно до 500 ° F, тем самым дополнительно уменьшая тепло, которое необходимо впоследствии добавляется или генерируется в цилиндре парового сгорания цикл. Таким образом, потери на выхлопе снижаются примерно до 15 процент. Учитывая потери на трение, общая эффективность может быть достигнуто чуть более 50 процентов.Это около трех в разы эффективнее обычного бензинового внутреннего двигатель внутреннего сгорания, примерно вдвое больше, чем у дизеля, и более десяти раз эффективнее паровой машины.

Еще одним преимуществом данного двигателя является то, что он может работает с разными видами топлива, включая большинство спиртов. Этот включает множество гидроксильных производных углеводородов, таких как метанол, этанол, изопропанол, третичный бутанол и смеси из них водой.Предпочтительным топливом является этанол, который может преимущественно из органических отходов с меньшими затратами. В кроме того, этанол будет поддерживать горение при смешивании с водой даже при низких концентрациях. Эта теплота сгорания превращает вода или перегревает пар.

Двигатели внутреннего сгорания, работающие на спирте или его смеси бензино-спиртовые смеси хорошо известны. Однако такое смешение понижает температуру кипения бензина и тем самым вызывает пар заблокировать топливный насос при более низкой температуре, чем было бы дело с чистым бензином.Кроме того, введение воды в топливная смесь бензин-спирт заставляет смесь разделить на составляющие фазы. Поскольку полученное топливо подаваемый в карбюратор не имеет постоянного состава и не соответствуют составу, к которому был карбюратор изначально настроен, двигатель неисправен.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно настоящему изобретению водно-спиртовое топливо перекачивается из топливного бака в первый теплообменник или пар генератор, в котором отводится тепло из системы охлаждения двигателя испаряет топливо.Затем топливо проходит через подходящие клапаны, органы управления и паровой карбюратор перед входом в двигатель цилиндры. Спирт горит в цилиндрах, вращая воду пар в перегретый пар. Высокое содержание алкоголя приводит к высокое давление и температура. Обратное также верно. Алкоголь от 125 до 140 обеспечивает превосходную производительность двигателя по сравнению с бензином топливо с более низкой пробы, примерно до 90 пробы, довольно существенно. При простуде требуется более крепкий спирт. погода, когда салон автомобиля должен быть нагревается, потому что в холодную погоду тепловые потери двигателя больше.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения электрическое средство предусмотрен в первом теплообменнике для нагрева и испарения спиртовое топливо перед зажиганием, что позволяет избежать холодного пуска. проблемы, связанные с употреблением алкоголя в качестве топлива. В соответствии с во втором варианте нагретая охлаждающая жидкость двигателя циркулирует через первый теплообменник аналогично испаряет спиртовое топливо. В уникальный двухступенчатый теплообменник, имеющий верхнюю первую ступень горячего пластина, особенно подходит для испарения топлива при минимизации фракционной перегонки. Кроме того, средства предназначены для нагрева воздуха для горения во втором теплообменнике до сжигания с использованием тепловой энергии горячих выхлопных газов генерируется двигателем при нормальных условиях эксплуатации.

Согласно настоящему изобретению водно-спиртовая смесь передается в первый теплообменник, а тепло передается от электронагревательный элемент или нагретую охлаждающую жидкость двигателя к водно-спиртовой. В первом теплообменнике спиртоводяное топливо испаряется.Образующиеся пары спирта и воды затем перешел на впускной коллектор двигателя. Все компоненты топливная система, через которую протекает нагретое топливо и пары. изолирован для минимизации потерь тепла.

Второй теплообменник, расположенный на выхлопных линиях, нагревает воздух для горения, который также поступает во впускной коллектор. Как в результате температура воздуха, проходящего во впускной коллектор увеличивается, и пары, образующиеся в первом теплообменнике поддерживаются в газообразном состоянии перед сгоранием.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности двигатель внутреннего сгорания, работающий на спирте, обеспечивая средства для испарение спиртово-водного топлива и средств для нагрева и увлажнение воздуха, используемого при горении.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание средства для преодоление проблемы холодного пуска внутреннего сгорания двигатель работал на спирте в качестве топлива.

Другие цели и преимущества будут очевидны из следующих подробное описание сделано со ссылкой на прилагаемый рисунки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 — схематическое изображение предпочтительного воплощение изобретения;

РИС. 2 — вид в перспективе с вырезом первого плавника. теплообменник или парогенератор, который нагревает и испаряет водно-спиртовая смесь с горячей охлаждающей жидкостью двигателя;

РИС. 3 — вид в разрезе по линии 3-3 на фиг.2; и

РИС. 4 — вид в перспективе в разрезе второй плавки. теплообменник, который нагревает воздух для горения выхлопными газами.

РИС. 5 — вид в разрезе альтернативного варианта осуществления настоящий парогенератор, взятый в основном по линии 5-5 фиг. 7, изображающая горячую пластину испарителя;

РИС. 6 — вид в разрезе парогенератора по фиг.5 по линии 6-6 на фиг. 7 с изображением теплообменник испарителя;

РИС. 7 — вид в профиль парогенератора фиг. 5 с оторванными частями, чтобы показать расположение горячих пластина и теплообменник в ней; и

РИС. 8 — представление функционального блока кислорода считывание управления карбюратором по настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на фиг. 1 топливо хранится в резервуаре 10 и выводится оттуда через трубопровод 12 под давлением топливным насосом 14. Как описано ранее, топливо смесь спирта с водой, предпочтительным спиртом является этанол.

Топливо течет по трубопроводу 16 к парогенератору 18, который по сути является теплообменником, при давлении примерно два фунта на квадратный дюйм.Парогенератор 18, более наглядно показанные на фиг. 2 и 3, представляет собой полую емкость или цилиндр 20 имеющий впуск 22 и выпуск 24 для жидкого хладагента в дополнение к впускное отверстие 26 и выпускное отверстие 28 для топлива.

Внутри контейнера 20 расположена сердцевина 30 нагревателя через какая охлаждающая жидкость двигателя может циркулировать. В частности, жидкий теплоноситель от двигателя внутреннего сгорания 32 циркулирует вода насос 34 через шланг 36 к входу охлаждающей жидкости 22. Охлаждающая жидкость затем циркулирует через сердечник 30 нагревателя и после прохождения через выпуск 24 охлаждающей жидкости возвращается к двигателю 32 через шланг 38.

Удлиненный стержневой электронагревательный элемент 40 расположен внутри континентера 20 нагревательный элемент 40 погружен в топливе, которое окружает сердечник 30 нагревателя. нагревательный элемент 40, который приводится в действие источником питания 42 (для например, аккумулятор автомобиля), дополняет тепло от охлаждающая жидкость двигателя для преодоления трудностей холодного пуска связанные с употреблением спиртосодержащего топлива. Термостат 44 расположен между парогенератором 18 и паровым карбюратором 47 двигателя управляет нагревательным элементом 40 и лампочкой готовности 48, что указывает на то, что схема работает.Алкоголь и водяные пары проходят через выпускное отверстие 28 для топлива в трубопровод 50 в сообщение с регулирующим клапаном 49, соединенным с паром карбюратор 47. Карбюратор 47, в свою очередь, подключен к впускной коллектор 46 двигателя.

Клапан сброса давления 54, который установлен, например, на четыре фунты давления можно использовать в качестве предохранительного устройства для предотвращения создание избыточного давления внутри контейнера 20. Жидкость уровень топлива в емкости 20 регулируется клапаном 56 и поплавок 58, связанный с впускным отверстием 26 для топлива.

При работе топливный насос 14 заполняет парогенератор 18 жидкостью. топливо до уровня примерно на один дюйм ниже верхней части сердечника нагревателя 30. Это служит для перегрева пара и отвода вся жидкость, испаряемая погруженным нагревательным элементом 40. При показателе степени стойкости к алкоголю 140 или ниже наблюдается тенденция к фракционная перегонка, когда охлаждающая жидкость двигателя нагревается до рабочей температуры. По мере приближения температуры 175 DEG F., спирт будет дистиллирован, а вода останется. Это может создать дисбаланс в соотношении воздух-топливо. Позже, когда двигатель достигнет рабочей температуры, оставшаяся вода будет испарился. Таким образом, пар сначала был бы слишком богат, а затем слишком опираться. Нагревательный элемент 40 и отвод жидкости вдоль сторон сердечника 30 нагревателя решает эту проблему.

Клапан сброса давления, такой как клапан 54, требуется по закону все сосуды под давлением.Его можно подсоединить к шлангу (не показан) для вентилируйте обратно в топливный бак, чтобы топливо не терялось и большая часть тепло восстанавливается. Обычно клапан не используется. Если клапан должен начать выпускать воздух, это указывает на слишком высокую степень проверки используется топливо. Более низкая проба обеспечивает более низкую рабочую температура.

Нагревательный элемент 40, активируемый реле давления 59, включен когда давление в емкости 20 меньше трех фунтов на квадратный дюйм.Таким образом, ТЭН работает, когда начиная с холодного старта. В сильные морозы, когда бывает жара. необходим для автомобиля, и теплопотери значительны, отопление элемент будет работать непрерывно.

На практике теплота сгорания выделяется в виде этанола в воде. топливо сгорает повышает температуру и давление пара от 212 ° F и 14,7 psi до перегретого пара при 500 psi и 600oF только добавлением 148 БТЕ на фунт пара. Если используется типовая схема котла, потребуется 1270 БТЕ. Расширяющийся пар перемещает поршень, совершая полезную работу. В в предпочтительном варианте температура и давление выхлопных газов составляют 280 DEG F. и 50 psi, соответственно, с теплосодержанием или энтальпией 1174 BTU.

Температура вспышки этанола составляет 70 ° F. Это означает, что этанол не воспламеняется при температуре ниже 70 ° F. Это функция безопасности в случае аварии.Точки воспламенения, однако также представляют проблему с воспламенением, поскольку большая часть время, когда температура окружающей среды топливной смеси ниже точка возгорания. Из-за испарения топлива проблема воспламенения решается за исключением того, что при холодном двигателе пар остынет и конденсируется ниже температуры вспышки.

В качестве решения этой проблемы можно использовать пропан в качестве стартового топливо. Небольшой резервуар (не показан) с редукционным клапаном и испарительный клапан подает пары пропана в парогенератор при давлении в один фунт. Пока давление водяного пара спирта меньше фунта, допускается пропан. Когда давление поднимается выше, пропан больше не течет. К этому времени, однако двигатель прогрет до рабочей температуры, и воздух карбюратора выше минимального значения 212 ° F.

Пропан был выбран в качестве вспомогательного стартового топлива, поскольку он совместим со спиртом и водой. Его можно нагревать в паре генератор для нагрева элементов паропровода и предотвращения конденсация, когда спирт и водяной пар начинают течь.В переход с одного топлива на другое происходит постепенно и не требует ухудшают работу двигателя. Различное воздушно-топливное скорость сгорания автоматически изменяется давлением выключатель управления, который включает электромагнитный клапан.

Как показано на фиг. 1 и более подробно проиллюстрировано на ИНЖИР. 4, второй теплообменник 60 содержит камеру 62, разделенную как минимум на два соседних отсека A и B перегородкой 64, который простирается от верха к низу камеры и от одна сторона по существу к другой стороне камеры.

Выпускной коллектор 66 двигателя соединен выхлопной трубой 68 к входу 70 выхлопных газов в один из отсеков (для например, отсек А). Трубка 72 теплопередачи, которая имеет большая окружность относительно выхлопной трубы 68, выступает внутри камеры вдоль грани перегородки 64, определяющей отсек A, в отсек B и к выпускному отверстию для выхлопных газов 74 который находится в связи с атмосферой.

Впускное отверстие 76 для воздуха рядом с выпускным отверстием 74 для выхлопных газов в отсеке B направляет воздух для горения в камеру 62 для прохождения через отсек B и отсек A к воздуховыпускному отверстию 78, которое соединен шлангом 80 с паровым карбюратором 47 двигателя.

Во время работы двигателя горячие выхлопные газы проходят через теплопередающая трубка 72 и отсеки А и В второго тепла теплообменник 60 для нагрева воздуха для горения, протекающего в противоположном направление через теплообменник. Потому что теплопередача трубка 72 имеет относительно большую окружность, площадь поверхности трубка 72, контактирующая с окружающим воздухом для горения, повышенная и максимальная теплопередача достигается между выхлопные газы, протекающие по трубке, и воздух для горения.В второй вариант реализации второго теплообменника 60, множество трубок теплопередачи может проходить между отсеками A и B.

Нагретый воздух для горения проходит через выпускное отверстие 78 в шланг 80 соединен с паровым карбюратором 47. После этого нагретый воздух поступает во впускной коллектор. Как нагретый воздух для горения соединяется с парами спирта и воды, производимыми первым теплообменник 18 воздух насыщается спиртом и вода.Точно так же нагретый воздух помогает поддерживать испарение состояние водно-спиртового топлива.

Влага испаренного топлива создает пар в двигателе цилиндров, которые создают более высокое внутреннее давление, чем в случай нагретого сухого газа за счет пароводяной объемной степень расширения 1600: 1. С другой стороны, сухой газ расширяется только прямо пропорционально его абсолютной температуре. Таким образом, при сгорании реализуются большие расширительные силы из-за наличие пара в цилиндрах двигателя при повышенных температуры.Добавление воды в виде пара в система также может иметь дополнительное преимущество в виде уменьшения образование выбросов из-за охлаждающего эффекта конденсированная вода снижает температуру сгорания, тем самым снижая образование оксида азота, которое зависит от температуры и времени.

Объем пара спирта, выходящего из парогенератора 20 и впускной коллектор 46 может управляться вручную с помощью оператор. Как указано, термостат 44 также регулируется.Таким образом, в топливной системе можно использовать спирты с разными точки кипения. Кроме того, система может адаптироваться к окружающей среде. изменения температуры и давления из-за изменений высота. Регулируемый термостат в диапазоне 140 градусов и 220oF подходит для использования в этом изобретении.

По сути, изобретение представляет собой паровую машину внутреннего сгорания. потому что внутри цилиндра образуется перегретый пар. В более низкие температуры при задействованном давлении по сравнению с бензиновое топливо, обеспечивает высокий КПД и значительную энергию экономия.Характеристики горения спирта приводят к минимальное загрязнение, меньший износ двигателя и более длительный срок службы Блок.

Более низкая температура цилиндра также означает меньшее потребление энергии. перенесена в систему охлаждения двигателя. Поэтому большой радиатор, рассеивающий энергию в атмосферу, не требуется. Вместо этого небольшой блок, погруженный в топливо в испарителе, адекватный. Более того, вместо того, чтобы высвободить эту энергию, она переработан для нагрева топлива.После того, как двигатель заработает температура, та же энергия может рециркулировать между топливом и система охлаждения.

Второй вариант парогенератора 18 по фиг. 1 показан обычно на 100 на фиг. 5-7. Этот вариант предлагает улучшенные производительность, когда настоящий двигатель работает с низким содержанием спирта проверки топлива. В частности, эта альтернативная структура дополнительно уменьшает фракционную перегонку, которая становится увеличивающейся проблема, поскольку снижается топливопрочность.Фракционная перегонка возникает из-за более высокой летучести и более низкой температуры кипения спирт по сравнению с водой. В частности, существует определенное молекулярное сродство между молекулами воды и спирта что при более высоких концентрациях алкоголя ограничивает диссоциацию этих разрозненных молекул. Однако как алкоголь концентрация снижается, эффекты молекулярного сродства снижается с соответствующей тенденцией, что алкоголь, с его более низким температура кипения 173 ° F., будет испаряться быстрее.

Это явление, известное как фракционная перегонка, приводит к пропорционально более высокое процентное содержание алкоголя, чем вода, испарение. Таким образом, фракционная перегонка увеличивает эффективная концентрация алкоголя на начальном этапе, но в конечном итоге приводит к пониженным концентрациям, поскольку жидкая топливная смесь остатки состоят из чрезмерной доли воды.

Парогенератор 100 включает нагревательную пластину 102, расположенную непосредственно над ребристым теплообменником 104, оба из которых погружены в воду под спиртовым топливом в корпусе испарителя 106.Жидкое топливо впускной патрубок 108 расположен в нижней части корпуса 106 для впуска топливо практически при температуре окружающей среды. Уровень жидкости контроллер 110 расположен в кожухе 106 непосредственно над источником тепла. теплообменник 102. Контроллер 110 оперативно подключен к топливной насос 14, фиг. 1, тем самым поддерживая топливо парогенератора уровень на заданном уровне над плитой. Как будет поясняется более подробно ниже, топливо предпочтительно поддерживается примерно на 1/8 дюйма выше верхней поверхности горячей плиты, что может иметь контурную форму или иметь выступы и т. п. для гашения колебаний движение топлива сверх того.

Горячая плита состоит из параллельных нагревательных трубок 112 соединяющие противоположные коллекторы 114, 116, посредством которых охлаждающая жидкость двигателя входящий коллектор 114 проходит через множество трубок 112 перед выходящий через коллектор 116. Каждый коллектор снабжен вход (выход) 118 жидкого хладагента для соединения с системой охлаждения двигателя и теплообменником 104 как рассматривается ниже. Трубки 112 нагревательной плиты предпочтительно имеют длину около — дюйма диаметром примерно 1/16 дюйма между соседними трубки.

Теплообменник 104 может иметь обычную ребристую конструкцию и включает входы (выходы) 120 на их концах. Один из жарких Входы 120 теплообменника расположены существенно ниже и являются соединен с выходом 118 от плиты. В оставшееся входное отверстие 118 для горячей пластины соединено с линией охлаждающей жидкости. от двигателя, например, линия 36 на фиг. 1. В аналогичных Таким образом, оставшееся входное отверстие 120 теплообменника соединенный с линией обратного хладагента 38, фиг.1. Таким образом, плита 102 и теплообменник 104 имеют последовательную конфигурацию, так что самая горячая охлаждающая жидкость прямо из двигателя проходит через горячую пластина первая.

Предохранительный клапан 122 сброса давления предусмотрен над жидкостью уровень оболочки парогенератора. Этот клапан установлен на примерно 4 фунта на квадратный дюйм и сбрасывает избыточное давление пара через конденсатор (не показан) к топливному баку 10. Испаренное топливо выход 124 соединен между собой через паровой насос 53, фиг.1, чтобы карбюратор.

При работе охлаждающая жидкость от двигателя поступает на горячую плиту обычно в диапазоне около 250-260oF. Это чрезвычайно горячий теплоноситель проходит через относительно небольшую массу, содержащую трубки 112 горячей плиты, которые, в свою очередь, немедленно нагревают топливо прилегающий к нему. Поскольку жидкое топливо поддерживается на уровне всего над конфоркой и, кроме того, температура конфорки превышает температуру кипения как спирта, так и воды, испарение обеих жидкостей происходит в основном в пропорционально их соответствующим составляющим концентрациям.Таким образом, фракционное испарение избегается в области горячей пластины.

Охлаждающая жидкость двигателя, рассеявшая часть своей тепловой энергии при испарении топлива, затем попадает в теплообменник предварительного подогрева топлива 04 при температуре около 200 ° F, где он служит для предварительно нагреть поступающее топливо на спиртовой основе от температуры окружающей среды до температура несколько ниже точки кипения спирта, 178 ° F. Температуры, превышающие эту точку кипения, увеличиваются. фракционная перегонка при существенно более низких температурах снизить эффективность испарителя.Охлаждающая жидкость возвращается через трубопровод 38, фиг. 1, к двигателю для подогрева.

Следует принять во внимание, что охлаждающая жидкость настоящего изобретения не только функции для поддержания нормальной работы двигателя температуры, но, что важно, служит двойной цели: испарение спиртового топлива, тем самым существенно улучшая двигатель общая эффективность. Далее следует отметить, что алкоголь паровой двигатель внутреннего сгорания настоящего изобретения особенно адаптирован для рекуперации энергии для следующих причины.Во-первых, топливо на спиртовой основе горит в нижнем цилиндре. температуры, тем самым снижая общие потери в системе охлаждения тепла и, кроме того, облегчение рекуперации тепла благодаря его по своей сути более низкая температура. Кроме того, паровой режим работы настоящий двигатель уникально подходит для подогрева топлива или испарение, при котором вода должна испаряться, чтобы производить полезную работу. Обычное внутреннее сгорание двигатели не реализуют такие же улучшения эффективности за счет испарение топлива и, в любом случае, обращение с испарившимися бензин представляет потенциальные проблемы безопасности.

РИС. 8 показан карбюратор с электронным управлением, который требуется, если требуются низкие или изменяющиеся степени защиты от топлива. созерцал. Типичный паровой карбюратор работает на принцип объемного отношения, который обеспечивает предельную производительность в вид диапазона встречающихся объемных соотношений. Таким образом, для Например, соотношение воздух-топливо пропана, используемого для холодного запуск двигателя по погодным условиям 17: 1; этанол 10-к-1; в то время как этанол 100 пробы, из-за концентрации вода, не требующая кислорода, составляет всего 5: 1.Этот широкий различие между используемыми видами топлива запрещает эффективное использование обычные механические карбюраторы.

Электронный карбюратор по настоящему изобретению использует датчик кислорода 140 в выпускном коллекторе 142 соединен между собой через обычную схему управления с обратной связью 144 на сервопривод двигатель 146 приводит в действие дроссельную заслонку 148. Клапан 148 расположен в впуск паров топлива 150 в карбюратор 152 и автоматически регулируется для поддержания заданного уровня выхлопных газов содержание кислорода.Таким образом можно получить подходящую горючую смесь. поддерживается для любого топлива и любых условий окружающей среды обеспечение минимального загрязнения за счет полного сгорания топлива. В кроме того, относительно низкие температуры горения, связанные с с существующей паровой машиной внутреннего сгорания исключает образование оксидов азота, тем самым дополнительно обеспечивая двигателю очень низкий уровень загрязнения.

Как указывалось ранее, желательно предварительно прогреть карбюратор приточный воздух для облегчения генерации перегретого пара в цилиндры.Подогреватель 154 воздуха карбюратора может быть расположен в выпускной коллектор 142, как показано на фиг. 8 или, альтернативно, ранее описанный подогреватель 60, фиг. 4, может быть использован. В в любом случае температура поступающего воздуха в карбюратор составляет предпочтительно нагревают от 500 до 600 ° F. чтобы этот входящий воздух не нагревался значительно выше 600 ° F. для того, чтобы температура самовоспламенения этанола 685 ° F., безопасно избегать.


Простой индикатор алкоголя в выдыхаемом воздухе

Масштабирование и смещение аналоговых сигналов

Масштабирование и смещение аналоговых сигналов Ноябрь 2007 г. Введение Масштабирование и смещение диапазона и смещения аналоговых сигналов — полезный навык для работы с разнообразной электроникой.Не только может интерфейс

Дополнительная информация

MAS. 836 КАК СДВИГАТЬ OP-AMP

MAS.836 КАК СДВИГАТЬ СДВИГ ЦЕПИ ОУ-УСИЛИТЕЛЯ: Смещение в электронной схеме описывает рабочие характеристики установившегося состояния без подачи сигнала. В схеме операционного усилителя рабочая характеристика

Дополнительная информация

Лабораторная работа 1: Цифровой осциллограф.

PHYSICS 220 Лаборатория физической электроники 1. Цифровой осциллограф. Цель: познакомиться с осциллографом, широко распространенным инструментом для наблюдения и измерения электронных сигналов.Аппарат: Tektronix

Дополнительная информация

Лабораторная работа 3 — Цепи постоянного тока и закон Ома

Лабораторная работа 3 — Цепи постоянного тока и закон Ома L3-1 Имя Дата Партнеры Лаборатория 3 — Цепи постоянного тока и закон Ома ЦЕЛИ Научиться применять концепцию разности потенциалов (напряжения) для объяснения действия батареи в

Дополнительная информация

Всасывание почвы. Полное всасывание

Всасывание почвы Полное всасывание Полное всасывание почвы определяется в терминах свободной энергии или относительного давления пара (относительной влажности) влажности почвы.Ψ = v RT ln v w 0ω v u v 0 (u) u = частичное

Дополнительная информация

Эксперимент 3, закон Ома

Эксперимент № 3, Закон Ома 1 Цель Физика 182 — Лето 2013 г. — Эксперимент № 3 1 Для исследования характеристик напряжения, -, углеродного резистора при комнатной температуре и температуре жидкого азота,

Дополнительная информация

Цепи операционных усилителей с преобразователем напряжения / тока

Схемы операционных усилителей с преобразователями напряжения / тока Этот рабочий лист и все связанные файлы находятся под лицензией Creative Commons Attribution License, версия 1.0. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/1.0/,

. Дополнительная информация

Инженер-исследователь. оборудование. сила

Примечание по применению APT0406 Использование датчика температуры NTC, встроенного в силовой модуль Пьер-Лоран Думерг, инженер-разработчик, силовой модуль Microsemi, 26 rue de Campilleau 33 520 Брюгге, Франция Введение:

Дополнительная информация

Эксперимент № 4, Омическое тепло

Эксперимент № 4, Омическое тепло 1 Цель Физика 18 — Осень 013 — Эксперимент № 4 1 1.Продемонстрировать преобразование электрической энергии в тепло. Продемонстрировать, что скорость производства тепла в электрическом устройстве

Дополнительная информация

Комплект 106. Усилитель звука мощностью 50 Вт

Комплект 106 Аудиоусилитель мощностью 50 Вт Этот комплект основан на замечательном модуле усилителя IC от ST Electronics, TDA7294. Он предназначен для использования в качестве высококачественного аудио усилителя класса AB в hi-fi приложениях

Дополнительная информация

Особенности.Приложения

Таймер LM555 Общее описание LM555 — это высокостабильное устройство для создания точных временных задержек или колебаний. При желании предусмотрены дополнительные клеммы для запуска или сброса. В

Дополнительная информация

Требования к заявке

Мониторы опасных газов Обзор выбора датчика Мониторинг безопасности (LEL) Обнаружение предельного уровня токсичных газов (PEL) Обнаружение утечек Требования по обеспечению личной безопасности Оценка воздействия (TWA) Качество окружающего воздуха

Дополнительная информация

ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (THERM)

ОТДЕЛЕНИЕ ФИЗИКИ УНИВЕРСИТЕТА СЮРРЕИ Уровень 2 Классический лабораторный эксперимент ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (THERM) Цели В этом эксперименте вы исследуете основные характеристики теплового излучения,

Дополнительная информация

Беспроводная система домашней безопасности

Группа беспроводных домашних систем безопасности: D14 Члены: Вайбхав Сингх (05D07026) Абхишек Тивари (05D07028) Совик Чоудхури (05D07029) 1.Аннотация Проект направлен на создание недорогого и надежного беспроводного устройства

. Дополнительная информация

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ TGS2620

Компания ISO9 Техническая информация для датчиков летучих органических соединений (ЛОС) Серия Figaro 26 — это новый тип толстопленочных металлооксидных полупроводниковых датчиков газа с трафаретной печатью, которые обеспечивают миниатюризацию

Дополнительная информация

ЧАСТЬ 1 — ВВЕДЕНИЕ…

Содержание ЧАСТЬ 1 — ВВЕДЕНИЕ … 3 1.1 Общие сведения … 3 1.2 Характеристики сенсора … 3 1.3 Технические характеристики сенсора (CDE-45P) … 4 Рисунок 1-1 Размеры сенсора CDE-45P (стандартный, трансформируемый ) … 4 ЧАСТЬ

Дополнительная информация

RAEGuard EC FGM-13XX

RAEGuard EC FGM-13XX Руководство пользователя P / N 033-4102-000 Ред. B Май 2007 г. — ПРОЧИТАЙТЕ ПЕРЕД ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ — Это руководство должны внимательно прочитать все лица, которые имеют или будут нести ответственность за использование, обслуживание

Дополнительная информация

Контроль давления в шинах

Замечания по применению AN601 Контроль давления в шинах 1 Назначение Этот документ предназначен для того, чтобы дать советы по использованию датчиков давления Intersema в недорогой системе контроля давления в шинах (TPMS).2 Введение

Дополнительная информация

УСТРАНЕНИЕ НЕПОЛАДОК ПРИЕМНИКОВ

УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ПРИЕМНИКОВ Четыре метода поиска неисправностей: 1. Нарушение цепи 2. Подмена сигнала 3. Отслеживание сигнала 4. Измерение параметров цепи Определение терминов: нарушение цепи

Дополнительная информация

Спирт, используемый для контроля за концентрацией газа, принципиальная схема датчика газа в разделе «Цепи обнаружения газа и воздуха -59816-: Далее.гр

Керамические газовые сенсоры также могут использоваться для анализа содержания паров спирта. С помощью соответствующей цепи датчика можно определить содержание алкоголя в крови. Свой рабочий пр

Щелкните здесь, чтобы загрузить полный размер схемы выше.

inciple очень прост, если содержание алкоголя в крови содержится в определенной пропорции, то он обязательно будет расходиться в воздух, чем выше концентрация алкоголя в крови в соотношении расходящегося воздуха, тем больше. Если датчик продувки воздухом содержит концентрацию спирта, сопротивление датчика будет реагировать с соответствующим изменением концентрации спирта, это изменение может быть подходящей идентификацией измерительной цепи.Такая схема показана на Рисунке 8-24. Используемый датчик газа TGS 822 производства Фигаро. Цепь от регулируемого источника постоянного тока + 5В. Датчик выходного напряжения инвертора нагружает резистором нагрузки на вход трех операционных усилителей, компараторы на три соединены между собой. На самом деле, резисторы R1 и R2 генератор опорного напряжения. Верхний предел опорного напряжения с помощью набора переменного резистора RP1, RP2 устанавливается нижний предел. После включения нажмите кнопку сброса и триггер, чтобы войти в логическое состояние О.В этом случае светодиод LED1 ~ LED3 не излучает свет. Когда пары спирта воздействуют на датчик, падение напряжения на нагрузочном резисторе начинает изменяться (постепенно увеличивается). Результатом работы этих дискретных компараторов является срабатывание соответствующего триггера, поэтому они соприкасаются со светодиодами. Если датчик паров спирта прекратить действие, то напряжение на сопротивлении нагрузки будет медленно снижаться. После нажатия кнопки сброса вернитесь в исходное состояние. Чтобы компенсировать влияние температуры и влажности на характеристики датчика и для получения большей точности, мы рекомендуем использовать термистор и (или) схему датчика влажности для компенсации.


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *