[实用新型]燃油掺水乳化燃烧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃油掺水乳化燃烧装置，它特别适合重油掺水乳化燃烧。

背景技术

随着我国经济的发展，对能源，特别是石油的需求将成倍增长，未来能源供需的缺口将越来越大。柴油发动机由于具有热效率较高、耗油较低及燃料火灾危险性小便于贮存运输等特点，广泛应用于汽车、农机、舰艇、拖拉机、坦克等大中型设备中，因而成为名副其实的耗油大户及重要的污染来源。由于节能和环保两方面的迫切要求，世界各国都开始各种改善燃油燃烧性能及柴油机燃油燃烧(机械)环境的研究与改善。前者以乳化油为最，后者以燃烧室、喷油器为先。乳化柴油是柴油、水和乳化剂的合成物，它利用乳化剂的表面活性，降低水的表面张力，油和水以W/O或以O/W的形式出现，这种以混合物的形式存在的油，虽很大程度地改善了柴油的燃烧性能，但在不同的温度和不同的环境下，很容易出现破乳(油水分离)，如在使用温度达到100摄氏度时，水就会蒸发或脱离，因此是很不稳定的混合物，且需专业工厂制作，存在不易贮存、使用不方便、运输和制造成本较高的缺点。而燃烧室、喷油器的机械设计制造通过多年的发展已日渐完善，受研究方法、制造方法及材料所限，目前在其功能及结构设计上取得突破性进展的希望微乎其微。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃油掺水乳化燃烧装置，它兼具节能和环保两大特点。

本实用新型的目的是通过如下途径实现的：一种燃油掺水乳化燃烧装置，其油箱、油水分离器、输油泵、柴油滤清器、喷油泵通过低压油管顺序连接，喷油泵另一端以高压油管与油水混合器油入口端连接，水箱、输水泵、水滤清器、喷水泵通过低压水管顺序连接，喷水泵另一端以高压水管与油水混合器水入口连接，油水混合器出口端与喷油器连接；所述的油水混合器内部安装油水混合装置。喷油器外壁上包裹有循环水冷却环。所述的油水混合装置为多层金属网结构或束状分布的金属丝结构。

本实用新型燃油掺水乳化燃烧装置在柴油发动机供给系统中增加一路与供油相同的供水组合，增加油水混合器，即时制备水分散燃料(微乳油)，增加喷油器冷却环，保证水分散燃料的理化性能，运用“微爆”理论原理实现柴油机的直接掺水燃烧。它无需变动柴油机燃烧室及喷油器，工艺简易，制备方便，成本低廉，掺水燃烧时无需添加任何乳化剂与助燃剂等化学试剂，却可达到乳化油的燃烧效果，且无乳化油分层、破乳之忧，不受使用温度、使用环境的影响，可广泛应用于以柴油发动机为动力源的各型设备中。该技术可节省燃油25-30％，降低排放污染，并可以增大发动机的输出功率，实现节约能源和降低排放污染的目的。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型燃油掺水乳化燃烧装置由供给系统、能量转化燃烧系统、输出系统组成，供给系统仅提供燃油。本方案不改变柴油机其它系统，仅改变其供给系统组成。油箱5、油水分离器6、输油泵7、柴油滤清器8、喷油泵9通过低压油管15顺序连接，喷油泵9另一端以高压油管16与油水混合器10油入口端连接，水箱1、输水泵3、水滤清器2、喷水泵4通过低压水管13顺序连接，喷水泵4另一端以高压水管14与油水混合器10水入口连接，油水混合器10出口端与喷油器11连接；所述的油水混合器10内部安装油水混合装置17。所述的油水混合装置17为多层金属网结构或束状分布的金属丝结构。喷油器11外壁上包裹有循环水冷却环12。

如附图1所示，输水泵3将水从水箱1经低压水管13流入水滤清器2滤清后送入喷水泵4的低压水腔，喷水泵将水压升高大于10MPa，此时水温亦相应升高后经高压水管14高速喷入油水混合器10。与此类似，柴油经油箱5低压油管15油水分离器6输油泵7柴油滤清器8喷油泵9高压油管16同时喷入油水混合器10。油水混合器10是本方案中制备水分散燃料最重要的功能部件，通常要形成较稳定的水分散体系，除需要机械搅拌外，还需要加适宜的表面活性剂，而本油水混合器10一方面利用高压高温高速的水流束、油流束与油水混合装置17及容器壁碰撞形成微小液滴，相互融合，达到机械搅拌的效果，油水混合装置17可以为多层金属网结构或束状分布的金属丝结构，另一方面利用高温高速提高油、水分子活性，相互渗透，不断降低界面张力，提高分散相的稳定性，达到添加活性剂的效果。随着这两方面作用的不断深入，分散相颗粒半径不断减小，稳定性也不断提高。从分散体系界面张力分析，当油、水形成微乳液时，界面张力将下降到不可测量的程度，这时，油水体系的界面张力可能暂时小于零而成为负值。正是这种负界面张力推动体系中分散相的分散度加大，界面扩大，最终形成均匀、稳定、透明的微乳油。制备好的水分散燃料微乳油经喷油器11将微乳油呈雾状喷入燃烧室，与空气混合形成可燃混合气并燃烧做功。由于喷油器工况下温度很高，易使微乳油中的水液蒸发或汽化，故增加冷却环12，用以维护微乳油的热力学性能。