RS64391B1 - Proces kavitacije za emulziju vode u gorivo - Google Patents

Description

Opis

TEHNIČKI OBIM PRONALASKA

Predmetni pronalazak se odnosi na proces kavitacije namenjen mešanju vode sa tečnim ugljovodoničnim gorivima dobijenim iz destilovane nafte (npr. benzin za automobilske motore sa unutrašnjim sagorevanjem, brodsko gorivo, dizel, avionski benzin, teško ulje za loženje, lož-ulje i otpadna ulja), biogoriva i životinjska ili biljna ulja, korišćenjem reaktora za kavitaciju.

Kavitacija se sastoji od dobro poznatog fenomena koji se može postići kroz Bernulijevu teoremu. Nastaje kada tečnost protiče kroz fizički prostor gde se pritisak smanjuje na pritisak pare, a tečnost ključa, formirajući parne džepove tečne mase. Mehuriće pare tečnost vuče do stepena gde dostižu veći pritisak i skoro trenutno kolabiraju.

Obično je kavitacija neželjena kod opreme kroz koju prolaze fluidi, kao što su pumpe za vodu i ulje, ventili, vodene turbine, propeleri plovila, klipovi motora i betonski prelivni kanali koji su podložni protoku velike brzine, kao oni koji se nalaze u branama, jer implozija mehurića pare izaziva eroziju na ovoj opremi.

Prednost predmetnog pronalaska - disperzivna pasivna hidrodinamička kavitacija, primenjena na proizvodnju emulzija voda u gorivu, leži u korišćenju fenomena kavitacije na kontrolisan način unutar reaktora koji je posebno izumljen za obavljanje procesa, omogućavajući stabilnost mehurića pare unutar ugljovodonika koji se emulguje sa vodom.

Istovremeno, ugljovodonik je podvrgnut istoj pojavi, formirajući stabilnu emulziju pošto mehurići vode ne mogu da savladaju kohezivne sile, stvarajući na taj način u mehurićima ugljovodonika membranu otpornu na fuziju.

Kada se laki ugljovodonici emulguju, u emulziju treba dodati specifične surfaktante da bi se ojačala otpornost ugljovodonika.

Hidrodinamička kavitacija se može definisati kao proces uparavanja, formiranja mehurića i implozije koji se javlja u toku tečnosti kao rezultat smanjenja hidrauličkog odeljka i naknadnog smanjenja lokalnog pritiska unutar odeljka ovog specifičnog reaktora.

Kavitacija se javlja samo ako se lokalni pritisak smanji na nivo ispod nivoa pritiska tečne pare i zatim se poveća na nivo iznad njega.

U sistemu cevi, kavitacija se obično javlja kao rezultat porasta kinetičke energije (kroz suženje) ili naglog povećanja pritiska.

Dakle, hidrodinamička kavitacija se može postići tako što će tečnost teći kroz suženje određenom brzinom. Prolaskom kroz suženje, kombinacija pritiska i kinetičke energije generiše hidrodinamičku kavitaciju nizvodno od tog suženja, što zauzvrat proizvodi kavitacione mehuriće visoke energije.

Proces formiranja kavitacionih mehurića i naknadnog širenja i kolapsa rezultira povećanjem super visoke gustine energije, lokalne temperature i pritiska na površini mehurića tokom veoma malog vremenskog perioda.

Kontrolisana kavitacija se može koristiti za poboljšanje hemijskih reakcija ili za širenje nekih vrsta emulzija jer se slobodni radikali formiraju u procesu, zbog odvajanja isparenja koja se zadržavaju pri imploziji mehurića.

STANJE TEHNIKE

Početkom dvadesetog veka postalo je poznato da dodavanje vode u gorivo može smanjiti količinu neželjenih komponenti koje se proizvode i emituju sagorevanjem goriva. Od tada su projektovane i testirane mnogobrojne tehnike emulzije vode u gorivu.

Međutim, upotreba ovakvih tehnika emulzije nije naišla na široku prihvaćenost, uglavnom zbog njihove visoke cene, činjenice da zahtevaju značajne promene u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem, njihove loše disperzije vode u gorivu i činjenice da ne mogu da proizvedu stabilne emulzije vode u gorivu. Svi ovi faktori ne samo da ugrožavaju željeni rezultat smanjenja emisija štetnih gasova već mogu izazvati štetne efekte na motore sa unutrašnjim sagorevanjem. Zaista, emulzije voda u gorivu su inherentno fizički nestabilne, što znači da imaju tendenciju da se odvoje u dva sloja, a da se voda akumulira na dnu. Kada se ta pojava dogodi, na primer, u rezervoaru za gorivo, gorivo može smanjiti performanse motora ili čak izazvati nepopravljivu štetu.

U ovom trenutku, najpoznatije tehnike emulgovanja su: a) ultrazvučna kavitacija; b) kavitacija u Venturijevoj cevi; i c) tehnika agitacije (skruber). Od njih, najefikasnija i najkorišćenija tehnika emulgovanja vode u gorivu je ultrazvučna kavitacija.

Ipak, dobijena disperzija može da proizvede kapljice vode koje se kreću od samo 10 µm do 3 µm u prečniku. Ovaj rezultat onemogućava stabilnost emulzija voda u gorivu. Stabilnost goriva se podrazumeva kao period tokom kojeg emulzija voda u gorivu ostaje homogena. U stvari, što je veći prečnik kapljica vode, to je jača sila privlačenja među kapljicama vode i naknadno pregrupisavanje vode. Ovo sprečava emulzije vode u gorivu da se drže duže u skladištenju, a pošto se procenat dodate vode ne može povećati, smanjuje se efikasnost uskladištene emulzije vode u gorivu.

U stvari, tehnika ultrazvučne kavitacije ima veoma ograničenu granicu dodavanja vode. Jedini način da se prevaziđe to ograničenje, obezbeđujući da dobijena emulzija voda u gorivu zadrži iste željene karakteristike, je povećanje ultrazvučnih vibracija, koje mogu imati štetne efekte kako na ljude tako i na okolne strukture.

Kada ultrazvuk prođe kroz materijal, on se apsorbuje i može povećati lokalnu temperaturu. Stopa apsorpcije ultrazvuka se povećava u skladu sa njegovom frekvencijom. Međutim, biološke promene izazvane upotrebom ultrazvuka mogu biti iste ako je povećanje stope apsorpcije izazvano drugim sredstvom.

Drugi mogući efekat ultrazvučne kavitacije je povezan sa kavitacijom (kao što je ranije pomenuto, izraz koji se koristi da opiše formiranje šupljina ili mehurića unutar fluida, koji sadrži promenljivu količinu gasa ili pare). U slučaju bioloških ćelija ili makromolekula u vodenoj suspenziji, ultrazvuk ih može strukturno i/ili funkcionalno promeniti, što može biti nepoželjno.

Negativan pritisak primenjen na materijal tokom razređivanja može dovesti do spajanja rastvorenih ili zarobljenih gasova, čime se formiraju mehurići.

Drugi biološki efekat koji je rezultat ultrazvučne kavitacije je onaj izazvan takozvanim „silama zračenja”. One mogu da pomeraju, iskrivljuju i/ili preorijentišu međućelijske čestice, ili čak ćelije, u odnosu na njihovu normalnu konfiguraciju.

Više poznatih uređaja za hidrodinamički protok (pogledajte patente US6705396, US7787712, US6502979, US5971601, i prijavu patenta WO2009/004604) opisuju različite hidrodinamičke reaktore za kavitaciju i njihovu upotrebu.

Američki patent US7338551 stavlja na uvid javnosti uređaj i postupak za stvaranje mehurića u fluidu koji teče kroz prvu zonu suženja tog hidrodinamičkog uređaja za kavitaciju, koji se zatim meša sa gasom da bi se povećala implozija unutar druge zone suženja. Iako je navedeni uređaj projektovan sa dve zone za kavitaciju, njegova efikasnost nije zadovoljavajuća kad god je potrebna veća količina uzastopnih operacija kavitacije.

Prijava patenta WO2009/004604 stavlja na uvid javnosti upotrebu vibro-akustičnog procesa za proizvodnju emulzija. Prečnici kapljica vode generisanih ovim procesom kreću se između 10 µm i 3 pm, objašnjavajući zašto nešto kao što je vibro-akustički proces nije zadovoljavajuće za proizvodnju emulzija voda u gorivu.

Patent US 6,042,089 stavlja na uvid javnosti upotrebu Venturijevog efekta za proizvodnju pene sa mehurićima vazduha prečnika do 20 mikrometara. Kako je prečnik generisanih mehurića generalno veći od 10 pm, proces kavitacije stavljen na uvid javnosti u US 6,042,089 ne može se preneti na proizvodnju emulzija voda u gorivu.

Prijava patenta WO 2014/134115 stavlja na uvid javnosti proces emulgovanja korišćenjem kavitacije za proizvodnju kapljica vode. Kontrolni uređaj je postavljen na ulazu u kavitacionu komoru da modifikuje brzinu dolaznog toka fluida i tako omogući bolje podešavanje prečnika dobijenih kapljica. Međutim, dobijene kapljice nikada nisu manje od 1 mikrometra i uređaj se mora koristiti direktno na mestu gde je emulzija potrebna, jer proizvedena emulzija nema dugotrajnu stabilnost.

Drugi pristup daje američki patent US5969207, koji koristi protočnu cev sa deflektorom koji može da generiše hidrodinamičku kavitaciju. Kroz svoju operaciju kavitacije, ovaj patentirani uređaj može da izazove hemijske promene koje imaju za cilj da kvalitativno i kvantitativno modifikuju sastav tečnih ugljovodonika.

Ruski patent 2143312, B 01 J 10/00 stavlja na uvid javnosti gas-tečnost proizvedenu uređajem za vorteks kavitaciju koji je okružen cilindričnim vertikalnim kućištem. Navedeni kavitacioni uređaj se nalazi u međudelu tog kućišta, a opremljen je komorama za mešanje i komorama za penjenje pričvršćenim steznom mlaznicom. Cev za napajanje, koja je poravnata koaksijalno sa komorom za mešanje, radi kao kavitaciona mlaznica sa konusnim separatorom. Da bi se proizveo vrtložni tok, dovodna cev ima osam kvadratnih navoja čiji je korak dužine od 2 do 5 mm. Složena izrada i visoka otpornost na protok, zbog efekta vrtloga, glavni su nedostatak ovog uređaja.

Ruski patent 2126117, F 24 J 3/00 stavlja na uvid grejni uređaj za kavitaciju sa projektovanim cilindričnim kućištem, Venturi mlaznicom i telom deflektora koje se nalazi u njegovom unutrašnjem delu. Rotor je postavljen unutar Venturi mlaznice, ispred tela deflektora. Spoljna površina tela deflektora ima uzdužne žlebove koji su osetljivi na radno kolo i pričvršćeni su za drugi kraj tela deflektora. Glavni nedostatak datog uređaja je finansijski trošak proizvodnje. Štaviše, rotor je podložan smetnjama, čime se smanjuje efikasnost prerade.

S druge strane, ruski patent 2158627, B 01 J 5/08 stavlja na uvid javnosti pronalazak miksera za kavitaciju koji se sastoji od cilindrične radne komore, mlaznice za dovod tečnosti konvergentnog konusnog oblika i kljuna u obliku konusa za ispuštanje raspršene tečnosti. Dovod za protok u komori ima jednu mlaznicu za mešanje fluida koju prati mlaznica projektovana za opcioni ulaz kako bi se omogućio priliv opcionih komponenti. Radna komora ima kružni kanal povezan sa njenim unutrašnjim delom. Unutrašnju površinu zadnjeg kraja komore karakterišu radijalni uzdužni žlebovi. Ovaj uređaj nije u stanju da stvori jednoobrazno kavitaciono polje unutar radne komore, pa je efikasnost procesa slaba.

Hidrasonični uređaj visoke efikasnosti protoka opisan je američkim patentom US5188090 kao cilindrični rotor opremljen sa nekoliko perifernih šupljina. Taj rotor se okreće unutar kućišta koga nosi osovina, koju nose kuglični ležajevi i zatvorena je mehaničkim zaptivkama. Za aktiviranje rotora potreban je motor. Proizvodnja ovog uređaja je složena i skupa. Takođe, vibracije koje stvaraju udarni talasi i neujednačena erozija rotora izazvana kavitacijom su glavni uzroci preranog kvara rotora, kugličnih ležajeva i mehaničkih zaptivača.

Američki patenti US5957122, US6595759, US6910448, US6976486 i US7089886 odnose se na izumljene uređaje za kavitaciju koji se sastoje od rotora opremljenih šupljinama.

Ipak, u pogledu pronalaska uređaja za kavitaciju koji se sastoje od rotora projektovanih sa šupljinama ili otvorima, američki patent US7767159 opisuje rotor koji je u interakciji sa statorom, oba projektovana sa perifernim rupama. Kada se te rupe poklapaju, one omogućavaju protok tečnosti pod pritiskom centrifugalne sile, na osnovu frekvencije date proizvodom broja rupa pomnoženog brojem rotacija, generišući impulse visokog pritiska uzvodno od protoka i impulse niskog pritiska nizvodno od protoka. U stvari, ti impulsi formiraju mali efekat vodenog čekića. Navedeni uređaj za kavitaciju ima istu vrstu problema kao i onaj koji je stavljen na uvid javnosti u patentu US5188090.

Cilj predmetnog pronalaska je da spreči pojavu gore navedenih nedostataka.

Otuda, u prvom aspektu, pronalazak predlaže proces kavitacije za pripremu emulzije voda u gorivu, koji je naznačen sledećim koracima:

a) dodavanje vode gorivu u rasponu od 5% do 35% ukupne zapremine;

b) dovod i vode i goriva u zatvoreni prostor, pri čemu se smeša ubrzava povećanjem pritiska izazvanog pumpnim sistemom;

c) forsiranje smeše kroz tunel za ubrzanje u kome ona udara u prvu kavitacionu barijeru pomoću podesivih vijaka;

d) dopremanje smeše kroz prvu dekompresionu komoru koja izaziva smanjenje pritiska i naknadno uparavanje smeše da bi se formirala uparena smeša, formirajući kapljice vode čiji se prečnik kreće od 1 µm do 3 µm;

e) dovođenje isparene smeše na drugu kavitacionu barijeru pomoću podesivih vijaka, do druge dekompresije i podešavanje broja i rasporeda podesivih vijaka kako bi se kontrolisalo stvaranje kapljica vode prečnika između 0,1 µm i 1 µm.

U drugom aspektu, pronalazak predlaže reaktor za kavitaciju konfigurisan za upotrebu u procesu iz prvog aspekta, a reaktor obuhvata prizmatično telo sa prirubnicom sa poligonalnim presekom sa tunelom za ubrzanje koji obuhvata tri različite zone: dovod smeše; tunel za ubrzanje, i prva i druga komora za dekompresiju ili ekspanziju, pri čemu je druga ekspanziona komora takođe odvod za smešu, pri čemu su dve kavitacione barijere sa podesivim vijcima postavljene u tunel za ubrzanje kako bi se odvojile dve dekompresione komore.

OPIS SLIKA

Slika 1 - prikazuje dijagram rada sistema, gde (10) odgovara rezervoaru za gorivo, (11) je rezervoar za vodu, (12) električni otpor, (13) solenoidni ventil, (14) predajnik merača nivoa, (15) i (16) priključci za proizvodnju, (17) predajnik dovodnog pritiska, (18) predajnik odvodnog pritiska, (19) ventil za izolaciju goriva, (20) ventil za izolaciju vode, (21) pumpa za gorivo, (22) pumpa za vodu, (23) nepovratni ventil za gorivo, (24) nepovratni ventil za vodu, (25) Koriolisov merač protoka goriva, (26) ultrazvučni merač protoka vode, (27) sekundarni rasteretni ventil, (28) predajnik za manometar, (29) reaktor, (30) odvod emulzije voda u gorivu u proizvodnju, (31) proizvodnja, (32) PLC -komunikacija preko elektroenergetskih vodova.

Slika 2.1 - prikazuje bočni presek reaktora (29), gde (1) odgovara telu reaktora, (33) kavitacionim vijcima, (2) dovodu smeše, (3) tunelu za ubrzanje, (4) i (5) ekspanzionim komorama, (6) barijerama sa podesivim vijcima, a (33) i (7) su prirubnice za pričvršćivanje reaktora (29).

Slika 2.2 - prikazuje čeoni presek reaktora (29) na jednoj od barijera (6) gde su pričvršćeni kavitacioni vijci (33), gde (1) odgovara telu reaktora.

Slika 2.3 - prikazuje jedan od kavitacionih vijaka (33) reaktora (29), gde (8) odgovara zaptivnoj navrtci, a (9) matici za pričvršćivanje.

DETALJNI OPIS PRONALASKA

Predmetni proces kavitacije je namenjen za proizvodnju emulzija voda u gorivu, korišćenjem hidrodinamičkog reaktora (29) za kavitaciju, koji je posebno projektovan za tu svrhu. Reaktor (29) je ključni element predloženog kavitacionog sistema.

Reaktor (29) obuhvata prizmatično telo (1) sa prirubnicom sa poligonalnim presekom, odnosno može biti trouglasti, četvorougaoni, šestougaoni ili osmougaoni presek, od čelika, volframa ili titanijuma. U reaktoru je izgrađen tunel (3) za ubrzanje, poželjno izbušen. Tunel (3) za ubrzanje obuhvata tri različite zone: dovod (2) smeše; tunel (3) za ubrzanje i dekompresione ili ekspanzione komore (4) (5). Druga ekspanziona komora (5) je takođe odvod smeše. Dve kavitacione barijere sa podesivim zavrtnjima (33) postavljaju se u tunel (3) za ubrzanje kako bi se odvojile dve dekompresione komore (4) (5). Količina i veličina podesivih vijaka (33) se mogu prilagoditi prema vrsti goriva koje se emulguje sa vodom i vrsti metala od kojeg je reaktor (29) napravljen. Podesivi vijci (33) poželjno su izrađeni od istog metala kao i reaktor, npr. čelik, volfram ili titanijum.

Vijci (33) se podešavaju sa spoljašnjeg dela disperzivnog pasivnog hidrodinamičkog reaktora (6) za kavitaciju. S jedne strane, matica (9) za pričvršćivanje omogućava pričvršćivanje čepa (6) za telo reaktora (1), a sa druge strane, zaptivna navrtka (8) je namenjena za zatezanje čepa (6), tako da se moguće curenje goriva iz merača čepa s navojima može sprečiti, uzimajući u obzir da je pritisak koji se stvara procesom kavitacije znatno visok.

U zavisnosti od vrste goriva koje se emulguje sa vodom, sva podešavanja na vijcima (33) mogu se izvršiti bez prekida procesa kavitacije.

Dakle, u ovom procesu kavitacije vode u gorivu, smeša goriva sa vodom se ubrzava povećanjem pritiska, izazvanog sistemom (21) (22) pumpi, koji poželjno radi u rasponu od 15 do 25 bara, i prinuđena je da prođe kroz tunel (3) za ubrzanje reaktora (29), gde udara u prvu kavitacionu barijeru sa podesivim vijcima (33). Ekspanzijom u prvoj dekompresionoj komori (4), smeša se podvrgava smanjenju pritiska i naknadnom uparavanju, oslobađajući kapljice vode čiji se prečnik kreće od 1 µm do 3 µm. Nakon toga, uparena smeša udara u drugu kavitacionu barijeru sa podesivim vijcima (33), gde se podvrgava novoj dekompresiji (5). Drugo uparavanje smeše dovodi do nove mikronizacije, pošto se tunel (3) za ubrzanje širi, što dovodi do smanjenja pritiska na 6 bara.

Ovaj dvostruki proces uparavanja dobijen iz arhitekture sistema za modeliranje protoka kojim upravlja odgovarajuća kombinacija broja podesivih vijaka (33), reaktora (29), njihove veličine i raspona udaljenosti omogućava mikronizaciju kapljica vode, pri čemu prečnik kapljica može da varira između 0,1 µm i 1 µm. Ovo omogućava da se gorivo emulguje vodom na način da procenat vode u ukupnoj zapremini emulzije može biti i veći od 35%.

Rezultati postignuti predmetnim pronalaskom daleko nadmašuju one dobijene kroz postojeće procese koji su dostupni na tržištu. Proizvodnjom emulzije voda u gorivu čija ukupna zapremina sadrži oko 35% vode, ovaj proces je u stanju da dovede do smanjenja potrošnje goriva ≥ 35%. Postojeći procesi daju rezultate koji ne prelaze 20% uštede goriva.

U pogledu emisije izduvnih gasova, emulzija je odgovorna za sledeće rezultate:

a) NOX (azot oksid) = -65%

b) NO (azot monoksid) = -70%

c) CO2(ugljen-dioksid) = -75%

d) CO (ugljen-monoksid) = -100%

e) SO2(sumpor-dioksid) = -100%

f) O2(kiseonik) = 30%

g) XAIR = 350%

Predmetni proces omogućava stvaranje homogeno dispergovanih nanočestica vode, inkapsuliranih unutar kapi goriva. Kada se nano-emulzija goriva rasprši u pregrejanu komoru za sagorevanje motora, vodeni deo emulzije voda u gorivu se širi i dolazi do mikro-eksplozije usled naglog porasta temperature. Ova reakcija stvara odvajanje goriva oko vode koja pada u obliku sitnih čestica. Ove male čestice vode će se zatim proširiti i eksplodirati. Kao rezultat, zapaljiva površina vazduhgorivo značajno se povećava što dovodi do efikasnijeg sagorevanja goriva.

U stvari, oksidovane čestice su mnogo manje, a kako ih para pregreva, reakcija se odvija trenutno i glatko.

Posledično, sagorevanje goriva je efikasnije kada se uporedi predmetni pronalazak sa procesima u kojima se čestice vode oslobađaju u svojoj uobičajenoj veličini.

Opisani fenomen, kao što je prethodno pomenuto, omogućava da se postigne mnogo veća ušteda goriva, kao i značajno smanjenje štetnih izduvnih gasova koji se emituju u atmosferu, izazvanih sagorevanjem goriva, bez narušavanja performansi motora, bilo da se radi o motoru sa unutrašnjim sagorevanjem, generatoru, kotlu, peći na loženje ili bilo kojoj drugoj opremi koja može da koristi emulziju voda u gorivu. Štaviše, emulzije voda u gorivu dobijene trenutnim procesom su nesumnjivo stabilnije, jer kapljice vode imaju ujednačenu raspodelu prečnika (prečnik = 0,1 µm do 1 pm), što omogućava da se emulzija skladišti i ostane stabilna i nepromenjena tokom perioda dužeg od dve godine.

Da sumiramo, ovaj proces i dobijena emulzija imaju sledeće prednosti:

1. Smanjenje emisije zagađujućih gasova;

2. Smanjenje potrošnje goriva;

3. Efikasnije i pouzdanije čišćenje motora sa unutrašnjim sagorevanjem, jer proizvedena emulzija voda u gorivu ima manje čestica;

4. Veći kvalitet i efikasnije sagorevanje goriva;

5. Primenljivost na dvotaktne motore male brzine i četvorotaktne motore srednje i velike brzine;

6. Primenljivost na postojeće i buduće konstrukcije brodskih motora i elektrane na fosilna goriva;

7. Sposobnost prerade emulzija voda u gorivu sa teškim lož-uljima i lakim lož-uljima; i 8. Veća stabilnost proizvedenih emulzija voda u gorivu pri čemu se vodeni deo ne odvaja od goriva tokom dužeg vremenskog perioda (više od dve godine).

Kao što je detaljno objašnjeno u nastavku, predloženi proces i reaktor (29) se mogu koristiti na različite načine. Jedan od njih je primena procesa za proizvodnju emulzije nekoliko serija goriva koje se čuvaju u rezervoaru, a zatim prebacuju u rezervoar za punjenje.

Prilikom pokretanja motora on se povezuje sa rezervoarom (10) za dovod goriva, a vrši se povezivanje sa rezervoarom (31) za emulziju. Zaporni ventili (19) (20) su otvoreni. Primećuje se da nema izlivanja goriva u rezervoar (11) za vodu, jer ventil (16) sprečava takvo izlivanje. Komanda se unosi u PLC (komunikaciju preko elektroenergetskih vodova) (32) da bi započela sekvenca pokretanja. Pumpa (21) za gorivo se uključuje, a nakon nekoliko sekundi i pumpa (22) za vodu. Rutina pokretanja proverava normalne performanse motora i pokreće zatvaranje rasteretnog ventila (27). PLC (32) reguliše pumpu (21) za gorivo na željeni protok reaktora (29), terajući željeni procenat vode za dodavanje emulziji voda u gorivu ka pumpi (22) za vodu. Svaka varijacija usisnog pritiska se kompenzuje povećanjem ili smanjenjem rotacije u obe pumpe (21) (22).

Preko PLC (32) kontrolne table mogu se stalno (lokalno ili daljinski) pratiti sledeći parametri:

1. Trenutni protok goriva;

2. Totalizator kapaciteta goriva (u litrima);

3. Trenutni protok vode;

4. Totalizator kapaciteta vode (u litrima);

5. Procenat goriva/vode;

6. Podešavanje temperature unutrašnjeg rezervoara;

7. Temperatura vode;

8. Upozorenje o minimalnom nivou rezervoara za vodu;

9. Rezervoar za vodu ispod upozorenja o minimalnom nivou.

Praćenjem jednog ili više ovih parametara, operater može lako i efikasno upravljati proizvodnjom željenih serija emulzija voda u gorivu, kao i dostupnim rezervoarima za skladištenje.

Druga moguća upotreba predloženog procesa je rad u liniji uzvodno i nizvodno od postrojenja za pripremu emulzije voda u gorivu čiji su rezervoari povezani sa rezervoarom za napajanje motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

U ovoj realizaciji, oprema je povezana na cev za gorivo u (15) i (30), a rasteretni ventil (27) je otvoren. Ventili (19) za gorivo i ventili (20) za vodu su takođe otvoreni. Oprema je u režimu pripravnosti, a gorivo za napajanje motora prolazi direktno kroz ventil (27). Kada se komanda „start” unese u PLC (32), pokreće se sekvenca pokretanja, kao što je opisano u prethodnom režimu rada.

Pumpa (21) za gorivo se pokreće, prilagođavajući svoj rad u skladu sa unosom linijskog pritiska od strane predajnika (17) pritiska. Time se pokreće kavitacija. Nizvodno, predajnik (18) pritiska proverava gubitak opterećenja izazvan reaktorom (29) za kavitaciju i povećava rotacije pumpe (21) za gorivo, na osnovu potrebnog pritiska na odvodu (18). Tokom ovog perioda, pumpa (22) za vodu se pokreće i ubrizgava postepeno potreban procenat vode dok ne dostigne programiranu vrednost za proizvodnju emulzije voda u gorivu.

Bez obzira na način rada primenjen na motor, balans pritiska i smeša voda/gorivo se održavaju istovremeno.

U slučaju da se motor zaustavi, zaustavlja se i kavitacioni sistem. Otvara se rasteretni ventil (27), koji je oprema u režimu pripravnosti za novu sekvencu pokretanja.

Kao poslednja napomena, reaktor (29) se može koristiti za preradu suvog goriva, odnosno bez dodavanja vode u njega. U takvom režimu rada postignuti rezultat se sastoji u poboljšanom sagorevanju goriva zahvaljujući efektu krekovanja izazvanog u reaktoru (29), jer je sposoban da razbije dugačke molekule ugljovodonika na manje složene, što podstiče poboljšanje sagorevanja ugljovodonika i smanjuje ostatke sagorevanja ugljovodonika.

Svi rasponi koji su ovde stavljeni na uvid uključuju krajnje tačke, a krajnje tačke se nezavisno mogu kombinovati jedna sa drugom. „Kombinacije” obuhvataju mešavine, smeše, legure, proizvode reakcije i slično. Izrazi „prvi”, „drugi” i slično ne označavaju nikakav redosled, količinu ili važnost, već se koriste za razlikovanje jednog elementa od drugog. Izrazi „a” i „an” i „the” (u engleskoj verziji) ne označavaju ograničenje kvantiteta, i treba ih tumačiti tako da pokrivaju i jedninu i množinu, osim ako je ovde drugačije naznačeno ili je jasno u suprotnosti sa kontekstom. „Ili” znači „i/ili” osim ako nije drugačije navedeno. Reference u celoj specifikaciji na „neke realizacije”, „realizaciju” i tako dalje, znači da je određeni element opisan u vezi sa realizacijom uključen u najmanje jednu realizaciju koja je ovde opisana i može, ali ne mora biti prisutan u drugim realizacijama. Pored toga, podrazumeva se da se opisani elementi mogu kombinovati na bilo koji pogodan način u različitim realizacijama.

Osim ako nije drugačije definisano, tehnički i naučni izrazi korišćeni ovde imaju isto značenje koje obično razume stručnjak u tehnici kojoj ova prijava pripada.

Claims (7)

Patentni zahtevi

1. Proces kavitacije za pripremu emulzije vode u gorivo, naznačen sledećim koracima:

a) dodavanje vode u gorivo u rasponu od 5% do 35% ukupnog zapreminskog udela;

b) dovođenje vode i goriva u zatvoreni prostor, pri čemu se smeša ubrzava kroz porast pritiska izazvanog sistemom pumpi (21) (22);

c) pritiskanje smeše kroz tunel ubrzanja (3) pri čemu udara u prvu prepreku kavitacije sa podesivim vijcima (33);

d) uvođenje smeše kroz prvu komoru dekompresije (4) uzrokujući smanjenje pritiska i naknadno isparavanje smeše kako bi se formirala isparljiva smeša, pri čemu nastaju kapljice vode čiji prečnik varira od 1 µm do 3 µm;

e) uvođenje isparljive smeše na drugu prepreku kavitacije sa podesivim vijcima (33), u drugu komoru dekompresije, gde se podešava broj i raspored podesivih vijaka kako bi se kontrolisalo formiranje kapljica vode prečnika između 0,1 µm i 1 µm.

2. Reaktor za kavitaciju (29) konfigurisan za upotrebu u postupku prema zahtevu 1, pri čemu reaktor (29) sadrži prizmatično telo (1) sa pričvršćenim ivicama sa poligonalnim presekom koji uključuje tunel ubrzanja (3) sa tri odvojene zone: ulaz za smešu (2); tunel ubrzanja (3), i prvu i drugu komoru dekompresije ili ekspanzije (4) (5) pri čemu je druga komora ekspanzije (5) istovremeno i odvod smeše, pri čemu su dve prepreke ubrzanja sa podesivim vijcima (33) postavljene u tunelu ubrzanja (3) radi razdvajanja dve komore za dekompresiju (4) (5).

3. Reaktor za kavitaciju prema zahtevu 2, pri čemu je poligonalni presek reaktora trougaoni, četvorougaoni, šestougaoni ili osmougaoni.

4. Reaktor za kavitaciju prema bilo kom od zahteva 2 ili 3, pri čemu je reaktor napravljen od čelika, volframa ili titanijuma.

5. Reaktor za kavitaciju prema bilo kom od zahteva 2 do 4, pri čemu su podesivi vijci (33) podešeni sa spoljne strane reaktora (6).

6. Reaktor za kavitaciju prema patentnom zahtevu 5, pri čemu vijci (33) sadrže pričvrsnu maticu (9) za pričvršćivanje čepa na telo reaktora (1) i zaptivnu maticu (8) za zatezanje čepa (6).

7. Emulzija voda u gorivo dobijena postupkom prema zahtevu 1, pri čemu je odnos vode i goriva između 5% i 35% ukupne zapremine, a kapljice vode imaju uniformnu raspodelu prečnika između 0,1 µm do 1 µm.