201982. lajstromszámú szabadalom • Belsőégésű erőgép
HU 201982 B A találmány tárgya belsőégésű erőgép, legalább egy égéstérrel, amelybe diszperzióvezetéken keresztül az üzemanyagvezetéken át bevezetett folyékony és/vagy porszerű, adott esetben gázalakú üzemanyagból, például benzinből, vagy dízelolajból, valamint vízből képzett diszperzió, továbbá levegővezetéken keresztül égési levegő vezethető. Továbbá, az égéstér az égési gázokat és gőzöket elvezető kipufogóvezetékkel van kapcsolatban, amelybe a forró gázok és gőzök lehűlésekor képződő kondenzátumot befogadó kondenzgyűjtőtér van építve. Ez a kondenzátum kondenzvezetéken keresztül elvezethető és az üzemanyagvezetéken keresztül hozzávezetett üzemanyaggal együtt diszpergálható. Az ilyen belsőégésű erőgép lehet például olyan kialakítású, amelynél égéstérben elmozdíható dugattyú van elrendezve. A belsőégésű erőgép lehet azonban például turbina is. Belsőégésű motoroknál már ismert az az intézkedés, hogy a benzinhez vizet adagolnak, ezáltal üzemanyagmegtakarítást érnek el. Ehhez üzemanyag-víz diszperziót kell előállítani, amelyet azután a tiszta üzemanyag helyett vezetnek az égéstérbe. Javasoltak már olyan megoldást is, amely szerint a kész diszperziót benzinkutaknál bocsátanák rendelkezésre a megfelelően kialakított járművek számára. Ilyen esetben a diszperzió már a finomítóműben előállítható lenne nagynyomású porlasztással, vagy ultrahangos diszperzióval. Ezzel viszonylag egyszerű előállításra nyílna mód kiváló minőség mellett, ami közel 35%-os üzemanyagmegtakarításhoz vezet. A fenti javaslatnak azonban számos hiányossága van, aminek következtében ez a javaslat a gyakorlatban ezidáig nem terjedhetett el. Ilyen hiányosság, hogy a benzinkutaknál külön tartályok szükségesek a diszperzió tárolására, amelyeket pedig a korrózió megakadályozása céljából rozsdamentes anyagból kell készíteni. Az ilyen tartályok tárolása is problematikus, mivel a diszperziók nem fagyállóak, éppen ezért legfeljebb -3 °C-ig tárolhatók. Továbbá, a diszperzió tárolhatósága időben is korlátozott, mivel bizonyos idő eltelte után a diszperzió nemkívánatos módon szétválik. A fentieken túlmenően az ilyen diszperzióval üzemelő gépjárműnek a teljes üzemanyagrendszerét - beleértve természetesen az üzemanyagtartályt is - korrózióálló anyagból kell készíteni, illetve a meglevő gépjárműveknél ilyenre kell kicserélni. További probléma, hogy a kipufogóberendezés által kibocsátott gőzök jelentős mértékben károsítják a környezetet. A fentiekhez járul, hogy valamennyi gépjárművet azonos diszperzió viszonnyal (üzemanyag/víz) kell üzemeltetni, mivel csak egy egész pontos viszonynak megfelelő diszperziót adhatnak a benzinkutak. Olyan megoldás is ismert, hogy a belsőégésű motor égéstereibe ne csak üzemanyagot, vagy porlasztón keresztül üzemanyaglevegő keverékét vezessék, hanem járulékosan vizet is egy további porlasztón, vagy befecskendezőegységen keresztül. Ezzel a megoldással kb. 40%-os üzemanyagmegtakarítás érhető el. Hátránya viszont, hogy járulékos tetemes ráfordítást igényel, nevezetesen nem csupán második porlasztót, vagy befecskendezőszi1 vattyút, hanem a víz számára külön tartályt is. Ennek a tartálynak pedig meglehetősen nagy méretűnek kell lennie, amely töltött állapotában a gépjármű súlyát számottevően megnöveli, hiszen sokkal több víz szükséges az üzemeltetéshez, mint üzemanyag. A problémát tovább nehezíti, hogy az üzemeltetéshez desztillált víz szükséges, hiszen a vezetékes víz rövid időn belül a befecskendezőfúvóka, illetve a porlasztó dugulását okozná. A desztillált víz alkalmazásával viszont nő az üzemi költség, így kérdésessé válik az üzemanyagmegtakarításból végül is származó előny. Az US 4 412 512 számú szabadalmi leírásból ismert olyan üzemanyagrendszer, amelynél a forró gázok és gőzök lehűtésénél keletkező kondenzátumot és az üzemanyagot emulgálják. Az emulziót azután befecskendezőszivattyú szállítja a belsőégésű motorhoz. Ennél az elrendezésnél hátrányként jelentkezik az a hőveszteség, amely a gőz kondenzálása révén a kipufogórendszerben keletkezik. Ez a kondenzációs hő megfelel annak a párolgási hőnek, amelyet az égési gázok vonnak el. Ez az oka annak, hogy ennél a megoldásnál kb. 50%-os vizet tartalmazó keverékarány felső határként szerepel. Ha a keverési arány ezt az értéket túllépi, akkor a hatásfok erősen lecsökken. A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan belsőégésű erőgép létrehozása, amellyel üzemanyag-víz diszperzióval optimálist megközelítő hatásfokú üzemeltetés válik lehetővé, továbbá az összes ebből származó előny élvezhető, viszont a gépjármű járulékos felszerelése, illetve átépítése viszonylag korlázotott lehet, a környezet megterhelése pedig csökkenthető. A kitűzött feladatot a bevezetőben leírt típusú belsőégésű erőgépnél azzal oldottuk meg, azaz a találmány lényege, hogy egyrészt a kipufogóvezetékbe, másrészt a levegővezetékbe, illetve a diszperzió-levegőkeverék vezetékébe a bevezetett égési levegőt, illetve a diszperzió-levegő keverékét a forró kipufogógázokkal és -gőzökkel felmelegíteni képes hőcserélő van iktatva, amely a kondenzgyűjtőtérrel kapcsolatban van. Továbbá, a kondenzvezeték - amelybe előnyösen kondezszivattyú van építve - diszpergátor beömlésére csatlakozik, amelyben a kondenzátum és az üzemanyagvezetéken bevezetett üzemanyag diszpergálható. A belsőégésű erőgép találmány szerinti kialakításával tehát a kipufogógázokban levő vízgőznek a hőcserélőben történő kondenzálása révén az égési levegő, illetve a diszperzió-levegő keverék melegítését érjük el. A találmány szerinti megoldás azt a körülményt használja ki, hogy a forráspont a nyomással nő. Mivel a kipufogórendszerben mindig nagyobb nyomás uralkodik, mint a szívócsőben, a hőenergia felvétele révén elpárolog a beszívott friss levegőben levő diszperzió. Ez a hőenergia pedig a kipufogórendszerben kondenzálódó gőzök magasabb hőmérsékletén szabadul fel. Annak érdekében, hogy ezt az energiamennyiséget a találmány szerinti belsőégésű erőgép energiamérlegének javítására használjuk, hőcserélőt alkalmazunk, amivel hatásos hatásfok javulást érünk el. A kondenzátumot a találmány szerint a diszperzió előállítására hasznosítjuk, amely a gépjárműben 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5Q 55 60 65 2
