用水将燃料油乳化的机器.pdf

本发明涉及一种用水将燃料油乳化的机器，其包括：气密密闭的定子罩(2)、容纳在所述罩(2)内且在其内旋转的圆筒形滚筒(1)，通过轴(6)驱动，并具有规则地间隔开的径向的一系列离心导管(9)，这些离心导管与具有较小直径的通槽(10)在周边端部(9a)附近接合，适合将混合物传递进入到介设在滚筒(1)的下壁(1b)与罩(2)的下盖(5)的内壁(5b)之间的通道(11)中。

1.  一种用水将燃料油乳化的机器，其特征在于，包括：
-气密密闭的定子罩(2)，由中央具有用于油-水混合物的入口 的喷嘴(4a)的第一圆形上盖(4)、第二圆形下盖(5)和具有用于乳化 产物出口的孔(15)的圆筒形壳体(3)形成；
-圆筒形滚筒(1)，容纳在所述罩(2)内并且在所述罩(2)内旋 转，由与电动机(8)连接的轴(6)驱动，并且具有规则地间隔开的径 向的一系列离心导管(9)，这些离心导管(9)与具有较小直径的通槽 (10)在周边端部(9a)的附近接合，适于将混合物传递进入到介设在 滚筒(1)的下壁(1b)与罩(2)的下盖(5)的内壁(5b)之间的通道(11)中。

2.  根据前一权利要求所述的机器，其特征在于，滚筒(1)的下 壁(1b)具有规则地间隔开的一系列空腔(12)，同样，下盖(5)的内壁 (5b)具有对应于所述空腔(12)的一系列空腔(13)。

3.  根据前一权利要求所述的机器，其特征在于，在每个空腔 (12)中，相对于滚筒(1)的旋转方向的后缘(12b)从滚筒(1)的下壁(1b) 的突出超过前缘(12a)。

4.  根据前述权利要求任一项所述的机器，其特征在于，所述 离心导管(9)从存在于滚筒(1)的上壁(1d)中心的相同桶(1c)上分支 出来，止于其圆柱形侧壁(1e)的附近。

5.  根据前述权利要求任一项所述的机器，其特征在于，所述 离心导管(9)具有纵向轴线(X)，该纵向轴线(X)相对于完美径向方 向和相对于滚筒(1)的旋转方向向后倾斜。

6.  根据前述权利要求任一项所述的机器，其特征在于，所述 圆筒形壳体(3)的内壁(3a)上具有一系列空腔(16)。

7.  根据前一权利要求所述的机器，其特征在于，所述滚筒(1) 的圆筒形侧壁(1e)具有一系列空腔(17)，所述空腔(17)在滚筒(1)的 旋转过程中与所述空腔(16)对接。

8.  根据前一权利要求所述的机器，其特征在于，所述圆筒形 壳体(3)具有一个或多个孔(18)，用于将物质导入到罩(2)内部，以 促进乳化产物的燃烧。

用水将燃料油乳化的机器
技术领域
用于工业发明的本专利申请涉及一种用水将燃料油乳化的机器。
背景技术
用水进行的燃料油微乳化是一种常见的做法，这是因为燃料中 水的存在决定了燃烧室和注射喷嘴的冷却，从而降低了烟气中的氮 氧化物。
在已知类型的机器中，通过振荡混合物，使所述混合物自身过 热而获得乳化效果；人们已经注意到，这种乳化产物具有短时间的 稳定性，这意味着两种不可混合的组分之间在几分钟后发生分离。
其它乳化机器使用高压泵和磁力转换器。这种类型的机器被用 在船舶上用于工业电动机的电力生产。
这种类型的乳化机器的主要缺点之一是，它们只能以混合物中 百分比不大于10％的渗透水进行操作，并且需要化学结合剂以使水 和油保持在一起。
发明内容
本发明的目的是设计一种新的用水将燃料油乳化的机器，其不 因上述缺点而受到削弱。
本发明的另一目的是设计一种新的用水将燃料油乳化的机器， 其适于增加前所未有的燃料油的热值。
这种目标的达成间接转换成通过本发明的机器乳化的混合物 提供动力的锅炉或吸热电动机的较高的热输出。附加的优点可以理 解为由于烟气中细颗粒、氮氧化物和碳氧化物的减少而带来的较低 的空气污染。
前述目的是由本发明的乳化机器获得的，其主要和次要特性描 述于所附的第一项权利要求和直接从属或间接从属于第一项权利 要求的后续权利要求中。
在本发明的机器中，通过使混合物承受接近900巴的非常高的 压力值获得乳化效果，而无需使用昂贵且复杂的高压泵，但通过简 单地在圆筒形旋转滚筒中离心该混合物，将该混合物导入到滚筒的 中心，乳化产物聚集到外周，经历气穴现象(cavitation phenomenon) 后，借助于该现象压力值下降至低于500～600巴。然而，所述气穴 效应最重要的效果是使水分子溶解，以及随后单体形态的氮和氧的 稳定形成，从而提高燃烧质量并增加乳化的燃料油的热值。
本发明的乳化机器包括：在定子罩内旋转的圆筒形滚筒，该定 子罩由圆筒形壳体、第一上盖和第二下盖形成。
上盖具有中央喷嘴，用于油-水混合物进入所述壳体的入口， 而下盖具有孔，该孔用于使在上方位置支撑所述滚筒的具有垂直轴 线的轴通过，其特征在于，其具有规则地间隔开的径向的一系列离 心导管，这些离心导管与具有较小直径的通槽在它们的周边端部的 附近接合，适于将混合物传递进入到介设在滚筒的下壁与罩的下盖 的内壁之间的通道中。
所述强烈气穴现象因与所述通道流通而生成，它由两组相应的空 腔的存在而生成，这两组空腔分别存在于滚筒的下壁和下盖的内壁。
从所述气穴过程出来的乳化产物从所述通道返回进入环形空 间，该环形空间通过所述圆筒形壳体的内壁以及通过所述滚筒的圆 筒形侧壁而限定，乳化产物最终通过合适地存在于所述圆筒形壳体 上的孔而从所述罩中出来。
当通过上述通道时，在气穴阶段的压力之后，乳化产物趋于延 伸并变得稳定，在突然经受500～600巴的低压(depression)后返回到 2～4巴的正压值。
最后，需注意这样的事实，所述圆筒形壳体的内壁和所述滚筒 的圆筒形侧壁具有两组空腔，当相互对接时，在滚筒的旋转过程中， 它们相互配合以对乳化产物产生抽吸作用，乳化产物通过存在于滚 筒的侧壁上的空的旋转空腔而被吸入，并且在存在于圆筒形壳体的 内壁上的固定空腔的前面高速通过。
在所述环形空间中，可向该混合产物加入氧或适于促进燃烧的 其它气态物质，例如氮，通过适当地存在于所述圆筒形壳体上的孔 而将该混合产物导入到所述罩中。
附图说明
为了说明的原因，本发明的机器继续参照附图进行描述，其仅 用于说明性而非限制性，其中：
图1是本发明具有罩的机器的视图，用通过容纳在所述罩中的 滚筒的旋转轴线的平面剖开；
图2是所述滚筒的视图，用通过其旋转轴线的平面剖开；
图3是滚筒的俯视图；
图4是滚筒的仰视图；
图5是壳体的下盖的内壁的平面图；
图6是沿图5中VI-VI平面剖开的罩的下盖的视图；
图7是所述罩的圆筒形壳体的立体图，去除一小部分以显示存 在于其内壁上的空腔的截面轮廓。
具体实施方式
参照图1，本发明的乳化机器(M)包括：圆筒形滚筒(1)，收纳 在定子罩(2)内并在其内旋转，该罩由圆筒形壳体(3)、第一圆形上 盖(4)和第二圆形下盖(5)形成。
中央喷嘴(4a)设置在上盖(4)上，用于将油-水混合物导入到罩(2) 内，而存在于下盖(5)上的孔(5a)用于使在顶部支持所述滚筒(1)的具 有垂直轴线的轴(6)的通过。
更精确地说，所述孔(5a)气密地容纳所述轴(6)的机械密封的组 件(7)，该轴由设置在所述罩(2)的支撑框架的底座上的电动机(8)驱 动旋转。
所述框架包括箱形底座(B)，其包含所述电动机(8)并支持平台 (P)，支持定子罩(2)的一系列圆柱(C)从平台(P)突出。
图1是转子(1)的轴(6)与电动机(8)的轴(8a)之间的连接接头(G) 的示意图。
最后，必须指出的是，所述滚筒(1)具有中心孔(1a)，轴(6)的上 部销(6a)插入其中，且用于将滚筒(1)固定于轴(6)上的螺栓(6b)在此 处接合。
所述滚筒(1)的特征在于，其具有均匀隔开的径向的一系列离心 导管(9)，这些离心导管的轴线(X)相对于完美径向方向、相对于滚 筒的旋转方向向后倾斜，由箭头(F)表示。
在它们的周边端部(9a)附近，所述导管(9)与具有较小直径(小 于十分之一)的通槽(10)接合，适于传送混合物进入到介设在滚筒(1) 的下壁(1b)与罩(2)的下盖(5)的内壁(5b)之间的通道(11)中。
所述通槽(10)端部具有扩大的出口嘴(10a)。
必须指出的是，所述通道优选为0.20毫米。
所述离心导管(9)从存在于滚筒(1)的上壁(1d)的中心的相同桶 (1c)上分支出来，止于其圆筒形侧壁(1e)的附近。
所述通槽(10)被朝下定向且朝向中心倾斜，以这样的方式，通 过它们的混合物尽管被施加很强的离心推力也被迫沿向心路线移 动，由此增加了混合物中的紊流及由此而来的乳化效果。
通过使滚筒以5000rpm的速度旋转，在滚筒(1)具有300毫米 的直径，离心导管(9)具有18毫米的直径，通槽(10)具有2毫米的 直径时，能够测量到在所述端部(9a)中的压力为1000巴。
滚筒(1)的下壁(1b)具有规则地间隔开的一系列空腔(12)，优选 具有方形的形状，并且优选具有相对于滚筒(1)布置在径向位置的纵 向轴线。
为方便起见，所述空腔(12)因为与滚筒(1)一起旋转，可以被定 义为转子空腔(12)。
下盖(5)的内壁(5b)上具有与上述空腔(12)相对应的一系列空腔 (13)。
为方便起见，所述空腔(13)由于存在于定子罩(2)上，可以被定 义为定子空腔(13)。
从通槽(10)出来的乳化的混合物趋于填充定子空腔(13)，从该 定子空腔(13)乳化的混合物被突然地和有节奏地吸入空的转子空腔 (12)的每一个通道中。
鉴于滚筒(1)的高转数的旋转，容纳在所述定子空腔(13)中的产 物经历气穴现象，该现象如此之强烈，从而导致水分子溶解，以及 随后单体形态的氮和氧的稳定形成。
当滚筒以5000rpm旋转，滚筒(1)的直径为300毫米，离心导 管(9)的直径为18毫米且通槽(10)的直径为2毫米时，所述定子空 腔中测定的低压是500～600巴。
为了增加所述气穴效应的效果，如下所示的每个转子空腔(12) 的两个纵向边界设置不同的突出。
必须指出的是，每个空腔(12)相对于滚筒(1)由箭头(F)表示的旋 转方向具有前边界(12a)和后边界(12b)。
后边界(12b)相对于滚筒(1)的下壁(1b)比前边界(12a)突出得更 多。
更精确地说，后边界(12b)突出通过通道(11)直到它跨过下盖(5) 的内壁(5b)。
从所述气穴过程出来的乳化产物从所述通道(11)返回进入由所 述圆筒形壳体(3)的内壁(3a)和由所述滚筒(1)的圆筒形侧壁(1e)限 定的环形空间(14)，通过合适地存在于所述圆筒形壳体(3)上的孔 (15)从所述罩(2)中出来。
当通过所述通道(11)时，乳化产物在气穴阶段的压力之后趋于 延伸并变得稳定。
最后，请注意这样的事实，所述圆筒形壳体(3)的内壁(3a)上具 有一系列空腔(16)，并且滚筒(1)的侧壁(3e)上具有比空腔(16)更深 的一系列空腔(17)。
在滚筒(1)的旋转过程中，当所述空腔(16、17)相互对接，这些 腔(16、17)合作并针对包含在通路(11)中的乳化产物产生一种抽吸 作用，这些乳化产物通过空的旋转空腔(17)被吸入，并且固定空腔 (16)的前面高速通过。
在所述环形空间(11)中，可向混合产物加入氧或适于促进燃烧 的其它气态物质，例如氮气，通过适当地存在于所述圆筒形壳体(3) 上的孔(18)导入到罩中。
虽然在前面描述中滚筒(1)围绕垂直轴线旋转，本发明的机器也 可以有效地以具有水平旋转轴线的滚筒工作，同时仍然落入本专利 的发明构思和保护范围。