Sposób i układ do rozdziału powietrza, zwłaszcza dla silnika spalinowego

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do rozdziału powietrza współpracujący z silnikiem cieplnym wewnętrznego spalania, o zapłonie iskrowym lub samoczynnym (załącznik 2). Układ składa się ze sprężarki, układu membranowego do rozdziału powietrza oraz turbiny spalinowej. Korzystnym jest, aby układ ten dodatkowo wyposażony był w pompę próżniową, w celu zmniejszenia kosztów energetycznych. Turbina spalinowa połączona jest wałem ze sprężarką i pompą próżniową. Ponadto, układ wyposażony jest w bypass, pozwalający na przepływ powietrza, który pozwoli ominąć instalację reparacji powietrza. Sposób działania układu polega na wykorzystaniu energii kinetycznej spalin wypływających z silnika, w celu wytworzenia wysokiego ciśnienia potrzebnego w module membranowym do procesu rozdziału powietrza. Spaliny, z komory spalania, kierowane są na turbinę spalinową, gdzie energia spalin zamieniana jest na pracę mechaniczną, która następnie jest wykorzystywana do napędu sprężarki (i pompy próżniowej). Po stronie ssące modułu membranowego powstaje nadciśnienie, a jeśli dodatkowo układ zawiera pompę próżniową, to po stronie tłocznej membrany powstaje podciśnienie. Powstała różnica ciśnień po obu stronach membrany umożliwia separację azotu z powietrza. Powietrze o wysokiej gęstości azotu usuwane jest z instalacji, a powietrze wzbogacone w tlen kierowane jest do silnika spalinowego.

Instalacja rozdziału powietrza może współpracować z dowolnym silnikiem spalinowym (benzynowym lub Diesla), zarówno stacjonarnym jak i wykorzystywanym w transporcie. Zwarta budowa, i niewielkie wymiary pozwalają zaadoptować układ nie tylko do nowobudowanych, ale również do już istniejących silników. Istotnym jest aby silnik posiadał kilka cylindrów, co jest warunkiem pracy turbiny spalinowej. Takie silniki są powszechnie stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, transportowym i wielu systemach energetycznych wykorzystujących paliwa płynne, szczególnie często spotykanych w gospodarstwach, a także w procesach technologicznych opartych o różne formy energii (cieplną, elektryczną i pracę mechaniczną).

Rozdział powietrza, mieszanka paliwowo-powietrzna wzbogacona w tlen

Wieloletnie badania nad spalaniem w silnikach cieplnych mieszanek wzbogaconych w tlen wykazały wiele korzyści z tak prowadzonego procesu spalania. Do najważniejszych można zaliczyć znaczną redukcję szkodliwych składników spalin, takich jak: tlenki węgla, węglowodory czy sadza. Niska emisja jest obecnie jednym z podstawowych założeń obecnie projektowanych silników stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym. Muszą one spełniać coraz to bardziej restrykcyjne europejskie normy emisji (dyrektywy „EURO”). Ponadto silnik pracujący na mieszance paliwowo-powietrznej wzbogaconej w tlen wykazuje wzrost parametrów operacyjnych, jak np.: średniego ciśnienia indykowanego, momentu obrotowego czy mocy. Wzrost mocy jest zgodny z obecnym trendem wśród silników spalinowych, zwanym downsizing, polegającym na zwiększaniu stosunku mocy silnika do jego objętości skokowej. Dotychczas stosowanie powietrza wzbogaconego w tlen nie znalazło zastosowania w silnikach spalinowych. Było tak ze względu na problemy z otrzymywaniem powietrza o wyższym stężeniu tlenu niż w powietrzu atmosferycznym, które w łatwy sposób mogło zasilać silnik. Omawiany układ jest rozwiązaniem powyższego problemu. Ponadto przeprowadzone obliczenia pokazały, że całe zapotrzebowanie energetyczne potrzebne do rozdziału powietrza może być pokryte z energii spalin. Jest to istotny fakt, gdyż pozwala to w stosunkowo łatwy sposób dobrze wykorzystać energię traconą w silniku, wraz ze spalinami.

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim
- Twórca jest zainteresowany zbyciem praw majątkowych do wynalazku