專利名稱：減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置，尤其是一種新型的減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置。本發(fā)明裝置等于一種預(yù)處理裝置，它安裝在柴油機(jī)燃料供給口外面以促進(jìn)內(nèi)燃機(jī)燃料中分子及分子運(yùn)動(dòng)活性化。尤其是，為引入電磁波、磁場(chǎng)，在本發(fā)明裝置中設(shè)置了磁鐵、陶瓷極，線圈等一些附加裝置，根據(jù)這種構(gòu)造，通過燃料供給口而使柴油機(jī)燃料產(chǎn)生物理化學(xué)變化，可以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)燃料完全燃燒的條件。因此本發(fā)明設(shè)備具有以下優(yōu)點(diǎn)(a)柴油燃燒之后，被廢棄氣體中的有毒物質(zhì)的釋放被明顯地得到抑制。(b)燃料消耗進(jìn)一步有所改善。
已有技術(shù)描述柴油機(jī)燃料消耗的氣體中形成有毒物質(zhì)的過程是這樣的柴油機(jī)燃燒時(shí)，空氣和柴油機(jī)燃料在反應(yīng)中部分混合，即，空氣與柴油機(jī)燃料的反應(yīng)劃分成一系列連續(xù)不斷且相互影響的過程氣體混合，組織、點(diǎn)火、燃燒、爆發(fā)。在這方面，由于混合氣體或空氣的集中比率不穩(wěn)定，故僅能實(shí)現(xiàn)部分燃燒，而其它部分只是達(dá)到加熱，如汽化。
當(dāng)加熱柴油機(jī)燃料和空氣反應(yīng)塊中的密集處時(shí)，反應(yīng)就會(huì)在燃料顆粒的表面產(chǎn)生蒸穴槽，而會(huì)從碳?xì)浠衔镏蟹蛛x出碳顆粒。如果在反應(yīng)中發(fā)生分離出的碳顆粒點(diǎn)火，則其會(huì)以不能燃燒的油煙(積碳)的形式逸入空氣中，一些含有油煙的氣態(tài)有毒廢物就會(huì)和CO、HC、NOx、SOx一道逸出。特別是，由于柴油機(jī)燃燒在空氣過多狀態(tài)下不充分，產(chǎn)生出了CO，雖然量不多，但是由于低負(fù)荷和/或冷運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的未燃燒碳?xì)浠衔飬s會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。
這種從柴油機(jī)里釋放出的特殊物質(zhì)是環(huán)境污染物。其中，油煙可以引起人的視覺障礙、產(chǎn)生惡氣味以及引發(fā)其它事情，雖然對(duì)油煙有吸收效果的芳香的碳?xì)浠衔锸欠駥?duì)人體有影響尚處爭(zhēng)論中。但無論如何，如果油煙通過大氣被吸入人的呼吸道中，只會(huì)產(chǎn)生不利影響。
當(dāng)柴油機(jī)的正常與異常燃燒混在的問題以機(jī)械和化學(xué)方式出現(xiàn)時(shí)，不象汽油機(jī)那樣，柴油機(jī)燃料的注射會(huì)持續(xù)一定時(shí)間，所以這對(duì)柴油機(jī)燃燒是有作用的，燃料注射間隔將極大的影響燃料燃燒。通常，柴油機(jī)的特點(diǎn)是通過壓縮空氣，注入到油缸中的燃料變成充分混合的氣體，自發(fā)地點(diǎn)火。所以復(fù)數(shù)火焰苗發(fā)生時(shí)，燃燒就遍及整個(gè)油缸。
圖1為顯示柴油機(jī)燃燒過程的圖。當(dāng)柴油機(jī)燃料注入到A點(diǎn)時(shí)，由于加熱和化學(xué)反應(yīng)，在瞬間于A和B之處產(chǎn)生點(diǎn)火滯差。此后，如果點(diǎn)火滯差長(zhǎng)，則如圖2所示，最大爆發(fā)壓力就高。反之如果點(diǎn)火滯差短，點(diǎn)火的燃料則會(huì)在連續(xù)的注射過程中慢慢地燃燒。由于油缸中的壓力變化緩慢不迅猛，油缸內(nèi)的壓力可以維持最大的爆發(fā)力。當(dāng)然，如圖3所示，如果點(diǎn)火滯差短的話，其最大爆發(fā)力就要比圖2所示的要低。
由于柴油機(jī)中的柴油機(jī)燃料是在恒滯差壓下燃燒的，所以燃燒過程一定要緩慢。如果柴油機(jī)燃料點(diǎn)火長(zhǎng)，則猛烈的燃燒就會(huì)在反相恒壓燃燒狀態(tài)下引發(fā)柴油機(jī)停歇現(xiàn)象。由于爆發(fā)壓力與圖1中所示的A和C之間點(diǎn)火同步迅速地增強(qiáng)，所以積聚在A和B之間的柴油機(jī)燃料就會(huì)隨著點(diǎn)火而連續(xù)地爆發(fā)。這是對(duì)應(yīng)于固有的基本循環(huán)燃燒的變化，不受外部的其它方法所約束。
由于燃燒室中的壓力和溫度在圖1中所示的C和D之間足可以達(dá)到必要的水準(zhǔn)，所以注入的柴油機(jī)燃料能夠在連續(xù)的注射過程中燃燒，壓力能夠維持到幾近恒壓。但是，如果這樣的期間較長(zhǎng)的話，柴油機(jī)燃料的停歇率就增大，熱效率就降低。為確保油缸高輸出的最大效率，人們認(rèn)為最大燃燒效果是靠具有適當(dāng)?shù)淖⑷肓快F化及空氣的混合率的最小量過度空氣來實(shí)現(xiàn)的。
雖然，在如圖1中D點(diǎn)已不再燃燒的一些余量燃燒維持著后燃燒狀態(tài)，但是這種燃料僅僅有助于提高燃燒廢氣的溫度和使廢氣顏色變黑。這一現(xiàn)象是由于柴油機(jī)燃料點(diǎn)火滯差長(zhǎng)和因固定燃料閥又被打開產(chǎn)生堆積而造成的。
如上所述，柴油機(jī)停歇并非由于異常熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的熱損失而造成的，而是由于扭矩不能維系任何運(yùn)轉(zhuǎn)這一事實(shí)和由于爆發(fā)引起過度壓力造成的。(汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，Won-Sup Bae，1992，Dongmyung出版公司，第222～230頁；柴油機(jī)，Eung-Suh Kim，1996，Semoon出版公司，第367～370頁；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)II，柴油機(jī)，Jae-Hwi Kim，1997，Choong won出版公司，第442～444頁。)與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)不同，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有著因可能被輕視的柴油機(jī)停歇現(xiàn)象而產(chǎn)生的弄不大清楚的缺點(diǎn)，基本上講，通過短時(shí)間點(diǎn)火可以避免柴油機(jī)停歇。由于點(diǎn)火滯差因柴油機(jī)停歇而產(chǎn)生，所以這一現(xiàn)象不得不維護(hù)，只有使用點(diǎn)火性能較好的柴油機(jī)燃料，再有就是規(guī)定正確的變化。
為克服柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒問題，研究了壓力率，吸管/油缸溫度等因素。結(jié)論認(rèn)為壓力和吸管溫度較高，這意味著較高的壓力加擔(dān)于被吸入燃燒室的空氣上。
在這種狀態(tài)下，應(yīng)該確定吸入空氣的流動(dòng)性質(zhì)和注入柴油機(jī)燃料的正確時(shí)機(jī)。在吸入空氣的渦動(dòng)或渦流下，有利于混合過程中的化學(xué)反應(yīng)。進(jìn)一步，如果空氣吸入溫度較高，柴油機(jī)燃料的激烈的汽化將有助于注入的柴油微?；s短點(diǎn)火滯差。如果將燃燒的注射階段定義為死點(diǎn)，則溫度和壓力可達(dá)最大，使得點(diǎn)火滯差可進(jìn)一步縮短。
然而，由于機(jī)器有極限，因而機(jī)械極限應(yīng)按照這樣一種方法予以克服，即通過適當(dāng)控制柴油機(jī)燃料的外觀和特性縮短點(diǎn)火滯差時(shí)間，把點(diǎn)火滯差時(shí)間當(dāng)作柴油機(jī)燃料所必須面對(duì)的決定性問題對(duì)待。這樣看來，就柴油機(jī)燃料的外觀和特性包括霧化和分散過程在內(nèi)，點(diǎn)火滯差時(shí)間長(zhǎng)可能就是因?yàn)椴裼蜋C(jī)燃料的發(fā)火溫度比較高，所以要使用高十六烷值標(biāo)號(hào)的柴油，同時(shí)也要考慮采用機(jī)械方法進(jìn)行霧化分散，使噴射出的燃料更好地與高溫空氣接觸。此外，在解決這些與柴油機(jī)燃料性能關(guān)的問題時(shí)，還要從物理化學(xué)角度考慮采用下列規(guī)定方法。
首先，先看一下柴油機(jī)燃料的粘度，碳?xì)浠衔锏恼扯仁请S碳原子數(shù)量的增多而增大的。在碳原子數(shù)量相同的情況下，環(huán)烷烴類的粘度高于烯烴類和鏈烷烴類的粘度。一般說來，沸點(diǎn)低的柴油機(jī)燃料其粘度也低。此外，柴油機(jī)燃料的粘度也與霧化密切相關(guān)；如果柴油機(jī)燃料粘度低，則其得到增強(qiáng)的分散性能和粒子分散會(huì)促進(jìn)加熱和汽化并由此而縮短點(diǎn)火滯差并改進(jìn)燃燒。但是，如果柴油機(jī)燃料的粘度太低，而其在燃燒室內(nèi)的穿過能力就會(huì)弱，造成汽缸內(nèi)的柴油機(jī)燃料分布不均勻，與空氣接觸不良，導(dǎo)致不均勻燃燒。此外，噴射泵或噴咀還會(huì)造成不良潤滑，還有柴油機(jī)燃料泄漏的危險(xiǎn)。反之，如果柴油粘度太高，在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)會(huì)堆積殘留，產(chǎn)生黑煙和臭味。
在柴油機(jī)燃料因其性能原因而有較大的粘度變化的情況下，就需要將燃料溫度保持在一定水平上。因此，通常把柴油機(jī)燃料粘度規(guī)定為在30℃或37℃下的2～5.8mm2/s。然而，如上所述，柴油機(jī)燃料還必須在下列條件下使用即要保證有足夠的穿過力，有較好的分散度和得到增強(qiáng)的粒子分散度。
其次，柴油機(jī)燃料應(yīng)有較好的點(diǎn)火性能以便確保正常燃燒即在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)沒有任何柴油爆震。一般情況下，十六烷的數(shù)目是用來表示發(fā)火性能的。高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的十六烷數(shù)目規(guī)定至少要高于45。十六烷數(shù)目高的柴油機(jī)燃料，有較好的起動(dòng)點(diǎn)，會(huì)帶來良好有效的行駛。然而，如果十六烷數(shù)目很大，其很大一部分將為常規(guī)鏈基烴，于是，過低密度和粘度將會(huì)導(dǎo)致噴射的燃料穿透力弱，造成不完全燃燒。
第三，如果柴油燃料的分子結(jié)構(gòu)密度大，就會(huì)生成很多油煙，釋放油煙趨勢(shì)增強(qiáng)。也就是說，油煙釋放的趨向會(huì)按依照鏈烷，環(huán)烷和芳烴的順序而增大。
如以下化學(xué)方程式1所示，正常鏈烷有一個(gè)帶有CnH2n+2分子式的烴連接的線性鏈型(直接的鏈型)。
化學(xué)方程式1
另外，如下述化學(xué)方程式2所示，環(huán)烷類由一個(gè)環(huán)形的和單鏈的烴結(jié)構(gòu)組成，其分子式為CnH2n。由于沒有雙連接，其化學(xué)性能是穩(wěn)定的。
化學(xué)式2
此外，如下述化學(xué)式3所示，芳香烴類由環(huán)狀和雙連接烴結(jié)構(gòu)組成。其基本結(jié)構(gòu)為一個(gè)三雙連接有六個(gè)碳原子的苯環(huán)。另外幾個(gè)分子可以連接到笨環(huán)上，其點(diǎn)火性能低而抗爆震性能強(qiáng)。
化學(xué)式3
如以上化學(xué)式1，2和3所述，可以假定碳的分子結(jié)構(gòu)是柴油機(jī)燃料在燃燒過程中發(fā)生油煙的一個(gè)因素。
此外，柴油機(jī)燃料通過燃燒釋放出來的固體顆粒物質(zhì)的大多數(shù)都在φ0.01～10μm的規(guī)格范圍內(nèi)。這樣，就需要把直徑小于φ1μm的一些油煙固體顆粒物質(zhì)在燃燒之前就分離開來，也應(yīng)控制柴油機(jī)燃料的外觀。根據(jù)對(duì)以上結(jié)果的觀察，這類固體顆粒物質(zhì)的形成起因于烴(碳?xì)浠衔?的化學(xué)反應(yīng)。
與此同時(shí)，具有與化學(xué)式2或化學(xué)式3相似的柴油燃料的一些烴類，其碳顆粒在加熱反應(yīng)過程中就從燃油顆粒的表面被分離出來，而反應(yīng)如果是連續(xù)的，這些碳顆粒的燃燒就發(fā)生阻礙則不能起火燃燒的碳顆粒就以油煙的形式釋放出來了。在碳顆粒被分離開來后，分離開的碳顆粒的燃燒被阻礙可以按上述事實(shí)解釋，但另一個(gè)因素是在環(huán)狀烴中，其分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)式2，化學(xué)式3相同，分離出來的只是烴，而雙連接碳分子結(jié)構(gòu)沒有被破壞；然后，由于種種原因，諸如在燃燒過程中因缺氧而燃燒不充分，以及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)條件等原因，也就形成了一些固體顆粒物質(zhì)，并以油煙的形式釋放出來了。
綜上所述，有關(guān)粘度，發(fā)火性能和油煙形成方面的論述找出了柴油機(jī)燃料出現(xiàn)問題的原因。應(yīng)該提供較好的噴射性能的柴油機(jī)燃料，與此同時(shí)，其點(diǎn)火性能應(yīng)較好，還要設(shè)法去除柴油燃料所產(chǎn)生的一些固體顆粒物質(zhì)。
根據(jù)以上論述，應(yīng)考慮采取以下措施，減少柴油內(nèi)燃機(jī)內(nèi)油煙的形成，改善燃燒效率以節(jié)省燃油。
首先，吸入柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣應(yīng)是干燥的。也就是說，干燥空氣的化學(xué)成份應(yīng)含有78％容量(75％重量)的氮?dú)?N2)和21％容量(23.2％重量)的氧氣(O2)。在由氮?dú)夂脱鯕饨M成的空氣在高壓下被壓縮而吸入氣缸內(nèi)時(shí)，要采取規(guī)范措施使氧氣不致在被吸入前與氮?dú)夥磻?yīng)而應(yīng)在烴霧化條件下立即與柴油燃料發(fā)生反應(yīng)。
其次，還要采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以在氫與碳分離后，a)霧化的烴解與氧反應(yīng)；b)通過氫，碳與氧的適宜反應(yīng)造成完全燃燒。
因此，本發(fā)明人為了克服上述嚴(yán)重問題進(jìn)行了廣泛的研究完成了這項(xiàng)旨在抑制氣化有毒廢物的排放，粒子化有毒廢物的排放以及同時(shí)大幅度改善燃料消耗程度。本發(fā)明的特點(diǎn)為改善柴油燃料燃燒條件，即燃料在從油箱送往送油管的途中，燃油中的大量烴(含有10～20個(gè)碳原子的烴的混合物在170～370℃下沸騰)被一種電磁調(diào)節(jié)方法所誘導(dǎo)，使其烴分子特性按近于完全燃燒的條件；b)為進(jìn)一步改善燃燒，控制被吸入和被壓縮的氧氣，辦法是在空氣吸入孔采取電磁調(diào)節(jié)法予以控制；c)在有過量空氣的條件下，由于氧氣不足而有固體化的顆粒碳；e)碳依任何反應(yīng)方式充分與氧反應(yīng)。
本發(fā)明要點(diǎn)所以說，本發(fā)明的裝置是一種尚無人知曉的新結(jié)構(gòu)。而本發(fā)明的目的是提供一個(gè)減少柴油機(jī)燃料的有毒廢氣，以改善柴油機(jī)燃料的燃燒條件。在安裝中，本裝置可作為在燃料罐附近某處的柴油機(jī)燃料軟管或管子的表面燃燒預(yù)熱的一種裝置。
圖紙的說明圖1是表示柴油機(jī)燃燒過程的曲線圖；圖2是表示柴油機(jī)點(diǎn)火滯差與其爆發(fā)壓力的相互關(guān)系的圖；圖3是表示圖2在另外一種狀態(tài)下的相互關(guān)系的圖；圖4a是根據(jù)本發(fā)明的減少柴油機(jī)燃料有毒廢氣裝置的結(jié)構(gòu)透視分圖；圖4b為圖4a所闡示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖4c為圖4a所闡示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面圖；圖5為圖4a所闡示的陶瓷三角極結(jié)構(gòu)的分圖；圖6為本發(fā)明的裝置與供油管連接的概念圖；圖7a為本發(fā)明的裝置與柴油內(nèi)燃機(jī)供油管連接的線路圖7b為柴油內(nèi)燃機(jī)所吸收的那部分空氣供應(yīng)的脈沖發(fā)生電磁波線路圖；圖8表示吸自柴油機(jī)的那部分空氣橫斷面結(jié)構(gòu)圖；圖紙上所用主要部件符號(hào)說明1- 橡膠帶體2- 銅片3- 鋁片4a、4b- 橡膠密封件5a、5b、5c- 磁感應(yīng)柱6a、6b、6c- 磁鐵7a、7b-陶瓷三角柱8、31- 線圈9- 感應(yīng)柱10- 鋁管11-絕緣體12a、12b、12c-孔13-橡膠密封件20- 空氣吸入部21-空氣吸入孔22- 燃燒室23-空氣清潔器24- 空氣吸入復(fù)式接頭本發(fā)明之詳細(xì)說明本發(fā)明細(xì)節(jié)由


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本發(fā)明涉及減少柴油機(jī)燃料有毒廢氣的裝置。它由下列各部分所組成銅片2和鋁片3，在連續(xù)的過程中被設(shè)置在一個(gè)像膠帶體1上；六角形的像膠密封件4a、4b，附設(shè)在帶體1內(nèi)部上面的右、右頂側(cè)；上端開放的通道型磁感應(yīng)桿5a、5b，插入與橡膠密封件4a、4b相連接的內(nèi)部件中央；磁鐵6a、6b、6c，皆插入于磁感應(yīng)桿中；陶瓷三角極7a、7b，連接于磁感應(yīng)桿5a、5b、5c之中；
帶線圈8的電磁波感應(yīng)桿9，連接在陶瓷三角極7a、7b中間；帶體1插入于正方形鋁管10內(nèi)，管10外部套有絕緣體11。
未說明的符號(hào)12a、12b、12c、表示在陶瓷三角極7a、7b上形成的孔；符號(hào)13表示密封鋁管10的橡膠密封件；符號(hào)20表示空氣吸入部，空氣由此被吸入柴油內(nèi)燃機(jī)；符號(hào)21表示空氣吸入部20上面的空氣吸入孔；符號(hào)22表示燃燒室符號(hào)23表示空氣清潔器；符號(hào)24表示空氣吸入復(fù)式接頭；符號(hào)31則表示安裝在空氣吸入孔21上面的脈沖波發(fā)生線圈。
以下進(jìn)一步說明本發(fā)明細(xì)節(jié)。
本發(fā)明涉及圖4a、圖4b和圖4c所示的裝置。
正如圖4a、圖4b和圖4c所示，本發(fā)明裝置有一個(gè)結(jié)構(gòu)，其左部橡膠密封件4a和右部的橡膠密封件4b連接在橡膠帶體1上面；相同寬度的銅片2連接在橡膠帶體1上，鋁片3也連接在銅板2的上端。而且，磁感應(yīng)柱5a、5b和5c連接在體1的左側(cè)、右側(cè)和中央。外部磁鐵或稱電磁鐵6a、6b和6c分別連接在磁感應(yīng)柱5a、5b和5c里面的底部，而絕緣體兩側(cè)插有絕緣體針輪。將具有比鋁片3小而窄的底座的陶瓷三角柱7a、7b插入左、右部磁感應(yīng)柱5a和5c，最中央的磁感應(yīng)柱5b之間連接在鋁片3上面。所以，陶瓷三角柱7a、7b結(jié)構(gòu)如圖5所示。
特別是按照本發(fā)明，電磁波感應(yīng)柱9連接在左側(cè)陶瓷三角柱7b正中間。陶瓷三角柱7b是借助從陶瓷三角柱7a、7b中優(yōu)選其一而插入右側(cè)的磁感應(yīng)柱5c和正中間的磁感應(yīng)柱5b之間的。所以，電磁波感應(yīng)柱9形成兩個(gè)翼線圈8安置在感應(yīng)柱9里面。如圖4a所示，這樣形成的結(jié)構(gòu)裝入方形鋁管10內(nèi)并進(jìn)行密封。這樣一來，包復(fù)著絕緣體11的整個(gè)外體被包裝起來。
本發(fā)明的裝置可以安裝一根軟管或管子作為供油管，經(jīng)過柴油內(nèi)燃機(jī)的燃料罐供給柴油機(jī)柴油燃料。本發(fā)明的裝置是預(yù)處理裝置，其設(shè)計(jì)目的是為了減少柴油中的有毒廢氣。使用前，可將其連接在軟管或管子上，其位置要既能與燃料罐相鄰而又不損壞、不刻破和不使其位移為宜。
本發(fā)明的裝置適用于消費(fèi)柴油機(jī)燃料的高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)包括中低速內(nèi)燃機(jī)的一些汽車。將本發(fā)明的裝置與軟管或管子的表面部分連接，連接的位置要能與用作燃料供給的燃料罐相鄰。當(dāng)柴油燃料由內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火時(shí)，本發(fā)明的裝置可以提供最好的幾乎是完全燃燒的燃燒條件。尤其是為了防止下列油煙成份的釋放諸如碳?xì)浠旌衔?一些碳?xì)浔晃胩碱w粒中去)，硫基和懸浮基混合物以及污染的氣體(例如CO、HC、NOx和SOx)和油煙及以固態(tài)顆粒物質(zhì)的形式出現(xiàn)的與排氣混合在一起的煙霧。其原則是基于電磁調(diào)整方法。此法能部分地用于在柴油燃料流入發(fā)動(dòng)機(jī)前對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。由于是這樣的結(jié)構(gòu)，柴油燃料的分子結(jié)構(gòu)和活性事先從空氣吸入孔和燃料供給軟管或管子方面得到改善，這樣就能使預(yù)處理的柴油燃料在柴油機(jī)里得到幾乎完全的燃燒。所以，預(yù)處理裝置可以說是一種基于物理方法、設(shè)計(jì)用于在燃料進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)前調(diào)整有毒物質(zhì)之釋放的裝置。而其相應(yīng)的后處理裝置則可以說是一種尤其能從內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火或其它熱源焚化時(shí)釋放出來的有毒物質(zhì)中將固態(tài)油煙成份濾出去的裝置。
正如上述在說明油煙形成的過程中，由于燃料分子的密度較大，也就是說，石蠟、環(huán)烷和芳香族系列逐步形成，釋放油煙有增長(zhǎng)趨勢(shì)。所以說，這種增長(zhǎng)趨勢(shì)從碳的直接鏈結(jié)構(gòu)到氫結(jié)構(gòu)以至周期環(huán)狀結(jié)構(gòu)中是可以觀察到的，因?yàn)檫@意味著當(dāng)氫被從雙鏈的碳存在的穩(wěn)定部分中分離出來時(shí)，氫的原有分子結(jié)構(gòu)保持不變。在這方面，將較穩(wěn)定的環(huán)狀碳群降解為較小的混合、更多的能。將這種結(jié)構(gòu)降解是需要更多能量的，除非是壓縮熱源。
認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，發(fā)明人曾設(shè)想，碳原子利用了許多生成于良好氧化溫度下的最大紅外線波長(zhǎng)。這樣，本發(fā)明的機(jī)制是借助于液態(tài)碳?xì)浠衔锊裼拖嗨撇ㄩL(zhǎng)的特定熱極紅外線波長(zhǎng)，碳原子在柴油燃燒前處于共振運(yùn)動(dòng)并與氧原子起反應(yīng)。
正因?yàn)槿绱?，?dāng)本發(fā)明中的氫和碳原子具有一定水平的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，它們則對(duì)外界或?qū)Σ豢紤]粘滯性的電磁波和液態(tài)碳?xì)浠衔锏臏囟茸兊妹舾小榱死眠@種情況，必須使液態(tài)碳?xì)浠衔锏碾妱?dòng)勢(shì)首先生成而且在同一時(shí)間內(nèi)液態(tài)碳?xì)浠衔锉仨毥柚谕饨珉姶挪ㄌ幱诠舱裰小?br> 而且，為使液壓碳?xì)浠衔锞哂须妱?dòng)勢(shì)，首先的方法就是穩(wěn)定靜電流或者穩(wěn)定由于不同的原因通過卸荷或消荷從內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)中生成的各種波長(zhǎng)。在這種穩(wěn)定狀態(tài)下，碳?xì)浠衔锟梢苑€(wěn)定地接受必要的電動(dòng)勢(shì)和可能產(chǎn)生的共振能波。
而且，為了使液態(tài)碳?xì)浠衔镉谒查g產(chǎn)生活性分子運(yùn)動(dòng)所必需的電動(dòng)勢(shì)，柴油必須從低磁場(chǎng)轉(zhuǎn)入到較高的磁頻帶。
針對(duì)這一端，一個(gè)從N-極或S-極的極必須以固定不變的90°角持續(xù)不斷地、迅速地朝著磁場(chǎng)磁速的方向運(yùn)動(dòng)。使柴油流向發(fā)動(dòng)機(jī)的軟管或管子是保持這種運(yùn)動(dòng)方向和速度的最佳材料。在選擇遇到這種物體的最好場(chǎng)所時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)部是不適應(yīng)的。而且如有可能，有利的做法是選擇一個(gè)遠(yuǎn)離附帶許多電子控制線路發(fā)動(dòng)機(jī)室的地方。這樣的話，接近與燃料罐連接的柴油管的位置就是合適的。
參考圖6因?yàn)槊恳粋€(gè)磁鐵6a(0.22wb/m2)、磁鐵6b(0.21wb/m2)和磁鐵6c(0.2wb/m2)的安裝對(duì)流向發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料管都是固定間距，從a)方向以90°角流向b)的柴油，按磁鐵6c的N極→磁鐵6b的N極→磁鐵6a的N極運(yùn)動(dòng)。
因此，由于管子的規(guī)格、材料和流速的關(guān)系，柴油中電動(dòng)勢(shì)也不一樣。但是在允許的磁場(chǎng)磁速內(nèi)，范圍為Ψ8cm，理想的電動(dòng)勢(shì)可以得到。參照?qǐng)D6，液態(tài)碳?xì)浠衔锿ㄟ^6a、6b和6c三塊磁鐵時(shí)所具有某電動(dòng)勢(shì)。然而，當(dāng)?shù)皖l電磁波卸荷于碳?xì)浠衔飼r(shí)，它們將完成共振運(yùn)動(dòng)。
進(jìn)而，圖5中所示的陶次三角極7a、7b和每個(gè)通道或磁感應(yīng)柱5a、5b、5c和本發(fā)明的裝置的一些構(gòu)件以磁波的形式發(fā)生電磁波，具有相同的極線，紅外線波長(zhǎng)為8～20Hz的低頻電磁波。所以，電磁波為2.5～3V/11μA。當(dāng)本發(fā)明的裝置的這些構(gòu)件安裝在供油口上時(shí)，與電磁波相關(guān)的線路結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)生示于圖7a中。由磁感應(yīng)柱5a、5b、5c產(chǎn)生的電磁波是朝向柴油機(jī)燃料的。其在10-18Hz波長(zhǎng)下處于共振。特別是因?yàn)樘荚颖徽T發(fā)，通過陶瓷三角極7a、7b的柴油中，氫原子借助于陶瓷質(zhì)特定熱極紅外線的波長(zhǎng)，以8-20Hz處于共振中。
與此同時(shí)，用于本發(fā)明的裝置的磁鐵6a、6b和6c的材料包括Nd2Fe14B、Nd-Fe-B合金鑄膜以及其它類似Nd4Fe14B的材料。72個(gè)原子包括在芳香粉單位中。芳香粉的優(yōu)先選用僅含有Fe層和/或含有Nd或B層按連續(xù)的順序組成的材料。含有釹—鐵的超級(jí)磁鐵作為材料在接地時(shí)用于特定的電磁波中。這樣發(fā)生的電動(dòng)勢(shì)能夠適應(yīng)于液態(tài)碳?xì)浠衔锏姆肿咏Y(jié)構(gòu)。
而且，在制造本發(fā)明的陶瓷三角極7a、7b時(shí)可以使用普通陶瓷材料。具體來說，最好使用Al-Si-Ca-Na-K-Ti系列。例如，其化學(xué)成份最好包含AL2O342％、SiO231％、Ca 10％、NaO 7％、K2O 3％、TiO23％，其他稀土元素3～5％。還有，這種陶瓷三角極是種粒度為1～10μm的混合物，所用的最終產(chǎn)品需在1200～1300℃溫度下進(jìn)行塑化。在陶瓷三角極7a、7b兩側(cè)的三個(gè)角上形成三個(gè)直線孔(互相貫穿)，這樣加工給安裝有色和鐵合金電極留下了空間。從三角極7a、7b的斷面來看，孔的大小和三角支腿最好按a∶2來確定。在空孔中裝2個(gè)釹鐵極和1個(gè)99.4％的鋁極(不用氣化強(qiáng)力感應(yīng)電磁波接地)，其作用是控制由三角極7a、7b產(chǎn)生的電磁波。
再有，在加工制作每個(gè)陶瓷三角極7a、7b時(shí)一定要使其三角極發(fā)射的電磁波導(dǎo)向N極。若是電磁波感應(yīng)柱9(其內(nèi)部有線圈8)，一側(cè)與陶瓷三角極7a、7b接觸，有0.01～0.1mm的18K金；而相對(duì)的對(duì)稱一側(cè)含有99.4％以上的銅。這樣一來，從三角極7a、7b基座向環(huán)向運(yùn)動(dòng)的離子電荷便被吸收，其波長(zhǎng)是圖7a所示電路圖所產(chǎn)生的波長(zhǎng)，它們向N極發(fā)射。因此，該電磁波的波長(zhǎng)僅有2.5～3.0V/81μA，但它對(duì)碳原子的強(qiáng)有力的沖擊卻活化了柴油。
同時(shí)，柴油是種烴類結(jié)構(gòu)，碳和氫分子結(jié)合在一起。就這一點(diǎn)來說，為了使高度壓縮進(jìn)氣中所含的氧與碳結(jié)合實(shí)現(xiàn)合適的燃燒，就需要在充分了解其特性情況下賦于進(jìn)氣前的氧以某些活化能；為了使游離碳不互相固結(jié)，就需要對(duì)碳與氧的反應(yīng)進(jìn)一步誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)合適的燃燒。為了提供這樣的條件，就應(yīng)使氧的范圍最大化，使氧在氧氫分子結(jié)合成水的反應(yīng)之外很容易與碳反應(yīng)。如果有這樣一種恰當(dāng)?shù)目刂品椒?。那么，假如能夠避免產(chǎn)生碳固體顆粒物質(zhì)，則應(yīng)充分利用氧和碳的物理化學(xué)性質(zhì)。
象這樣，當(dāng)柴油在安裝本發(fā)明裝置的供油口被活化時(shí)，也應(yīng)使空氣吸入孔中的空氣活化就更好了。為此目的，在空氣吸入孔裝一線圈31，它可以提供另外一個(gè)脈沖波，當(dāng)空氣被吸入時(shí)，由圖7b所示線路圖產(chǎn)生的8,000～20,000Hz的電磁波便使氧處于共振之下。結(jié)果，在柴油中碳原子發(fā)生氧化過程中，巨大的反應(yīng)能力可以大幅度提高燃燒效率。
正如在前面提到的那樣，根據(jù)這種燃料與吸入氧間的相互關(guān)系，一些與粘度和柴油點(diǎn)火滯后縮短以及生成油煙等問題就會(huì)相互沖突。因此，為了解決這些問題，有必要重新考慮碳的性質(zhì)，一般來說，在預(yù)熱液態(tài)碳?xì)浠衔飼r(shí)，由于其結(jié)構(gòu)方面的特點(diǎn)，其粘度有變小趨勢(shì)。
在將液相柴油噴入柴油機(jī)中時(shí)，柴油應(yīng)該有合適的粘度以便將其送入氣缸中。然后，氣缸中的柴油在散化和霧化過程中被氧化。當(dāng)瞬時(shí)存在過量氧時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生油煙(積炭)。這種現(xiàn)象是因?yàn)樘荚拥奶匦远a(chǎn)生的。但是，當(dāng)氫原子的回轉(zhuǎn)遷移運(yùn)動(dòng)被激活時(shí)，柴油中的碳原子有一種附著在氫原子上的性質(zhì)，直到散離。我們利用這一特性，將碳?xì)浠衔镬F化為顆粒，在由燃料顆粒表面穴槽加熱過程中，碳原子從碳?xì)浠衔锝Y(jié)構(gòu)中分離出來。然后，由于點(diǎn)火滯差縮短，在存在過量空氣的氣缸里使碳原子被氧原子氧化就一點(diǎn)也不困難了。另一方面，在回轉(zhuǎn)遷移運(yùn)動(dòng)減少之前，氫原子一直在起作用，這就導(dǎo)致點(diǎn)火滯差的縮短。
還有，一些壓縮熱能對(duì)于碳原子被氧原子氧化也是必要的。從柴油性質(zhì)來看，其汽化熱為250～300KJ/kg，這相對(duì)來說是很小的，因此氣化速度很快。在散化和汽化柴油過程中，盡可能拓寬燃油顆粒的表面穴槽面積就等于拓寬了與氧反應(yīng)的空間，也就是說加寬了反應(yīng)帶。一旦碳原子具有了電動(dòng)勢(shì)，它們就會(huì)不再相互粘著，就會(huì)出現(xiàn)碳顆粒之間生成固體顆粒物質(zhì)的過程。因此，必須有下述從柴油中液相碳?xì)浠衔镌瞿艿结尫艔U氣和廢物的過程燃料→產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)→由電磁波誘導(dǎo)共振運(yùn)動(dòng)→注射→汽化(因柴油散化增寬表面穴槽面積，擴(kuò)大與氧的反應(yīng)帶)→點(diǎn)火→爆發(fā)→釋放。在上述過程中的汽化階段，應(yīng)該考慮吸入的高溫壓縮空氣狀態(tài)，在吸氣過程中應(yīng)檢查空氣中是否有21％的氧存在。
如圖8的吸氣示意圖所示，當(dāng)通過空氣吸入孔21吸入含有21％氧和78％氮的空氣時(shí)，21％的氧應(yīng)該是渦流狀態(tài)，以保持壓縮空氣的均勻分布。盡管氧原子處崐于高溫壓縮狀態(tài)，氧原子在氣缸燃燒室22中也應(yīng)隨時(shí)準(zhǔn)備擴(kuò)散。
因此，根據(jù)本發(fā)明裝置，在圖8所示空氣吸入部20的“a”點(diǎn)設(shè)一線圈31供共用。這樣，由圖7b所示電路發(fā)出的脈沖波使吸入的空氣在沒缸燃燒室中產(chǎn)生主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，吸入空氣中的氧原子誘導(dǎo)柴油完全燃燒，使柴油中存在的氫和碳原子被還原或崐氧化成水和二氧化碳，為柴油和吸入的氧提供了一種有效的燃燒條件。
如圖7b所示，電路產(chǎn)生的脈沖電磁波的能力為2.5～3.0v/81μA，其頻率變化在2000～20000Hz之間。當(dāng)在碳?xì)浠衔锝Y(jié)構(gòu)處于汽化狀態(tài)時(shí)，氧與氫相游離。它與脈沖電磁波的反應(yīng)提高了氧原子的活性，這是完成柴油充分燃燒，生成水(H3O+，OH-)和二氧化碳(CO2)所必需的。同時(shí)，它也多少抑制了氧和氮在700℃高溫下的反應(yīng)。氧和氮原子因性質(zhì)不同而在空氣中保持穩(wěn)定，但在受到具有相同脈沖波的電磁波沖擊之后，它們也可以保持其在高溫下的固有特性。也就是說，在高溫壓縮狀態(tài)下，氧和氮原子可具有時(shí)控力，所以氧化的產(chǎn)生也會(huì)在油缸中受到抑制。
當(dāng)空氣進(jìn)入燃燒室22之前，圖8所示“b”處出現(xiàn)吸入空氣渦流時(shí)，這種高溫壓縮的吸入空氣誘導(dǎo)的這種渦流作用能夠加寬柴油中已具活化條件的碳與氫之間的反應(yīng)帶。盡管有空氣被吸入燃燒室22，也能使燃燒接近完全燃燒。而且，這種渦流現(xiàn)象可由圖8所示“a”處產(chǎn)生的脈沖電磁波氧來維持。
結(jié)要，盡管用物理(機(jī)械)方法使圖8所示“b”處有渦流現(xiàn)象發(fā)生，但氧原子的活性在氣缸的高溫高壓條件下仍受到抑制。按照本發(fā)明，為了克服這一限制并為吸入空氣中的氧原子提供動(dòng)能，通過對(duì)氧原子本身施加某些動(dòng)能的方法來使圖8所示的“a”處產(chǎn)生一個(gè)脈沖電磁波來實(shí)現(xiàn)完全燃燒。
因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置，在電子感應(yīng)柱9中裝上線圈8，用普通方法與電源相聯(lián)(未示出)就構(gòu)成了如圖7a所示電路結(jié)構(gòu)。線圈8通過發(fā)生電磁波來活化柴油。除了本發(fā)明的這種裝置外，在空氣吸入孔21在此，為柴油燃燒而吸入空氣中也裝設(shè)了能產(chǎn)生脈沖波的線圈31。當(dāng)用圖7b的方法產(chǎn)生磁脈沖波時(shí)，便為進(jìn)氣(通過空氣過濾器之前)之前吸入的空氣中的氧原子提供了某些動(dòng)能，活化的氧原子對(duì)柴油和吸入空氣的活化起了作用，使燃燒效率最大。
按照前述裝置(包括本發(fā)明的電路)進(jìn)行了多次試驗(yàn)以測(cè)定柴油的實(shí)際燃燒狀態(tài)及其排放的有毒廢物。試驗(yàn)時(shí)將本發(fā)明裝置裝在柴油汽車上。從表1中可以看出，使用本發(fā)明可以明顯減少有毒氣體及以固體顆粒形式出現(xiàn)的有毒廢物的排放，而燃燒效率卻有大幅度的提高。
表1 廢氣及有毒廢物的測(cè)定結(jié)果
說明1、廢氣濃度由CVS計(jì)算機(jī)測(cè)定。
表1中CVS中的積炭值是CVS計(jì)算機(jī)裝置，光敏反射和現(xiàn)場(chǎng)收集式積炭測(cè)試儀(世界上各測(cè)試機(jī)構(gòu)通常都使用)所測(cè)數(shù)據(jù)的平均值。
2、由于各汽車制造廠的引擎不同，所以車輛的選擇標(biāo)準(zhǔn)是出廠不足三年，行車?yán)锍淘?0,000KM的車輛。對(duì)兩臺(tái)2500CC的柴油機(jī)汽車進(jìn)行了對(duì)比并計(jì)算出它們的平均值。
3、表1中的數(shù)值是在安裝本發(fā)明裝置之前一個(gè)月測(cè)定5次和安裝本裝置以后的一個(gè)月測(cè)定5次的計(jì)算平均值。
正如前面所提到的那樣，本發(fā)明裝置在使用之前是很容易從外面裝到柴油內(nèi)燃機(jī)上，使用時(shí)不會(huì)對(duì)供油引擎造成任何傷害。
本發(fā)明裝置通過同時(shí)活化進(jìn)氣孔中的氧來提高設(shè)備效率，使燃燒接近于完全燃燒。本發(fā)明裝置可以減少有毒物質(zhì)的生成，降低燃料消耗。
因此，本發(fā)明裝置是一種減少內(nèi)燃機(jī)有毒廢物排放的理想裝置，能減緩碳?xì)浠衔锶剂系膰?yán)重空氣污染，而且因?qū)崿F(xiàn)完全燃燒而達(dá)到節(jié)能效果。
權(quán)利要求
1.一種減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置它包括銅片2和鋁片3，在連續(xù)的過程中被設(shè)置在一個(gè)像膠帶體1上；六角形的像膠密封件4a、4b，附設(shè)在帶體1內(nèi)部上面的右、右頂側(cè)；上端開放的通道型磁感應(yīng)桿5a、5b，插入與橡膠密封件4a、4b相連接的內(nèi)部件中央；磁鐵6a、6b、6c，皆插入于磁感應(yīng)桿中；陶瓷三角極7a、7b，連接于磁感應(yīng)桿5a、5b、5c之中；帶線圈8的電磁波感應(yīng)桿9，連接在陶瓷三角極7a、7b中間；帶體1插入于正方形鋁管10內(nèi)，管10外部套有絕緣體11。
2.按權(quán)利要求1所說一種減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置，其特征在于磁鐵6a、6b、6c分別具有0.22wb/m2、0.21wb/m2、0.2wb/m2的磁力。
3.按權(quán)利要求1所說的一種減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置，其特征是陶瓷三角極7a、7b由如下重量配比的化學(xué)成份構(gòu)成的Al2o342％Sio231％Ca 10％NaO 7％K2O 3％TiO23％稀土元素 3～5％
4.按權(quán)利要求1或3所說的一種減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置，其特征是在陶瓷三角極7a、7b兩側(cè)的三個(gè)角上形成三個(gè)相互連通的直線孔，有兩個(gè)釹鐵極和一個(gè)鋁極插入于這3個(gè)孔內(nèi)。
5.按權(quán)利要求1所說的一種減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置，其特征是電磁波感應(yīng)柱9一側(cè)和陶瓷三角極7b相連接、含有18K金，而其相對(duì)的對(duì)稱一側(cè)則含有銅。
6.按權(quán)利要求1或5所說的一種減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置，其特征是電磁波感應(yīng)柱具有2.5～3.0V/81μA的波長(zhǎng)。
7.使用根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置的方法，其特征是將該裝置連接于燃料供給口的表面，以活化柴油機(jī)燃料，同時(shí)，柴油機(jī)燃料的空氣吸入孔21外設(shè)置線圈31，使被吸入的空氣中的氧分子活化。
8.按權(quán)利要求7所說的一種使用減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置的方法，其特征是線圈31可感應(yīng)出2.5～3.0V/81μA的波長(zhǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及減少柴油機(jī)燃料中有毒廢物的裝置,尤其是一種新型的減少柴油機(jī)燃料中的有毒廢物的裝置。本發(fā)明設(shè)備等效于預(yù)處理裝置,它安裝在柴油機(jī)燃料供給口表面以促進(jìn)內(nèi)燃機(jī)燃料中分子及分子的運(yùn)動(dòng)活性化。尤其是,為引入電磁波、磁場(chǎng),設(shè)置了磁鐵、陶瓷極、線圈等一些附加裝置,根據(jù)這種構(gòu)造,借助燃料供給口而使柴油機(jī)燃料產(chǎn)生物理化學(xué)變化,可以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)燃料完全燃燒的條件。因此具有:(a)柴油機(jī)燃燒之后,被消耗氣體中的有毒物質(zhì)的釋放被明顯示地得到抑制。(b)燃料消耗進(jìn)一步有所改善等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02B3/06GK1244234SQ97181293
公開日2000年2月9日 申請(qǐng)日期1997年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月30日
發(fā)明者金相卿 申請(qǐng)人:韓根燮, 金相卿