CN1153254A - 内燃机等燃烧用流体改质方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种内燃机等燃烧用流体的改质方法及其装置，其通过对内燃机等使用的燃料或燃烧用空气等燃烧用流体作用磁力，打破流体分子电位的平衡，减小其分子团，使流体更好地雾化、燃烧效率得到提高，其特征在于：在燃烧流体两侧至少配置一对同极性的磁铁，由于流动方向与燃烧用流体流向交差的磁力线之间的互斥作用，使磁场产生的磁力线改变流向并沿上述流体的流动方向延伸。

Description

内燃机等燃烧用流体改质方法及其装置

本发明是关于提高内燃机或者锅炉、烧结炉之类一般燃烧动力机械中用的燃料或空气等流体燃烧效率，改进燃料用流体质量的方法及其装置。

根据荷兰物理学家范德瓦尔斯的分子内聚力理论，构成碳氢化合物燃料的分子通常处于正负电位-平衡状态，在强磁场作用下，由于这种平衡被破坏而变成为极其微细的粒子。然后经过喷雾气化可以与空气形成良好的混合状态。

为了提高内燃机及各种燃烧动力机械中燃料的燃烧效率，出现了将磁铁置入燃料箱内的技术以及如图6所示的装置y。在该装置y中，从燃料箱D向燃烧室C的供给管路A的中部相对设置了一对极性相反、并将供给管道A挟于中间的磁铁B。

此外，还提出了用电激、超声波或远红外线照射等方法，细化燃料分子团以降低燃料炽度、促进雾化的相关技术。

但是，无论是电激还是超声波等照射，即使能够细化燃料分子团，在实际情况中由于燃烧条件、燃料种类的不同其作用效果也不确定。此外，上述细化技术实际上还有改质后的燃料在被吸引到燃料室前其改质效果会丧失掉等缺点。

就用置入磁铁进行细化的技术来说，当将磁铁置入燃料箱时分子细化后的燃料分散在整个箱内，而且，由燃料箱进入燃烧室的过程中改质效果会降低。

对于在燃料供给管路上配置磁铁进行细化的技术，如图6所示，当将供给管路切断后安装磁铁的话，不仅工艺操作麻烦，而且易引起燃料泄漏等事故。在供给管路外周配置磁铁后，因为管路的材质和壁厚的影响，只是使燃料通过一对极性相反的磁铁形成的磁力线中，而小型装置难以得到强磁场，所以很难达到预期的效果。如果将上述装置大型化，不但会使成本提高，而且对于诸如车用发动机之类狭窄的安装空间中也很难被采用。

本发明的目的是鉴于上述传统技术存在的问题，提供一种确实能改进燃料流体质量，降低排放气体中的CO和HC含量的内燃机等燃烧动力机械中燃料流体的改质方法。用这种方法，使燃料供给管路或者燃烧用空气的供给管路内形成强磁场并使管路内流体接受较长时间的磁辐射。

此外，本发明的目的还有提供小型、结构简单的改善燃烧用流体质量的装置。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种内燃机等燃烧用流体的改质方法，其通过对内燃机等使用的燃料或燃烧用空气等燃烧用流体作用磁力，打破流体分子电位的平衡，减小其分子团，使流体更好地雾化、燃烧效率得到提高的方法，其特征在于：

在燃烧流体两侧至少配置一对同极性的磁铁，由于流动方向与燃烧用流体流向交差的磁力线之间的互斥作用，使磁场产生的磁力线改变流向并沿上述流体的流动方向延伸。

所述的内燃机等燃烧用流体的改质方法，其特征在于：上述磁铁配置在燃烧用流体的左右两侧，在上述流体流动的上下方向延伸的上述磁力线中，至少有沿一侧方向延伸的磁力线由于磁场的排斥作用改变为流体流动的前后方向上，即磁场沿流体流动的前后方向上延伸。

所述的内燃机等燃烧用流体的改质方法，其特征在于：上述磁铁是永久磁铁。

所述的内燃机等燃烧用流体的改质方法，其特征在于：上述磁铁是电磁铁。

一种内燃机等燃烧用流体的改质装置，其通过对内燃机等使用的燃料或燃烧用空气等燃烧用流体作用磁力，打破流体分子电位的平衡，减小其分子团，使流体更好地雾化、以提高燃烧效率得其特征在于具有：

由磁性材料制成的带状板材弯曲形成且两端部按所定间隙相对设置的框架部件；

在上述框架部件的上述端部同磁极相对固定设置的一对永久磁铁；和

将上述永久磁铁紧密安装在内燃机等的燃烧室与燃料箱之间的燃料供给管路或燃烧用空气供给管路外周的安装部件。

一种内燃机等燃烧用流体的改质装置，其通过对内燃机等使用的燃料或者燃烧用空气等燃烧用流体作用磁力，打破流体分子电位的平衡，减小分子团，使流体更好地雾化，以提高燃烧效率得，其特征在于具有：

由磁性材料制成的带状板材弯曲形成且两端部按所定间隙相对设置的第一框架部件；

在上述第一框架部件的上述端部同磁极相对固定设置的一对永久磁铁；以该对永久磁铁为边缘与上述第一框架部件沿相反方向延伸且与上述第一框架一样由相同的磁性材料弯曲形成的第二框架部件；和

将上述永久磁铁紧密安装在内燃机等的燃烧室与燃料箱之间的燃料供给管路或燃烧用空气供给管路外周的安装部件。

所述的内燃机等燃烧用流体的改质装置，其特征在于：上述框架部件略呈U字形，其两端部固定有上述永久磁铁。

所述的内燃机等燃烧用流体的改质装置，其特征在于：上述安装部件是从上述连接部件的一个端部穿入并穿过另一个端部然后紧固的螺栓螺母，其被构成非磁性体。

所述的内燃机等燃烧用流体的改质装置，其特征在于：上述永久磁铁是钐钴磁铁。

所述的内燃机等燃烧用流体的改质装置，其特征在于：上述永久磁铁的相对表面上由硅橡胶材料覆盖起来。

将两燃烧机(内燃机、外燃)的燃料全面扩展。

本发明具有积极的效果：

在本发明中，由于使燃烧用流体通过磁场破坏其分子的电位平衡而缩小其分子团，从而提高了燃烧用流体的雾化效果。具体地讲，在燃烧用流体两侧至少相对设置一对极性相同的磁铁。在该同极性磁铁产生互斥的磁力线之中，与燃烧用流体流向交叉方向上延伸的磁力线由于再度产生互斥作用而顺着上述流体流向，形成了向流体流动前后方向延伸的磁力线。

例如，将上述磁铁设置在燃烧用流体流动方向左右两侧时，在上述流体上下方向上延伸的磁力线中，至少有一个方向(或上下两个方向)上延伸的磁力线通过磁场的斥力改变到了燃烧用流体的前后方向上。

在本发明的方法中，将极性相反的磁铁配置在燃料用流体两侧与极性相同的配置相比较，流体流向上将能形成磁力线延伸极长的磁场。这样，流体受磁辐射的时间将变长，可提高雾化作用和燃料效率。

本发明的特征之一是，当流体通过磁场时，迄今为止所希望的流体流向能横切磁力线的方法被由于磁力的斥力使流体沿磁力线方向或逆其方向流动的方法所代替。

本发明有关的装置中，具有下述部件：由磁性材料形成的带形板材弯曲成诸如U字形的框架部件、固定在上述框架部件端部且相对配置的一对同极性永久磁铁以及将上述永久磁铁紧密安装在连接内燃机等的燃料箱与燃烧室的燃料供给管路或燃烧用空气供给管路的外周上的安装部件。这样，由于安装在框架两端的磁铁产生的磁力线形成了互斥状态的磁场。因为框架部件内周面受上述磁铁作用而形成与磁铁极性相同的磁极，所以由上述磁铁延伸至框架部件内周面的磁力线与框架部件内周面的磁力线相斥后改变为沿框架外部流体流向的前后方向上。其结果是形成了沿流体流向的前后方向上延伸较长的磁场。

以下参照附图，对本发明的实施例做详细说明：

图1是本发明一实施例有关装置的局部立体示意图。

图2是图1所示装置的安装位置示意图。

图3是图1所示装置中垂直面上磁力线流向模式示意图。

图4是图1所示装置中水平面磁力线流向模式示意图。

图5、图6是省略掉框架的同极性磁铁相对配置时磁力线流向模式的正面及水平面示意图。

图7-图9是极性相反的磁铁配置时其磁力线模式示意图。其中图7是略掉框架的正面视图；图8是有框架时的正面视图，图9是图8所示装置的水平面示意图。

图10和图11分别是本发明别的实施的有关装置说明示意图。

图12是传统装置的一个例子的剖面示意图。

下面就图示实施例对本发明加以详细说明。

图1是与本发明有关的车用发动机燃料改质装置的立体示意图。

图中钢制的连接框架1，由带状板材弯成断面大致为U字形且两端头按所空间隙d相对的形状。上述相对间隙d是考虑到后面将要叙述的磁铁2、3的厚度和燃料管的外径而设定的。

固定在连接框架1各自由端头的永久磁铁2、3。该永久磁铁是诸如磁通密度为1000高斯的钐钴磁铁，其相对面2a、3a呈同一极性(正对正、负对负)安装。相对面2a、3a的反面2b、3b分别紧密固定在上述连框架1的端部内表面。此外，磁铁2、3的安装面以外的面上覆盖了较薄的硅橡胶制外壳11。

4是将本装置固定在燃料管7上的安装用螺栓，5是与螺栓旋合用的螺母。上述螺栓4穿过连接框架1的端部形成的孔6在连接框架端部拧紧。上述螺栓4和螺母5在挟持磁铁2、3的连接框架1靠内一侧也配置了一组。上述各螺栓4和螺母5都由非磁性材料制成。

图2是多气缸发动机上本装置安装位置示意图。燃料泵9将燃料由燃料箱10供给主管路7’，然后经过分支管7”送入燃烧缸中的化油器8。本装置应分别能安装在各分支管7”上，即多燃烧缸的情况下，对应每个缸都分别安装一个。当然，也可以只在燃料泵9与化油器8之间主管路7’上安装一个。

本装置由安装用螺栓4、螺母5固定，该螺栓4、螺母5配设在挟持供给管路的磁铁2、3相对面2a、3a前后位置上。由于与燃料供给管路的磁铁表面上付着有硅橡胶制的外壳11，所以本装置被紧紧地固定在燃料管路上而不损伤其表面。在本实施例中，由于使用了居里点很高的(750度，温度系数0.03％/度)钐钴磁铁，所以即使是安装在发动机室那样的高温环境中其磁性也不会丧失。

而且，因为在外壳11中加进入了硼镁石粉末，该种硼镁石所发射的电磁波可进一步对燃料作用，细化其分子团。上述硼镁石粉末的颗粒直径为1-3μ，在整个外壳中掺入3-5％即可。要注意的是，当掺入比例超过5％后，硅橡皮的结合性能将会变坏。

图3和图4是安装在燃料管道上的本装置所形成磁力线模式示意图，而图5和图6是设有连接框架1时，一对磁铁M1、M2同磁极(N对N)相对配置时磁力线流的状态示意图。

图5是上述磁铁M1、M2的磁力线流正面图，图6是该磁铁M1、M2磁力线流的平面图。由磁铁M1、M2发出的磁力线互斥后，形成了三维的磁场。当图5中磁铁M1、M2之间配设有流体管路P时，其磁力线的一部分由管路P的上、下方向上呈互斥状流动，图6中磁力线的一部分沿管路P的长度方向即管路内流体流动的前后方向上所呈状态模式示意图。

在图3和图4所示本发明有关装置中，磁铁1、2所发出的磁力线基本与上述图5、图6相同。但是本发明装置的情况下，具有连接框架1。与没有连接框架的图5相比，图3中连接框架内表面被磁化为N极。因此，由图中上方辐射的磁力线与内表面的磁极互斥后，其流向改变为框架外侧即沿管路中流体的流动方向上。这样，沿管路长度方向上形成了很长的磁场(如图4所示由水平面方向看去的磁力线流动模式)。与没有框架时图6中磁场长度1对应，本图中用符号L表示。并且，如在图4中由图下方流来的流体，开始时反磁力线的方向通过磁铁之间，然后沿磁力线顺管路而行，这样可得到长时间的磁辐射，使流体中分子团得到细化，燃烧室内燃烧效率得到提高。

另外，图7-图9表示了传统的磁铁配置所产生的磁力线模式。这种情况下，尽管磁铁也安装在框架上，但是如图8中上方的磁力线也会被对面的磁铁完全吸引，同时不会形成管路的长度方向上的磁场(如图9所示)。

图10是本发明别的实施例概略结构图。

在本实施例中，将框架安装在磁铁M5、M6的上下位置上。这样，由图中下方流过来的磁力线与图3所示实施例上方流过的磁力线一样可改变到沿管路内流体流动的方向上，可以形成如图3及图4所示实施例中的长的磁场。

在本发明中，调节框架高度可使上述磁场的长度得以调节。此外，如图11所示，管路被磁性材料形成的外罩S1、S2遮盖，所以即使与图3和图4所示实施例装置接近，其磁场长度也可调整。

另外，尽管前面记述的实施例中框架由磁性材料形成但本发明实施例中框架也可用非磁性材料形成，然后在其内侧配置磁性材料或上述磁铁并以同一极性相对安放，这样也可以形成改变磁力线方向和较长磁力线的磁场。

下面展示本装置被安放在车辆上的实验结果。实验例1

美国弗吉尼亚州环检局做的车辆排气检查：

1995年7月8日，用86年型奥尔德汽车(乘用车、旧型号，6缸，行走距离831774)，根据联邦法规40条，第85章及附则W测定排气状况，结果如下：

本发明的装置安装前(证明书序号4378925号)

一氧化碳(％)0.23      合格(基准值为1.20)

碳氢化合物(ppm)280    不合格(基准值为220)

本发明上述实施装置安装后(证明书序号4378927号)

一氧化碳(％)0.00      合格(基准值为1.20)

碳氢化合物(ppm)5      合格(基准值为220)

实验时，在化油器附近的燃料管道上装了一台如图1到图4所示的本发明有关装置。

由上述证明书可以清楚地看到，即使只在6个气缸中的一个气缸用燃料管路上使用本装置，安装前、后一氧化碳排放量由0.23％下降到测试仪器下限值以下，而碳氢化合物排放量下降到1/56，这充分说明了本装置的有效性。此外，由证明书序号可看出在本发明装置安装前后试验之间仅有一台别的车辆插入。这是因为，在安装前检查结束后，马上将本装置装入上述别的车辆进行检查，也就是说用极短的时间同时显示出燃料改质的效果。实验例2

柴油车的运行燃料消耗实验和排放烟雾实验

在平成四年型丰田车(形式：U-LH113V、发动机排量3升，四缸2，77升，NOX适用车)的各燃料喷嘴附近的燃料管道上分别安装上述实施例有关的发明装置，进行燃料消耗和排放烟雾实验。

1、运行燃料消耗实验

实验时间：1995年7月11日至同年8月16日

运行区间：奇玉县秩父市越生町至所泽市(单程35千米)，作为通勤车，一般载2-4名工作人员往返于市内数个工地。此外，车上通常载有100千克左右的器材。

实验结果：得到了如表1所示的结果。

表1

时间	走行距离Km	燃料l消耗量	燃料Km/l消耗率	提高率％
					7/12～7/20	757，8	54，9	13，8	11，3
7/20～8/1	784，8	55，1	14，2	14，5
					8/1～8/8	76 1，1	55，7	13，7	10，5
8/8～8/16	773，2	55，0	14，1	13，7
					5月～7月	6923，0	558，6	12，4	比较值

这里，比较数据是采用上述车辆在1995年5月1日起到7月10日运行的平均值。无论是比较数据还是燃料消耗实验中取得的数据都是在没有使用车用空调器状态下取得的。此外，都是根据F表头中警告灯亮后开始供油的。

上述表1表明了本发明装置的确能够改善燃料消耗率。此外，在本实验中对方向盘的评价来看，有下述特点：(1)低速扭矩增大，起动容易；(2)加速性能提高，运转轻松；(3)相同的运行方式，行进距离增大。

2、排放烟雾实验

排放烟雾量实验分两种工况进行，一种是完全预热状态下空运转时的排放烟雾量(从起动到30秒之间的排放量)，另一种是突变时的排放烟雾量(起动10秒后加速踏板压到底，两秒后停止时的排放量)。排放烟雾量是根据装在尾管的实验片上附着的煤烟进行简单估算的。上述实验片是由无纺布用手折叠而成，大约有1mm厚。定期进行上述实验，就可得到下列结果。

预热后空转时：

排放烟雾量基本不减少。但是，实验开始后行进650公里后再进行空转实验时，就有较大的煤烟块(0.2-0.4)附在其上，即排放烟雾量增加较多，其后又恢复到以前状态，且没有什么变化。可以认为，实验车的排放烟雾量比实验前减少了。

预热压突变实验时

实验开始行进650千米后，可以看出排放烟雾量有一定减少。在行进650千米时的实验结果与空运转时一样有较大的煤烟块，但其后其粒度反而变得很小。

由此可以认为，用本发明装置，排放烟雾量可得到一定的减少。

Claims (10)

1、一种内燃机等燃烧用流体的改质方法，其通过对内燃机等使用的燃料或燃烧用空气等燃烧用流体作用磁力，打破流体分子电位的平衡，减小其分子团，使流体更好地雾化、燃烧效率得到提高的方法，其特征在于：

在燃烧流体两侧至少配置一对同极性的磁铁，由于流动方向与燃烧用流体流向交差的磁力线之间的互斥作用，使磁场产生的磁力线改变流向并沿上述流体的流动方向延伸。

2、根据权利要求1所述的内燃机等燃烧用流体的改质方法，其特征在于：上述磁铁配置在燃烧用流体的左右两侧，在上述流体流动的上下方向延伸的上述磁力线中，至少有沿一侧方向延伸的磁力线由于磁场的排斥作用改变为流体流动的前后方向上，即磁场沿流体流动的前后方向上延伸。

3、根据权利要求1所述的内燃机等燃烧用流体的改质方法，其特征在于：上述磁铁是永久磁铁。

4、根据权利要求1所述的内燃机等燃烧用流体的改质方法，其特征在于：上述磁铁是电磁铁。

5、一种内燃机等燃烧用流体的改质装置，其通过对内燃机等使用的燃料或燃烧用空气等燃烧用流体作用磁力，打破流体分子电位的平衡，减小其分子团，使流体更好地雾化、以提高燃烧效率其特征在于具有：

由磁性材料制成的带状板材弯曲形成且两端部按所定间隙相对设置的框架部件；

在上述框架部件的上述端部同磁极相对固定设置的一对永久磁铁；和

将上述永久磁铁紧密安装在内燃机等的燃烧室与燃料箱之间的燃料供给管路或燃烧用空气供给管路外周的安装部件。

6、一种内燃机等燃烧用流体的改质装置，其通过对内燃机等使用的燃料或者燃烧用空气等燃烧用流体作用磁力，打破流体分子电位的平衡，减小分子团，使流体更好地雾化，以提高燃烧效率，其特征在于具有：

由磁性材料制成的带状板材弯曲形成且两端部按所定间隙相对设置的第一框架部件；

在上述第一框架部件的上述端部同磁极相对固定设置的一对永久磁铁；以该对永久磁铁为边缘与上述第一框架部件沿相反方向延伸且与上述第一框架一样由相同的磁性材料弯曲形成的第二框架部件；和

将上述永久磁铁紧密安装在内燃机等的燃烧室与燃料箱之间的燃料供给管路或燃烧用空气供给管路外周的安装部件。

7、根据权利要求5或6所述的内燃机等燃烧用流体的改质装置，其特征在于：上述框架部件略呈U字形，其两端部固定有上述永久磁铁。

8、根据权利要求5或6所述的内燃机等燃烧用流体的改质装置，其特征在于：上述安装部件是从上述连接部件的一个端部穿入并穿过另一个端部然后紧固的螺栓螺母，其被构成非磁性体。

9、根据权利要求5或6所述的内燃机等燃烧用流体的改质装置，其特征在于：上述永久磁铁是钐钴磁铁。

10、根据权利要求5或6所述的内燃机等燃烧用流体的改质装置，其特征在于：上述永久磁铁的相对表面上由硅橡胶材料覆盖起来。

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