[发明专利]一种促进燃烧的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种促进燃烧的方法及其装置。

背景技术

现有的绝大多数应用燃烧的系统，燃烧过程所需的氧化剂均为自然空气中的氧气(O₂)。对于特定的系统，工程技术工作者采用先进的工艺和技术促进燃烧，提高燃料利用率，如，对于汽油发动机，通过对发动机的结构进行优化，应用电子控制技术使发动机工作在接近理想的状态，其目的在于提高燃油的利用率。但自然空气中氧气的活性未变，自然空气中氧气的利用率低，燃料燃烧的程度仍不够彻底，造成燃料利用率低，以及带来燃烧废气对环境的严重污染。如电喷汽油发动机，闭环控制状态下汽油的燃烧率可达95％以上，但开环控制状态下，汽油的燃烧率仍相对较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种提高自然空气中氧的活性，从而促进燃烧，使燃料燃烧更加彻底，提高燃料的利用率的方法，并提供利用这种方法的装置。

为解决上述问题，本发明提供一种促进燃烧的方法，其特征在于，在用于燃烧的空气通道中设置超氧负离子发生器20，以该超氧负离子发生器的光源22照射n型半导体材料，空气流过时接触所述超氧负离子发生器的n型半导体材料进行空气活化，活化后的空气进入燃烧室参与燃烧。

利用所述方法的一种促进燃烧的装置，其特征在于，包括壳体10，壳体上设有空气进口11和空气出口12，从而在壳体内形成气流通道，所述气流通道上设有至少一个超氧负离子发生器20，所述的超氧负离子发生器由换能器21和照射所述换能器以产生激发电荷的光源22组成，所述换能器由n型半导体材料及其所附着的载体组成。

所述n型半导体材料为纳米二氧化钛，所述载体为泡沫镍。

所述光源为可调功率的光源；所述载体为多孔或实心载体，制成平板状载体21a或波纹状载体21b或弧形载体21c或折弯状载体。

所述光源22旁设有一个反光灯罩23。

所述壳体内设置为光源22预热的加热器24。

所述壳体内的空气进口11处设有除尘器30，相对超氧负离子发生器20而言，所述除尘器位于空气流向的上游；

所述空气进口11或空气出口12的至少一处设有循环风机40。

所述壳体10为圆筒形，其内设置一个圆筒形的除尘器30，在除尘器内设置一个圆筒形的金属护网50，在金属护网内紧贴设置着一个两端敞口的圆筒形换能器21，所述光源22置于所述换能器围成的空间内。

所述气流通道内设有阻挡部分气流直线通过的挡板60，所述至少一个超氧负离子发生器20置于所述挡板60和空气进口11之间；所述挡板设有自动调节机构。

所述壳体10为汽车发动机滤清器的壳体。

本发明的有益效果叙述如下：

本发明采用了超氧负离子发生器来实现氧的活化。当半导体受到大于禁带宽度的能量的光波照射时，会产生激发电荷——电子和空穴。n型半导体的电子是多数载流子，受激发的电子与氧分子发生还原反应的生成物是超氧负离子(O₂+e→O₂^-)，这一利用半导体将光能转化为电能和化学能的方法称为光电化学工艺。为了实现上述过程，在载体基材上加载纳米半导体材料，并以大于半导体材料的禁带宽度的能量的光波照射，这样在半导体材料的表面就会出现大量的受激发电子，当氧分子与激发电子发生碰撞并发生化学反应时，就生成了超氧负离子O₂^-。超氧负离子具有比氧分子强得多的氧化性。

由化学反应机理可知，饱和分子之间进行反应的活化能远高于饱和分子和离子反应的活化能，也就是说，在有离子参与的反应，反应速率高，反应易于进行彻底。因此，当氧分子离子化成为超氧负离子O₂^-(此过程称为空气活化)后，降低了氧与燃料反应的活化能，使氧与燃料的反应容易进行，则在有超氧负离子参与的燃烧过程，燃料的燃烧速率提高，燃烧彻底，释放更多的热能，燃料的利用率得到提高。

另外，本发明的光源及换能器使用寿命长，超氧负离子的产率稳定；光源和换能器的环境适应性强，可在高、低温，高湿度等恶劣的环境下使用；本发明促进燃烧的方法和装置可在应用燃烧的系统中使用，如发动机、燃煤锅炉或燃油锅炉等等，具有效果显著、经济性好、实用性强等特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例1的促进燃烧的装置示意图。

图2A是本发明实施例2的促进燃烧的装置侧视示意图。

图2B是本发明实施例2的促进燃烧的装置主视示意图。