[发明专利]二茂铁喷射系统

说明书

本发明一般地说涉及内燃机，较具体地说，涉及燃料、润滑剂和添加剂。本发明的一方面一般地说涉及燃料，较具体地说涉及燃烧过程或烧嘴操作，特别是送入火焰改善添加剂。具体公开的是一种二茂铁喷射系统，用来改善固体、液体、或气体燃料在设备中的燃烧，或任何应用空气或氧气的燃烧过程。

联环二戊二烯铁，亦称二茂铁，用作燃料添加剂，能改善燃烧质量，改少污染物排放，并提高燃料燃烧系统包括发动机、锅炉和涡轮机在内的效率。例如授予Pederson的美国专利2867516号公开说二茂铁可在汽态时用作燃烧助剂加入到气态烃燃料内或加入到空气或氧气内用来支持燃烧。按照Pederson的专利，可令加热的燃料、空气或氧气通过二茂铁晶体床使二茂铁汽化并被夹带到燃料混合物内。这种升华器的目的是要按照预定比率，如1∶20到1∶2000（以燃料重量计）供应二茂铁和燃料。专利公开说，当二茂铁以适当的浓度供应时，燃烧的质量可改善，产生较清洁的燃烧产物。

二茂铁另一个已知用途是作为燃料添加剂，用作发动机的调节剂。授予Kracklauer的美国专利4389220公开一种调节柴油机的二阶段法，可以减少污染物排放并提高燃料燃烧效率。该法先用高剂量的二茂铁，例如20-30ppm，放在柴油燃料中消除碳粒在燃烧室内的沉积，并在燃烧表面上形成一层催化氧化铁的沉积。然后再用低剂量的二茂铁，例如10-15ppm，维持这个催化氧化铁覆层。在柴油燃料中不宜维持使用最初的高浓度的二茂铁，因为这会导致有害的燃烧改性，以致催化氧化铁墙覆层的有利效果反而会被削弱或消除。因此作为一个供给系统，不能仅仅满足于将二茂铁添加到燃料内。

将二茂铁添加到燃料内已知还可提高汽油的辛烷值。此外，人们还知道在燃用汽油的车辆内二茂铁可用来减少某些废气的排放减少燃料的消耗。参见Schug，K.P，Guttan，H.J.，Preeuss，A.W.和Schadlich，K所著《二茂铁作为汽油的添加剂在备有催化剂的车辆内对废气排入和燃料消耗的作用》，美国汽车工程学会SAE技术论文系列，1990，文号900154。

一方面，二茂铁是典型的能溶于液体燃料的物质，另一方面，人们却为其他催化燃烧助剂设计过一些通过空气流而送入发动机燃烧室的供给系统。例如，授予Kraus的美国专利5113804号公开一种用于输送含有铂复合物的固态催化剂的供给系统。该系统用机械方法将定量的复合物输送到加热板上，使它升华并加入燃烧空气流。所用计量设备要负责反映各种参数，例如燃料消耗率和某些复合物在燃烧过程中的排放率。据称采用该系统添加具有适当浓度的催化剂可以降低烃的废气排放并可使发动机的排放呈现较淡的颜色。

材料显示，人们曾作过相当大的努力要将二茂铁或其化催化剂按适当比例添加到燃烧混合物中去藉以减少排放并调节发动机。随着适用于燃烧设备的污染控制要求的日益增多，最好能有一个简单而又可靠的方法和器具有用来供应有效数量的二茂铁，例如用喷射的办法将二茂铁的溶液送入到发动机的燃烧系统内。但是二茂铁在溶剂中的溶解度按重量计大约以10%为限。就这有限的溶解度，要在汽车上携带一个足够大的二茂铁溶液储箱以便长期进行喷射是很难办到的。同样难办的是，二茂铁在汽油内或柴油内的直接溶液并不完全适用，因为没有这样一个单一浓度可以各种情况下都能运用。另外要对每一个充满的燃料箱进行处理也是困难而又麻烦的。

因此，最好能有一种方法和器具有用来将二茂铁供应到发动机内，而不是将二茂铁作为燃料或润滑剂的添加剂。

类似地，最好能有一种方法和器具用来供应适当数量的二茂铁，而不要采用费钱的和复杂的传感器及其他类似的燃烧控制设备来计量并调整过程。

此外，最好能一种方法和器具用来将二茂铁供应到燃烧系统内可改进效率。

达到上述目标和其他目标并将符合本发明意图的方法和器具将在下面具体而又广泛地加以说明。

按照本发明，一种将二茂铁供应到具有引入空气流的燃烧器上的器具，其特征在于，有一容器，限定着一个持有固态二茂铁的储箱;有一加温设施使所说的储箱维持在一较高温度上足以在储箱内产生一个可重复做到的二茂铁的蒸汽压力;还有一个连接设施，由它限定一个流量孔，使通过该孔的二茂铁蒸汽至少部分是以扩散机制供应出去。

本发明的一个优点是它的广泛适用于将二茂铁蒸汽供应到燃烧器（例如发动机、锅炉或涡轮机）的引入空气流中去。