[发明专利]用于燃料输入的分子反应器

说明书

技术领域

本发明涉及用于燃料输入的分子反应器，更详细地说，本发明涉及对注入内燃机中的燃料和空气进行加工的方法和设备。

技术背景

将待批的PCT申请——由本申请人于1998年4月16日申请的“燃料及其制备方法”作为本发明的参考。在该申请中描述了加工方法和燃料。为此，论述了生产易燃燃料的方法，其中包含将气态烃类燃料暴露于电场或等离子体中，以生产比一般烃类燃料燃烧效果更好的燃料。

现有技术，包括1966年8月16日公开的Knight的美国专利3,266,783和1982年9月7日公开的Suzuki等的美国专利4,347,825，提出了将空气和燃料的混合物带上电荷。在Knight的专利中，带静电的雾滴据说被碎裂成亚微米级的大小。带电粒子相互排斥，并在气相中均匀分散。为了控制汽化器中空气和燃料混合物的运动和方向，还应该有电磁场。Suzuki等提出雾滴的带电以防止在燃料喷嘴的下流管壁上形成燃料的积聚。

上述两个例子都要使用电流，当出现可能的打火时，会危害到加工过程，这是特别要避免的。

发明的公开

本发明的目的是为机动车的发动机提供一种高度易燃的燃料，它要比传统的汽油和空气的混合物效率更高，并且尾气的污染更小。

本发明的一个进一步的目的是提供一种对燃料、气体和含氧气流进行再加工以使内燃机中燃料的燃烧更完全，并降低排放的反应器。

本发明的设备包括一个保持在负压和热状态下的反应器室腔；用于将燃料在负压状态下喷入反应器室腔的装置；用于将空气在负压状态下引入反应器室腔中，以与燃料在反应区中混合的装置；在反应器室腔中的反应区中的一对电极；以及用于在两个电极间产生高电压、低电流的电荷，以使燃料雾滴带电的装置。

在一种更特定的具体实施方式中，还提供了将产生的气体通入第二反应器室腔的装置，该第二反应器室腔包括第二反应区，用于将蒸气导入到带有从第一室腔来的气体的该反应区中的装置，用于向第二反应器室腔提供热量和负压的装置，一对电极，以及用于将第二反应器室腔产生的燃料导入内燃机歧管的装置。

在一种更特定的具体实施方式中，该装置包括向第一反应区提供热量的装置。

本发明的更特定的具体实施方式的方法包括下列步骤：在负压下将液体燃料喷雾到反应器室腔中；将空气导入到反应器室腔；将负电荷施加到反应器室腔中，从而产生一种中间燃料；将此中间燃料导入到第二反应器室腔中，再将蒸气也导入到装有中间燃料的第二反应器室腔中；从第二反应器室腔中去除不需要的电子并产生最终燃料；和将最终燃料导入到内燃机歧管中。

在本发明的技术中，将气态烃类燃料暴露于电场或等离子体中，尤其是暴露于电离势差、或紫外线辐射、微波辐射或激光中。

该暴露可以在气态载体流的存在下进行。例如，一种含氧载体流，如氧气和/或空气、氧气和/或空气和蒸气的混合物、或气态水蒸气。其它气态载体流包括氮气和惰性气体，例如氩和氦。

为了不受可燃烧燃料生产的机理的任何特定理论的制约，在一种理论中，假定电离势差或辐射将气态烃类燃料激活成为高能状态；特别是对于燃料的烃类分子或离子，可以认为其处于电子激活状态，在此状态下，烃类燃料的燃烧性能比非激活状态更易反应、更加敏感。

另外一种理论认为本发明方法将雾化燃料分成极其微小的气溶胶颗粒，其颗粒大小比用普通的汽化器或燃料注入装置系统所形成的颗粒更细小得多。当形成这种条件时，雾滴的颗粒在强力的带电荷条件下开始形成。这是一个亚稳条件，通过内在的库仑斥力的作用，导致带高电雾滴立刻发生分裂，并且形成更细小的颗粒，其中每一个颗粒都带有原雾滴初始电荷的一部分。然后，这些二次形成的雾滴很快地像以前一样分裂和分散，如此反复，直到燃料-空气混合物进入到燃烧室并点火。这些燃料颗粒间的静电斥力防止雾滴聚成更大的颗粒。从而使进入到燃烧室中雾滴的尺寸比普通汽化器或燃料注入装置系统所形成的雾滴的尺寸更小。由于在燃烧室中燃料的燃烧发生在燃料颗粒的表面，因此其燃烧速率由燃料颗粒的表面积决定。在由普通的汽化器或燃料注入装置系统所形成的正常尺寸的雾滴被当作废气排出之前，其在发动机高速运转时的燃烧不完全。因此如果雾滴的尺寸大，燃烧的完全性就受到了威胁。另一方面，在本发明中观察到，极其微小颗粒的分散体为燃烧提供了急剧增加的表面积，使得燃烧更加完全，从而降低了一氧化碳和不完全燃烧的烃类气体的排放。