專利名稱：微封裝燃料基于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒的制作方法
微封裝燃料基于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒


在圖1中二沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮循環(huán)前，和普通方式一樣，封裝燃料被噴射進(jìn)
入發(fā)動(dòng)機(jī)。在完全壓縮狀態(tài)下，燃料是通過激光點(diǎn)燃來激活。燃料的激活和燃燒產(chǎn)生膨脹 往上推動(dòng)汽缸。廢氣在活塞沖程的頂部被排出。這種運(yùn)轉(zhuǎn)和普通二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一致，但是 燃料燃燒是用激光點(diǎn)燃而不是由火花塞或其它熱源。 發(fā)明的詳細(xì)說明 最近的微封裝和納米封裝發(fā)達(dá)的科技能夠乳化液體燃料，比如苯，柴油燃料，葵花 子油和其它不溶水的各種碳?xì)浠衔?。?shí)際上，乳狀液滴的大小是大概0. 5-20微米，它是 可以根據(jù)特殊需求來進(jìn)行優(yōu)化的。這種封裝技術(shù)的實(shí)質(zhì)優(yōu)點(diǎn)是用合成納米粒子聚合殼來覆 蓋乳狀液滴。金或者銀的金屬納米粒子和碳納米管是對激光放射敏感的，可以產(chǎn)生足夠的 局部熱量來點(diǎn)燃燃料滴。激光是以一種可控的方式來點(diǎn)燃燃料。燃料和能量釋放的量由運(yùn) 動(dòng)活塞的每一次循環(huán)時(shí)噴射的燃料囊來決定。氧化劑比如氧氣或者甚至是溶水氧化劑必須 和燃料囊一同補(bǔ)給來保證燃料的持續(xù)燃燒。 通過光學(xué)波導(dǎo)將激光束導(dǎo)入裝燃料滴的燃燒倉。當(dāng)燃料和氧化劑的體積減少到最 小的時(shí)候，激光脈沖和活塞完全展開的位置同步。在這個(gè)位置，每次活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)完成 一次燃料滴的激光點(diǎn)火。燃料的燃燒產(chǎn)生能量。能量促成膨脹和推動(dòng)活塞產(chǎn)生機(jī)械能。燃 料燃燒的生成物在每次發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)時(shí)被排除；然后添加新的封裝燃料和氧化劑來啟動(dòng)下一 次循環(huán)。使用的封裝燃料不局限于用在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上，也可以用在其它任何使用油類燃 料的發(fā)動(dòng)機(jī)上包括四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
初步數(shù)據(jù)顯示很多燃料都可以被封裝和通過激光帶點(diǎn)火加上氧化劑來燃燒。汽油 等比如石化柴油，汽車燃?xì)?液化石油氣)，壓縮天然氣，和航空燃料；煤燃料比如甲醇；燃 料油；和生物燃料比如生物柴油，生物酒精，生物甲醇，生物氣，乙醇，花生油，和植物油都已 經(jīng)被有效地封裝。這種封裝方法也可以用在980華氏度需要保持穩(wěn)定的航空燃料上。封裝 后這種燃料不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，唯一的不同是激光能夠通過聚合殼點(diǎn)燃燃料。所有油 或氣體燃料都可被封裝，不需任何修改就可用于發(fā)動(dòng)機(jī)上。 封裝燃料滴激光點(diǎn)火可以減少氧化和廢氣，因?yàn)槊總€(gè)封裝的燃料粒子是單獨(dú)被點(diǎn)
燃，這樣就能夠完全燃燒。這種燃料封裝方法可以用于創(chuàng)造能量效率發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪，加熱器，
火爐和其它把油燃料轉(zhuǎn)化為能量的設(shè)備。這種方法需要非常少的激光能量來啟動(dòng)微囊燃
燒。激光可以激活一些燃料囊和從內(nèi)部點(diǎn)燃燃料，而不用點(diǎn)燃所有燃燒倉的燃料。在內(nèi)燃
發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，激光的電子正時(shí)比機(jī)械正時(shí)更精確。通過更好的正時(shí)，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，
減少震動(dòng)，減少燃料消耗，清潔尾氣。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)不需要使用的時(shí)候，電子點(diǎn)火正時(shí)可以
避免相關(guān)浪費(fèi)?；钊谌魏挝恢玫臅r(shí)候都可以點(diǎn)火來立即啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在使用經(jīng)常需要啟
動(dòng)和停止運(yùn)轉(zhuǎn)的汽車時(shí)，可以停止發(fā)動(dòng)機(jī)來增加燃料效率勝于讓它空轉(zhuǎn)。 通過封裝，燃料最大壓縮比顯著增加，因?yàn)槭前讶剂戏庋b成液體形式和通過外部
同步激光脈沖來啟動(dòng)燃燒。在完全壓縮發(fā)動(dòng)機(jī)倉成最小體積時(shí)是不會(huì)點(diǎn)燃的。燃料以這種
方式被封裝可以防止通過壓力點(diǎn)燃。封裝可以實(shí)現(xiàn)更高的壓力比從而輕松超過大多數(shù)比例
3最高為25 : i的燃料，顯著地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。當(dāng)壓縮在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中不用被考慮時(shí)，
柴油和汽油就能夠以同樣的激光射線破裂燃料囊的方式被點(diǎn)燃。另外，柴油燃料也可以不 用激光射線，而通過使用弱化的微囊，此微囊經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，在設(shè)定的壓縮比下破裂，通過 壓力來點(diǎn)燃燃料，實(shí)際上不使用激光點(diǎn)火。 伴隨效率的提高，小的燃料箱可以產(chǎn)出同樣多的能量。在車輛使用中，這可以減少
負(fù)載和節(jié)約燃料。通過加入鋁熱劑比如鋁粉和金屬氧化物，在某些發(fā)動(dòng)機(jī)中可以增加能量。 鋁熱劑產(chǎn)生的氧化是增溫燃燒。通過加入氧化劑比如高錳酸到燃燒倉，發(fā)動(dòng)機(jī)可以在無氧 環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)。如果燃料囊內(nèi)加入磁性納米粒子，燃料可以通過磁場進(jìn)行處理。這可被用于 清理溢出或創(chuàng)造更多的儲存和運(yùn)輸?shù)慕鉀Q方案。 這種方法比沒有封裝的燃料要更安全和環(huán)保。燃料燃燒更充分，產(chǎn)生的有害氣體 少。在運(yùn)輸，儲存和配送過程中，封裝燃料不容易意外燃燒；燃料不會(huì)因?yàn)檎舭l(fā)而產(chǎn)生有害 氣體。如果是濺出到水里或地上，對環(huán)境也基本沒影響；因?yàn)榉庋b使燃料無活性，這樣就降 低了排除污染的支出。
權(quán)利要求
含有納米粒子或碳納米管的聚合體殼封裝油燃料用于能源生產(chǎn)。
2. 權(quán)利要求l中所述的封裝燃料是通過壓縮，加熱或明火點(diǎn)燃的。
3. 權(quán)利要求1中所述的聚合體殼是可以吸收激光射線和轉(zhuǎn)換激光能量來啟動(dòng)燃料燃
4. 權(quán)利要求3中所述的使用機(jī)械或電子控制的激光來點(diǎn)燃封裝燃料。
5. 權(quán)利要求4中所述的預(yù)制激光和活塞運(yùn)動(dòng)的同步來點(diǎn)燃燃燒倉內(nèi)的封裝燃料。
6. 權(quán)利要求1中氧化劑結(jié)合燃料囊來使用。
7. 權(quán)利要求1中鋁熱劑結(jié)合燃料囊來使用。
8. 權(quán)利要求7中鋁熱劑和燃料組合放入單個(gè)囊內(nèi)。
9. 權(quán)利要求l中燃料滴可以被含有磁性納米粒子的殼覆蓋用于在應(yīng)用磁場內(nèi)的囊導(dǎo)
全文摘要
一種油燃料分散成0.5-20微米的微滴狀和亞微滴狀的方法，滴狀物是被含有金屬納米微粒的聚合體殼覆蓋，這種殼使滴狀物能夠吸收激光射線，利用激光能量來點(diǎn)燃燃料。被封裝的燃料滴主要用在發(fā)動(dòng)機(jī)上，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，效率和穩(wěn)定性。
文檔編號C10L1/00GK101747950SQ20091013628
公開日2010年6月23日 申請日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月30日
發(fā)明者阿特姆·沙特諾夫 申請人:美國吉姆迪生物科技有限公司