專利名稱：用于節(jié)省燃料和降低排放的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于節(jié)省內燃機中燃料并且降低向大氣的排 放例如氣體排放的裝置。
背景技術：
本發(fā)明特別但不唯一涉及一種用于節(jié)省燃料并且降低排放的 裝置，用于在內燃機上使用，例如通常的吸氣發(fā)動機以及具有燃料 噴射器的發(fā)動機。因此，此處參考這些典型應用來描述本發(fā)明是很 方便的。然而，應當清楚理解，本發(fā)明可具有更廣泛的應用。 例如，本發(fā)明可以應用到任何內燃機中，而不僅是機動車發(fā) 動機。液態(tài)燃料的不完全燃燒增加了發(fā)動機運行成本。另外，未燃 燒的燃料例如碳氫化合物通過廢氣被排放到大氣中，并且通常對環(huán) 境有害。一些排放到大氣中的氣體包括一氧化碳、各種氮氧化物、和 未燃燒的碳氫化合物。自然，因此，任何用于減少車輛的燃料消耗、并且因此降低 運行成本、以及降低釋放到大氣的污染物的裝置在現有技術中是重 大的改進，并且對社會來說通常是非常有利的。國際專利申請No.PCT/AU01/00585描述了一種燃燒節(jié)省裝置，包括支撐件，該支撐件在多個實施例中以相反的極性安裝多個磁 體，其使得裝置能夠結合在內燃機的燃料系統(tǒng)中，導致燃料節(jié)省和 排放降低。通常認為有證據表明，當基于碳的液體和氣體燃料受到磁性 影響時會具有積極的作用。同樣通常認為可能的是，"空氣"(并且可能尤其是空氣中的 02原子)在它與汽油微粒結合的能力方面受到積極的影響。到目前為止，我們的測試是令人滿意的，雖然汽油可以受到 磁場的影響，其中所述磁場布置成特定的對齊方式和交叉對齊(cross alignment),當在空氣和汽油混合的點處空氣單獨地或者 與汽油相結合而被處理時，實現了最大的影響。由于可獲得的研究數據，以及我們現在實際的測試觀察和記 錄，我們相信，在發(fā)動機中燃燒的燃料不僅是汽油，而是汽油和空 氣的組合。在理解在何處磁場的影響會是最主要的時，這種區(qū)別變 得很重要。這份文獻中，任何對于燃料的引用都表示"汽油和空氣 的組合"。最可能影響進入發(fā)動機燃燒室中的汽油/空氣混合物的磁性 的影響和/或作用包括燃料的流體微粒的粘度。在2002年我們的研究實驗室中進行的實際測試證明，具有特定對齊方式和交叉對齊方式的磁場的引入會對汽油流體微粒較大 程度上被霧化(atomize)到空氣中的能力產生積極影響。汽油/ 空氣混合物的流體微粒變得較小和較輕。在霧化到空氣中的點之前，磁性影響在汽油上的特定作用還 不能斷言。然而應當注意，University of Washington, Seattle 的Hans Dehmelt，在他40年對于電子的基本特性的研究中，顯示出電子僅具有四個已知的特性質量(mass),帶電(charge),自 旋(spin),磁性(magnetism)。日?；A所觀察到、以及這個裝 置中所使用的磁性作用涉及鐵磁相互作用。當我們談及"非磁性" 時，我們實際上是說沒有鐵磁性，即與鐵基物質沒有反應。然而磁 性的"非鐵磁力"的識別是Dehmelt的工作的直接結果，并且雖然 沒有證實存在，但它們的影響仍然被量化。物理學的定律表明，微粒越小，表面張力越小，并且當它穿 過從磁性影響區(qū)域通向燃燒室的進氣歧管一定距離時，微粒的減小 的重量允許在空氣中"懸浮"時間增長。通過進氣歧管的燃料速度對于保持流體微粒懸浮在空氣中是 有影響的，并且如果流體微粒較小和較輕，那么這種能力被增強。 到達燃燒室時，細粒懸浮的流體的量越多，那么在燃燒點暴露到空 氣的流體表面積越大。這對于燃燒率和燃燒的完成具有積極影響。結果，利用相同量的燃料和更有效的燃燒產生了更多的能量， 同時較少的有害氣體從發(fā)動機排放。由于對于在這種情況中進行的燃燒的主要要求是氧氣(02)的 存在，因此邏輯上可以推導出燃料的空氣部分的最有影響的部分是 02分子。實際的檢測已經在我們的研究實驗室中進行以識別在空氣與 汽油混合成"燃料"之前磁場對于空氣的影響。顯著的證據表明，"空氣"(或者更可能的具體是空氣中的o2 分子)容易受到磁性影響，并且可以是汽油和空氣的受影響的燃料 成分的更顯著的因素。存在與本發(fā)明類似的裝置?？雌饋碜钕嗨频氖窃赪097/25528、 US4414951和US3762135中所公開的。然而這些裝置與本發(fā)明并不相同，并且它們和本發(fā)明之間的區(qū)別實現了在本發(fā)明的部分上的改 進性能。發(fā)明內容因此本發(fā)明的目的是提供對于燃料節(jié)省裝置的改進，該裝置 至少部分克服了上述缺點中的至少一個，或者為消費者提供一種有 用的或者商業(yè)上的選擇。在一個形式中，本發(fā)明涉及一種燃料節(jié)省裝置，其包括支撐 主體和多個永久磁體，該主體具有位于其中的至少一個流動開口和 邊緣，所述邊緣使得該支撐主體適用于以這樣的方式定位在內燃機 的燃料系統(tǒng)的密封環(huán)境內，該方式即其中所述至少一個流動開口的 縱向軸線與流體流動路徑共軸，所有磁體的極軸平行于穿過所述開 口的流動路徑定向，其特征在于，所述磁體設置成至少兩個堆疊， 每個堆疊包括至少兩個磁體，每個堆疊的磁體的極軸均沿著相同方 向延伸，同時至少一個堆疊的磁體的極軸沿著與所述至少兩個堆疊 中的另一個相反的方向延伸。本發(fā)明的支撐主體優(yōu)選是間隔件(spacer),限定用于燃料空 氣混合物的通道，其與燃料管路的剩余部分串接。優(yōu)選的是，具有一對磁體堆疊，所述磁體堆疊基本位于開口 的相反側上。適合的是，每個堆疊的多個磁體將安裝在相同平面中；也就 是說，支撐主體通常將是基本平坦的主體。支撐主體通常由鋁或者 類似金屬形成。每個堆疊的磁體可彼此抵靠，或者可以在堆疊中間隔開。通 常，至少一個間隔元件可以設置在堆疊中的磁體之間，所述間隔元件的形狀與磁體的形狀類似。磁體可以通過具有互補形狀的鍵槽被固定到支撐主體。所述 多個磁體中的每一個被適合地鍵入到支撐主體中，并且均具有磁性 面，所述磁性面延伸到所述至少一個流動開口，并且與所述至少一 個流動幵口相通。磁體的一部分(以及任何間隔元件)可以形成或 者有助于限定流動開口的側壁。支撐主體適合地設置有多個位于其中的孔口，以有助于將支 撐主體安裝在燃料/空氣管路中，所述管路通向內燃機的燃燒室。支撐主體可設置有頂部和底部蓋板，所述蓋板通過支撐主體 的頂面和底面固定磁體防止移動?？商鎿Q的是，磁體可以利用粘結 材料被固定到支撐主體，所述材料優(yōu)選是耐熱的。優(yōu)選的是在每個堆疊中具有偶數個磁體，所述磁體鍵入所述 主體中，相對的磁體堆疊的磁極相對彼此反向，但是堆疊中的磁體 具有對齊的極軸。適用于與單喉管(throat)化油器結合使用的裝置通常將包 括一對堆疊，但是可提供一對以上的堆疊。例如，可具有四個堆疊， 所述堆疊圍繞支撐主體中的所述至少一個開口的圓周基本等距離 間隔，彼此間隔大約90°設置。該裝置的另一個優(yōu)選實施例具有六個堆疊，所述堆疊圍繞支 撐主體中的基本橢圓形中心開口的圓周基本等距離間隔。根據本發(fā)明設置的磁體可以是稀土或者釹鐵硼磁體。優(yōu)選的 是，設置多個這種類型的磁體，但是根據本發(fā)明可以使用磁體數目 和磁體類型的可替換結構。稀土磁體產生了高強度的磁場。這增大 了磁力，當燃料滴穿過該裝置時，磁力施加到燃料滴上。當所述燃 料滴穿過裝置時，這加強了燃料滴的裂開和尺寸減小。自然，磁體的尺寸將影響燃料空氣通路中產生的磁場的強度。在一個特定形式中，每個磁體的橫截面積在20-50毫米x20-50毫 米的范圍中。這將足以在燃料空氣通路中產生適合的磁場，該通路 具有22毫米到40毫米的直徑，優(yōu)選大約25毫米或者38毫米。磁 體的深度或者厚度通常為10-30毫米，實際深度受到磁體接納在其 中的間隔件的厚度的影響。然而應當注意，磁體的尺寸可以改變。
下面參考附圖描述本發(fā)明的各方面，附圖中圖1是根據本發(fā)明一個方面的燃料節(jié)省裝置的透視圖。圖2是圖l所述裝置的磁體的透視圖，其從裝置中取出。圖3是圖l所示的裝置的俯視圖。圖4是圖1所示裝置沿著線A-A的側視圖。圖5是圖1所示裝置沿著線B-B的端視圖。
具體實施方式
參考圖1，所示的燃料節(jié)省裝置包括支撐主體10，主體10通 常是六角形形狀，并且具有中心孔口15。支撐主體10支撐多個永 久磁體11 (優(yōu)選是11-14)，所示的支撐主體10利用基本整體的金 屬材料制成，并且沒有頂部或者底部蓋板。磁體11-14通過具有互補形狀的鍵槽(key slot) 17固定到 支撐主體。所述多個磁體11-14中的每一個被鍵入(key)支撐主 體10中并且均具有一面，該面延伸到中心開口15，并且可與中心 開口 15相通(communicable )。磁體的一部分(并且任何間隔元件) 可形成或有助于限定中心孔口 15的側壁。磁體11-14面對中心孔口 15。設置的所有磁體的極軸平行于 穿過支撐主體10中的孔口 15的燃料和空氣的流動路徑定向。磁體 11-14設置在兩個磁體堆疊16、 16'中。每個磁體堆疊16、 16，包括 兩個磁體，每個堆疊16、 16'的磁體的極軸均沿著相同方向延伸， 同時第一堆疊16的磁體的極軸沿著與另一個堆疊16'相反的方向延 伸。然而在這種情況中，磁體僅部分延伸穿過支撐主體10的深度， 并且未達到支撐主體10的底面、在距離"S"處停止。這種設置提供了下面的選擇使磁場進一步移動遠離化油器 的基部，并且增大汽油霧化點和磁性影響的停止點之間的磁性影響 區(qū)域。支撐主體IO還設置有多個位于其中的連接開口 18，以有助于 將支撐主體15安裝在燃料/空氣管路中，該管路通向內燃機的燃燒參考圖2，堆疊16、 16，的磁體示為從支撐主體IO取出。通過 表示磁體的磁極來示出極軸。圖3示出了根據優(yōu)選實施例的裝置的上方的視圖，其具有通 常的尺寸。所述的裝置已經示為顯著降低了燃料消耗并且顯著降低了排 放。使用根據本發(fā)明的裝置通常導致顯著降低來自發(fā)動機的廢氣流 中的未燃燒碳氫化合物的水平。它還導致來自發(fā)動機的廢氣流中的 一氧化碳和氮氧化物的水平的降低。使用根據本發(fā)明的裝置還導致 廢氣流中氧氣水平的提高。這樣的暗示可以認為是發(fā)動機中碳氫化 合物的燃燒更加有效，導致廢氣流中未燃燒的碳氫化合物的水平較 低，并且更有效的使用氧氣，導致在燃燒過程中使用較少的氧氣。利用本發(fā)明的裝置，已經進行了各種實驗。下面是對于這種實驗的排放水平和燃料效率的典型實例，包括與Euro II標準的比較。實驗1于 2005 年 12 月在 Automotive Emission Laboratory,Pollution Control D印artmetn， Ministry of Natural Resourcesand Enviroment of Thailand進行了測試，并且是與泰國的S. P.Suzuki—起進行的，他是Suzuki產品在泰國的授權經銷商。測試在所使用的4沖程摩托車上進行。這些被鑒定的測試結果在所有三個有害廢氣排放方面都優(yōu)于Euro II標準很多，如下所示里 巡 PEuro II標準 1.20g/km . 30g/km5. 50g/km 具有ZEFS裝置 .52g/km . 10g/km 1.42g/km低于Euro 11% 56% 65% 74%另外，在測試過程中，功率在所有范圍都增加，在50 km/h達到頂點18%。甚至更顯著的是實驗室進行的計算，其中燃料效率比基準測試增加33%。 實驗2這組測試在新的中國制造的化油器式4沖程Suyijia SZK125 摩托車上進行，并且對于150cc或者更小的摩托車優(yōu)于EUR03標準。 所述測試在2006年3月初在香港的Hong Kong Exhaust Emissions Laboratory (HKEEL)進行，其是英國車輛認證局(VCA)的認證實 驗室。鑒定測試結果在所有三個有害廢氣排放方面都超過EUR03標準，如下所示-露 臉EUR03階段標準 0. 8g/km0. 15g/km具有ZEFS裝置 0. 33g/km 0. 108g/km低于EUR03% 59% 28%另外，燃料效率超過基準測試增加7%。當然應當認為，上述是通過本發(fā)明的說明性實例給出的，并 且本領域技術人員顯而易見的所有這種修改和變形都被認為落在 本發(fā)明的廣泛的范圍和領域內。本說明書和權利要求書中，術語"包括"及其變形包含所列 出的整數中的任一個，但是并不排除包括一個或多個另外的整數。本說明書中，對"一個實施例"或者"實施例"的引用表示 結合該實施例描述的特定的特征、結構或者特性包括在本發(fā)明的至 少一個實施例中。因此，術語"一個實施例"或者"實施例"在說 明書中各個位置的出現不必都引用相同的實施例。因此，特定的特 征、結構或者特性可以以任何適合的方式在一個或者多個組合中進 行組合。
權利要求
1.一種燃料節(jié)省裝置，包括支撐主體和多個永久磁體，所述支撐主體具有至少一個位于其中的流動開口和一邊緣，所述邊緣適用于使支撐主體以下面的方式定位在內燃機的燃料系統(tǒng)的密封環(huán)境內，即所述至少一個流動開口的縱向軸線與流體流動路徑共軸，所有磁體的極軸平行于穿過所述開口的流動路徑定向，其特征在于，所述磁體設置成至少兩個堆疊，每個堆疊包括至少兩個磁體，每個堆疊的磁體的極軸均沿著相同方向延伸，同時至少一個堆疊的磁體的極軸沿著與所述至少兩個堆疊中的另一個相反的方向延伸。
2. 如權利要求l所述的燃料節(jié)省裝置，其特征在于，支撐主體是一間隔件，至少部分限定用于燃料/空氣混合物的通道，并且 與燃料管路的剩余部分串接。
3. 如權利要求l所述的燃料節(jié)省裝置，其特征在于，設置一 對磁體堆疊，所述磁體的堆疊基本位于開口的相反側上。
4. 如權利要求3所述的燃料節(jié)省裝置，其特征在于，每個堆 疊的磁體彼此抵靠。
5. 如權利要求3所述的燃料節(jié)省裝置，其特征在于，還包括 至少一個間隔元件，所述間隔元件設置在堆疊中的磁體之間，所述 間隔元件的形狀類似于磁體的形狀。
6. 如權利要求3所述的燃料節(jié)省裝置，其特征在于，磁體固 定到具有互補形狀的開口中的支撐主體。
7. 如權利要求3所述的燃料節(jié)省裝置，其特征在于，所述多個磁體中的每一個被鍵入支撐主體中，并且均具有一面，所述面延 伸到所述至少一個流動開口，并且可與所述至少一個流動開口相 通，限定用于燃料/空氣混合物的通道的至少一部分。
8. 如權利要求3所述的燃料節(jié)省裝置，其特征在于，支撐主 體設置有多個位于其中的孔口，以有助于將支撐主體安裝在燃料/ 空氣管路中，所述管路通向內燃機的燃燒室。
9. 如權利要求3所述的燃料節(jié)省裝置，其特征在于，支撐主體具有頂部和底部蓋板，所述蓋板固定磁體防止其移動經過支撐主體的頂面和底面。
10. 如權利要求3所述的燃料節(jié)省裝置，其特征在于，磁體 利用耐熱粘結材料被固定到支撐主體。
11. 如權利要求3所述的燃料節(jié)省裝置，其特征在于，相對 的磁體堆疊的極軸相對于彼此反向，但是堆疊中的磁體具有對齊的 極軸。
12. 如權利要求1所述的燃料節(jié)省裝置，其特征在于，所設 置的磁體是稀土或者釹鐵硼磁體。
全文摘要
一種燃料節(jié)省裝置，包括支撐主體(10)和多個永久磁體(11-14)，所述支撐主體包括至少一個位于其中的流動開口(15)和一邊緣，所述邊緣適用于使支撐主體(10)以下面的方式定位在內燃機的燃料系統(tǒng)的密封環(huán)境內，即所述至少一個流動開口(15)的縱向軸線與流體流動路徑共軸，所有磁體的極軸平行于穿過所述開口(15)的流動路徑定向，所述磁體(11-14)設置成至少兩個堆疊(16，16’)，每個堆疊包括至少兩個磁體(11-14)，每個堆疊(16，16’)的磁體(11-14)的極軸均沿著相同方向延伸，同時至少一個堆疊(16)的磁體(11-14)的極軸沿著與所述至少兩個堆疊中的另一個(16’)相反的方向延伸。
文檔編號F02M27/00GK101242968SQ200680030319
公開日2008年8月13日 申請日期2006年6月20日 優(yōu)先權日2005年6月21日
發(fā)明者A·門塞利, J·科斯蒂克, P·貝克(已故) 申請人:世界空氣保護公司