专利名称：二茂铁喷射系统的制作方法
技术领域：
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。
按照本发明的一个方面较为具体的内容，用来供应二茂铁的器具与一个具有引入空气流的燃烧器连接，而将流量孔设在储箱与燃烧器的引入空气流之间，并相对于燃料器的燃料平均通过量，决定需要供应的二茂铁的平均剂量，从而定出流量孔的大小，并对进入空气流的二茂铁蒸汽进行计量。
在这方面本发明特别有这样的优点，即器具虽然是被动式的，但它能够相对于燃烧器的燃料平均通过量，以一平均剂量来供应二茂铁蒸汽。
还有另外一个优点是，这样一个器具主要是用对流和扩散机制的计量技术，通过一个流量孔来供应二茂铁的。这样一个孔只须改变对流的输送机制，就可改变发送率，并不需要尖端的传感器和控制器。
按照本发明的另一方面较为具体的内容，有一挡壁将容器分成第一储箱和第二储箱，所说连接设施限定着每一储箱在使用时分别与燃烧器的空气引入系统连接所需的流量孔。
本发明在这一具体方面的优点是它所提供的二茂铁喷射器能够先发送一个较高剂量的二茂铁蒸汽来调节发动机，然后再发送一个较低的剂量来维持发动机的调节。
本发明在另一方面提供一种被动方法，用来将二茂铁发送到具有引入空气流的燃烧器的燃烧带上。首先，设有一个持有一定数量固态二茂铁的储箱，该储箱被维持在一个能使二茂铁产生特定的和可重复的蒸汽压力的温度上。蒸汽用一没在储箱与燃烧器的引入空气流之间的流量孔来计量。相对于燃烧器燃料的平均通过量，该孔眼的大小被定为可以供应二茂铁的平均剂量。
示出本发明较优实施例的附图是本说明书的一部分，它与本文一起可用来说明本发明的原理。
图1为喷射系统第一实施例的侧视剖面图。
图2为喷射系统第二实施例的侧视剖图。
图3为图2的喷射器的顶视图。
图4为含有流量孔的盖板的顶视图。
图5为喷射系统第三实施例的侧视剖面图。
本发明为适用于发动机、锅炉、涡轮机等类燃烧系统的二茂铁喷射系统及其操作方法。二茂铁或称联环茂二烯铁，特别是作为燃料的添加剂，可以提高燃烧系统的效率。这一新的器具和方法是在二茂铁已知的性能上作出改进，使该复合物能以简化的形式供应并得出意想不到的功效。
二茂铁作为燃烧的改善剂，当以汽态预先与引入和空气流混合而不是与燃料混合时可以改善燃烧。另外，当二茂铁在燃烧带的表面上形成催化氧化铁覆盖层时可以长期改善燃烧。本发明就是以上述这些发现作为部分基础的。本发明所依据的理论并不要求随着燃烧流量或燃烧率的瞬时变化而改变二茂铁的供应量。因此二茂铁就可按照根据发动机燃料的平均通过量定出的平均需用剂量长期稳定供应。这样，本发明就可用这首创完全被动的器具和方法将二茂铁供应给发动机并得出改善的功效，而无需任何尖端的控制机构。
曾经发现，将二茂铁送到火焰上的方法对二茂铁的燃烧催化剂效果有很大影响。例如将二茂铁直接加到100%的芳香燃料如苯上，并使这样处理过的苯在灯芯火焰中燃烧，微粒的散发几乎看不出有什么减少。在一不同的例子中，将二茂铁粉放在一根从起泡器通向喷嘴的水平管内，通过起泡器的空气被苯饱和并通过该管导向喷嘴，在那里饱和的空气和苯的混合物被点燃，火焰在燃烧时发出大量黑烟。只要放在用苯饱和的空气流中的二茂铁晶体维持在室温便出现上述现象，因为这时空气和燃料的混合中含有的只是低效浓度的二茂铁。但是如果用本生灯放在管子下面使二茂铁晶体受热而增加其汽化率及其在空气和燃料混合物中的含量，那么火焰将被催化地改善而可完全无烟。这些例子指出二茂铁作为燃烧催化剂当和燃料燃烧环境中的空气预先混合时要比和燃料预先混合时更为有效。这个发现是本发明的新的二茂铁喷射器和操作法得以实现的第一条原理。
第二条原理是二茂铁在500℃温度以下是热稳定的和抗氧化的。另外，它的纯分汽压是由下两关系式来描述的就固态言LogP(mmHg)＝10.27-3680/T(°K)就液态言LogP(mmHg)＝7.615-2470/T(°K)因此，二茂铁在金属有机化合物材料中是独特的，它能用升华法加入到空气流中只要把含有固态二茂铁的储箱维持在一相对稳定而较高的温度即可。这样就可在储箱中产生具有固定浓度的二茂铁蒸汽，因此可以用热扩散和空气流对流结合的机制来计量加入到空气流中去的汽态二茂铁。这是本发明的新的二茂铁喷射器和操作法所依据的第二条原理。
下面是二茂铁的物理性质。
表1二茂铁的物理性质分子式: (CsHs)2Fe分子量: 186.04熔点: 173℃(343°F)沸点: 249℃(480°F)在760mmHg时蒸汽压:
在40℃时 0.03mmHg在100℃时 2.6mmHg磁化率: 抗磁的生成热: △Hf(25℃时)=33.8Kcal/克分子熔解热: 5.5Kcal/克分子汽化热: 11.3Kcal/克分子升华热: 16.8Kcal/克分子溶解度:
溶剂 g/100g溶剂在25℃时苯 19二甲苯 11戊基苯 11催化裂化汽油 10直馏汽油 9汽油混合物:
70%催化裂化/30%直馏 7喷气机燃料(JP-4) 7正庚烷 6柴油 5煤油 5
图所示为按照发明的方法研制的用来将二茂铁送到发动机引入空气流内的喷射器10。喷器10的体部为一杯状或类似的容器12，其中在一被容器限定的储槽内持有一定数量的固态二茂铁14。二茂铁的较佳形式为粉末状、晶体状、固态的、或熔解后就地固化的状态。购来的二茂铁的纯度可高可低，为了节省容积起见，最好二茂铁应具有至少为95%的最低纯度。但是比这低得多的纯度也上可以用的，并不损失工效，因为低纯度的二茂铁在汽化时在储箱内也能产生相同的蒸汽分压。
容器12设有加温设施以便维持一个较高的储箱温度，使储箱内的二茂铁足以产生一个特定的和可重复的蒸汽压力。一特定的可重复的蒸汽压力可作为温度的函数而达到。所以，二茂铁必须保持在一个高于周围温度的的温度。以产生一个特定的可重复蒸汽压力。作为一个例子，在容器上环绕储箱的四周和底部可安上护套16以便在其夹层内接纳并持有热的流体，例如发动机冷却剂或发动机润滑油。热的流体可以使容器12所限定的储箱18内的二茂铁维持在一相当稳定的温度上。具体地说，发动机的冷却水通常被加热到大约170°-200°F，这是一个加温储箱用的合适的温度范围。发动机油可能还要热一些，但通常典型的做法是在二茂铁熔点343F°或173℃以下的温度操作。开设流体进口和出口22就可以发动机动转时使流体在护套和发动机之间进行稳定的循环流动。对于较高温度和热的流体应该把它们理解为是指超过室温的温度，例如超过100°F的温度，最好是在170°-200°F的大概范围内，也可以高些，但绝对要低于分解温度500℃，最好能低于二茂铁的沸点249℃，480°F。
储箱18通过一个适当定好尺寸的临界流量孔24直接与发动机的空气引入系统连接。将汽态二茂铁发送或喷射到发动机的计量过程是依靠扩散和对流结合的机制进行的。扩散机制可以维持二茂铁在流量孔靠近储箱这一边的蒸汽浓度。结合起来的扩散和对流机制是通过板上的计量孔24来操作的，该计量孔24直接暴露在引入的空气流中，并且是通过把从储箱来的饱含二茂铁的蒸汽输送到不含二茂铁的引入空气流的背景空气中而起作用的。对流输送机制是由在喷射器外面的引入空气流中的对流气流的相互作用操作的。这样，流量孔24在确定尺寸时就得预见到要把对流和扩散两个输送机制结合起来。由于二茂铁的主要功能是改善燃烧的燃烧过程，所以可把相对于发动燃料平均通过量的二茂铁平均用量计算出来用作喷射器确定扩散/对流孔24的尺寸的基础。在这被动式系统中不需其他任何控制机构。
对流/扩散孔可以设在一块能把容器12顶部盖住的独立板26上。可用一适当的夹子28夹持该板使它就位。另外，在该板和容器体之间须设一O形密封环30。
喷射器10须用一适当设施连接到发动机的空气引入系统上。把板26放在引入的空气流中，使储箱能把二茂铁蒸汽通过该板至少部分是用扩散机制供应到引入空气流中，这样连接就告完成。因此最简单的连接办法是把喷射器的板26座落到引入空气通道32的周壁上。一般地说，这种连接的位置最好是在空气滤清器之后，但是要在涡轮机之前，如果有的话。这样，连接设施就可限定计量二茂铁蒸汽的流量孔，使它至少部分是用扩散机制输送出去。至于用对流来计量的程度，要看空气引入系统的物理结构和流量孔在系统内的位置而定。因此在物质输送系统中，如果对流占主导地位时，那么要等特定的空气引入系统的特性摸清后，喷射器的效果完全知道。
上述较优的容器12将装有固态二茂铁的储箱除了一个方面之外的各个方面都限制住了。这样，连接设施或盖板26就可把储箱18封闭起来，只在一边留出一个流量孔24。这种计量技术比起在现有技术中采用的升华器要优越得多。在采用升华器时，引入气流的气体须作通过性的流动。另外在升华器中，关键的一点是要把二茂铁的表面面积控制住，这会遇到不少特殊困难并且会把二茂铁可以应用的物理开关限制为只能使用小球。而在本发明中，一个主要优点就是二茂铁床或储箱可在操作的所有阶段都维持在一恒定温度。例如，本喷射器对二茂铁源的可变的和不可控制的表面面积不需进行补偿，二茂铁源可以用晶体、小丸、小棍、或在储箱内熔解化就地固化而成的小块。从有效使用储箱体积的立场看，能够使用固态小块是最好不过的事。另外，不需控制通过二茂铁床的空气、燃料或流动气体的温度，而在采用升华器时却不能这样做。本发明还可在引入空气流增加时通过二茂铁储箱18盖板26上的孔24增加二茂铁的输送，这是因为在扩散/对流物质输送机制中有对流这一部分。这样，喷射器就能真正成为二茂铁的计量机构而不需复杂的计算机控制和流量传感器。
图1所示喷射器10的实施例虽然极其简单，但多次试验证明它是有效的。这种喷射器可能有多种变型，图2-4的实施例为几个具有新增特征在例子，其中有些特征或所有特征可以有选择地用来与图1的实施例结合。
按照图2-4的实施例，喷射器的容器12被制成可以限定两个储箱的形式，这样喷射器10就能完成调节和维持两个功能，这在现有技术中已为1983.6.21发出的美国专利4389220号所公开。容器一部分制成第一圆筒形壁34，该壁限定容器和环形第一储箱36的外壁。另有一个第二圆筒形壁38，直径比第一壁34小，同心地设在第一壁之内，该第二壁限定中心第二储箱40的外壁。这两圆筒形壁可以用径向辐板42连接在一起并维持一定间隔，因为辐板只占两壁间很小一部分面积，所以在第一储箱内的二茂铁在第一储箱的顶部方向是基本敞开暴露的。这样，第二储箱就设在第一储箱的内部。
容器12的底面用一第一底板44封闭。该底板可设一中心孔，以致该底板只把第一储箱的底面封住。有一向上伸展的环形凸缘或管子46连接在该底板中心孔的周边上并向上伸展到第二储箱40。有一个与底板隔开一定间隔的第二底板48把第二储箱的底部和管子46的顶部封闭起来。第二储箱在第一储箱内的窝茂部位可使两个储箱在操作上连通，只须在这里放一个恒温器，便可调节两者的温度。
在这个实施例中，维持较高储箱温度用的加温没施可用一个护套或外壳50。该护套具有一个直径比壁34大的同心设置的圆筒形侧壁52以便在套壁和侧壁52之间限定一个空档。护套还有一个与底壁44离开一定距离的底壁54，该底壁把外壳底部封闭起来，但在底壁54上可设有进入孔56和58，以便通过流体或电线。这样，储箱就可用发动机油或用设在壳50与容器12侧壁之间空档内的电热器60来加热。例如，该电热器可用卷绕在壁34上的电阻丝构成。电热器的另一部分可用一个设在管子46内的恒温器62，该恒温器用敏感元件与两储箱接触。通过测量一个或两个储箱的温度，恒温器就可控制电热器的操作并维持一个恒定的或变化的温度。这样，只要把电线接通电源，电热器便可在发动机开动时主动进行恒温操作。可变温度控制可有选择地使用，这种控制适用于那些需要喷射器具有较佳荷载响应能力的场合。增加或减少温度将会相应增加或减少储箱内二茂铁的蒸汽压力从而影响物质输送机制。因此，举例讲，发动机的调节可用较高的储箱温度在有限的时间内完成，而不用第二储箱。
如同图1的实施例那样，容器的顶部或敞开面可在操作上与发动机的空气引入系统连接。这种连接可用一盖板64将储箱的顶部封住只是留出流量孔。盖板用连接(例如用螺纹连接)在外壳顶边上的压下颈圈66保持在位。压下颈圈至少部分盖住容器的顶面和盖板的周边部分。
图2-4的喷射器可以做得很小，例如大约1.25英寸高和2.375英寸的直径。环状第一储箱的体积约为20.4cc，表面积约为0.97平方英寸。中心第二储箱的体积约为10.5cc，表面积约为1.25平方英寸。由于喷射器的尺寸很小，将喷射器连接到发动机或其化燃烧器的引入空气系统上时就可把整个喷射器放在空气通道或管道32内。
由于图2-4的实施例中两个储箱是用档壁38隔开的，所以盖板应为每一个储箱至少设有一个流量孔68。流量孔68的数目的尺寸是可变的，应根据每一次应用的要求和操作上的扩散和对流的特性而定。
具有两个储箱和两个计量系统时，如图2-4中那样的喷射器便可在初期同时从两个储箱中取得二茂铁把高剂量供应出去，以便调节发动机，在燃烧面上建立起催化覆盖层。而在中心储箱中的二茂铁用完后就只从较大的环形储箱中取出二茂铁，以较低的剂量供应出去藉以维持建立起来的覆盖层。在典型情况下，调节用剂量约为50至200ppm，最好为100ppm。维持覆盖层用的浓度则要低得多，最好约为20ppm。
因为扩散和对流都能影响二茂铁蒸汽的计量发送，所以最好用经验研究决定发送所需剂量的流量孔的尺寸是否合适。就扩散输送而言，在计量25ppm所需的扩散孔的总直径和其他参数之间存在着下列关系
其中DFa，N2＝二茂铁在空气(氮气)中的扩散率;
PN2＝空气(氮气)的分压力;PT＝系统的总压力;T＝二茂铁储箱的温度;V＝车辆的速度;以mph(哩/时)计;Y＝单位油耗所走里程，以mph(哩/加仑)计;△Z＝盖板厚度。但实际操作中，除了扩散输送以外，对流输送的作用也不可忽视，而一般地说，在喷射器装好以前，对流环境是无法详细知道的。这时，一般做法最好是把单独用扩散计算出来的流量孔的尺寸缩小一些。
图5所示是在原来设计的发动机或其他燃烧器上加装被动的喷射器储箱70的办法，这是一个可行而又有效的应用本发明的办法。发动机体72在其体的内部制成一凹腔。例如，这个凹腔可在原先铸造机体时形成，或以后用钻孔办法制出。这样，机体本身就可作为容器，在凹腔内放入二茂铁的熔解物使它就地固化。将盖板74装在凹腔的顶部例如加压使盖板进入凹腔的口内。在盖板74上设置一个或多个尺寸适当的计量孔76，这些孔暴露在并连接到引气管道78或集气管的空气流中。
图5的喷射系统是特别好的，因为发动机体还可用来传送通常发动机操作时发出的热，籍以提高储箱温度而不需专用的电气连接或流体连接。发动机冷却系统的恒温器可以用来维持所需的恒定的储箱温度。另外，由于喷射器设在所有具有同一设计的发动机的预定部位，因此这个空气引入系统的对流特性可以预先精密地确定好，然后用于整条线上的发动机和空气引入系统，这样，所有这些采用扩散和对流结合机制的发动机，它们的流量口的尺寸就都能适当地决定了。
虽然图5的实施例在说明中说是用于发动机，但同样的想法可以扩展用于锅炉和其他燃烧设备。例如储箱可在燃烧器的壳体上形成。地点可以选在正常操作时能够达到所需温度的地方。
下面这些例子可以说明本喷射器的功效。
例1在本例中评估了喷射器的功能，条件是发动机的速率和负荷都稳定。在固定速率负荷试验中用的实际上都是在高速公路上行驶的情况。
一辆1992年和Cadillac的De Ville轿车，具有须注入4.9公升燃料的发动机，在开始进行试验行驶时里程计上已有23哩的记录，这样一辆汽车就是用来指出本喷射器的功能的。试验是以高速公路速率在美国Colorado州Denver地区进行的。在把喷射器装到车辆上的进气管内之前，量出该车辆节约燃料的基线如下情况A 试验结果行驶的里程(哩) 达到的MPG 平均值(哩/加仑汽油)189.6 21.29172.6 20.50 20.59±0.67177.0 19.95一个喷射器原型，类似图2-4所示，在内(中心)室上面的盖板上有10个3/32英寸的孔加半个7/10英寸的孔，在外室上面的盖板上有10个7/64英寸的孔。车辆功效的测定是在下列条件下进行的把喷射器装在发动机上空气清洁器的滤网的顶部、位在导向发动机的清洁空气这一边;具有电气引线，连接到12V的点燃开关线上并且只有点燃开关“合上”(on)时才将12V的电流输送到电热器上，电热器大致在170°-180°F的温度范围内工作，得出的MPG(哩/加仑汽油)是情况B 试验结果行驶的里程(哩) 达到的MPG 平均值(哩/加仑汽油)114.1 23.56117.4 24.51 23.75±0.69126.4 23.18
将一块不带孔的、关闭二茂铁不使流动的盖板装上，但电热器继续操作，继续进行试验情况C 试验结果行驶的里程(哩) 达到的MPG 平均值(哩/加仑汽油)96.4 21.9569.8 22.39 22.45±0.53158.8 23.0后两组试验结果没有显著差别，确定在二茂铁所引起的燃料节约中催化发动机覆盖层是起主要作用的。
为了确认燃料的节约确实是由于在初期喷射阶段二茂铁所造成的催化层引起的，再做试验，用化学方法去除了在燃烧室内的催化覆盖层，办法是在发动机的进气管内加入少量的1，1，1三氯乙烯，使发动机在无负荷情况下以2000转/分的转速运转30秒。由此在燃烧室内产生盐酸(Hcl)使铁的催化覆盖层钝化。在车辆的喷射器上装上无孔的实心板，仍然连接好电气系统，再多跑两次试验，得出的结果如下情况D 试验结果行驶的里程(哩) 达到的MPG值 平均值(哩/加仑汽油)75 19.90
74.5 20.50 20.25±0.49由于燃料节约已经回到原来的基线值，可见燃料节约的改进确是应用喷射器后直接得出的结果。这次试验用的扩散/对流孔板的安排是从内(中央)室中取出了1.475gm的二茂铁并从外室中取出了2.60gm的二茂铁，在试验的B情况期间提供的二茂铁剂量率为42ppm。在装有无孔板的情况C期间观察到的重量变化只有0.1gm。
例2这个评估喷射器功效的试验是在发动机速率和负荷发生变化的条件下进行的。这个试验大多数是在两条小路上，并且是在具有许多城镇的非高速公路上进行的。这样，发动机就得用变化的速率和负荷操作，经常要加速或减速。试验的一个目的是要评估喷射器并不需要做成能瞬时反响的机构这一理论的准确性。相反的，我们认为按照长期平均需要把二茂铁供应给发动机的喷射器可以工作得很好。
另一辆Cadillac车，基本上与例1所述的那辆相同，但在里程计上还只有6哩，这样一辆车被用来第二次核实喷射器的功效。在这次试验中计量孔的面积改变到更为接近于从外室中连续放出25ppm剂量的需要。从外室出来的面积增加到8.5×10-2平方英寸，采用9个7/64英寸直径的孔。在用于调节剂量的中心室中放入0.96gm的二茂铁，采用的孔板具有14个7/64英寸的孔和3个3/32英寸的孔。试验方案是横跨美国Colorado州的Denver和美国Ilinois州的Sprinfield之间的美国36号公路上的一条长1785哩的环行路程上进行的。在整个试验过程中喷射器都是装在进气管空气滤清器的顶部。电气引线只是在一半时间内接上，并曾在第一次用喷射器进行活化的阶段过去以后用化学方法使发动机去除调节，以便在行驶试验的回程部分将mpg回复到基线值。车辆行驶的平均速率约为55哩/时。巡回行驶在交通允许的条件下也曾作过。试验的结果如下试验段 行程 哩 周围温度 段速率 方向 喷射器MPG 是否连接1. 18.8 127 56 75 东 否2. 22.6 101 61 43 东 否3. 20.0 93 67 68 东 否4. 18.2 91 76 55 东 否5. 23.1 111 80 65 东 是6. 18.1 116 79 46 东 是7. 18.3 119 83 69 东 是8. 25.2 131 82 49 东 是9. 19.6 132 70 78 西 否10. 19.7 119 76 66 西 否11. 20.0 111 80 46 西 否
12. 18.4 113 78 58 西 否13. 21.2 93 76 55 西 是14. 21.1 93 74 68 西 是15. 19.8 102 69 70 西 是16. 22.6 129 83 32 西 是结果用线性回归法分析后得出关系式MPG＝24.9+2.6喷射器+0.49白天时间-0.15温度MPG不带喷带器时＝19.1MPG带喷射器时＝21.7相关系数＝0.557显著性＞95%在95%的置信水平内，本测显示在使用喷射器的期内，mpg的改进为13.6%，从外室实际发出的二茂铁的剂量为24ppm。
比较例1和例2可见喷射器达到预期的要求。例1和例2的主要不同在于两种不同型式的道路上的行驶方式。例1是以稳定的高速行驶在高速公路上，而例2是用较低的平均速率、更频繁地停止和加速，行驶在两条窄的公路上。除了这个在速率负荷方面的主要不同外，在两个例子中二茂铁的喷射系统都是同等有效，由此可确定采用相对于平均燃料消耗率的平均二茂铁添加率是完全有效的。
以上叙述只是用来说明本发明的原理。另外由于那些熟悉本行的人来说，各种变化和修正都是容易做出来的，所以不宜把本发明限制在具体的结构和操作上如我们已描述的那样，因此所有合宜的修正和等同应该看作属于本发明的范围，这个范围是以下述权利要求来限定的。
权利要求
1.一种将二茂铁供应到具有引入空气流的燃烧器上去的器具，其特征为，有一容器形成装有固态二茂铁的储箱，有一加温设施可使所说储槽维持在较高温度，足以在储箱内产生一个可重复的二茂铁的蒸汽压力，有一连接设施限定着一个流量孔，通过该孔至少部分是用扩散机制把二茂铁蒸汽供应出去。
2.按照权利要求1所述的器具，其特征为，所说流量孔设在储箱和燃烧器的引入空气流之间，其尺寸须能将一个相对于燃烧器燃料平均通过量的二茂铁的平均剂量供应出去，该流量孔还对进入空气流的二茂铁蒸汽进行计量。
3.按照权利要求1或2所述的器具，其特征为，所说的流量孔是按用扩散和对流机制计量二茂铁的要求来确定尺寸的。
4.按照权利要求1或2所述的器具，其特征为，所说储箱把固态二茂铁的各个方向都封闭起来，只留一个面敞开，该面用盖板封闭;所说加温设施具有一个将储箱除敞开面外都包围起来的外壳;有一与所说外壳的顶边连接的压下颈圈至少部分盖住储箱的顶面和所说盖板的周边。
5.按照权利要求1所述的器具，其特征为，所说加温设施为一护套，装在所说容器上靠近储箱，其上有一进口和出口，用来在使用时接受热流体的循环供应。
6.按照权利要求1或2所述的器具，其特征为，所说加温设施为一电热器和一测量储箱温度并接受反馈、控制所说电热器操作的恒温器。
7.按照权利要求1所述的器具，其特征为，有一挡壁将容器分为第一和第二储箱，并有所说连接设施限定着每一储箱在使用时分别与燃烧器的空气引入系统连接所需的流量孔。
8.按照权利要求7所述的器具，其特征是，所说第二储箱窝藏在所说第一储箱的内部，所说加温设施有一恒温器设在这里用敏感元件与两个储箱接触。
9.按照权利要求1所述的器具，其特征为，所说容器为一发动机体，而所说加温设施为一设在所说发动机体冷却系统内的恒温器。
10.按照权利要求1所述的器具，其特征为，有一空气流引入管道将燃烧空气供应给所说燃烧器，所说流量孔设在所说引入管道内，通过空气流引起的对流作用将二茂铁蒸汽供应到引入管道内。
全文摘要
一种被动的二茂铁喷射系统(10)，具有一个容器(12)，限定着一个持有一定数量固态二茂铁的内部储箱(14)。有一加温设施(16)用来将储箱维持在较高温度使它足以产生二茂铁蒸汽。储箱与燃烧器的空气引入系统连接，二茂铁是通过计量才进入空气引入系统的。连接设施为一流量孔(24)，该孔至少按照扩散机制，更正规地是按照扩散和对流结合的输送机制来计量从储箱内发出的二茂铁蒸汽。
文档编号C10L10/00GK1091509SQ9312009
公开日1994年8月31日 申请日期1993年12月1日 优先权日1992年12月4日
发明者约翰·J·克兰克劳尔 申请人:约翰·J·克兰克劳尔