专利名称：节约燃料和降低排放物的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于节约内燃机燃料和降低大气排放物，例如气体排放物的装置。
本发明具体地但不是唯一地涉及一种内燃机上用的，例如普通吸气发动机和带燃料喷射器的发动机用的，用于节约燃料和降低排放物的装置。因此，参照这些举例性的用途来说明本发明是方便的。
然而，应当清楚地理解，本发明能够具有更广泛的用途。
例如，本发明能够被应用于任何内燃机，而不仅仅用于机动车辆发动机。
液体燃料的不完全燃烧增加了发动机的运行成本。另外未燃烧的燃料例如碳氢化合物通过排气管被排放到大气中，而一般对大气是有害的。
一些被排放进大气的气体包括一氧化碳，各种氮氧化物，和未燃烧的碳氢化合物。
因此，很自然地，任何起到降低燃料消耗并因而降低车辆的运行成本以及降低释放到大气中的污染物的装置将是本领域中的重大改进，并且一般最有利于社会。
国际专利申请No.PCT/AU01/00585描述了一种燃料节约装置，该装置包括设置在多个实施例中的安装有多个相反极性的磁体的支撑件，该支撑件使得该装置被结合进内燃机的燃料系统中，使得燃料节约和排放物减少。
一般公认的是，当碳基液体和气态燃料受到磁性影响时，存在正面效应的强有力证据。
也一般公认的是，存在一种可能，在与汽油微粒结合的能力方面，“空气”(以及可能特别是空气中的氧气原子)确实受到影响。
到目前为止，我们的试验已经令人满意地表明，虽然汽油会受到特定定向和交叉定向布置的磁场的影响，当空气或者单独被处理或者在空气与汽油混合的点结合汽油被处理时，最大的影响得以实现。
研究可利用的数据以及我们自己正在进行的实际试验观察和记录的结果，我们相信在发动机中燃烧的燃料不只是汽油，而是汽油和空气的混合物。这个区别对于理解磁场的影响是最占支配地位的概念而言变得重要。在本申请中任何涉及燃料之处意思是“汽油和空气的混合物”。
最可能影响进入发动机燃烧室内的汽油/空气混合的磁影响和/或效应包括燃料流体颗粒的速度。
在2002年我们的研究设施中执行的实际试验证明，具有特定定向和交叉定向的磁场的引入，积极地影响汽油流体颗粒更大程度上雾化进空气的能力。汽油/空气混合物的流体颗粒变得更小更轻。
就磁影响对汽油在雾化进入空气的点之前的任何具体效应，还没有人提出主张。然而，应当指出，西雅图的华盛顿大学的HansDehmelt在他40年的研究电子的基本特性中发现电子只具有四个已知的特性质量，电荷，自旋和磁性。日常基础上看到的以及在本装置中采用的磁影响涉及铁磁体的交感。当我们谈论“非磁性物”时，我们实际说与铁氧体基的物质没有反应的非铁磁体。依旧是磁性的“非铁磁体力”的认识是Dehmelt工作的直接结果，而且它们的影响虽然证明是存在的，但需要量化。
物理的一般原理表明颗粒越小，表面张力越小，当它通过进气歧管流经从磁影响区到燃烧室的这段距离时，颗粒被减少的重量使得在空气中的“悬浮”时间增加。
穿过进气歧管的燃料的速度对于保持悬浮在空气中的流体颗粒是有影响的，如果流体颗粒更小更轻，这种能力将得到提高。到达燃烧室时细微悬浮的流体数量越多，在燃烧点时暴露给空气的流体表面积越大。这对燃烧速率和燃烧的彻底性具有积极的影响。
结果是同样数量的燃料产生更多能量，从发动机排放出更充分燃烧后含有害性气体更少的气体。
对于在此环境中发生燃烧的主要要求是氧气(O2)的存在，降低燃料的空气部分中最有影响力的部分，即O2分子，看起来是符合逻辑的。
在我们的研究设施中已经执行了实际试验，以确定在空气与汽油混合变成“燃料”之前，磁场对空气的影响。
强有力的证据表明“空气”(或者更可能的，具体是空气中的O2分子)易于受磁场影响，并且可能是汽油和空气的有效燃料成分中的更重要成分。
磁场模型是重要的，该磁场模型是通过例如由国际专利申请No.PCT/AU01/00585讨论的燃料节约装置产生的，并且我们概括得出多方向的磁场比有序的单一方向磁场更成功，并且所述装置需要以不同的方式被布置以与具体发动机最佳匹配。
因此，本发明的一个目的是提供燃料节约装置的改进，该装置可以至少部分地克服至少一个上述缺点或者向消费者提供有益的或者商业化的选择。
本发明的其他目的通过由实施例给出的随后的说明将变得明显。
一方面，本发明属于一种燃料节约装置，其包括一个盘状的非磁性坚固支撑体，该支撑体在其中具有至少一个流通开口和一个连续周边，该连续周边使支撑体适合于安置在内燃机燃料系统的密封空气/燃料环境中的空气/燃料混合点，安置方式为其中至少一个流通开口的纵轴与空气/燃料环境内的流体流通路径同轴；多个永久磁铁，它们具有相反的极性，被所述周边支撑，并且被安置成用来提供至少一个横穿支撑体内至少一个流通开口的磁场；以及至少一个与至少一个流通开口有关的增强磁铁。
适当地，多个周边上安装的磁铁将被安装在同一个平面上，即，盘状非磁性坚固支撑体通常基本上为平面体。
增强磁铁通常和多个永久磁铁一样基本上被放置在同一个平面上。
多个磁铁被适当地嵌在所述体的周边中，并且每一个磁铁具有延伸到至少一个流通开口并和流通开口连通的磁面。
所述支撑体在其中适当地设置有多个孔，以便于所述支撑体在通向内燃机燃烧室的燃料/空气通道内的安装。
所述支撑体可以设置有顶盖板和底盖板，它们通过支撑体的上下表面固定磁铁以防止磁铁偏移。
优选地设置偶数个磁铁，以相对各对的磁铁的磁极相互反向的方式嵌入支撑体的周边。
按照最优选的实施例，当与单喉道汽化器匹配使用时，所述装置具有在支撑体中围绕中心开口的圆周基本上等距离隔开、相互大约90°间隔布置的四个磁铁。
所述装置的又一个优选实施例具有在支撑体中围绕基本上椭圆形的中心开口的周边基本上等距离隔开的六个磁铁。
所述增强磁铁具有极轴，所述极轴被定向成使负极位于所述装置的出口侧。
发明人已经发现，除了限定一个围绕中心磁铁的环形磁场外，当空气/燃料混合物通过所述开口时，中心磁铁的存在使得在该混合物的流动路径上放置了一个障碍物。这可能导致空气/燃料混合物至少在径向混合，并且通常也导致纵向混合。空气/燃料混合物的混合特性在它通过开口时可以克服现有技术中装置中存在的栓塞流特性。
栓塞流是以这样的事实为特征，即流过该装置的混合物流是有序的，伴随着流体中的每一个成分都不能超过它前面或者后面的任何其它成分，或者与它前面或者后面的任何其它成分混合。在栓塞流环境中，混合物的处理程度沿着流动路径每一点均不同，当混合物通过该装置引起的磁场时，给定的混合物成分只被处理一次。本发明可以促进空气/燃料混合物的至少径向的和一些纵向的混合，这导致给定的混合物成分可能不止一次地通过该装置引起的磁场，于是增强了处理。
除此之外，由于在通道和开口中引起边界层，现有技术中装置促进形成凸起的空气/燃料混合物流的轮廓。当与通道的周边比较时，这导致大量的混合物通过开口的中间。当现有技术中该装置的磁铁围绕开口的周边放置时，所产生的磁场在开口的宽度或者直径方向上起作用时，最靠近磁铁，即最靠近开口周边的磁场是最强或者最有效的，在开口的中心最弱。因此，在现有技术的装置中，空气/燃料混合物的主要部分被磁场的较弱部分处理或者影响。
当空气/燃料混合物通过本发明的开口时，通过在该混合物的流体路径中提供所述障碍物，中心磁铁可以干扰流量轮廓并且迫使流体混合物通过或者穿过磁场的更多有效部分，于是改善了混合物的处理。它也具有这样的效果，即降低磁场必须跨越在其上面的开口的宽度或者直径。所述开口的宽度可以被有效地二等分，使得磁场“更短”，并且增强有效性。
还有，由于中心磁铁的提供，在所述装置的纵向方向，可以增加磁场的尺寸。
现在参照相应的附图进行说明本发明的各个方面，其中
图1是按照本发明一个方面的燃料节约装置的俯视透视图，和图2是按照本发明另一个方面的燃料节约装置的俯视透视图，和图3和3a是由图1和图2产生的磁通量的图示曲线，和图4是按照本发明的又一个方面，适用于多喉道汽化器的装置的俯视图。
就图1来说，所示的燃料节约装置包括支撑多个永久磁铁2(优选地是2至6个)的六边形非磁性体1，所述非磁性体由对分的两半构成或者具有中心芯部以及顶部与底部的盖板。
磁铁2面向中心孔3并且具有如上述国际专利申请所述的悬浮的极性。
然而在这个实施例中，磁铁只部分地穿过所述非磁性体的深度，延伸距离“S”在尚未达到非磁性体顶壁时停止。
这种布置提供了使磁场进一步远离汽化器基体而增加汽油雾化点和磁影响终止点之间的磁影响面积的选择。
就图2而言，图1的装置被改变以包括由固定篦(没有画出)支撑的中心定位磁铁5，其带有与主磁铁垂直的磁场。由附加中心磁铁产生的磁场引起增加的3D效应。
中心磁铁5的极性是负极向下。
图3和3a分别表示由图1和图2的装置产生的磁场。
就图3和3a而言，在图3中，存在与磁力线有关的、平行于多个磁铁的平面、由箭头6所示的磁力主要平面，垂直于多个磁铁平面的磁力线由箭头7所示。燃料的方向由箭头8所示。在图3a中，由箭头9所示的中心磁铁影响磁力到这样的程度，即垂直的磁力线在长度上得到增加。
所述的装置已经表明能提供燃料消耗的显著减少和排放物的显著减少。
就图4而言，用于装配到多喉道汽化器的装置包括类似于上述装置结构的本体10。
本体10设置有安装孔11以适合被选中的汽化器，并且被插入在汽化器和空气/燃料混合系统之间。
本体10设置有初级和二级通道12。
如图所示具有悬浮极性的两个磁铁13以大约90度间隔面向通道12被放置在本体内。
另一个磁铁13a被放置在靠近每一个较小通道12a的位置。
低碳钢板或者又一个磁铁14被放置在通道12b中较大一对通道之间。
所示的装置产生类似于前述实施例所述的磁场。
所述的装置已经表明能提供燃料消耗的重大减少和排放物的重大减少。
在这方面，实施了许多试验作为对本发明的概念的证明。所述试验样本的结果呈现在下述表格中。
实施例1-使用带有4个喉管(Barrel)的汽化器的1984野马(Mustang)V8发动机实施的。发动机空转结果
实施例2-使用带有4个喉管的汽化器的1984野马(Mustang)V8发动机实施的。发动机1600-1660转/分结果
实施例3-使用带有4个喉管的汽化器的1984野马(Mustang)V8发动机实施的。发动机1640-1680转/分结果
实施例4-使用带有汽化器的大众甲壳虫(Volkswagen Beetle)发动机在80℃的发动机温度下实施。按照IM240测试驱动循环电机以各种行驶速度运转。
0-20mph的结果
21-40mph的结果
41-60mph的结果
不论上述那种使用场合，符号“NO”是以总称的意义使用，一般指与它的一氧化氮的严格意义相对立的氮的各种氧化物。
正如能从上述实施例中看出的，使用本发明的装置通常得到发动机排气流中未燃烧碳氢化合物水平的显著降低。它还导致发动机排气流中一氧化碳水平和氮的氧化物水平的降低。本发明装置的使用还导致排气流中氧气水平的增加。这种暗示可以看出，从而发动机中碳氢化合物的燃烧更充分，导致排气流中未燃烧碳氢化合物的低水平，以及氧气的更充分利用，导致燃烧过程中使用的氧气更少。
当然要意识到，上述结论是借助本发明示意性的实施例给出的，对于本领域的普通技术人员将是明显的所有这种改进和变化，相信将落入本发明的宽大界限和范围内。
在本说明书和权利要求书中，词语“包括(comprising)”和它的包括“comprises”和“comprise”的派生词包括每一个确定的整数，但是不排除包含一个或者多个另外的整数。
贯穿本说明书的“一个实施例”或“某个实施例”意味着与就与此实施例有关的具体特征、结构或者特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在此说明书中不同位置出现的短语“在一个实施例中”或者“在某个实施例中”不是必然地都指同一个实施例。此外，具体的特征、结构或者特性可以任何适当的方式被组合在一个或者多个组合中。
权利要求
1.一种燃料节约装置，其包括一个盘状的非磁性坚固支撑体，该支撑体在其中具有至少一个流通开口和一个连续周边，该连续周边使支撑体适合于安置在内燃机燃料系统的密封空气/燃料环境中的空气/燃料混合点，安置方式为其中至少一个流通开口的纵轴与空气/燃料环境内的流体流通路径同轴；多个永久磁铁，它们具有相反的极性，被所述周边支撑，并且被安置成用来提供至少一个横穿支撑体内至少一个流通开口的磁场；以及至少一个与至少一个流通开口有关的增强磁铁。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述增强磁铁被支撑在至少一个流通开口内。
3.如权利要求2所述的装置，其中每一个流通开口设置一个增强磁铁。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述支撑体在轴向方向比所述的多个磁铁深。
5.如权利要求1所述的装置，其中多个周向安装的磁铁被基本上安装在同一个平面上。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述增强磁铁与所述多个永久磁铁一样被基本上放置在同一个平面中。
7.如权利要求1所述的装置，其适合于与多喉道汽化器匹配，所述汽化器容纳多个流通开口，每一个流通开口设置有两个向内面对着的磁铁，所述磁铁以直角间隔开，增强磁铁或者能磁化的材料被放置在邻近的流通开口之间。
8.如权利要求1所述的装置，其中所述磁铁被插进所述支撑体的周边，并且每一个磁铁具有延伸到至少一个流通开口并与流通开口连通的磁面。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述支撑体在其中设置有多个孔，以便于所述支撑体在通向内燃机燃烧室的燃料/空气通道内的安装。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述支撑体设置有顶盖板和底盖板，它们通过支撑体的上下表面固定磁铁以防止磁铁偏移。
11.如权利要求1所述的装置，其具有偶数个磁铁，相对各对磁铁的磁极彼此相互反向。
12.如权利要求1所述的装置，其中所述增强磁铁具有极轴，所述极轴被定向成使负极位于所述装置的出口侧。
全文摘要
一种燃料节约装置包括一个盘状的非磁性坚固支撑体(1)，该支撑体在其中具有至少一个流通开口(3)和使此支撑体(1)适合于放置在内燃机燃料系统的密封空气/燃料环境中的空气/燃料混合点的连续周边。所述开口(3)的纵轴与空气/燃料环境内的流体流通路径同轴。被所述周边支撑的具有对立极轴的多个永久磁铁(2)提供至少一个横穿流通开口(3)的磁场，并且至少一个中心定位的增强磁铁(5)与开口(3)有关。
文档编号F02M27/04GK1846054SQ200480025660
公开日2006年10月11日 申请日期2004年7月15日 优先权日2003年7月15日
发明者阿德里安·门塞利, 帕特里克·贝克, 约翰·科斯蒂克 申请人:世界空气保护公司