专利名称：减少燃烧废气排放的装置的制作方法
本说明书中所用术语的解释防气塞装置本文中所用术语“防气塞装置”指的是燃料蒸汽的膨胀装置，它用于防止由于燃料过热产生的燃料泡引起燃料流动中断(称之为“气塞”)从而造成发动机停机的现象。
应用当与减少废气排放的装置的各种用途结合在一起使用时，术语“应用”包括(但不局限于)与下列装置一起使用时的用途各种水/液冷却的内燃机、风冷内燃机、锅炉、炉窑、加热器、化学生产工艺、化学终端用户、电站、工厂和其它排放工艺或排放源。在用于减少各种不同源的排放时，可以包括各种能/热源、不同数量的腔室、各种冷源、各种热源以及各种燃料源及其处理类型。
汽化器当使用与汽化器的燃烧工艺有关时，该术语指的是汽化器本身，然而在其它情况下，也可以指任何像燃料喷射系统那样的燃料调节器，或任何其它对进入燃料室的燃料进行调节、分配或定位的装置。
圆柱状壳体本文所用术语“圆柱状壳体”用来描述各种通道和腔壁的大概形状，但并不是使该减少燃烧废气排放装置中使用的管道、腔壁或任何其它结构局限于这种形状，可根据不同的应用和不同的实施例来改变这些结构的尺寸和形状。
能源这里使用的术语“能源”指的是任何种类的稳定的外部能/热源，上述源可用于处理减少废气排放装置内使用的燃料。这里所说的使用的能源可以包括(但不局限于)液态发动机冷却剂、水、防冻液、废气、外部加热的气体或液体、电气或电子加热元件、蒸汽、机油、液压油、输送流体、地热或任何其它的热交换源。
发动机本文中的术语“发动机”可以指水/液冷却的内燃机(这里用作举例说明)或者也可以包括任何种类的能产生废气和应用该技术的发动机和/或燃烧室或废气源。
发动机冷却剂当本文中使用“发动机冷却剂”这一术语时，如果是与液/水冷却的内燃机一起使用时，指的是水、防冻液或它们的混合物，或任何其它用来冷却所述液冷内燃机的液体。在本发明的说明书中，传统的燃烧汽油的、水/液冷却的内燃机是用于举例说明的。在这一说明中，发动机的被加热的发动机冷却剂用作处理燃烧前的燃料的能源。然而，在除了本发明以外的没有作特别说明的其它应用中，术语“发动机冷却剂”用来限定任何与减少燃烧废气排放装置一起使用的能源。
第五腔用在本文中的术语“第五腔”指一个封闭的空气腔，它位于第二腔与第一腔之间，如图8所示的腔102，它可看成是圆柱状壳体104和端壁106和108内的空间，并位于第一腔壳体34的外部。在某些应用中，第五腔102作为第二空气冷却腔以进一步调整从液体发动机冷却腔的表面到本发明的燃料通道和腔室的能量流，被处理过的燃料通过这些通道和腔室。第五腔可以包括，也可以不包括空气入口和出口管道110和112，这二个管道，从第五腔的端壁穿过并伸出第二和第三腔端壁外部，但不与第二或第三腔连通。
第一腔本文中所用术语“第一腔”指的是图7中所示的腔66，它被描述为在圆柱形壳体34和端壁36和38之间的空间。燃料入口通道和燃料出口通道通入第一腔内部，然后又延伸到第一腔外部，燃料在燃烧之前，就是在这里进行减少废气排放处理的。第四腔位于第一腔内部。
第四腔本文中所用术语“第四腔”指的是图7所示的腔90，它被描述为圆柱状壳体92和端壁94和96内部的空间，并位于多孔燃料出口管道24的外部。第四腔用作本发明的防气塞装置。
燃料本文中所用的术语“燃料”指的是在燃烧过程中所用的各种液态或气态能源。它包括(但不局限于)含铅汽油、无铅汽油、柴油、煤油、燃油、酒精、天然气、甲烷、液化石油气、其它可燃气体或任何在燃烧过程中使用的燃料。
燃料入口管道本文中使用的术语“燃料入口管道”是图7中标号为22、26、27、和72等部分的总体(有时放在一起标为22/26/27/72)。
燃料出口管道本文中使用的术语“燃料出口管道”是图7中标号为24、28、29、74和98等部分的总体(有时放在一起标为24/28/29/74/98)。
热源本文中使用的术语“热源”限定为上面定义的术语“能源”的同义词。
本发明本文中使用的术语“本发明”指的是该专利申请的主文中或权利要求部分和附图中以各种形式陈述的用于申请专利的“减少燃烧废气排放装置”。
“内部燃料入口管道本文中使用的术语“内部燃料入口管道”是图7中标号为22的部分。内部燃料入口管道是位于第一腔内部的燃料入口管道的一部分。内部燃料入口管道的最里端是封闭的，在长度方向上开有与第一腔相通的孔。
内部燃料出口管道本文中使用的术语“内部燃料出口管道”是图7中标号为24的部分。内部燃料出口管道”的最里端是封闭的，它是位于第一和/或第四腔内部的燃料出口管道的多孔部分，第四腔又位于第一腔内，该管道包括与第一腔相通的“J”装置。
“J”装置本文中使用的术语“J装置”是图7中的标号为98的部分。“J”装置是内部燃料出口管道24的弯曲延伸部分，它使得一部分内部燃料入口管道高于第四腔。“J”装置是内部燃料出口管道的无孔部分，它起着顶置弯头的作用。
歧管真空气本文中的术语“歧管真空气”在与传统形式的水冷内燃机一起使用时，指的是歧管真空气，另一方面，该术语也可以指用于调整第二腔到第一腔之间的能量流的任何冷却介质流。在用于液冷内燃机的实例中，歧管真空气有时用作第二腔内的冷却介质，用以调整第三腔与第一腔之间的能量流，使第一腔处于在燃烧前处理燃料的适当状态。在不同的应用中，其它外部冷源也可以用来取代歧管真空气，例如水、燃料、空气、液体、气体或制冷剂。
第二腔本文中的术语“第二腔”指的是图7中的腔58，它为圆柱状壳体40和端壁42及44内部的空间，位于第一腔34的外部。上述的歧管真空气作为冷却介质用于第二腔内，以调整第三腔与第一腔之间的能量流。
第三腔本文中使用的术语“第三腔”指的是图7中的腔56，它为圆柱状壳体20和端壁48和50内的空间，位于第二腔40的外部。液态发动机冷却剂经第三腔循环流动，它是用于处理第一腔内的燃料的能源。
到目前为止，已有各种形式的减少废气排放装置被用于减少使用液态或气态燃料的内燃机或燃烧过程中产生的废气的排放。但大多数已知的这类废气排放装置或者利用催化转化器对废气系统内的燃烧副产品进行处理，或者重新燃烧一部分排出的废气。因此，需要一种能在相应的燃烧发动机或燃烧室内对燃烧之前的发动机燃料进行处理的结构简单的减少废气排放的装置。
申请人未发现包括本发明的某些一般结构和工作特征的现有的减少废气排放装置，但与本发明类似的结构特征可在授权于本发明的申请人之一、Morgan P.Reed的美国专利4，422，429“燃料加热器”中可以找到。
本发明不同于上述“燃料加热器”专利(美国专利公报4，422，429号，申请日1982年5月17日，授权日1983年12月27日)和下面引用的其它美国专利文献。引用的其它文献如下美国专利文献文献号 日期 姓名 主分类 副分类A.4,422,429 83/12/27 Reed 123 557B.4,594,991 96/6/17 Harvey 123 557C.4,368,716 83/1/18 Davis 123 557D.4,883,040 89/11/28 Rocky 123 557E.4,442,819 84/4/17 Veach 123 557F.4,611,567 86/9/16 Covey 123 557G.4,846,137 89/7/11 Ray 123 557H.4,926,830 90/7/11 McNelley 123 557本发明的减少燃烧废气排放装置包括一个非连续和非邻接的入口和出口中央燃料管道及位于燃料管道周围的第一、第二和第三环形同心腔，其中第一腔与入口和出口燃料管道相通，第二腔和第一腔之间及第三腔和第二腔之间互不联通;该装置还包括一个第三外腔之外的独立通道内的压力释放阀，该第三外腔连接着第一、第三和第三腔外部的入口和出口中央燃料管道的两个非连续部分。第二腔包括空气(和/或其它冷源)入口和出口构件，这样发动机和/或其它冷源所用的部分进气可以通过第二腔抽取。在许多应用中，这种真空气和/或其它冷源不需要通过第二腔，因为它对本发明的性能只有极小或根本没有副作用。在这几种情况下，只要第二腔具有热衰减/抑制特性就足够了。但是在其它更重要的情况下，第二腔必须与一个外部冷源相连接。第三腔内具有液体冷却剂(和/或其它能源)入口和出口管道，这样可使部分发动机冷却剂和/或某些其它的能源通过第三腔。
虽然本专利申请集中解释了与水冷内燃机和/或气体或液体燃料燃烧过程一同使用时的实例，但这些应用是多方面的并且是可以变换的，不应局限于这些实例。
内部燃料入口管道在第一腔的圆柱状壁内是有孔的，并且它与第一腔相通。在第一腔范围内，第四腔围绕着多孔内部燃料出口管道的最外侧部分，内部燃烧出口管道在第四腔内的那部分不与第一腔直接相通。内部燃料出口管道位于第四腔壁的外侧上部，除了在“J”装置部分外，它也是多孔的，并与第一腔相通。多孔的内部燃料入口和出口管道在第一腔内互相纵向平行地设置。
内部燃料入口管道和内部燃料出口管道在第一腔内的最里端都是堵死的。燃料从多孔内部燃料入口通道必然会流入并注满第一腔，然后当它流过第四腔上部并通过第四腔时，经多孔的内部燃料出口管道流出第一腔。第一腔壁外侧的燃料入口和出口管道是无孔的。
第二腔内包括从第二腔的外壁延伸的歧管真空气入口和出口管道，这些管道穿过并伸出第三腔的端壁。
一根发动机冷却剂入口管道和一根发动机冷却剂出口管道贯穿第三腔的外壁，这样使发动机冷却剂能以连续循环的方式流入和流出第三腔。这些第三腔的入口和出口管道在第三腔圆柱形外壳的相对两端纵向地互相平行。第三腔入口和出口管道的布置应能引导第三腔内的流体围绕中央燃料管道迅速地循环流动。
此外，根据本发明的特殊应用，相对侧面的磁铁可以或不必沿将装置的第一和第二腔隔开的壳体的壁面部分安装。
本发明利用经所述发动机冷却剂管道流入和流出第三腔的发动机冷却剂作为处理燃料的能源。在某些应用中，第三腔的热容量由流过第二腔的歧管真空气调节，另外，第二腔的气体空间本身也可用于调节热源。包围燃料入口和出口管道的第一腔用于进一步调节流经中央燃料入口和出口管道的燃料温度。由中空、多孔、非连续和非邻接的入口和出口燃料管道、压力、湍流、温度、滞留时间、膨胀、收缩、在某种情况下也许还有磁力、也许还有无名的力和第一腔内应用的能量等产生的、作用到燃料上的力的特殊的综合作用导致了在燃料前改变燃料的处理过程，从而可实现所希望的减少废气排放和提高燃料效率的目的。
本发明的主要目的是提供一种减少废气排放的装置，以便利用作为热源的发动机冷却剂和/或其它被调节的能源来处理输给内燃机或燃烧过程的燃料，所以在有关发动机和/或其它被调节的外部能源达到工作温度之后，这些热源有基本恒定的能量供给减少废气排放的装置。
本发明的另一个目的是按照前一个目的提供一种减少废气排放的装置，该装置包括能有效减少燃烧过程中产生的有害气体和颗粒物质的总排放量的构件。
本发明还有一个目的是提供一种以某种方式构成的减少燃烧废气排放的装置，利用这种装置，本发明的内部温度可由外部调节器调节，在某些应用中，通过隔开在减少废气排放的装置的液体发动机冷却剂(和/或其它能源)加热表面与待处理燃料通过的该装置的管道壁部分之间流过的发动机进气(和/或其它可利用的外部冷源)来调节。
本发明的另一个目的是提供一种减少废气排放的装置，该装置并非将调节的能量流供给第三腔，在某些应用中将冷却剂供给第二腔，该装置被装备在一个容器里，并且能自动调节，而不需要任何外部控制。
本发明的另一个目的是在某些应用中能同时有效地减少废气排放和燃料的耗费。
本发明的最后一个目的，也就是本文要详述的目的是按照前述的目的提供一种废气排放控制装置，该装置适于按传统方法制造，它结构简单，能自动操作，因而可提供一种经济可行、工作寿命长、安全和基本无故障的装置。
上述及其它目的及优点在下文中参照构成本申请一部分的附图的详细描述和请求保护的结构及运行过程后将会变得更加明显。
图1是与本发明的减少废气排放的装置联合运行的典型的以汽油为动力的水冷却内燃机的示意图;
图2是减少废气排放装置的缩小的纵向垂直剖面图，在图7中显示出更详细的结构;
图3是大致沿图2的3-3线所指的平面上截取的稍微放大了的横向垂直剖面图;
图4是带有减少燃烧废气排放的装置的典型以汽油为动力的水冷内燃机示意图，图中示出该内燃机是如何相对于发动机的燃料系统和冷却系统定位的;
图5是将减少燃烧废气排放装置与水冷内燃机冷却系统联在一起的装置的放大视图;
图6是减少燃烧废气排放装置的放大了的外部纵向视图;
图7是本发明的一个实施例的剖面图;
图8是本发明另一个实施例的剖面图;
图9是本发明的另一个不同实施例的剖面图;
图10是本发明的另一个不同实施例的剖面图;
图11是本发明的另一个不同实施例的剖面图;
图12是本发明的另一个不同实施例的剖面图;
图13是本发明的另一个不同实施例的剖面图;
图14是本发明的另一个不同实施例的剖面图;
图15是本发明的另一个不同实施例的剖面图;
图16是本发明的另一个不同实施例的剖面图;
图17是本发明的另一个不同实施例的剖面图;
图18是本发明的另一个不同实施例的剖面图;
虽然本专利申请集中解释了与以汽油为动力的水冷内燃机和/或燃烧气体或液体燃料的燃烧过程结合使用的情况，但它的应用是多方面的并可变换，且不局限于这些应用。
现在更具体地参照附图，图1中，标号10通常代表传统形式的以汽油为动力的水冷内燃机，它包括一个安装有空气滤清器14的汽化器12。发动机10有一根从燃油泵(未示出)通到汽化器12的燃油管16。另外，发动机10还有一个与它相联接的传统散热器(未示出)，并且还包括一个用于控制通过发动机10的发动机冷却剂的流动和/或调节发动机内水温的恒温器(未示出)。发动机10是本发明18的一个应用，是用来举例说明的。本发明的应用并不局限于内燃机，但应当承认，水冷和风冷内燃机是最直接需要应用本发明的，而且实际应用的数量是最多的。本发明也可以专门应用于柴油发动机、涡轮增压发动机和燃油喷射发动机，但并不局限于这些应用。
本发明的减少燃烧废气排放的装置大致显示在图7中，并标上总标号18。该装置限定了一个中空长圆柱壳体20(第三腔的外壁)。壳体20包括一对非连续和非邻接燃料入口和出口管道，标号分别为22，26，27和72(22/26/27/72)及24，28，29，74和98(24/28/29/74/98)。上述燃料入口和出口管道是平行的，燃料出口管道24位于燃料入口管道22的正上方。内部燃料入口管道22终止于第一腔66内，它的最里端30是封闭的。内部燃料入口管道22通过孔64与第一腔66相通。内部燃料出口管道24的一部分由圆柱形壳体92和端壁94和96构成的第四腔90所包围。在第四腔90内，内部燃料出口管道24上有与第四腔相通的孔97。第四腔90起着防气塞装置的作用。“J”形管道98是内部燃料出口管道24从第四腔的端部延伸到第四腔90上部的部分。该“J”形通道98向上弯曲并高出端壁94，使内部燃料出口管道平行于第四腔壳体92的顶部延伸。“J”形内部燃料出口管道在第四腔外部的最里端32处是封闭的，并且沿其长度方向上含有一些开在几个不同方向上的孔99，这些孔使该管道与第一腔66相通。在第一腔66内，在燃料燃烧前利用给予的能量和湍流来对燃料进行处理(改变)，以达到所需要的上述减少废气排放的目的。一部分燃料入口和出口管道位于圆柱形壳体34的壁外，但位于第二腔58和第三腔56的壁内，这两部分分别标为27和29。这两部分是无孔的并相对于腔58和56是密封的，它们只是通过这两个腔。燃料入口和出口管道位于第三腔56壁外的那部分被分别标为26和28，它们也是无孔的。
包括封闭在第四腔90内的那部分内部燃料出口管道在内的内部燃料入口和出口管道22和24由圆柱形壳体34(第一腔的外壁)和两个相对的端壁36和38封闭在第一腔66内，入口和出口管道27和29穿过第一腔伸出。壳体34被封闭在基本上与它同心并且包括端壁42和44的第二圆柱形壳体40(第二腔的外壁)内，燃料入口和出口通道27和29穿过壳体40伸出。最后，包括端壁48和50的第三外部圆柱壳体20基本上同心地设置在壳体40的外围，入口和出口端部26和28穿过壳体20伸出。
外部壳体20包括入口和出口液体发动机冷却剂管道52和54，液体发动机冷却剂以连续循环的方式从发动机10通过管道52和54流入和流出第三腔56。液体发动机冷却剂入口和出口管道互相平行地纵向设置在第三腔外壁20的相对两端。布置入口和出口管道的出发点是使它们能围绕中央燃料管道快速循环流动。处理燃料的能量是以液体发动机冷却剂经所述发动机冷却剂管道52和54流入和流出第三腔的方式输给本发明的装置的。在某些应用中，第三腔的加热能力是利用流过第二腔58的歧管真空气来调节的;另一方面第二腔58的气体空间本身也用于调节该热源。除了处理燃料之外，围绕着燃料入口和出口管道22和24的第一腔66还用于进一步调节流过第一腔66内部的内部燃料入口和出口管道的燃料温度。
应注意到，在液冷内燃机中，液体冷却剂的热量是靠发动机的正常运转功能来调节的，在这些实例中，在水进入本发明的装置之前不需要初始的热源来进行调节。
中间壳体40包括在中间壳体40和内壳体34之间的内部环形空间58(第二腔)，并且包括入口管道60和出口管道62，通过管道60和62，发动机10的一部分歧管真空气，发动机进气可以流入和流出壳体20的内部。入口管道60和出口管道62穿过外部壳体46的端壁48和50，但它们穿过内部环形空间56(第三腔)的部分不与该空间相通。根据不同的应用，入口和出口通道60和出口管道62可以与歧管真空气，发动机进气实际相通或不相通，但在需要使用这些通道的情况下以及由于环形空间58(第二腔)对第一腔34具有冷却/调节作用，所以总是将入口和出口管道装入本发明的装置中，即使在不与歧管真空气源相通的情况下也是如此。在许多应用中，腔58内的空气即使不与外部冷源相连通，使热量散发(如果不连通)的管道60和62以及经调节的外部热源进入第三腔56的精确性在没有外部冷源(歧管真空气)的情况下足以能使本发明正常运行。
应注意的是，应将液体发动机冷却剂入口管道52适当地连接到发动机10的液体冷却剂管道(加热器软管)上，并且液体发动机冷却剂出口管道54也类似地以某种方式与发动机10的冷却剂管道相连，使在发动机10运转期间液体冷却剂能连续通过设置在壳体20和40之间的第三外腔56。此外，在某些应用中，入口60也可供使用地连接到空气过滤器14上，出口62可供使用地连接到汽化器12(或利用一种替换装置)的真空口上，以使一部分发动机进气在发动机10运转期间通过中间腔58。
燃料入口和出口管道26和28位于壳体20的外部并与T形中空接头68和70相连，接头68和70又连接到装配了燃料管路的管道72和74上。管道72和74只是管道26和28于T形接头68和70外侧的延伸部分。用作旁通压力释放阀的开口和中空的架空管道76以大致半圆的形状连接在T形接头68和70的垂直臂之间并装入接头内。调节阀86设置在通道76上以调节临时旁流过中央燃料管道的燃料流量。在本发明的许多不同的应用中，为了使废气排放减少到最佳程度和取得最佳性能，也可以不设置调节阀86。在本发明内部压力增高的情况下，燃料将在几秒钟内瞬间地被强迫通过旁通压力释放阀76，直到压力被释放为止。然后燃料将再次流过该装置的主体，在主体内对燃料进行重新处理。
长条磁铁78和80安装在壳体34正对着的两外侧上(取决于不同的应用)，磁铁横断面是弧形的，基本上与壳体34的外壁曲面相一致。安装条形磁铁时，使它们的南北磁极的方向彼此相反。安装后，条形磁铁78和80位于腔58内。在本发明的装置中可以在相对两侧安装条形磁铁，也可以不装，这取决于本发明的具体应用。另外，内部燃料入口和出口管道22和24上有孔64，这样可使内部燃料入口管道22与腔66之间以及腔66与内部燃料出口管道24之间相互联通。腔66是第一腔34的壁内的中间区域，但在内部燃料入口管道22的周壁的外侧，且在第四腔的周壁的内部燃料出口管道24的周壁的外侧，上述部件均在腔34内。
在实施中，减少废气排放的装置18是按下述方法安装的按顺序将燃料入口管道72连接到从燃料泵引出的原有燃料管16上，将燃料出口管道74接入通到发动机10的汽化器上的原有燃料管17内，并且根据推荐的使用方法，按顺序地将第二腔58的歧管真空气入口管道60和歧管真空气出口管道62接入在空气滤清器14和汽化器12的真空吸口之间延伸的真空管82和84内。为了能有效运行，旁通压力释放阀76必须安装在中央燃料管道22/26/27/72和24/28/29/74/98的垂直切面的上方。此外，中央燃料管道以大致水平位置安装时，本发明的工作状况最佳。也可以利用一个T形接头和连到管道52上的加长的加热器软管将液体发动机冷却剂入口管道52连接到有关车辆加热器的加热器软管上。利用第二个T形接头和另一段连接在管道54上的加热器软管可以将流体发动机冷却剂出口管道54连接到从加热器延伸到发动机的加热器软管上，以旁通加热器控制阀3，以便在任何时候都能使冷却剂连接不断地循环。对于采用其它能源和/或不同的燃烧室的装置的其它应用，需要使用本发明的另一些安装方法，而将本发明与水冷内燃机10一起使用的例子并不意味着限制任何可能的其它应用。在大多数工作条件下，必须使流体发动机冷却剂连续流动，使它进入管道52，在腔壁40(第二腔外壁)周围的腔56内循环流动，再经管道54排出，并利用输入腔56的经调整的能源来确保能对装置18内的温度进行控制。在水冷内燃机中，利用发动机单独的冷却系统控制器来调节温度，以防止发动机10本身(即散热器、水泵、发动机冷却剂和恒温器)过热。
当来自发动机10的加热后的流体发动机冷却剂流经第三腔56时，壳体40(第二腔的外壁)被加热，该已加热的壳体40(第二腔)又靠热辐射使壳体34(第一腔的外壁)加热。这种输给腔56的调节后的能源以及任何流动的一部分吸气或其它流过腔58的冷源或腔58本身都可调节加热壳体34的热量，壳体34又加热第一腔66、第四腔90、内部燃料入口管道22和内部燃料出口管道24。因此，对流过内部管道22和24的燃料在加热的条件下进行了处理。孔64能使燃料在内部燃料入口管道22和内腔66之间以及内腔66和内部燃料出口管道24之间流动。由于壳体34具有利用一部分流过腔58的吸气的加热调节作用，而且在某些应用中只有腔58，所以可以防止流过中央部分66的燃料产生过热。磁铁78和80用于截留通过管道22和24流入加热器18中的含铁杂质，显然，上述磁铁对从加热器18流到汽化器12的燃料也有影响，从而强化了汽化器12对燃料的汽化能力。当条形磁铁的磁场方向彼此正好相反(北/南)时，相反磁极的排斥力形成一个附加的独特扰动源和/或施加给燃料流附加的独特力，这有助于在燃料过程中减少有害的废气排放。在许多应用中，磁铁的附加力不一定必须达到最佳的废气排放的减少程度。扰动、流动、压力导流、滞留时间、温度、膨胀、收缩、某种情况下的磁性以及无法命名的力等因素在第一腔66内的综合作用对燃料进行处理后，基本上排放出危害性较小的较清洁的燃烧废气，如未燃烧过的碳氢化合物和粒子。
应该注意到，实际的处理过程是在加热状态下在第一腔34内进行的。然而，在这种选定的环境下，本发明的装置不是按燃料加热器设计而且也不作为燃料加热器而工作。在本发明的燃料转变过程中，燃料在装置内首先被加热，然后它的温度便迅速降低，燃料以与其进入时基本上相同的温度被排出。
腔56和58有效地利用了在某些燃烧过程中已经被利用过的特性以帮助完成在第一腔内的处理过程。在使用其它可控能源，如电加热盘管、电加热器或任何其它适合对第一腔66加热的热源时，可以想象，在不降低效能的情况下，可以取消第三腔或第二腔或同时取消这二个腔，或者也可以在本发明中再增加另外的腔。为了在第一腔34内取得满意的燃料处理效果，本专利申请没有对第一腔的热源进行限制，也不局限于必须(不改变)使用第三腔56和第二腔58。
图4表示出本发明安装到常规的内燃机10后所处的位置。用燃料泵7将燃料从燃料箱8中抽出，然后在压力下将它喷入减少燃烧废气排放的装置3中，再通过燃料过滤器2将它喷入汽化器1。热的发动机冷却剂从发动机10经加热器流入软管6，再流入减少燃烧废气排放装置3，再经加热器流出软管流出，并进入水泵5。利用T形接头使加热器芯4可以有旁通流路，以保证加热后的发动机冷却剂能稳定地流过本发明。
在图8所示的本发明另一个实施例中，第五腔102是另一个歧管真空气腔，在第一腔66的圆柱形壳体34周围增设了这个第二歧管真空气腔。第五腔102的圆柱形壳体104和第五腔端壁106和108包围第一腔圆柱形壳体104和第五腔端壁106和108包围第一腔圆柱形壳体34和第一腔端壁36和38，但不与第一腔连通。歧管真空气入口管道110和出口管道112穿过第五腔端壁106和108。流过第五腔102的歧管真空气用于进一步调节第一腔66的内部温度，为了在各种应用中的燃料处理过程中调节第一腔的内部温度，第五腔被认为是必不可少的。
在图16所示的本发明另一个实施例中，第一腔66的圆柱形壳体34和第一腔端壁36和38完全包围了膨胀阀/膨胀装置(“膨胀阀”)(膨胀阀腔)118的圆柱形壳体壁120以及膨胀阀的端壁122和124。第一腔的端壁36上安装了燃料入口管道(26，27和72)以使燃料能进入第一腔66。第四腔90全部处于膨胀阀(膨胀腔)118内。在第四腔圆柱形壳体92上沿其与旁通压力释放阀76相反的最底侧上开有大量使膨胀阀(膨胀腔)118和第四腔90之间连通的孔116。
在膨胀阀(膨胀腔)118的外圆柱形壳体120壁上、沿其与旁通压力释放阀76同一侧的最上侧开有孔114。多孔燃料出口管道(29，28和74)位于第四腔90内部。这个燃料出口管道在第四腔内的最里端由端板32封住。
进入燃料入口管道的燃料流入第一腔，再从第一腔66内部的上方通过膨胀阀(膨胀腔)圆柱壳体118上的孔。然后燃料被强迫向下通过第四腔圆柱形壳体116上的孔并进入第四腔90。接着燃料又通过位于第四腔90内的内部燃料出口管道24的孔97进入该管道，然后从燃料出口管道(24，29，28和74)流入燃料管并流出，再流向燃烧室。
第二腔58分别装有歧管真空气入口和出口管道60和62，这些管道可使歧管真空气沿其流动以调节第二腔58内的温度。在第二腔内并与第二腔58连通的第一腔圆柱形壳体34的壁上装有磁铁78和80。
第二腔58完全被第三腔56所包围，穿过第三腔圆柱形壳体20的壁分别横向装有发动机冷却剂入口和出口管道52和54，以使加热后的液体发动机冷却剂流入和流出第三腔56。本发明的第三腔56及其所有变型都用来接收除液体发动机冷却剂以外的所选择的热源，而液体发动机冷却剂可认为是与本发明相关的应用中使用最广泛的热源。
外部燃料入口管道(26和72)以及外部燃料出口管道(28和74)上装有一个旁通压力释放阀76，阀76上连接一个选择调节阀86。阀76可使第一腔66、膨胀阀(膨胀腔)118和第四腔90内的压力经旁通压力释放阀76迅速释放，然后使燃料重新流过本发明的装置。膨胀阀(膨胀腔/膨胀装置)118用于降低燃料的温度，使燃料在通过本发明的装置之前被冷却到一定程度。
在图17所示的本发明另一个实施例中，第五腔102和一个闭塞气腔包围着第一腔66。第五腔圆柱形壳体104和第五腔端壁106和108将第一腔66与第二腔58隔离开。在所有其它方面，本实施例与图7所示的本发明实施例都相同。
在图18所示的本发明另一个实施例中，除了没有图7所示实施例中的第四腔90之外，该实施例与图7所示的实施例相同。
本发明的某些(不是全部)不同的变型陈述在权利要求1-16中并表示在图7-18中。尽管这里描述了这些特定的改型和/或变换，但并不意味着本发明只局限于这些变型。
上述内容只是本发明原理的一个说明。此外，由于本领域的技术人员很容易想出各种改进和变换，所以不应把本发明限制为正好是所显示和所说明的结构、外形和运行方式。因此，所有适当的变型、外形的改变、结构的变化、修改和等同物都可归结和落入本发明的范围内。
权利要求
1.一种在燃烧前处理流体燃料的减少燃烧废气排放装置，其特征在于，它包括一个限定了第一腔的第一长形壳体，一根燃料入口管道和一根燃料出口管道延伸到该壳体内，所述管道在壳体内的部分互相平行；一个限定了包围所述第一腔的第二腔的长形第二壳体，所述第二壳体的两端分别有一个岐管真空气入口管道和一个歧管真空气出口管道；一个限定了包围所述第二腔的第三腔长形第三壳体，所述第三壳体具有用于在所述第三腔内循环热流体的入口和出口；以及一个位于所述第三壳体外并在其最上部有一个压力释放阀的旁通管路，所述旁通管路将所述燃料入口管道与所述燃料出口管道相连。
2.按照权利要求1所述的装置，其中所述管道在其端部是封闭的，并且管道上开有孔。
3.按照权利要求2所述的装置，其中所述燃料出口具有一个内部J形部分，该部分平行并靠近所述燃料出口管道的另一部分。
4.按照权利要求1所述的装置，其中限定了第四腔的第四壳体完全包围住所述燃料出口管道的内部部分。
5.按照权利要求4所述的装置，其中所述第四壳体是有孔的。
6.按照权利4所述的装置，其中所述燃料出口管道具有一个设在所述第四壳体外并靠近第四壳体的J形部分。
7.按照权利要求5所述的装置，其中所述燃料出口管道在它的最里端是封闭的，而且管道上开有孔。
8.按照权利要求4或7所述的装置，其中所述燃料入口管道的最里端是开口的，并且它比所述燃料出口管道短。
9.按照权利要求4所述的装置，其中所述燃料出口管道的最里端是开口的，并且它比所述燃料入口管道长。
10.按照权利要求1所述的装置，其中所述管道是直接连接的，以形成一个完全被限定第四腔的多孔第四壳体所包围的单根多孔直管道。
11.按照权利要求1所述的装置，其中所述阀是可调节的。
12.按照权利要求1所述的装置，其中将磁铁固定在所述第一壳体的相对两侧面上。
13.按照权利要求1所述的装置，其中第五壳体限定了一个包围所述第一腔的第五腔，第五腔在所述第二腔内，歧管真空入口管道和歧管真空出口管道被连接到所述第五壳体上。
14.一种在燃料前处理流体燃料的减少燃烧废气排放装置，其特征在于，它包括一个限定了第一腔并且其一端连接在一根燃料入口管道的第一长形壳体;一个在所述第一壳体内延伸的多孔燃料出口管道，所述出口管道具有封闭的最里端;一个限定包围所述第一腔的第二腔的长形第二壳体，所述第二壳体的一端有一歧管真空入口管道，另一端有一歧管真空出口管道;一个限定包围所述第二腔的第三腔的长形第三壳体，所述第三壳体具有在所述第三腔内循环热流体的一个入口和一个出口;一个限定完全包围所述燃料出口管道的一部分的第四腔的长形第四壳体，该壳体的底壁上开有孔;具有完全包围所述第四壳体的长形壳体、该长形壳体顶壁上开有孔的膨胀装置;位于所述第三壳体外部其上有一压力释放阀的旁通管路，该旁通管路从所述燃料入口管道连接到所述燃料出口管道。
15.按照权利要求14所述的装置，其中所述阀是可调节的。
16.按照权利要求14所述的装置，其中将两个磁铁固定到第一腔的相对侧面上。
全文摘要
一种能在燃烧前处理燃料的减少燃烧废气排放装置，该装置可以某种方式连接到燃烧装置、燃烧室和内燃机上，因而可减少有害燃烧废气的排放并提高燃烧效率。该减少燃烧废气排放装置利用了防气塞能力、压力释放、内部膨胀阀、一系列导板及腔室，可在加热、冷却、扰动和加压的作用下利用了外部热源和冷源及外部燃料泵或燃料输送系统的压力来处理燃料，它没有活动部件，也没有内部填料，无需外部控制。
文档编号F02M31/087GK1102236SQ9312072
公开日1995年5月3日 申请日期1993年11月1日 优先权日1993年11月1日
发明者摩根·P·里德, 丹尼尔·J·雷蒙德, 唐纳德·C·雷蒙德 申请人:摩根·P·里德, 丹尼尔·J·雷蒙德, 唐纳德·C·雷蒙德