CN101598085A

CN101598085A - 纸质电极等离子场空气电离氧化燃油节油器

Info

Publication number: CN101598085A
Application number: CNA2008101084649A
Authority: CN
Inventors: 段忠元; 孙作达
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2009-12-09

Abstract

本发明技术涉及一种采用高压静电发生器供电的纸质电极等离子场、线板结构电晕场的技术，并将该技术用于电离氧化空气、使空气中的氧气转化成为活性基氧功能的技术装置，该技术装置可以起到发动机节省能源、减少排放作用的技术装置集合。发动机工作时需要将空气中的氧气通过做功转化为活性基氧来与燃油混合燃烧，由于发动机的吸气能力是有限的，而且吸进氧气转化为活性基氧是成一定比例的，从而造成燃汽缸燃烧的活性基氧供量不足，因此燃料不能充分的燃烧而且大量的排放污染气体。本专利技术采用纸质电极产生等离子电场、线板结构产生电晕场。利用等离子电场和电晕电场将空气中的氧气电离氧化为活性基氧，将其安装在发动机的吸气端，使燃汽缸可以吸入大量的活性基氧，从而增加了燃料燃烧时的活性基氧浓度，这样可以起到节省燃料减少尾气污染浓度的作用。

Description

纸质电极等离子场空气电离氧化燃油节油器

一.技术领域：

本专利技术涉及一种采用纸质电极电场和电晕电场装置将空气电离氧化助燃的燃油节油技术，尤其是采用纸质电极电场和电晕电场装置将空气电离氧化用于发动机助燃的纸质电极电离氧化燃油节油器技术。

二.背景技术：

能源是国民经济的基础，在可持续发展的社会中起着举足轻重的作用。20世纪50年代以后，由于石油危机的爆发，对世界经济造成巨大影响，国内外都开始关注世界″能源危机″的问题。许多人预言：世界石油资源将要枯竭，能源危机将是不可避免的。虽然世界能源危机的预警已经很长时间了，但是汽车天天增加，耗油的机器也与日俱增。因此发展节能减排技术成为人类社会面临的头等大事。

随着城市汽车保有量的剧增，汽车发动机的排污已经成为城市空气的第一大污染源，同时它也成为增长最快的温室气体排放源。汽车尾气排放中主要含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等有害气体。其中，一氧化碳与人体血液中的血红蛋白结合速度比氧气快250倍，即使仅微量吸入也可造成缺氧性伤害。由于汽车尾气多排放在1.5米以下，儿童吸入量一般是成人的两倍，因此汽车尾气对儿童健康损害尤为严重。而节省燃油消耗、既可以降低排放还可以降低运行成本。

现行的发动机节油减排技术有两个发展方向：一是通过改进发动机结构提高燃烧效率，二是通过调整燃料的化学结构提高燃烧值。具体体现在尾气排放系统和优化涡轮增压技术，以及燃油乳化技术--HPE高效节能素的应用等。

本专利提出了发动机节能减排的第三个发展方向，通过提高助燃氧气的可燃性达到提高燃油燃烧效率、降低有害气体排放的节能减排作用。

众所周知燃油在发动机中燃烧需要两个基本条件，一是有足够的氧气助燃；二是燃油分子充分汽化。火焰中的反应源头是活性基氧，其驱动反应为H·+O₂：＝OH·+O：，反应方程式中相对不活跃的氧分子基在能量的作用下转化成为活性的O：和OH·，与C/H/O火焰中基的生成相比，起主导作用的是活性基氧。由于活性基氧的催化作用很强，因此活性基氧可以同时起到两个作用：一是直接参与燃油爆燃，二是辅助燃油汽化。如果发动机在工作时能提供充足的活性基氧，燃油就会燃烧的更加完全，单位油量所做的功就越多，所消耗的燃油就越节省。由于燃油燃烧的少、燃烧的充分完全，因此尾气排放污染物质就会减少，这样就可以起到节能减排的作用。但是，由于发动机在吸气冲程中的吸气量容积是定量有限的，而且汽缸中氧气转化成为活性基氧也有一定比例，因此，燃油由于缺少活性基氧、而没有充分的、完全的燃烧，从而造成油耗高，尾气排放污染严重的现象。

三.发明内容：

本专利技术依据上述原理研制出一种可以使氧气迅速转化为活性基氧的装置，将该装置安装在发动机的吸气口，使内燃机吸进的氧气提前转化为活性基氧，因此内燃机在吸气工作时所吸入的氧气已经是活性基氧，由此提高了发动机工作时汽缸内活性基氧的比例和浓度，使燃油燃烧的更加充分，从而达到节省燃油、降低排放污染的作用。

本专利技术装置在转化活性基氧的同时还可以起到吸附空气中气溶胶和微小尘埃的作用，因此还可本专利技术还可以起到减低燃汽缸内燃烧积碳的作用。

目前市场上已经出现了一种助燃式节能器，它主要是由一个产生臭氧的发生器对发动机进气系统供给一定量的臭氧，其机理是臭氧进入燃汽缸内迅速分解成一个氧分子和一个活性基氧，相对提高了汽缸内活性基氧的比例，因此提高了燃料燃烧效率的作用。但是该产品有如下一些问题：一是臭氧的产生方式和装置的问题；二是臭氧需要分解才能获得活性基氧。

臭氧产生方法有两种：一是采用紫外辐射的方法，它需要一定功率的光源(发光管)。但是发光管在应用一段时间后表面会富集污物而严重影响辐射能力，造成臭氧发生能力下降。而且发光管本身的能量消耗较大，所获得的节能总效益较小。第二种产生的臭氧方法是采用高压静电的趋附效应原理，趋附效应采用针尖的点式放电结构，能耗小是其最大的特点。但是针状放电电极容易产生电腐蚀，在应用过一段时间后由于电极腐蚀会造成放电效果明显下降的现象。高压静电是针尖点式放电结构方法，产生臭氧的效率相对较低。

本专利技术装置是采用经过特殊处理的导电纸做电极，电极平行设置形成高强的等离子电离场。采用导电纸做电极有如下优势：一是节约了有色金属资源、二是抗电腐蚀性能显著的高于金属电极，三是纸电极可以产生浸润效应，其抗污染能力也显著高于金属电极，四是节省成本，最为重要的是所产生的电场强度大、有利于活性基氧的转化。因此，纸质电极空气电离氧化燃油节油器即具有高压静电方法能耗小的优点、又具有产生的电场强度大、面积大，抗污染能力强、转化活性基氧效率高等优点。

空气中的氧气经过等离子电离场的电离后再经过电晕电场氧化而直接产生大量的活性基氧。本专利技术所产生的活性基氧没有臭氧分解的化学过程，因此通过本专利技术电离氧化的活性基氧相比于臭氧助燃技术具有直接提供活性基氧的作用，而且还同时具有“汽缸提前点火、趋近爆震”的优点。

四.附图说明：

下面结合附图对本发明专利的结构和工作机理进行进一步说明。

纸质电极空气电离氧化节油器是由(1)空气进风口；(2)平行设置的多层阻燃纸质电极组件；(3)空气电离区；(4)电晕装置组件；(5)空气氧化区；(6)活性空气出风口；(7)高压静电发生器；(8)节油器外壳等组件构成。

空气进风口(1)用ABS材料制成栅状，空气进风口置于节油器外壳(8)的最前端部位，四边与节油器外壳的四边相联接。平行设置的多层阻燃纸质电极(2)是由胶版纸、碳导电涂层、阻燃剂涂层、钛粉和高分子有机材料固定膜制成。依据燃汽缸不同的工作容积、组成不同层数的平行多层设置复合组件，两边固定在节油器外壳(8)内侧，置于节油器外壳(8)的内侧和空气进风口罩的后端。在平行设置的多层阻燃纸质电极组件后端和节油器外壳(8)的内侧有一段可以使空气电离反应的区域(3)空气电离区。在空气电离区的后端和节油器外壳(8)的内侧安装了电晕装置组件(4)，电晕装置组件(4)是有常规的线板电晕结构组成，四边固定在节油器外壳(8)的内侧和(3)空气电离区的后端。在电晕装置组件(4)的后端和节油器外壳(8)的内侧有一段可以使空气氧化的反应区域(5)空气氧化区。在节油器外壳(8)的最后边设置了(6)活性空气出风口。(6)活性空气出风口用ABS材料制成栅状并与节油器外壳的后四边相联接。(2)平行设置的多层阻燃纸质电极组件和(4)电晕装置组件与常规的(7)高压静电发生器相连接，高压静电发生器采用汽车12v电源供电、并采用启动组件联动控制。

五、方法实施：

助燃空气由空气进风口罩(1)进入纸质电极空气电离氧化节油器内，首先在平行设置的多层阻燃纸质电极组件(2)的高压等离子电场的作用下获取电离能量，在空气电离区(3)内发生电离并产生活化效应。电离活化后的空气再经过电晕装置组件(4)所形成的电晕场作用下在(5)空气氧化区发生氧化而形成活性基氧。因此内燃机在吸气冲程中直接吸进了大量的活性基氧，使燃汽缸内的活性基氧浓度高于常规的活性基氧比例，从而使燃汽缸内的燃油燃烧更加充分和完全，因此达到了节省燃油降低排放污染的作用。同时平行设置的多层阻燃纸质电极组件(2)的纸质电极还可以吸附空气中微小颗粒，使进入燃汽缸内的空气非可燃物质减少，因此本专利技术还可以降低燃汽缸的积碳和磨损。

实验结果表明，纸质电极电离氧化燃油节油器可使发动机：(1)滞燃期缩短2℃A，着火提前，爆压升高1.5MPa。(2)油耗下降15-20％。(3)排放中CO浓度下降30％，CH化合物下降40％，C烟浓度下降5％。由此可见，纸质电极电离氧化燃油节油器技术可以节省发动机的燃油消耗、降低和改善排放污染、减少燃汽缸积碳和磨损的作用。

Claims

1、一种使空气经过等离子技术、电晕技术产生活性基氧，用于发动机燃气助燃的技术集合。

2、一种使用导电碳涂料将阻燃纸板制作成纸质导电电极的技术集合及结构。

3、一种采用纸质导电电极所形成的电场吸附空气中微小尘埃用于减少燃气缸磨损和积碳的结构装置。

4、一种安装在发动机吸气端采用纸质电极产生等离子电场、采用线板结构产生电晕电场，用于减少燃料消耗和降低尾气排放污染浓度的节能减排装置。