CN102003306A

CN102003306A - 一种船舶节能减排装置及其工作方法

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Publication number: CN102003306A
Application number: CN2010105679307A
Authority: CN
Inventors: 刘瑀; 深町进平; 李颖
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2011-04-06

Abstract

本发明公开了一种船舶节能减排装置及其工作方法，所述的装置包括还原型电磁波发生器和线圈，所述的还原型电磁波发生器通过导线与线圈连接形成回路，所述的线圈安装在船舶液体燃料附近。所述的线圈缠绕在船舶液体燃料输送管外、或者缠绕在圆管上并放置在船舶液体燃料的储存槽中、或者缠绕在圆管上并放置在船舶液体燃料的输送管外侧或者船舶液体燃料的储存槽上方。所述的方法是由还原型电磁波发生器产生单一频率或者随时间而变化频率的交流电输入到线圈上，由线圈产生的电磁场对附近的液体燃料进行电磁波处理。实验表明，利用本发明的技术处理过的汽油消耗量有明显的降低，同时也降低了尾气中的一氧化碳CO和碳氢化合物CH排放浓度。

Description

一种船舶节能减排装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种船舶节能减排技术，特别是一种通过对液体燃料进行处理的节能减排装置及其工作方法。

背景技术

目前用于船舶的节能减排技术，一般从提高燃料多样性、燃料低硫化、船舶动力及减阻技术等角度出发降低船舶的能源消耗和污染物排放，但这些技术都有其局限性，如成本过高、技术要求高、原料局限、无法大量生产或推广应用等。

1945年比利时科学家T.Vermeiren利用永久磁铁的磁场开发了蒸汽机防污垢技术；二十世纪六七十年代，前苏联及欧美国家也纷纷利用电磁处理技术防止水管结垢，由于使用的是永久性磁铁，所以效果不明显；八十年代，美国德克萨斯州贝拉大学Busch在前苏联研究成果的基础上进行进一步的实验，证实了永久磁铁在管道内可以产生洛伦兹电场，其后，该技术应用于航天领域热交换器防污垢技术；90年代末至今，欧美、日本开始对电磁处理技术展开大量研究，但对其机理还未清楚。

上述技术仅将磁场控制技术应用在管道防污垢领域，其研究局限性还在于，只利用了永久性磁铁产生的磁场，这种磁场的可调节性较差，达不到针对不同情况来调节不同磁场的效果，对于不同管道和管道内的不同流体，没有针对性实验。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种以交流电磁场对船舶发动机液体燃料进行处理的船舶节能减排装置及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种船舶节能减排装置，包括还原型电磁波发生器和线圈，所述的还原型电磁波发生器通过导线与线圈连接形成回路，所述的线圈安装在船舶液体燃料附近。

本发明所述的线圈缠绕在船舶液体燃料输送管外。

本发明所述的线圈缠绕在圆管上并放置在船舶液体燃料的储存槽中。

本发明所述的线圈缠绕在圆管上并放置在船舶液体燃料的输送管外侧或者船舶液体燃料的储存槽上方。

本发明所述的圆管是钢铁管、不锈钢管或聚氯乙烯管。

一种船舶节能减排装置的工作方法，包括以下步骤：

A、将线圈安装在船舶液体燃料附近，并通过导线与还原型电磁波发生器连接形成回路；

B、由还原型电磁波发生器产生单一频率或者随时间而变化频率的交流电输入到线圈上，由线圈产生的电磁场对附近的液体燃料进行电磁波处理。

本发明所述的变化频率的范围为20Hz-1MHz。

本发明所述的变化频率的最佳范围为4000-6000Hz。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

实验表明，利用本发明的技术处理过的汽油消耗量有明显的降低，同时也降低了尾气中的一氧化碳CO和碳氢化合物CH排放浓度。

表1所示的是利用图1所示系统，在图3所示的还原型电磁波发生器对线圈供给250毫安的电流，用单一频率或者随时间而变化频率的交流电磁波照射，使管道的内壁表面附近的动电位变负，本实验是在下列条件下利用川崎株式会社制造的750cc摩托车的发动机燃烧汽油的实验结果。

表1

实验用摩托车是川崎株式会社制造的Zefa-750、型号BCZR750CI的摩托车在15分钟或20分钟内、发动机泊车转速＝100±50rpm下的测试值。发动机尾气中的一氧化碳CO和碳氢化合物CH排放浓度是用株式会社Yanako计测制造的计测装置ALTAS-210L进行测试的。

从表1可见，利用本发明的技术使内燃机所使用的汽油等液体燃料带负电性，和不进行带负电性情况相比，液体燃料的燃烧效率有所提高，20分钟内汽油消耗量减少了15.38％，15分钟后尾气中CO和CH的含量分别减少了98.91％、98.82％，对于节约能源和减少排放有明显的效果。

附图说明

本发明共有附图10张，其中：

图1是本发明的线圈缠绕在输送管外的结构示意图。

图2是本发明的线圈缠绕在输送管外的另一个结构示意图。

图3是本发明的线圈投入到储存槽中的结构示意图。

图4是本发明的线圈放置在储存槽外的结构示意图。

图5是本发明应用实施例结构示意图。

图6是本发明的燃料粒子在发动机汽缸内的行为推测图。

图7是本发明利用还原型电磁波发生器的电路图。

图8是本发明各种频率下电磁波强示意图。

图9是本发明各种频率时燃料粒子的电位变化示意图。

图10是动电位测试装置的说明图。

图中，1、还原型电磁波发生器，2、线圈，3、输送管，4、储存槽，5、烧杯，6、流出管，7、电位测试装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-10所示，一种船舶节能减排装置，包括还原型电磁波发生器1和线圈2，所述的还原型电磁波发生器1通过导线与线圈2连接形成回路，所述的线圈2安装在船舶液体燃料附近。所述的圆管是钢铁管、不锈钢管或聚氯乙烯管。

一种船舶节能减排装置的工作方法，包括以下步骤：

A、将线圈2安装在船舶液体燃料附近，并通过导线与还原型电磁波发生器1连接形成回路；

B、由还原型电磁波发生器1产生单一频率或者随时间而变化频率的交流电输入到线圈2上，由线圈2产生的电磁场对附近的液体燃料进行电磁波处理。

本发明所述的变化频率的范围为20Hz-1MHz，最佳范围为4000-6000Hz。

下面通过实施例对本发明的组成及有益效果作进一步地说明。

如图7所示，对来自于三角形波或者锯齿形波的振荡电路的振荡频率，用电压-频率变换电路对上述频率进行细分，可得到各频率所对应的电压。从该电压-频率变换电路所输出的波形通过波形整形增幅电路对电磁波强度进行设定，进而通过增幅电量，得到适当的电量，输出到图1所示的线圈2。

此外，所谓电磁波强度是指空间中电磁波的强度，单位是V/m或者A/m。其测定方法随使用目的不同而不同。本发明使用A/m单位(V为电压、A为电流、m为长度)，与线圈2的电流成比例，用传感器所在位置的磁场大小来表示此时的电磁波的大小或强度。

本发明通过单一频率或者随时间而变化频率(20Hz-1MHz)的交流电对汽油输送管3外周缠绕的线圈2进行电磁波处理的装置。通过该装置发生的电流而诱发的电磁场对上述汽油输送管3所流动的汽油进行处理。

还原型电磁波发生器1所产生的电流，例如以400ms为周期(可任意改变)，依次改变频率，在线圈2上流经时，即可产生如图8所示的电磁波强度。而且，图8是相对于频率的电磁波强度的示意图，显示6 10^-3高斯的电磁波强度在大约4000-6000Hz频带的最高值的主要频率。

此外，上述电磁波强度大小随线圈2上流经的电流值按比例而变化。

P＝K i² t

P：施加于被处理液体的电磁波照射能量(W)

i：流经线圈2的电流(A)

t：照射时间(秒)

K：常数(H/m³)

上述用图8所示的电磁波强度的最大值附近的频率处理，汽油中所含粒子的动电位的变化量和图9所示未经电磁波处理情况下的动电位相比，明显降低了。

此外，图9所示的是利用具有图5所示电路的还原阴极型电磁波发生器1和没有图示的氧化型电磁波发生器变化频率时，含有氧化钛微粒子的氯化钾水溶液的动电位变化情况。

在这种情况下动电位的测试流程如下：

(1)电位测试装置7：大塚电子株式会社制造的电子脉冲光散射光度计ELS-800；

样品和溶质：氧化钛的胶体粒子(粒径100-200μm)

溶剂：10mM的KCl水溶液

调整液：pH5.5

温度：25℃

(2)变频电磁波发生器

利用具有图5所示电路的还原型电磁波发生器1和没有图示的氧化型电磁波发生器调节线圈2电流为1.0安培，就像图8所示的电磁波强度和频率的关系那样使其发生调频电磁波。

(3)如图10所示，在线圈2的内部空间，插入盛有含上述粒子的样品的烧杯5之后，由还原型电磁波发生器1向线圈2发生1分钟1.0安培的电流。之后，把烧杯5内含有粒子的样品从设在烧杯5底部的流出管6流入电位测试装置7，对其动电位进行测试。

(4)流过线圈2的电流的主要频率为0.5、20、40、60、80、以及120kHz。此外，不通过还原型电磁波发生器1等电磁波处理的情况下也同样把烧杯5内含有粒子的样品从设在烧杯5底部的流出管6流入电位测试装置7对其动电位进行了测试。

通过上述方法所得到的各种频率和动电位的变化量的关系如图9所示。图9的动电位变化量是不经电磁波处理(未处理时)情况下的动电位的变化量，而且是5次测试值的平均值。

图5所示的是向车辆、发电机等内燃机的汽缸内供给汽油的管道外周通过绕线形成线圈2的一个例子。向该线圈2通过还原型电磁波发生器1产生的单一频率或随时间而变化频率的交流电输送电流，线圈2所发生的电磁波透过输送管3照射汽油后，经泵供给内燃机燃料。此外，流经泵的汽油可再次通过还原型电磁波发生器1的上流侧以及泵的上流侧的输送管3进行循环。

电磁波的透过量随输送管3的材质而变化，按钢铁管＜不锈钢管＜聚氯乙烯管的顺序，电磁波的透过量逐渐增大。对于那些透过率较差的材质，通过增加线圈的电流值以确保汽油所需的电磁波量。

此外，图1表示管道上单缠绕线圈2的外观图，图2则表示双缠绕线圈的外观图。

图3表示投入式线圈2和利用还原型电磁波发生器1向投入式线圈2通电的投入照射型的电磁波处理装置。在汽油储存槽4内，比如用聚氯乙烯管作为圆管的材料，在其上缠绕线圈2后投入到汽油中，线圈2所发生的电磁波就在汽油储存槽4内对汽油产生作用。

如图1和图2所示，汽油流过钢铁管、铸铁管、不锈钢管等金属材质做成的输送管3时，由于输送管3的电磁波透过性差，作用于汽油的电磁波会显著降低。在这种情况下，可采用把线圈2浸入到汽油储存槽4内的投入照射型还原型电磁波发生器1对汽油进行处理的方法。把图3显示的投入照射型电磁波发生装置的电磁波发射部位用绝缘型合成树脂制成的盒子密封后效果更好。

图3所示线圈2用投入方式放入汽油储存槽4后的线圈2，和图1的输送管3上缠绕线圈方法相比较，电磁波不受输送管3材质的影响而对汽油发生有效作用。此外，图3所示方法和图1所示方法相比较，单位时间内所照射的电磁波能量较高。通过这样的电磁波照射，由于其照射能量比较高，所以采用投入式的线圈2时，即使电磁波强度较小也可以满足要求。

此外，作为提高电磁波促进对于汽油的还原能力的手段，图3所示的把汽油暂时储存在汽油储存槽4内，采用把线圈2通过投入照射型电磁波处理装置的方法，和图1、图2所示方法比较，使得更为有效的电磁波处理成为可能。

如图3所示，把投入照射型电磁波处理装置浸入到油储存槽4里的汽油中，由电磁波处理装置所发生的电磁波能量将全部供给汽油，所以没有能量的损失。而且，和图1的管道1内流动的汽油不同，汽油储存槽4内的汽油处于滞留状态，所以能够被电磁波长时间照射。因此，电磁波照射时间的控制就更容易。

图4所示的是，通过位于汽油输送管3的外侧的线圈2所发生的电磁波进行外部照射的外部照射方式线圈2。

上述图1-4所示的来自于线圈2的电磁波处理方法中，利用最小的电磁波强度就能处理的方法是图3所示的投入式。不受透过物质的影响，可以直接对汽油进行照射。

此外，图3所示的还原型电磁波发生器1，不仅限于随时间变化频率的波形如方形波或锯齿形波，正弦波等其他波形也可以。

Claims

1.一种船舶节能减排装置，其特征在于：包括还原型电磁波发生器(1)和线圈(2)，所述的还原型电磁波发生器(1)通过导线与线圈(2)连接形成回路，所述的线圈(2)安装在船舶液体燃料附近。

2.根据权利要求1所述的一种船舶节能减排装置，其特征在于：所述的线圈(2)缠绕在船舶液体燃料输送管(3)外。

3.根据权利要求1所述的一种船舶节能减排装置，其特征在于：所述的线圈(2)缠绕在圆管上并放置在船舶液体燃料的储存槽(4)中。

4.根据权利要求1所述的一种船舶节能减排装置，其特征在于：所述的线圈(2)缠绕在圆管上并放置在船舶液体燃料的输送管(3)外侧或者船舶液体燃料的储存槽(4)上方。

5.根据权利要求1所述的一种船舶节能减排装置，其特征在于：所述的圆管是钢铁管、不锈钢管或聚氯乙烯管。

6.一种船舶节能减排装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、将线圈(2)安装在船舶液体燃料附近，并通过导线与还原型电磁波发生器(1)连接形成回路；

B、由还原型电磁波发生器(1)产生单一频率或者随时间而变化频率的交流电输入到线圈(2)上，由线圈(2)产生的电磁场对附近的液体燃料进行电磁波处理。

7.根据权利要求6所述的一种船舶节能减排装置的工作方法，其特征在于：所述的变化频率的范围为20Hz-1MHz。

8.根据权利要求6所述的一种船舶节能减排装置的工作方法，其特征在于：所述的变化频率的最佳范围为4000-6000Hz。