CN104033289A - 内燃机助燃装置 - Google Patents

Abstract

一种内燃机助燃装置，适用于连接在一内燃机的负压管，并用于盛装一工作液体，该内燃机助燃装置包含一容置该工作液体并与外界连通的汽化瓶，及一连接该负压管并与该汽化瓶相连通的防溢瓶。当该内燃机运转时，会使该工作液体产生气泡而被汽化为水汽，水汽进入该内燃机中与燃料混合爆炸，可在过程中增加燃料雾化、使其充分燃烧，而有增加活塞扭力、清除积碳及减少有害废气产生等功效。该防溢瓶可进一步防止未汽化完全的工作液体进入该内燃机之燃烧室，而能避免意外熄火，甚至造成燃烧室锈蚀等问题，确保该内燃机运转顺畅及使用上的安全。

Description

内燃机助燃装置

【技术领域】

本发明是有关于一种内燃机助燃装置，特别是指一种引入水汽帮助燃料充分燃烧的内燃机助燃装置。

【背景技术】

一习知的内燃机如一汽车引擎在发动时，汽缸运作会使一负压管产生负压、导引外界空气流入并与燃油混合压缩为均匀的可燃性气体，高度压缩的混合气体在燃烧室中被火星塞的瞬时高压电点火爆炸并瞬间烧尽，过程中所产生之能量与压力推动汽缸内的活塞，最后传动曲轴使车轮转动。

在燃料的燃烧过程中若燃烧完全，理论上仅会生成二氧化碳与水，然而，在引擎实际运转中可能会由于油气混和比偏移、燃料雾化不全、燃烧室温度过高或过低、点火时间过晚或过早等等原因，造成燃料燃烧不完全的现象，因而产生积碳层、废气排放增加、耗费燃料却又无法产生应有之引擎扭力等问题，不仅对环境造成污染，也增加了额外的燃料花费，长远下来，甚至可能影响引擎的使用寿命。

【发明内容】

因此，本发明之目的，即在提供一种能引入水汽进入燃烧室，并帮助燃料充分燃烧的内燃机助燃装置。

于是，本发明内燃机助燃装置，适用于连接在一内燃机的负压管，并用于盛装一工作液体，该内燃机助燃装置包含一汽化瓶及一防溢瓶。

该汽化瓶包括一容置该工作液体的第一容室、一设置于该容室并与外界连通的进气管、一设置于该进气管末端且浸泡于该工作液体内的气泡石，及一与该工作液体相间隔的汽入口。

该防溢瓶包括一第二容室、一连通该汽入口与该第二容室的汽出口、一与该汽出口相间隔并连通第二容室与该负压管的集汽口，及一设置于该汽出口下方的扰流环，该扰流环具有一围绕该集汽口并向下延伸的周壁，及多数与该周壁呈一角度向外并向下延伸的叶片。

本发明之功效在于，当该内燃机运转时，会使该汽化瓶内的工作液体被汽化为水汽，水汽进入该内燃机中与燃料混合爆炸，可在过程中帮助燃料充分燃烧；该防溢瓶可进一步防止未汽化完全的工作液体进入该内燃机之燃烧室，确保该内燃机运转顺畅及使用上的安全。

【附图说明】

本发明之其它的特征及功效，将于参照图式的两个较佳实施例详细说明中清楚地呈现，其中：

图1是本发明之一第一较佳实施例的一立体分解图；

图2是该第一较佳实施例之一部分分解立体图；

图3是该第一较佳实施例连接于一引擎之负压管的一剖面示意图，说明该第一较佳实施例的运作机制；及

图4本发明之一第二较佳实施例的一剖面示意图，说明该第二较佳实施例的一量子热超导单元。

【具体实施方式】

在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图1至图3，本发明内燃机助燃装置的第一较佳实施例适用于连接在一内燃机之负压管11，并用以盛装一含水之工作液体2。在本实施例中，该内燃机以一具汽车引擎1为例作说明，该工作液体2为水。该内燃机助燃装置包含一容置该工作液体2的汽化瓶3，及一与该汽化瓶3相连通并连接至该负压管11的防溢瓶4。

该汽化瓶3用以将该工作液体2汽化为能帮助燃料燃烧的水汽21，并包括包围界定容置该工作液体2的一第一容室32的一第一瓶体31、一可开启地封闭该第一容室32的第一盖体33、一形成于该第一盖体33并与该第一容室32连通的汽入口34、一穿设于该第一盖体33并伸设入该第一容室32的进气管35、一设置于该进气管35末端并浸泡于该工作液体2的气泡石36、一设置于该第一盖体33之外并与该进气管35相连通的进气接头37，及一设置于该进气接头37的调整阀38。

该第一容室32具有一上方开口321，该第一盖体33可开启地封闭该开口321，避免该工作液体2自该第一容室32外溢。该进气接头37能外接一导气管(图未示)，导入外部空气经由该进气管35进入该第一容室32。该调整阀38与该进气管35相连通，调整该调整阀38可依使用需求控制该进气接头37所导入的空气量。由该进气管35导入的外部空气通过该气泡石36的孔隙进入该工作液体2，使该工作液体2产生无数小气泡，该等气泡在该工作液体中膨胀碎裂、震荡该工作液体2，并在过程中使该工作液体2被汽化为气态之水汽21，水汽21与该第一瓶体31中的空气再通过该汽入口34流出该第一瓶体31。

为对该工作液体2达成良好之密封效果，该工作液体2不能填充过多，其液面需与该汽入口34间隔一段距离，避免该工作液体2经该汽入口34流出该第一瓶体31，而确保仅有气态之水汽21与空气能进入该汽入口34；该工作液体2也不能填充过少，必须能让该气泡石36绝大部分体积浸泡于该工作液体2内，使该工作液体2顺利藉由该气泡石36起泡的作用而被汽化，该汽化瓶3方能正常行使其功能。在本实施例中，该第一瓶体31之材质为可透光，方便检视该工作液体2之液面高度是否合宜。

使用时，将该第一瓶体31与该第一盖体33分离，取出该第一瓶体31即可调整其内部工作液体2之含量多寡，在该工作液体2液面高度不足时，也可经由设置于该第一盖体33上方，与该第一容室32相连通的一加水口39直接添加该工作液体。

该防溢瓶4用以隔离该负压管11与该汽化瓶3，防止未被汽化完全之工作液体2进入该负压管11，并包括包围界定一第二容室42的一第二瓶体41、一可开启地封闭该第二容室42并与该第一盖体33相连通的第二盖体43、一设置于该第二盖体43并连通该汽入口34与该第二容室42的汽出口44、一朝向下地设置于该第二盖体43并与该汽出口44相间隔的集汽口45、一可开启地封闭该集汽口45的滤盖46、一设置于该集汽口45与该滤盖46之间的扰流环47，及一设置于该第二盖体43之外，并藉由该集汽口45与该第二容室42相连通的出汽接头48。该防溢瓶4是藉由该出汽接头48连接至该引擎1之负压管11。

该扰流环47具有一环绕该集汽口45且内端缘包围界定一中心孔472的围绕壁471、一由该围绕壁471外端缘向下延伸并围绕该集汽口45的周壁473，及多数与该周壁473呈一角度向外并向下延伸的叶片474。该围绕壁471具有二由内端缘沿径向向外延伸的凹口475。在本实施例中，该扰流环47为金属材质。

该第二盖体43具有一凸出于该集汽口45并往下延伸的锁接轴431，该锁接轴431具有一对应设置于末端的外螺纹部432。该扰流环47是藉由该中心孔472套设于该锁接轴431，并透过该等凹口475对应嵌设于该集汽口45端缘451的二个凸块452，而以该围绕壁471不可旋转地抵接于该集汽口45端缘451。该滤盖46具有一藉由一内螺纹部462固定于该锁接轴431之外螺纹部432的一锁接盘461，及一套设于该锁接轴431，且两端分别抵接于该扰流环47之围绕壁471与该锁接盘461的空心圆筒状滤材463。该滤材463之材质致密，仅供气相流体如水汽21、空气等通过，透过该滤材463与该锁接盘461，该滤盖46能确保仅有气体进入该集汽口45。

在本实施例中，该滤材463之两端分别设有一软质垫圈464，如此，当该锁接盘461锁接于该锁接轴431时，可将该扰流环47与该滤材463向上迫紧于该集汽口45端缘451，并密封组件之间的缝隙，进而完全封闭该集汽口45，避免气体、液体未经该滤材463之筛选而经由组件间的缝隙进入该集汽口45。

该汽出口44位于该扰流环47上方并朝向该扰流环47，该汽出口44所喷出之水汽21、空气混合气体冲击该扰流环47时会受该等叶片474扰动、朝向四面八方发散而在该防溢瓶4内产生涡流，若该混合气体中仍有未被汽化完全的微小水滴存在，将会受到涡流旋转所产生的离心力影响，被向外抛摔至该第二瓶体41的瓶壁上、并向下流入该第二瓶体41底部，而不会进入位于该第二瓶体41中心的该集汽口45；此外，该扰流环47为比热较小的金属材质，由该汽出口44所喷出的混合气体中若存在有小水滴，将会冷凝在该扰流环47之周壁473上，并顺着该周壁473流至该等叶片474再向下滴落至该第二瓶体1底部。以该滤盖46封闭该集汽口45则是作为一道保险，在该防溢瓶4内液体累积过多，或是车体行动震荡之下导致该防溢瓶4内的液体意外向上喷溅时，确保液态流体不会流入该集汽口45并进入引擎1内，而导致燃烧温度过低、引擎1熄火甚至燃烧室锈蚀等问题。

该防溢瓶4内如累积液体时，将该第二瓶体41与该第二盖体43分离，即可倾倒瓶内之液体。在本实施例中，该第二瓶体41之材质为可透光，方便检视瓶内是否有积液产生。

如此，引擎1开始运作时，汽缸内会产生负压，并由该负压管11自外界抽气回填入该汽缸内，连带使该汽化瓶3由该进气接头37导入空气进入该进气管35，外部空气在该工作液体2内产生气泡并汽化该工作液体2，所形成的水汽21与瓶内空气混合进入该汽入口34，并经由相连通的该第一、第二盖体33、43被抽吸至该防溢瓶4，未被汽化完全的小水滴会在该防溢瓶4中与水汽分离，并留在该防溢瓶4内，水汽21与空气进一步经由该集汽口45流出，最后通过与该负压管11相连的该出汽接头48进入该引擎1之燃烧室，与燃油混和燃烧。

藉此，本发明内燃机助燃装置可在一内燃机运作时，导入水汽21进入燃烧室与燃料混合燃烧，水汽21在燃烧室中可产生微爆效应，使燃料进一步雾化而能达到充分燃烧，不仅能增加活塞冲力，还具有能氧化汽缸内积碳层并清除积碳，以及减少碳氢类有害气体的排放等功效；除此之外，水汽21的存在能维持汽缸内稳定之油、汽、水混合比，可避免燃料自爆所产生的爆震现象；水汽21在燃烧室中能够吸收热量，还能降低燃料的最高燃烧温度，而有避免氮氧化合物(NO_x)生成、减少废气排放之功效；水汽21还能够改善在压缩冲程中的热力现象，并允许在较高的空气燃料比下燃烧，而有降低耗油量的优点，综上所述，故确实能达成本发明之目的。

除此之外，还能将本发明之优点归纳如下：

一、本发明内燃机助燃装置可藉由一三通管外接至内燃机之负压管11，而不需破坏内燃机的结构或是截断原有之管路，安装十分简易快速。

二、本发明内燃机助燃装置利用单纯之机构原理，在内燃机发动时自然启动，内燃机关闭时也自然停止，而不需额外使用电力发动或是外部人力控制，使用简单方便。

三、该防溢瓶4之扰流环47能分离未汽化完全之小水滴，使水滴凝结于该金属周壁473，或是藉由该等叶片474所形成之涡流，将由该汽出口44所喷出之混合气体中的液体组成部分、或是意外喷溅至该防溢瓶4中的工作液体2离心至该第二瓶体41之瓶壁上，并确保仅有气体组成部分进入内燃机发挥助燃效果。

四、该滤盖46能进一步在该防溢瓶4内产生积液时，确保液体不会进入该集汽口45；在整个装置或是车体意外倾倒时，该防溢瓶4之第二瓶体41本身也能够承装相当容量之工作液体2，故能够作为隔离该汽化瓶3与该负压管11的最后一道防线，避免液体进入内燃机干扰燃烧反应，甚至造成燃烧室的损坏。

参阅图4，本发明之一第二较佳实施例大致与该第一较佳实施例相同，唯一不同之处在于，该第二较佳实施例的汽化瓶3还包括一量子热超导单元30，该量子热超导单元30具有一穿设于该第一盖体33并伸设入该第一容室32的热超导管301、一容置于该热超导管301内的热超导介质302、一设置于该第一盖体33的调节旋钮303，及一与该热超导管301连接，并可受该调节旋钮303控制的球型阀304。

在本实施例中，该热超导管301将该热超导介质302封闭于管内，且管内为常压状态、不须抽真空，而使该热超导介质302能够在管中对流循环。

该热超导管301具有一凸出于该第一盖体33外的外部端301a，及一位于该第一容室32的内部端301b。藉由该热超导介质302，能将该汽化瓶3外部的热量由该外部端301a传导入该内部端301b，并藉此升高该汽化瓶3内的温度，进一步增加该工作液体2的汽化效率。

该球型阀304能控制该外部端301a与该内部端301b之间该热超导介质302的循环，旋转该调节旋钮303，能调整该球型阀304，并依照使用需求调整该汽化瓶3内的温度。

如此，可达到与该第一实施例相同之功效之外，还能更进一步增加该工作液体2的汽化效率。

归纳上述，本发明内燃机助燃装置安装简便、使用容易，可导入水汽21进入内燃机之燃烧室，帮助燃料充分燃烧，而能有清除积碳、避免爆震、减少废气排放、增加活塞冲力、减少油耗及延长内燃机使用寿命等优点；除此之外，该防溢瓶4能防止气体之外的成分进入内燃机，而导致熄火及汽缸锈蚀等问题，不仅能确实提升内燃机作动效率，在整组装置的使用安全考虑上也面面俱到，故确实能达成本发明之目的。

惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明申请专利范围及专利说明书内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。

Claims (10)

1.一种内燃机助燃装置，适用于连接在一内燃机的负压管，并用于盛装一工作液体，该内燃机助燃装置包含：

一汽化瓶，包括一容置该工作液体的第一容室、一设置于该容室并与外界连通的进气管、一设置于该进气管末端且浸泡于该工作液体内的气泡石，及一与该工作液体相间隔的汽入口；及

一防溢瓶，包括一第二容室、一连通该汽入口与该第二容室的汽出口、一与该汽出口相间隔并连通第二容室与该负压管的集汽口，及一设置于该汽出口下方的扰流环，该扰流环具有一围绕该集汽口并向下延伸的周壁，及多数与该周壁呈一角度向外并向下延伸的叶片。

2.如权利要求1所述的内燃机助燃装置，其中，该防溢瓶还包括一可开启地封闭该集汽口的滤盖，该滤盖的材质仅供气相流体通过。

3.如权利要求2所述的内燃机助燃装置，还包含一凸出于该集汽口并往下延伸的锁接轴，该扰流环套设于该锁接轴并抵接于该集汽口端缘，该滤盖具有一锁接于该锁接轴末端的锁接盘，及一套设于该锁接轴，且两端分别抵接于该锁接盘与该扰流环的空心筒状滤材，该锁接盘将该滤材与该扰流环迫紧于该集汽口端缘，并封闭该集汽口，该滤材材质仅供气相流体通过。

4.如权利要求3所述的内燃机助燃装置，其中，该集汽口端缘设置有二个凸块，该扰流环还具有一环绕该集汽口且内端缘包围界定一中心孔的围绕壁，该围绕壁具有二由内端缘沿径向向外延伸，并可分别对应嵌设于该等凸块的凹口，该扰流环是藉由该中心孔套设于该锁接轴，而以该围绕壁不可转动地抵接于该集汽口端缘，该周壁是由该围绕壁的外端缘向下延伸，该滤材是抵接于该围绕壁。

5.如权利要求4所述的内燃机助燃装置，其中，该滤盖还具有分别设置于该滤材之两端的二软质垫圈。

6.如权利要求1所述的内燃机助燃装置，其中，该汽化瓶还包括一可开启地封闭该第一容室的第一盖体，该防溢瓶还包括一可开启地封闭该第二容室的第二盖体，该汽入口是形成于该第一盖体，该汽出口与该集汽口是形成于该第二盖体，该第一盖体与该第二盖体相连通，并藉此连通该汽入口与该汽出口。

7.如权利要求6所述的内燃机助燃装置，其中，该汽化瓶还包括一设置于该第一盖体，且两端分别与外界及该进气管相连通的进气接头，该防溢瓶还包括一设置于该第二盖体，且两端分别与该负压管及该集汽口相连通的出汽接头。

8.如权利要求7所述的内燃机助燃装置，其中，该汽化瓶还包括一设置于该进气接头的调整阀。

9.如权利要求1所述的内燃机助燃装置，其中，该扰流环的外周壁的材质具有金属。

10.如权利要求1所述的内燃机助燃装置，其中，该汽化瓶还包括一量子热超导单元，该量子热超导单元具有一伸设入该第一容室的热超导管、一容置于该热超导管内的热超导介质、一调节旋钮，及一与该热超导管连接，并可受该调节旋钮控制的球型阀。该热超导管管内为常压，并具有一位于该汽化瓶外的外部端，及一位于该第一容室的内部端。