CN1115374A - 烃燃料的燃烧方法、以及有关装置 - Google Patents

Abstract

一种磁化器，在其中使一种可磁化的流体流经一系列强磁场。通过调整所述强磁场的强度和所述可磁化的流体在该磁场中通过的距离，可以很容易地控制化学反应的速度、平衡状态以及其他因素。

Description

烃燃料的燃烧方法以及有关装置

本发明涉及一种烃燃料燃烧方法、燃料改性装置、一种产生磁共振(例如核磁共振和电子自旋共振)的磁共振装置、一种可以处理在该磁共振过程中发生的化学位移(chemical shift)的磁场扫描装置、一种用于磁化一种可磁化流体的磁化器、一种磁

化处理的方法以及一种用于通过调整产生自由基的分子的量来控制化学反应的方法。

用作能源的烃燃料的消耗每年增加3％至5％。这一直在引起认真的公众对有限的烃燃料的保存量和废气对环境的影响的关注。尤其是大气中CO₂浓度的增加形成了对环境的严重的威胁。尽管可以被地球吸收的大气中的CO₂浓度的极限据说是0.2％，然而目前CO₂的浓度水平为0.3％，这远远超出该极限。大气中增高了的CO₂浓度还已涉及到各种异常的气候现象(包括厄尔尼诺现象)。

据说喷气式飞机在大气中的飞行所排出的废气也大大地引起了臭氧层的消耗，特别是NO_X和SO_X通过光化反应转变成硝酸烟雾和硫酸烟雾。在NO_X和SO_X的光化反应中还产生酸雨。酸雨使松树枯萎。这是由于酸雨阻碍了松树中松脂的生长，导至松树的防昆虫能力下降，于是使松树皮甲虫又重新产生。

引起废气排放的常规的燃烧方法将在以下加以叙述。常规燃烧方法(包括高压燃烧)是建立在自然燃烧的基础上。人们一直认为在自然燃烧时所得到的燃烧能量是燃料的总能量减去分解能(等价于键能)。

烃燃料燃烧是一个通过裂解方式使以通式

C_nH_2n＋X    (X＝-2，0，1，2)表达的共价键分子分解成C(碳原子)和H(氢原子)，然后使它们与O(氧)接触，于是在高温下化合(氧化)，从而提取热能的过程。在自然燃烧时，分子借助其自身的燃烧能量，按照与链式反应相同的方式分解成为各种自由基及类似物，最终分解成原子级，于是被氧化。当烃分子完全被燃烧了，就产生了CO₂气分子和水蒸汽分子。按照常规燃烧方法(自然燃烧)，在燃烧过程中，总能量大约有2/3不可避免地以分解能的形式被损失掉，不可能作为燃烧能被提取出来。

燃烧过程将在下面以汽油燃烧为例加以描述，这种汽油在烃燃烧之中具有明确的结构式，特别是100％自异辛烷(常有饱和烃侧链的直链辛烷，即2，2，4-三甲基戊烷)溶液，它决定了汽油的辛烷值。

异辛烷的成分为C₈H₁₈，分子量为114克/摩尔。对于C来说分解(或键合)能为170.9千卡/摩尔，对于H来说分解(键合)能为52.1千卡/摩尔。将这些值乘以相应原子的数目并将它们加起来得到异辛烷的分解能量为2305千卡/摩尔。将这个值除以分子量，得到20.22千卡/克。

按照常规方式(自然燃烧)燃烧异辛烷(汽油)的反应的化学方程式如下。

1276.2千卡/摩尔除以分子量114得11.2千卡/克，这个值表示由于吸收CO₂的分解能(94.5千卡/摩尔)和H₂O的分解能(57.1千卡/摩尔)所得出的能量。于是如下那样给出了C₈H₁₈的的总的能量。

20.22＋11.2＝31.42千卡/克这意味着可以从完全燃烧中提取的燃烧能(11.2千卡/g)仅仅是总能量(31.42千卡/g)的约35％。实际上即使是在喷气发动机(其特征是效率非常高)中，能量效率至多不过是30％，有70％的能量以分解能和热损耗形式被损失掉。

于是，在许多领域一直在开展研究如何用由共振吸收从外部提供的能量代替以分解热形式损失掉的潜在的能量来作用于氢键和共价键。

在磁共振(例如核磁共振或电子自旋共振)(在该磁共振中，当施加一个与构成位于一个静态磁场中的试样的那些原子的二个能级之间的能量差别相对应的高频磁场时，该样品材料受到共振并吸收电磁辐射能量)过程中所测得的该原子吸收该辐射的频率或者说被吸收辐射的波谱提供了有关该原子的电子密度和原子间的键的信息。这种磁共振现象业已被利用来研究无机材料的性质和研究有机化合物的自由基，对在诸如固态物理学、络合化学、有机电子学研究、辐射化学、光化学和电化学这些领域中的最新成就作出了极大的贡献。

本申请人业提出一种机理，用来提高分离水中所含的杂质的功能，并通过在水中(一种氢的化合物)的氢原子中引起磁共振，从而提高其能级并作用于氢键或共价键的方式来改善提纯功能，还提出了一种通过在烃的以共价键方式结合在分子上的氢原子中引起磁共振来提高能级并加速烃分子的分解，从而提高燃烧效率的建议。

关于核磁共振，例如众所周知，置于一个14,092高斯(G)的静态电场中的氢核显示出响应施加一个60兆赫[MHz]的电磁场的核磁共振，因为美国物理学家Dr.Rabi已在1932年公开了他的发现。引起氢核中的核磁共振的静态电磁场强度G和高频电磁辐射的频率N是通过以下关系联系起来的：

G/g＝N其中G：静磁场的强度[G]

g：共振常数[对氢来说为234.87][G/MHz]

N：高频电磁辐射的频率[MHz]。

由于在核磁共振中化学位移的原因，当该态磁场强度G保持不变时，该高频电磁辐射的频率N的位移范围为N±η(η：化学位移的扫描频率[MHz])，或者当该高频电磁辐射的频率N保持不变时，该静态磁场强度G的位移范围为G±σ(σ：化学位移的扫描磁场强度)。

在该核磁共振中的化学位移业已在已有技术中进行过处理，处理的办法是利用一个频率转换放大器，在保持该静态磁场强度不变的情况下对高频电磁辐射的频率进行扫描。

已有技术用于化学位移的扫描方法存在一些诸如频率转换放大器结构复杂并且价格昂贵等缺点。还有一个问题就是不能连续地进行自动扫描，除非该辐射频率用手动扫描并且事先对化学位移作了估计。

如以上所述，基于化学理论的有效的方法至今尚未被公开。

本发明业已解决了以上所述问题。本发明的一个任务是提供一个用于烃燃料的燃烧方法，在该方法中，该燃料的分子借助于在第一、第二和第三分解阶段中对光能和磁能的共振吸收被分解，从而可利用这些可供选择的能源有效地将该分子分解，结果在常规燃烧方法中一直被损失掉的分解能就可以作为燃烧能被提取出来，改善了燃料的效率，降低了烃燃料的消耗，并且还减少了废气排放。

本发明者在公开号为61-95092(1986)的日本专利申请中公开了一种燃烧方法，在这个方法中，在即将燃烧之前，利用磁场或电磁波将烃燃料提高到一个激发态，因此控制了燃烧过程中的链式反应。本发明是前发明的一种改进形式，该发明使原理更为清楚，并且具有极好的适用性，在实际应用时具有良好的燃料效率。

根据本发明的烃燃料的燃烧方法的特征在于借助于对光能和磁能的共振吸收，通过裂解使燃料分子分解为原子，并使这些原子与氧气接触，随即与氧气化合。通过赋予光能(该光能可以以磁共振吸收量的几倍至几百倍的量被吸收)和磁能(该磁能可以将分子分解成原子)这两种能量，使得有可能以比使用这两种能量之中的任意一种的情况更高的效率进行燃烧。

在本发明的燃烧方法中，通过裂解使分子分解成自由基的共振吸收光能的过程被称为第一级分解，通过裂解使自由基分解成原子的共振吸收核磁能量的过程被称为第二级分解。这样，本发明的方法可以借助于对光能的共振吸收通过裂解使烃分子分解成一系列带有未成对电子的自由基，并且借助于对核磁能量的共振吸收通过裂解使自由基分解成原子，于是就可以高效率地燃烧该燃料。

此外，根据本发明，光能的共振吸收过程再次用于处于第二级分解状态的烃燃料。处于第二级分解状态下的烃燃料被称为第三级分解，即被分解为原子，一定是或者在发射荧光后返回基态、通过与其他原子化合并消耗键合能返回基态，或者通过将热能扩散到溶液中返回基态。与其他原子化合的可能性是极其低的。由于该溶液是均质的，被扩散的原子极可能通过将热能发射到溶液中而返回基态，这减少了裂解的好处。因此，通过减少发射荧光的和返回基态的原子的比例可以保持激发态。在第三级分解过程中，通过再次引起光能的共振吸收可以得到类似于光泵的作用。这个效应延长了燃料处于第二级分解状态的时间周期。

本发明的方法中的第一级分解具体讲可以通过使用波长为3至4μm的红外线来完成。用于第二级分解的核磁共振可以通过按照234.87高斯/MHz的函数关系加一个在频率为15兆赫或更高时磁场强度至少为3500高斯的磁场来完成。第三级分解可以通过应用波长为6至8μm的红外光来完成。在第一级或第三级分解过程中，应用可见光或紫外光可使燃料分子得到更充分的激发。这是由于使分子裂解的光分解作用当使用波长较短的可见光时更为强烈，而当使用波长更短的紫外光时则更为有效。

此外，根据本发明，在第一级分解过程中，通过共振使光能被吸收，使烃分子分解为自由基，而后，借助于对电子顺磁能量的共振吸收进行第二级分解，通过裂解使自由基分解成原子。利用所述电子顺磁共振，可以获得大约10万至100万倍于前述的核磁共振的能量，从而以充分地由第一级分解状态转换为第二级分解状态。

还是根据本发明，业已经历过借助电子顺磁共振的第二级分解状态的烃燃料再次进行对光能的共振吸收。在这种情况下也可以借助于一种类似前面所述的光泵的作用来延长该燃料处于第二级分解状的时间态。

再根据本发明，可见光被用于第一级分解，而电子顺磁共振被用于第二级分解。这样，使用可见光可以比使用红外线得到更多能量，从而有可能更充分地进行第一级分解的转换。

再根据本发明，紫外线被用于第一级分解，而电子顺磁共振被用于第二级分解。这样，使用紫外线可以比使用可见光和红外线得到更多的能量，从而有可能更充分地进行第一级分解的转换。

再根据本发明，可见光和紫外光被用于第一级分解，电子顺磁共振用于第二级分解，而波长为6至8μm的红外线用于第三级分解。这使得它可以获得以上所述的效果。

本发明的另一个任务是提供一种燃料改性装置，该装置用于实现以上所述的方法，使用该装置燃烧烃燃料可以增加单位油耗的行程里数，减少烃燃料消耗和减少废气排放。

本发明的燃料改性装置包括第一级分解装置(用于在所述第一级分解中通过对光能的共振吸收将烃燃料分解成自由基)和第二级分解装置(用于在所述第二级分解中通过对磁能的共振吸收将经受过第一级分解的烃燃料分解成为原子)。此外还提供了第三级分解装置，使经受过第二级分解的烃燃料在第三级分解中再一次通过共振吸收光能。

所述第一级分解装置具有红外线照射装置，(用于使烃燃料曝露于红外线下)，可见光照射装置(用于使烃燃料曝露于可见光下)和紫外线照射装置(用于使烃燃料曝露于紫外光之下)。这种结构使得所述第一级分解装置可以进行以上所述的第一级分解。

所述第二级分解装置具有可形成3500高斯或更高强度的一个磁场的装置和可产生15MHz的高频率或更高频率的装置。这种结构使得它可以利用核磁共振进行第二级分解。此外，所述第二级分解装置还可以按照以下一种结构来构成，这种结构具有可形成3000高斯或更高强度的磁场的装置和可产生8GHz或更高频率的微波的装置，这使得可以通过电子顺磁共振进行第二级分解。

第三级分解装置具有使所述烃燃料循环的循环装置以及安装在所述循环装置的周边上的一个加热器。具体讲，该循环装置包括一个用陶瓷或碳制的管。对用陶瓷或碳制的管进行加热，使它发出红外线。然后，使流经该管子的烃燃料吸收红外线，于是烃燃料就受到第三级分解。此外，还提供一种控制装置，用以控制该加热器的温度，使所述循环装置的温度保持在93°至206℃之间。这种结构能够引起烃燃料对红外线的更充分的共振吸收。

本发明的另一个任务是提供一个磁场扫描装置(该装置可以在磁共振过程中以一种简单的条件自动处理化学位移，从而自动地和持续地进行稳定的磁共振)和一个磁共振装置(该装置使用上述磁场扫描装置)。

本发明的另一个任务是提供一个磁场扫描装置(该装置可以自动处理在磁共振中的化学位移，不需要价格昂贵的频率转换放大器)和一个磁共振装置(该装置使用上述磁场扫描装置)。

本发明的磁场扫描装置是一个用于处理化学位移的磁场扫描装置，所述的化学位移是在一个运动的靶材料被置于磁共振中时出现的，并且所述磁场扫描装置还形成一个在有靶材料运动的磁路的间隙中的具有磁力梯度分布的磁场。通过改变产生强磁场的那部分的结构，将该靶材料置于磁共振中，即置于该磁回路沿该材料的运动方向的磁路的间隙部分中，使得该磁场在该磁回路的磁路的间隙部分中的靶材料的运动方向上具有梯度强度分布。这种布局产生了这样的一个部分(至少存在于该磁回路的磁路的间隙部分中的一个位置上)，在这一部分中，即使是在高频电磁辐射的频率保持恒定时，该磁场强度也与根据前述公式的化学位移相一致，于是在该靶材料中可以得到稳定的磁共振。

所述稳定的磁场的磁力梯度可以通过以下三种方式来获得，这三种方式是：由该靶材料运动的上游至下游逐渐地打开该磁场、由该靶材料运动的上游至下游逐渐地关闭该磁场或由该靶材料运动的上游至中心逐渐打开该磁场并且由该材料运动的中心至下游逐渐关闭该磁场。

为了获得该静态磁场的这样一种梯度磁力分布，可以沿该靶材料的运动方向改变该磁回路的磁路的间隙部分的宽度，或者沿该靶材料的运动方向改变形成该磁路的磁回路的厚度。

本发明的磁共振装置应用了如上所述的，用于将一个运动的靶材料置于磁共振中的磁场扫描装置，该磁共振装置带有一个偏转线圈(用于形成在该靶材料的运动方向上具有变化的强度的静态磁场)和一个低成本的高频振荡放大器(用于将一个特定频率的高频电磁场加到该靶材料上。

此外，本发明的另一个任务是提供一种磁化器、一种用于磁化处理的方法和一种控制化学反应的方法，该方法可以有效地控制具有共价键的分子(例如氢的化合物)的化学反应，并具有极高的工业实用性价值(例如提高烃燃料的燃烧效率和将氢从水中分离出来)。

本发明的磁化器包括一个第一磁性器件、一个安装固定所述第一磁性器件的磁体、一个围绕所述第一磁性器件和磁体的第二磁性器件，以及一个设置在一个由所述第一磁性器件、磁体和第二磁性器件形成的磁场中的流体通路(准备加以磁化的可磁化流体穿过该通路流动)。

本发明的磁化器由两个磁性单元、一个第二磁性器件和一个流体通路构成；所述的两个磁性单元包括具有一系列的尖锐部分的、具有低剩余磁化强度这样的磁滞特性的第一磁性器件和用于安装固定所述第一磁性器件的磁体，并且使所述第一磁性器件的尖锐部分保持单极相的多极状态；所述的第二磁性器件围绕着这两个磁性单元并且具有低剩余磁化强度这样的磁滞特性；所述的流体通路用于使一个待磁化的可磁化流体流动，设置在由所述磁性单元和第二磁性器件形成的一个磁场中。

本发明的磁化器还具有这样一种构造，这种构造使得所述流体通路在所述磁场中安装的走向蜿蜒曲折带有若干个转弯。

本发明用于磁化处理的方法是一个使一种含有带有未成对电子的自由基的可磁化流体磁化的工艺过程，在该过程中，使待磁化的可磁化流体穿过该磁场流动，于是就控制了所述自由基分子的未成对电子的自旋方向。

本发明的用于磁化处理的方法还可以是一些用于以上所述的磁化处理的方法，在这些方法中，所述可磁化流体是通过对光能的共振吸收转变为自由基的氢的一种化合物。

此外，本发明的控制化学反应的方法是一种调解一种借助于对光能的共振吸收业已被提升到一种激发态的化学物质产生自由基分子的比例以控制该化学物质所参加的那种反应的方法，在该方法中，使业已被提升到激发态的化学物质穿过一个强磁场，于是就控制了所述自由基分子的未成对电子的自旋方向，以便控制生成自由基分子的比例。

以下将结合与本发明创造有关的化学基础知识来详细地阐述本发明的构思。

当一种分子受到紫外光或具有对该分子的共振吸收敏感的波长的可见光照射时，构成该分子的原子键被极大地松解，使得所述分子沿势能曲线迅速地分解。这一分解过程从分子分解为自由基开始。在烃类中所发生的有代表性的分解过程是那些分解为甲基、亚甲基和次甲基等的分解。

当一个化学反应是一个化学键(在其中电子形成对)的改变过程时，处于激发态的分子由于对光能的共振吸收而分解产生了自由基分子或带有未结合成对的单个电子(未成对电子)的自由基分子作为该反应的中间产物。所述自由基分子具有微磁体特性，并且在磁场中显示出独特的性质，因此对该化学反应产生了巨大的影响。

一个稳定的普通的共价键有机分子具有偶数个电子，并不能显示出磁体性质。在共价键分子中，所有的电子都成对地存在，这些电子对包括两类电子，一类是对共价键有贡献的电子，一类是对共价键无贡献的电子，它们分别被称为共享电子对和未共享电子对。在这样的电子对中，当该电子对的一个电子呈右旋时，另一个电子就呈左旋，于是彼此固有的磁场相互抵消。因此，正常的、稳定的共价键有机分子并不显示出磁体的性质。

另一方面，在一个自由基分子中，独立地存在单个电子(未成对电子)，因此，使自由基具有磁体性质。当在磁场存在的情况下产生一对自由基电子作为一个反应的中间产物时，该化学反应要受到该磁场的影响。当一对电子被热能或光能分解时，总是产生两个自由基。自由基中的未成对电子有时无规律地在相反的方向上自旋，使由该分解所产生的两个自由基的两个电子呈右旋或左旋。

在该物质中，作为一个整体，其中存在着带有反向自旋的未成对电子的自由基和带有同向自旋的未成对电子的自由基。然而，在一个磁场中，由于电子的自旋受到该磁场的约束，带有同向自旋的电子的自由基占优势。具有在相同方向上自旋的电子的自由基彼此排斥，因此永远不会重新结合。由于在自由基的一个电子对中的每一个电子的自旋方向在存在磁场的情况下可以加以限制，容易结合的组和不容易结合的组的比例可以改变，因而可以控制该化学反应。

本发明业已借助于以上所述的基础知识构思出来，并且是根据以下这样一种设想，即使一种包括带有未成对电子的自由基的可磁化流体通过一个强磁场并借此控制未成对电子的自旋方向。

下面将以一种烃燃料为待处理材料的例子来详细说明本发明。在以上所述烃燃料的燃烧中的链式反应一定需要分解能量。在本发明中，分解能是人为地由外部提供，借此控制分解的状态。例如，引起对光能的共振吸收，以便将所述烃燃料的分子提升到激发态，将它们分解为自由基，并利用所述磁场使所有的自由基带有同向自旋的电子并彼此相斥，于是就防止这些自由基重新结合成原来的分子，这将从外部给在链式反应过程中所述燃料分解时所消耗的自身燃烧能，其作用程度提供了一种燃烧效率改进程度的标志。

当对水进行处理时，借助于光能的共振吸收，水分子被激发，并转变为自由基，使氢键分解，于是氢和氧之间的共价键变弱，而后使提取氢变得很容易，因而能够以低能耗提取氢。

本发明的以上所述的和进一步的任务和特性由以下借助于附图所作的详细说明将显示得更为清楚。

图1是一幅图解式横剖面图，用于说明用于本发明的一个实施例的烃燃料燃烧装置；

图2是一幅沿图1的II-II方向观察的图解式纵剖面图，

图3是一幅局部剖开的斜视图，用于说明图1所示的第一级和第二级分解装置的详细结构；

图4是一幅用于说明被异辛烷共振吸收的红外线的光谱的图；

图5是一幅用于说明被正庚烷共振吸收的红外线的光谱的图；

图6是一幅用于说明被正十二烷共振吸收的红外线的光谱的图；

图7是一幅图解式剖视图，用以说明本发明的燃料改性装置；

图8是一幅斜视图，用以说明本发明的引起磁共振的一个磁共振装置的整体结构；

图9是一幅正视图，用于说明本发明的引起磁共振的所述磁共振装置的整体结构；

图10是一幅斜视图，用于说明本发明的第三个实施例的一个磁场扫描装置的一个关键部分；

图11是一幅沿图9中的A-A方向的侧视图，用于说明本发明的第三个实施例的所述磁场扫描装置的一个关键部分；

图12是一幅斜视图，用于说明本发明的第四个实施例的一个磁场扫描装置的一个关键部分；

图13是一幅沿图9中B-B线的平面视图，用于说明本发明的第四个实施例的所述磁场扫描装置的一个关键部分；

图14是一幅斜视图，用以说明本发明的第五个实施例的一个磁场扫描装置的一个关键部分；

图15是一幅沿图9中B-B线方向的平面视图，用以说明本发明的第五个实施例的所述磁场扫描装置的一个关键部分；

图16是一幅斜视图，用于说明本发明的第六个实施例的一个磁场扫描装置的一个关键部分；

图17是一幅沿图9中A-A方向的侧视图，用于说明本发明的第六个实施例的所述磁场扫描装置的一个关键部分；

图18是本发明的磁化器的一幅纵剖视图；

图19是图18中沿X-X线的横剖视图；

图20是图18中沿Y-Y线的横剖视图；

图21是图18中沿Z-Z线的横剖视图；

图22是一幅显示本发明的磁化器中的磁场型式的图

图23是一幅显示本发明的磁化器中另一种磁场型式的图。

以下将根据附图对本发明的一些优选的实施例加以详细说明。

实施例1

图1是一幅用以说明用于本发明的一个实施例的一个烃燃料燃烧装置的图解式横剖面图。图2是一幅沿图1所示的第一级和第二级分解装置的II-II方向观察的图解式纵剖面图。图3是一幅用于说明图1所示的一个第一级和第二级分解装置的详细结构的局部剖开的斜视图。图中的数字1表示一个储存烃燃料的油罐。油罐1经由一根连通管1a被连接到用一种可通过磁力线的材料制造的第一级和第二级分解装置2上，在所述分解装置2中发生第一级和第二级分解过程。第一级和第二级分解装置带有磁通强度为20,000G的永久磁体2b，2b，这些磁体构成了安装在其中的一个磁场扫描系统。一个烃燃料通道2e被蜿蜒曲折地安装在其中，使得该通道多次来回横穿由永久磁体2b，2b构成的磁场。连通管1a和通道2e彼此连通，因而可以将由油罐1供给的烃燃料引入通道2e。在蜿蜒曲折的通道2e之下靠近油罐1还安装有一个可发射波长为3至4μm的红外线的红外灯2a。一个与一个高频振荡器(85MHz)2c相连的导体2d在通道2e的中段环绕在通道2e的周围。

红外灯2a被安装在第一级和第二级分解装置2的下方，其中有一个镜头21和一个光源23借助于一个外壳包皮22被固定住，如图2所示。

如图3所示(在图3中显示出一个永久磁体2b的侧面局部剖开的第一级和第二级分解装置)，永久磁体2b的一端被连接到一个用良好的磁性材料制造的调节架轭25上。调节架轭25被拧在一个用良好的磁性材料制造、安置永久磁体2b的外部轭架26上。要使外轭架26呈如下一种形状，这种形状具有一个如图9所示的倒圆的边缘27，以便防止磁向外侧泄漏，因为外轭架26的尖锐的边缘会使磁力线通过它向外侧泄漏。在外轭架26的一端上的一个锥形部分与安装在中心部分的一个用良好的磁性材料制成的一个磁中继块31的一个锥形部分紧密接触。

永久磁体2b的通道2e一侧连接到用良好的磁性材料制造的两个内轭架28上，所述内轭架28按一特定的距离彼此相对设置，于是使通道2e被置于其间。相对的轭架28之间的距离形成了一个磁路的间隙。一个用非磁性材料(例如铝或不锈钢)制造的垫30借助一个用作夹持环的环状垫29夹紧，并与内轭架28接触安装，于是保持一个间隙以抵抗该开放磁场的强引力。

第一级和第二级分解装置2通过连通管1a与第三级分解装置3(在其中发生第三级分解过程)相连。业已在第一级和第二级分解装置2中经受过第一级和第二级分解过程的烃燃料被送入第三级分解装置3中。一个用管形氧化锆石制作的陶瓷加热器3a(该加热器可发射波长为6至8μm的红外线)被安装在第三级分解装置3中，其布置方式使烃燃料可穿过陶瓷加热器流动。

第三级分解装置3进一步通过连通管1a被连接到一个用于燃烧的泵4和发动机5上。业已在第三级分解装置3中经受到第三级分解过程的烃燃料被送入喷射泵4加以压缩，使其在注入发动机5之前受到压缩而具有高压。

下面将介绍本发明的具有以上所述的那样一种结构的装置的操作。由油罐1供给的烃燃料在第一级和第二级分解装置2中通过共振吸收吸收由红外灯2a发射的波长为3至4μm(近红外)的红外线。而后分子的能级由基态被激发以便打断自由基的键合，于是被分解为带有不成对电子的自由基。这个过程是第一级分解。

在第一级和第二级分解装置2中形成一个封闭的磁回路，该回路轭由永久磁体2b的N极出发，通过调节轭架25、外轭架26、磁中继块31、外轭架26和调节轭架25到达永久磁体2b的S极(它是靶极)，形成一个大的外环。还形成一个小的环，该环由永久磁体2b的N极，通过相对的一对内轭架28，28到达永久磁体2b的S极(它是靶极)。这样，在距两个永久磁体2b，2b比距在磁路中具有间隙的开放磁回路更大的距离处形成一个完全闭合的磁回路。这样的一个静态磁场和与它垂直的高频电磁波引起了烃燃料的核磁共振，激发了氢并引起在H和C原子等级的分解。这个过程就是第二级分解。

业已经受过第二级分解过程的烃燃料在第三级分解装置中通过共振吸收吸收波长为6至8μm的红外线，达到一个可长时间保持第二级分解状态的状态。这个过程是第三级分解。

用注射泵4将业已经受过第三级分解过程的烃燃料注入引擎5中，在其中燃料按照类似常规的方法进行燃烧。

以下，将具体地对第一级，第二级和第三级分解过程加以介绍。

图4、图5和图6显示出通过共振被烃燃料吸收的红外线的波长(波数)。图4示出了被汽油中所含的异辛烷吸收的波长(波数)。图5示出了被轻油中所含的正庚烷吸收的波长(波数)。图6示出了被轻油所含的正十二烷吸收的波长(波数)。图4、图5和图6显示出这些燃料中的任意一种都在共振中通过分子运动吸收能量，吸收的是波长在3至4μm和6至8μm的红外线。共振吸收的频率宽度对于不同的烃燃料几乎保持恒定。在吸收光时，烃燃料分子被激发到一个高能级，发生振动并裂解。

异辛烷(2-2-4三甲基戊烷)(它是一种饱和烃)的分子结构为CH₃-C₃H₆-CH₂-C₂H₄-CH₃。当异辛烷的分子通过共振吸收波长为3至4μm的红外线时，裂解能在自由基之间起作用，使它们振动。这个过程受帕斯卡加合性定律制约，结果被吸收的能量被划分，被划分的那些部分单独起作用。这使得异辛烷分子在溶液条件下分裂为带有未成对电子的活化自由基，即五个甲基(-)，一个亚甲基(-)(-)和一个次甲基(-)。将烃燃料分解为以上所述的一系列的自由基的分解过程在后面将被称为第一级分解。这一过程实际上也可以通过使循环的燃料曝露在由一个红外灯发射的波长为3至4μm，的红外线下来完成。

饱和烃的燃烧可以用以下的化学方程式来表示：

在这一过程中，燃料分子分裂为C和H原子，这种原子只有在与O化合时才转变为燃烧态。在吸收以上所述的光形式(红外线)的能量时，这种吸收发生在很宽的波长范围内并且几乎所有的烃类都可以置于第一级分解条件下，即使对于混有各种各样的烃的烃燃料也是一样。然而，在第一级分解中，不存在可吸收足够使烃分子分解为原子的能量的匹配的共振吸收区。因此，根据第一级分解处于裂解状态的烃分子是处在仍然保留某些分子结构的链式反应过程中，并没有被分解得随时可以燃烧。此外，由于在可见光和紫外线区域被吸收的波长的变化极大地依赖于烃的成分，光谱的这些部分对由多种烃组成的混合物燃料是不适用的，尽管应用于某个特定的烃还是有利的。在以下表格中示出了在光波的相应的区域内通过共振所吸收的电磁能量。

电磁波种类	波长(nm)	能量(kJ/mol)	频率(Hz)
				紫外线	200～400	300～600	(0.75～1.5)×1015
可见光	400～800	150～300	(0.4～0.75)×1015
				红外线	2000～16000	7.5～60	(0.2～1.5)×1014
电子自旋共振	＜105	＜1	1011～1012
				核磁共振	1010～1011	10-6～10-5	106～107

注意：

第二级分解借助于核磁共振使在第一级分解中产生的分子片段裂解为原子。应用于第二级分解的工作原理在“关于有机电子理论的评述”(A comment on organic electron theory)(由Minoru Imoto著，由Tokyo Kagaku Dojin出版)一书中作了论述。

构成原子核的质子和中子产生各自的固有的自旋运动，整个原子核绕一个通过核重心的轴自旋。由于原子核带有一个电荷，该原子核的自旋产生了一个等于由一个沿自旋轴放置的等效的棒状磁体所产生的磁场。当一个具有这样一个磁场的原子核被置于一个外磁场中时，由于与外磁场的相互作用，它对准不同能级的取向。

取向的数目是由一个叫做核自旋I的每一种原子核的数值特性决定的。一个被放置在一个外磁场中的具有核自旋I的原子核被分开为(2I＋1)个能极。例如，对于构成氢原子核的中子，它在外磁场中取两个方向，这是由于它的核自旋为1与2：一个是与该磁场一致，是稳定的；另一个是与该磁场相反，是不稳定的。在这种情况下，所述磁场和所述核自旋的方向不一定重合。这种情况类似于一个在重力影响下自旋的同时正在回旋前进的陀螺仪。原子核绕一个沿着外磁场的轴回旋。该稳定的自旋和不稳定的自旋的能量差为2μH_o，其中μ是核磁运动的幅度，而H_o是外磁场的强度。具有这个能量值的电磁波的频率实际上就是所述回旋的频率。因此，具有这一频率的电磁波的能量产生了回旋共振，并且被自旋的质子吸收。结果，质子被激发，由低能级上升到高能级。

在处于10,000(高斯)的磁场下的氢原子核的情况下，核磁共振的频率是最高的，大约为42MHz，它随着原子量的增加而逐渐降低，其值在几兆赫至42MHz的范围内。

当烃燃料的带有氢(在其质子周围具有很高的电子密度)的所有的共价键(例如C-H共价键)被置于能量共振吸收状态时，在燃烧的链式反应中产生的所有的自由基变得具有很高的反应活性，并因此使支化链式反应增强。

按照234.87G/MH_z的函数关系，最显著的吸收峰出现在14000G/60MH_z处，其他的峰出现在磁场强度为这个值的2倍，3倍，1/2，1/3等处。这些峰中间具有有效作用的最小值为3500G/15MH_z。因此，C-H键和C-C三键可以通过施加3500G/15MH_z或更强的磁场以使些分子裂解为原子的方式分解。

为了维持以上所述第二级分解的状态，要进行第三级分解。因为烃吸收波长为3至4μm和6至8μm的红外线(见图4、图5和图6)，此时在6至8μm波段内的能量被用于激发(即吸收振动能量)，因此就起到了防止处于第二级分解的溶液中的原子返回基态的作用。这种现象可以同产生激光的光泵作用联系起来，并具有一种维持裂解和分解状态的作用。尽管这一持续时间的长短随条件而变化，利用第三级分解可以使仅由第一级和第二级分解产生的激发态(仅持续几分钟)持续大约72小时。通过利用第三级分解，就有可能在完全不消耗自分解能的情况下燃烧烃燃料。

利用第一级和第二级分解过程可以比天然燃烧(常规方法)减少废气排放量50％以上，并且增加单位容积燃料行驶公里数达20％至50％。第三级分解进一步将单位容积燃料行驶公里数由18km/l(仅利用第一级和第二级分解时)提高到48km/l，将废气排放量由38％(仅利用第一级和第二级分解)降低到8％(将天然燃烧的废气排放量设为100％)，并且将输出功率由77Hp提高到96Hp。

将应用了第一级、第二级和第三级分解过程的本发明的方法与使用单一的分解过程的情况在以80km/h速度行驶的情况下加以比较，示于以下表格中。

	输出功率提高	单位容积燃料行驶公里数提高	废气排放量降低	再现性
					本发明	＞20％	100％	＞50％	高
①	—	10～20％	10％	差
					②	10％	20～50％	50％	差
③	20％	100％	＜35％	比较高

本发明可以如下所述那样加以实施。在使用共振吸收的第一级分解中，使用了发射波长为3.2至3.6μm的红外线的红外灯，以便在两个部位引起共振吸收。在第二级分解中，核磁共振是通过在约6秒钟时间内施加一个强度为2000高斯、在频率为85NH_z时输出功率为0.1瓦的磁场来进行的。使用光共振吸收的第三级分解是通过在至少2秒长的时间内施加由一个陶瓷加热器发出的波长为6.8至7.4μm的红外线照射来完成的。

以上表中，①表示采用借助一静止的磁体产生一个强磁场并使该磁场的磁力线穿过多次的技术时的情况(前苏联科学协会)。②表示借助于一个静止的磁体形成一个磁透镜并在100个以上的部位产生极强的磁场时的情况。③表示在第三级分解中无第一级分解并施加一个静态磁场(10000G，104个区段)，施加该磁场的时间为3秒，且不利用核磁共振时的情况。

在一个基于常规方法的内燃机中，燃烧温度为2300至2500℃并且燃烧速度为15至25m/秒，而在一个基于本发明的方法的内燃机中，燃烧温度为3000℃并且燃烧速度超过50m/秒。由于热损失的减少以及因气体迅速膨胀而导致机械能增加(这就有可能增加输出功率)，本发明甚至使得燃烧高压缩比的稀释燃料而不引起震动成为可能，因此提高了单位容积的燃料的行驶公里数。通过完全的燃烧，还可以减少废气。

有一种内燃机是喷射式涡轮机，本发明在其中产生了最大的效果。这是因为喷射式涡轮机具有一种不受与空气(氧)反应的限制的结构。仅次于以上所述的涡轮机的获益于本发明的内燃机依序是锅炉及火炉、低速柴油机、高速柴油机和汽油机一类的燃烧装置。甚至在高速柴油机和汽油机中，本发明也具有显著的效果，例如单位容积的燃料行驶的公里数提高100％，并且所排放的废气量也减少约1/2。

用于燃烧汽油的奥托循环发动机具有与柴油机完全不同的构造。这就是说，在奥托循环发动机中，与空气混合的燃料被雾化并喷射到汽缸(所述汽缸被加以冷却，以防止达到一个过高的温度)中并用一个火花塞点火，于是爆炸和燃烧。因此，一种燃料需要具有十六烷值(这表示容易燃烧)和高辛烷值(这表示难以燃烧)这样的相矛盾的特性。一种可以提高燃烧效率以解决以上所述问题的方法将在下面加以说明。

实施例2.

图7是一幅图解式剖视图。用以说明用于改进本发明的方法的燃料改性装置。在图7所示的装置中，一个第一级分解室11、一个第二级分解室12(在其中进行电子顺磁共振)和一个第三级分解室13被制成一个整体结构形式。在图7中，第二级分解室12被设置在第一级分解室11的右下方，第三级分解室13被设置在第二级分解室12的左方。

第一级分解室11有一个发射可见光或紫外线的荧光灯管15，一根用于保护荧光灯管15的石英玻璃管14和一根包在石英玻璃管14的周围的管16。当荧光灯管15是一根在内表面不涂层的透明的玻璃管时，由其中发射出的辐射线集中在波长253.7nm(紫外线)(nm：纳米＝10^-9米)处的一个不能适应化学位移的窄频带内。另一方面，一个内表面涂层的普通的白色荧光灯管发射波长从380至760nm的可见光并且可以很容易适应化学位移，尽管所输送的能量不多。此外，荧光灯管15还带有一个稳定器25，用于保护启动器(用于启动荧光灯管15和放电管电极的放电发光)，以便稳定放电并按照类似扼流圈一样的功能保持稳定的发光。

第二分解室12具有1×1片表面磁通强度为3500G的钕磁体片17(用以形成一个3000G至4000G的静态磁场)以及一个枪式二极管(多普勒组件)18[用以产生频率为9.53GHz(千兆赫)的8mm w的微波]。该静态磁场是按照有3400G的最大磁场强度的正向层系统的1一点式磁场扫描结构而产生的(The static magneticfield is generated in a constitution of 1-pointmagnetic field sweeping of forward layer systemwith a maximum magnetic field intensity of 3400G)。

第三级分解室13具有一个围绕着碳管19的周边安装的电加热器20。电加热器20包括一个基本加热器21(用于将温度加热到某一水平)和一个控制加热器22(用于将温度控制在指定范围内)。当用温度传感器23检测到的碳管19的温度超过一个指定水平时，恒温器24关闭，切断控制加热器22的电源，而当温度降至指定水平以下时，恒温器24接通。本发明人在日本专利申请No.6-28598中已经提出了第三级分解室13的结构的另外一些例子和该结构的详细情况。

被注入具有以上所述的结构的装置中的烃燃料通过共振吸收首先吸收由荧光管15发出的可见光或紫外光，此时，燃料流经第一级分解室11中的管16。业已在第一级分解室11中经受过第一级分解的烃燃料被引入第二级分解室12，在其中，在由钕磁体17构成的静态磁场和由枪式二极管18产生的微波的作用下，烃燃料发生电子顺磁共振。业已通过电子顺磁共振经受过第二级分解的烃燃料进一步被引入第三级分解室13，在其中烃燃料通过共振收红外线(波长6至8μm，)，所述红外线是由被电加热器20加热到93至206℃的碳管19发出的。业已通过红外线共振吸收经受过第三级分解的烃燃料被引入发动机。

有关利用可见光和紫外线共振激发烃燃料的原理的论述见由前面提到过的Minoru Imoto所著的“有机化学电子理论(第二卷)”中论及光化反应的第20至23章(PP292-309)。“普通化学”杂志(由日本化学协会编辑，Gakkai Shuppan中心出版)1976所第12期中的题为“光能的化学转换”、“能量转换化学和新燃料”(PP22-44)的文章，“分子世界”(由分子科学促进会编辑、由kagaku Dojin出版)一书以及其他有关文献也对这一原理进行了论述。在这些著作中指出，用于第一级分解的光能是由波长为200至380nm的紫外线或波长为380nm至760nm的可见光供给的。如表1所示，波长越短，该辐射所给出的能量越多。

关于在第二级分解中电子顺磁共振的原理的论述也可见前面提到过的Minoru Imoto所著的“有机化学电子理论(第二卷)”中论及电子顺磁共振的第25章(PP328-339)。电子顺磁共振的原理与表1所示的电子自旋共振原理完全相同，并且关系到电子自旋而不是核磁共振情况中的核自旋。该原理将在下面作简要叙述。

一个电子的自旋量子数为1/2，与一个质子相同。因此，一个电子或者可以处于+1/2自旋态，或者处于-1/2自旋态。在一个有机化合物中，处于不同状态的电子通常都被耦合为共用电子对或不共用电子对，因此自旋量子数相互抵消并且从外面不能检测出。然而，在一个单独的电子的情况，当然会显示出自旋量子数为1/2。一个电子的磁矩μe给出如下： ${\mathrm{\μ}}_e=I\sqrt{(I+1)}{g}^{\′}\mathrm{\β}$

在这个公式中，I是自旋量子数1/2，g′β对应于核磁共振中的γ(旋磁比)。β是玻尔磁子。由磁矩μe和磁场强度相乘所获得的能量幅度是核磁共振能量幅度的10万倍至100万倍。这意味着将比核磁共振具有打破更多的原子-原子键使物质分解的能力。

通常使用的电子顺磁共振光谱仪一般使用强度大约在3400G的磁场。由公式E＝hυ得出υ大约为9.58GH_z。在本发明者进行过的各种试验中，当使用3000-4000G的静态磁场和8.0-20.0GH_z的微波时，获得了令人满意的结果。

假设以上所述的装置安装在一辆装有3000CC发动机的汽车上，并且该汽车以180km/h的速度行驶。没有装备该装置的汽车的每升燃料行驶公里数通常为8km/l，但是当装备上该装置后可以提高到14km/l。

当装备上该装置时每小时的燃料消耗为180/14＝12.9升/小时，这可以转换为12900/3600＝3.57cm³/秒。当假设所使用的管子内径为8mm时，燃料的流速为3.57cm³/(π.0.42)＝7.1cm/秒＝0.071米/秒。这大大小于2米/秒这一处于大气压下的管申层流的临界流速。

下面将描述道路试验结果。参与这一试验的汽车装有前面所述的柴油机及以不同方式组合的本发明的装置，并在道路上行驶。可见光或红外线被用于第一级分解。电子顺磁共振或核磁共振被用于第二级分解。红外线被用于第三级分解。

试验中的核磁共振是通过形成带有3×3片钕磁体的静态磁场[表面磁通强度为3500G，磁推斥系统(磁通泵系统)的一点式磁场扫描和12000G的最大磁场强度]来完成的。用于该试验的一个高频振荡器使用了一个以50MH_z的频率振荡输出功率为0.1瓦的晶体。

根据分解方式的不同组合，各种燃烧方法具有不同的效果。在采用不同组合的道路方式试验中获得了以下结果。

(1)第一级分解：可见光；第二级分解：电子顺磁共振；第三级分解：红外线：

每升燃料行驶公里数：提高70％至250％；

废气排放：减少50％或更多；

输出功率：提高20％；

(2)第一级分解：红外线；第二级分解：电子顺磁共振；第三级分解：红外线：

每升燃料行驶公里数：提高50％或更多；

废气排放：减少30％或更多；

输出功率：提高15％。

3.第一级分解：红外线；第二级分解：核磁共振；第三级分解：红外线：

每升燃料行驶公里数：提高30％或更多；

废气排放：减少20％或更多；

输出功率：提高10％。

如上所述，不同的组合具有不同的结果，改进程度的排列顺序为(1)、(2)、(3)。重复这些试验证实了它的可再现性和效果，并且可以说使燃料改性的技术业已建立起来。

如上所述，由于本发明的用于烃燃料燃烧的方法可以提高每升燃料行驶的公里数、降低烃燃料消耗和进一步降低废气排放，所以本发明可以对环境保护工作做出巨大的贡献。

现在，我们将在下面对可用于以上所述的第二级分解的磁共振装置(和磁场扫描装置)的结构作详细的描述。

图8是一幅用于说明本发明的一个磁共振装置的结构的斜视图，而图9是它的一幅平面图。在这两个附图中，数字41表示一个由一个电磁体或永久磁体构成的磁体，磁体41带有一个与其两端相连形成一个磁路的轭架42。轭架42的一部分被切去，形成了该磁路的一个间隙部分43。轭架42具有与磁体41相连的轭架体42a，而轭架的两个端部42b(磁透镜)被制作成各种构形(这将在后面详细加以说明)，彼此相对的N极和S极被所述磁路的间隙部分43隔离开。设置一个圆筒状管44沿垂直于所述磁路的间隙部分43中的磁场的方向穿过该磁路的间隙部分43。管44是用对磁效应不敏感的非金属材料(例如陶瓷)制造的，而不用铁磁材料制造。管44使液体烃材料在其中沿图8中箭头所指示的方向流动，结果该液体材料流经在轭架端部42b处由磁体41借助于轭架体42a形成的磁场，管44的周围设置有一个将其围住的高频线圈45(该线圈被连接到一个产生一恒定高频电磁波的高频振荡放大器46上)，于是向管44的内部提供了高频电磁场。

借助于以上所述这样的一种结构，形成了一个静态磁场和一个高频电磁场并使液体烃材料在管4中流动。根据本发明，由高频振荡扩大器6提供的高频电磁场的频率是恒定的。而所述静态磁场的强度则是变动的。当该静态磁场具有一个可满足前面所述化学位移的公式的适当的强度时，在管4中流动的液态烃类态物质中所含的氢核经受核磁共振，结果加强了烃的分解。加强了分解的，即提高了燃烧效率的烃类液体燃料通过管4被提供给下游的装置。

本发明的磁场扫描装置的特点在于面向所述磁路的间隙部分43的用于对所述静态磁场进行磁场扫描的轭架端部42b的构形和布置。用于对该静态磁场进行磁场扫描的轭架端部42b的式样的例子将在下面加以说明。

实施例3

图10是一幅用于说明本发明的实施例(第三个实施例)的放大的斜视图。图11是一幅沿图9中A-A线观察的侧视图。在图10中，箭头指示在管44中液体材料流动的方向。在第三个实施例中，从管44中液体材料流动路径的上游(以下简称上游)到管44中液体材料流动路径的下游(以下简称下游)，轭架端部42b和管44之间的距离是恒定的，而轭架端部42b是逐渐升高的，因此该磁场在位于上游端的点a处具有最大强度，由这一点至位于下游端的点b，强度逐渐减弱。

实施例4

图12是一幅用来说明本发明的另一种实施例(第四个实施例)的放大的斜视图。图13是一幅沿图9的B-B线观察的平面视图。在图12中，箭头指示在管44中液体材料的流动方向。在第四个实施例中，由于轭架端部42b和管44之间的距离由上游至下游逐渐增加，结果轭架端部42b在该磁场的方向上长度逐渐减小，在位于上游端的点C处该磁场具有最大强度，由这一点至位于下游端的点d处，强度逐渐减弱。

实施例5

图14是用于说明本发明的又一个实施例(第五个实施例)的一幅放大的斜视图。图15是一幅沿图9中B-B线观察的平面视图。在图14中，箭头指示在管44中液体材料流动的方向。在第五个实施例中，从上游至中心，轭架端部42b和管44之间的距离逐渐增加，因而在该磁场方向上轭架端部42b的长度逐渐减少，而由中心至下游，轭架端部42b和管44之间的距离逐渐减少，因而，在该磁场方向上轭架端部42b的长度逐渐增加，该磁场在上游一点e处和在下游一点f处具有最大强度，由这两个点朝向中心，磁场强度逐渐降低，在中心点g处强度最低。

实施例6

图16是一幅用于说明本发明的又一实施例(第6个实施例)的放大的斜视图。图17是一幅沿图9中A-A线观察的侧视图。在图16中，箭头指示在管44中液体材料的流动方向。在第6个实施例中，尽管轭架端部42b与管44之间的距离是恒定的，但由上游至中心，轭架端部42b的高度逐渐减少，由中心至下游，所述高度逐渐增加，因而该磁场在上游端一点h处和在下游端一点i处有极小强度，从这二点朝向中心，磁场强度逐渐增加，在中心点j处磁场强度最高。

在以上所述的任意一个实施例中，由于所述静态磁场的强度在某一范围内可以连续地加以扫描，所以具有可满足前面所述的化学位移公式的适当强度的静态磁场总是可以在第三个和第四个实施例中的一点处和在第五个和第六个实施例的两点处得到，结果，在管44中流动的烃类液体材料中所包含的氢核中肯定会发生核磁共振。通过核磁共振加强了分解的烃类液体材料通过管44被供给下游的燃烧系统，从而提高了燃料的燃烧效率，并净化了废气。

尽管业已描述了若干个可以通过核磁共振提高烃类液体材料的燃烧效率的实施例，但是这些仅仅是例子，本发明的装置还可以应用于其他目的的核磁共振。本发明的装置并不限于核磁共振，而且带可以应用于其他形式的磁共振，例如电子自旋共振。

根据本发明，如上所述，由于所述轭架的端部的构形被改变而形成了一个在所述磁路的间隙部分产生的、具有磁力梯度分布的静态磁场，它可以自动地处理磁共振中的化学位移，于是可以自动地在一个简单的结构中连续地进行稳定的磁共振，而无需使用价格昂贵的频率转换放大器。

以下我们将对用于使一种可磁化流体磁化的磁化器的结构和磁化处理的方法加以说明。

实施例7

图18是本发明的磁化器的一幅纵向剖视图，图19、图20、图21分别是沿图18的X-X、Y-Y和Z-Z的横剖面图。以下的说明将以一种烃燃料作为可磁化流体的例子。

在这些附图中，数字60表示一个用非磁性材料制造的、长的、矩形结构的空心箱体。箱体60在其两端各有一个盖61、62，形成了待接受磁化处理的烃燃料流动的入口和出口。盖61、62将内部空间(该空间具有由箱体60围成的圆形横截面)封闭住，使其中的液体不会向外面泄漏。盖61带有一个用于连接一个通路管(该管使待接受磁化处理的烃燃料由上游侧流入)的连接接头63，盖62带有一个用于连接一个通路管(该管使受过磁化处理的烃燃料流至下游侧)的连接接头64。

在箱体60的内部，安装了两个在纵向上彼此相距一指定距离的磁性单元70，70，这两个磁性单元具有如下结构：一个圆筒形的永久磁体52支承一个作为第一铁磁器件的、扁圆筒形的内轭架51，所述的内轭架51由一种低剩磁的铁磁材料制造并具有一系列形状尖锐的部分51a。一个由低剩磁的铁磁材料制成的环形的外轭架53作为第二铁磁器件环绕在由内轭架51和永久磁体52构成的磁性单元70、70周围。内轭架51和外轭架53是用具有有限的磁滞特性的铁磁材料(例如在jis C2504标准中作为一种优选的磁性材料所指定的一种材料)制造的。这种磁性材料的磁通强度B₁或B₂≥10,000(G)，磁性矫顽力HC(Oe)≤1.0，饱和磁通强度B₁₀或B₂₅≥15,500(G)，以及可容许的残余磁通强度Br≤50(G)。

永久磁体52和外轭架53之间的间隙，以及磁单元70，70之间的间隙用非磁性材料制的垫54填充。然而，外轭架53和内轭架51的尖锐部分51a之间的间隙不用垫54填充，因此在其中产生一个强磁场。该强磁场的强度设定在1750G左右的一个范围内，超出这个范围时自旋取向成一条直线，磁场强度最高可达98900G，在这种情况下可以从水中提取氢。

在箱体60的内部空间中形成一个流体通路55，该通路在一端与连接接头63相通，在它的另一端与连接接头64相通，以便使烃燃料流动。流体通路55在入口侧的盖61处附近转二个弯(见图21)，并且在出口侧的盖62处附近也拐二个弯(见图20)，在箱体60的纵向上来回穿行两次半。具体说，由上游侧排列起，流体通路55包括通路55A、55B、55C、55D、55E(见图19)。这四个流体通路55A、55B、55C、55D、穿过外轭架53和内轭架51的尖锐部分51a之间的空隙。

图22是一幅剖视图，示出了在具有象以上所述那样的结构的磁化器中磁场的形式。由于在内轭架51的尖锐部分51a和外轭架53之间的间隙中没有非磁性材料，所以在这个间隙中形成了一个强磁场。当永久磁体52按照相同的S、N极排列方式设置在磁单元70，70中时(如图22所示)，由磁单元70，70形成了一个共同的磁场区。在这种情况下，在入口和出口，磁场处于相反的方向，此时在内轭架51，51的尖锐部分51a、51a处形成异极状态，并且所述强磁场在磁单元70，70中具有相反的方向。实施例8

图23是一幅剖视图，示出了在具有以上所述那样的结构的磁化器中磁场构形的另一个例子。当永久磁体52按照不同的S、N排列方式设置在磁单元70，70中时(如图23所示)，磁单元70，70的相对侧互相排斥，于是在磁单元70，70中形成了独立的磁场区。在这种情况下，该磁场在入口和出口处处于相同的方向，此时，在内轭架51，51的尖锐部分51a，51a处形成同极状态，并且该强磁场在磁单元70，70中具有相同的方向。

以下，将对操作进行说明。将流体管连接到上游侧(入口侧)的连接接头63和下游侧(出口侧)的连接接头64上，使业已通过光能的共振吸收被提高到激发态并被分解为自由基的待接受磁化处理的烃燃料流入上游侧的连接管。烃燃料穿过连接接头63流入流体通道55中。

流入流体通路55的烃燃料依序流经图20和图21所示的孔。首先，该烃燃料流经入口侧的孔K和流体通道55A，然后通过内轭架51的尖锐部分51a和外轭架53之间的强磁场到达出口侧的孔m。而后，该烃燃料转弯，通过出口侧的孔n和流体通道55B，再通过内轭架51的尖锐部分51a和外轭架53之间的强磁场到达入口侧的孔P。而后，该烃燃料再次转弯，通过入口侧的孔Q和流体通道55C，然后又一次通过所述强磁场到达出口侧的孔r。而后，该烃燃料通过出口侧的孔S和流体通路55D，通过所述强磁场到达入口侧的孔t，此后又通过入口侧的孔u和流体通道55E到达出口侧的孔V，并经由连接接头64流入下游侧的流体管中，最后被送入燃烧室。

通过在以上所述流经流体通道的流动过程中使所述烃燃料流经所述强磁场，该烃燃料的大量的自由基的电子自旋取相同方向，结果增强了离解水平并提高了分解的可能性。由于该烃燃料在分解的可能性被提高的条件下被送入燃烧室，所以它的燃烧效率可以得到改进。

在以上所述的磁化器中，自由基的电子自旋取同一方向的可能性的变化依赖于该烃燃料流经的磁场的强度以及烃燃料在该磁场中通过的距离。烃燃料通过的磁场的强度越大，并且在磁场中通过的距离越长，自由基的电子自旋取相同方向的可能性越大，结果使得自由基的排斥分离越有保障，并增加了在燃烧过程中所补充的分解能量的数量，于是使燃烧效率得到改善。

尽管在以上实施例中所述的是一个用烃燃料用为可磁化液体并改善了它的燃烧效率的例子，但是当用类似的方法处理水(一种氢的化合物)时，有可能改善从水中分离出氢气的效率。

为了确保获得本发明的效果，为保持所述可磁化的流体的高分解状态，在本发明的磁化器的下游侧安装一个进行红外线能量共振吸收的装置是极为可取的。

如上所述，由于可磁化的流体流经若干个磁场，所述可磁化的流体必然会被分解为自由基，并且烃燃料的燃烧效率或从水中分离氢气的效率都可以得到提高。此外，由于自由基存在的可能性可以用所述可磁化的流体所穿过的强磁场的强度和/或该燃料在该强磁场中通过的距离加以控制，所以有所述可磁化流体参与的化学反应速度、平衡状态和其他因素也可以很容易地加以控制。

本发明提供了一些极佳的效果，例如通过对氢键或共价键施加作用来控制化学反应的方式可以提高烃燃料的燃烧效率和改进对水的提纯作用。

由于本发明可以以若干种形式来实施而又不脱离其基本特点的精髓，因此本发明的实施例是说明性的，而不是限制性的，因为本发明的范围是由所附权利要求书，而不是由其前面的说明书限定的，并且落入该权利要求书的边界或它的这种边界的等效范围之内的所有的变化都被定为被该权利要求书所包括。

Claims (49)

1.一种烃燃料的燃烧方法，其特征在于使该燃料通过共振吸收光能和磁能，借助于裂解使它分解为原子、然后与氧接触并同氧化合。

2.根据权利要求1所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于所述燃料通过光能的共振吸收被分解为自由基，这作为第一级分解过程；以及所述自由基通过核磁能量的共振吸收进一步被分解为原子，这作为第二级分解过程。

3.根据权利要求2所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于使业已在第二级分解过程中被分解的烃燃料在第三级分解过程中再次吸收光能。

4.根据权利要求2所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于在第一级分解过程中使用波长为3至4μm的红外线。

5.根据权利要求2所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于在第二级分解过程中，对于核磁共振，按照234.87高斯/兆赫的函数关系使用频率为15MHz或更高，磁场强度至少为3500高斯的磁场。

6.根据权利要求3所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于在第三级分解过程中使用波长为6至8μm的红外线。

7.根据权利要求2所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于在第一级分解过程中使用可见光或紫外线。

8.根据权利要求3所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于在第三级分解过程中使用可见光或紫外线。

9.根据权利要求1所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于在第一级分解中通过共振吸收光能将烃燃料分解为自由基，在第二级分解中通过共振吸收电子顺磁能量，利用裂解将自由基分解成原子。

10.根据权利要求9所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于在第三级分解中，业已经受过第二级分解的烃燃料通过共振再一次吸收光能。

11.根据权利要求9或10所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于在第一级分解中使用可见光。

12.根据权利要求9或10所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于在第一级分解中使用紫外线。

13.根据权利要求10、11或12所述的烃燃料的燃烧方法，其特征在于在第三级分解中使用波长为6至8μm的红外线。

14.一种燃料改性装置，包括：

第一级分解装置，用于进行第一级分解，由烃燃料共振吸收光能，以便将烃燃料分解为自由基，以及

第二级分解装置，用于进行第二级分解，由业已经受过第一级分解的烃燃料共振吸收磁能，以便将其原子键打破。

15.根据权利要求14所述的燃料改性装置，其特征在于进一步包括：

第三级分解装置，用于进行第三级分解，由业已经受过第二级分解的烃燃料再一次通过共振吸收光能。

16.根据权利要求14所述的燃料改性装置，其特征在于所述第一级分解装置具有使烃燃料曝露于红外线的红外线发射装置。

17.根据权利要求14所述的燃料改性装置，其特征在于所述第一级分解装置具有使烃燃料曝露于可见光的可见光发射装置。

18.根据权利要求14所述的燃料改性装置，其特征在于所述第一级分解装置具有使烃燃料曝露于紫外线的紫外线发射装置。

19.根据权利要求14所述的燃料改性装置，其特征在于所述第二级分解装置具有形成强度为3500高斯或更高的磁场的装置以及产生15MHz或更高的频率的装置。

20.根据权利要求14所述的燃料改性装置，其特征在于所述第二级分解装置具有形成强度为3000高斯或更高的磁场的装置和产生8MHz或更高频率的微波的装置。

21.根据权利要求15所述的燃料改性装置，其特征在于所述第三级分解装置具有使烃燃料循环的循环装置和围绕着所述循环装置的周边安装的加热器。

22.根据权利要求21所述的燃料改性装置，其特征在于所述循环装置是一根用陶瓷制的管。

23.根据权利要求21所述的燃料改性装置，其特征在于所述循环装置是一根用碳制的管。

24.根据权利要求22或23所述的燃料改性装置，其特征在于还进一步包括控制装置，用于控制加热器的温度，使得所述循环装置的温度保持在93至206℃这一范围内。

25.一种磁场扫描装置，用于处理一个运动的靶材料在磁共振过程中的化学位移，其特征在于在一个磁路的间隙部分中形成一个静态磁场，所述靶材料通过该间隙部分，使得磁力具有梯度分布。

26.根据权利要求25所述的磁场扫描装置，其特征在于所述静态磁场的磁力的梯度构形从所述靶材料的运动的上游到其下游逐渐张开。

27.根据权利要求2.5所述的磁场扫描装置，其特征在于所述静态磁场的磁力的梯度构形从所述靶材料的运动的上游到其下游逐渐闭合。

28.根据权利要求25所述的磁场扫描装置，其特征在于所述静态磁场的磁力的梯度构形由所述靶材料的运动的上游朝向中心逐渐张开，在该中心处达到最大值，并且由中心至下游逐渐闭合。

29.根据权利要求25所述的磁场扫描装置，其特征在于所述静态磁场的磁力的梯度构形是通过改变沿所述靶材料的运动方向的磁路的间隙部分的距离来形成的。

30.根据权利要求25所述的磁场扫描装置，其特征在于所述静态磁场的磁力的梯度构形是通过改变形成沿所述靶材料的运动的方向的磁路的磁回路的厚度来形成的。

31.一种磁场扫描装置，用于处理在一个运动靶材料的磁共振过程中的化学位移，包括：

一个磁体；以及

一个轭架，该轭架与所述磁体相连接，用于形成一个在其中间具有一个间隙部分的磁路；

其特征在于，所述靶材料在所述磁路的间隙部分中运动，并且所述轭架的厚度沿所述靶材料的运动方向变化。

32.一种磁场扫描装置，用于处理在一种运动的靶材料的磁共振过程中的化学位移，包括：

一个磁体；以及

一个轭架，该轭架与所述磁体相连接，用于形成一个在其中间具有一个间隙部分的磁路；

其特征在于，所述靶材料在所述磁路的间隙部分中运动，所述磁路的间隙部分的距离沿该靶材料的运动方向变化。

33.一种磁共振装置，用于引起一个运动的靶材料的磁共振，包括：

形成磁场的装置，用于形成一个在该靶材料的运动方向上强度变化的静态磁场；以及

用于将一个频率恒定的高频电磁场加到所述靶材料上的装置。

34.根据权利要求33所述的磁共振装置，其特征在于所述形成磁场的装置包括权利要求25所述的磁场扫描装置。

35.根据权利要求33所述的磁共振装置，其特征在于所述磁共振是从核磁共振和电子自旋共振之中选择出的一种磁共振形式。

36.根据权利要求33所述的磁共振装置，其特征在于所述靶材料是一种由一种氢的化合物构成的液体物质。

37.一种磁共振装置，用于引起一个运动的靶材料的磁共振，包括：

一个磁体；

一个轭架，该轭架与所述磁体相连接并形成一个其中间具有间隙部分的磁路；

一根管，该管被设置在所述磁路的间隙部分，所述靶材料在该管中流动；

一个高频振荡放大器，该放大器产生一个恒定的高频电磁波；以及

一个高频线圈，该线圈具有与所述高频振荡放大器连接的两端，并且围绕在所述管的周围；

其中所述轭架的厚度沿所述靶材料的运动方向变化。

38.根据权利要求37所述的磁共振装置，其特征在于所述磁共振是从核磁共振和电子自旋共振之中选择出的一种磁共振形式。

39.根据权利要求37所述的磁共振装置，其特征在于所述靶材料是一种由一种氢的化合物构成的液体材料。

40.一种磁共振装置，用于引起一种运动的靶材料的磁共振，包括：

一个磁体；

一个轭架，该轭架与所述磁体相连接并形成一个在其中间有一个间隙部分的磁路；

一根管，该管被设置在所述磁路的间隙部分中，所述靶材料在该管里流动；

一个高频振荡放大器，该放大器产生一个恒定的高频电磁波；以及

一个高频线圈，该线圈具有与所述高频振荡放大器相连接的两端，并且围绕在所述管的周围；

其特征在于，所述磁路的间隙部分的距离沿着所述靶材料的运动方向变化。

41.根据权利要求40所述的磁共振装置，其特征在于所述磁共振是从核磁共振和电子自旋共振之中选择出的一种磁共振形式。

42.根据权利要求40所述的磁共振装置，其特征在于所述靶材料是一种由一种氢的化合物构成的液体物质。

43.一种磁化器，用于将一种可磁化的流体磁化，包括：

一个第一磁性器件；

一个固定所述第一磁性器件的磁体；

一个第二磁性器件，该第二磁性器件围绕所述第一磁性器件和所述磁体；以及

一个流体通道，一种待磁化的可磁化的流体流经该通道，并且该通道被设置在由所述第一磁性器件、所述磁体和所述第二磁性器件形成的一个磁场中。

44.根据权利要求43所述的磁化器，其特征在于所述流体通路设置在这样一种结构中，使得该通路可以在所述磁场中多次来回转向。

45.一个磁化器，用于将一个可磁化的流体磁化，包括：

两个磁单元，这两个磁单元包括具有一系列尖锐部分的第一磁性器件，并具有低残余磁化强度这样的磁滞特性，

若干磁体，用于固定所述第一磁性器件并使所述第一磁性器件的尖锐部分彼此保持异极或同极状态；

一个第二磁性器件，该第二磁性器件围绕所述磁单元并具有低残余磁化强度这样的磁滞特性；以及

一个流体通路，一种待磁化的可磁化的流体流经该通路，并且该通路被设置在由所述磁单元和所述第二磁性器件构成的一个磁场中。

46.根据权利要求45所述的磁化器，其特性在于所述流体通路设置在这样一种结构中，使得该通路可以在所述磁场中多次来回转向。

47.一种用于磁化处理的方法，其特征在于：使一种包括带有未成对电子的自由基分子的可磁化的流体流经一个磁场，于是就控制了所述自由基分子的未成对电子的自旋的方向，同时将所述可磁化的流体磁化。

48.根据权利要求47所述的用于磁化处理的方法，其特征在于所述可磁化的流体是一种业已通过光能的共振吸收被分解为自由基的氢的化合物。

49.一种用于控制化学反应的方法，其特征在于：

使业已通过光能的共振吸收被提升到激发态的化学物质流经一个强磁场并且对所述自由基分子的未成对电子的自旋方向加以限制，于是就调整了产生自由基分子的速度并控制所述化学物质所参加的化学反应。

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