CN201209494Y - 燃油、燃气节能净化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为燃油、燃气节能净化处理装置，解决已有方法和装置对流体分子形态改变不能达到理想的效果的问题。稳压电源(1)的一路输出分别与正弦波信号发生器(2)和方波信号发生器(3)的电源引脚连接，稳压电源(1)的另一路输出与功率放大器(4)连接，正弦波信号发生器(2)和方波信号发生器(3)的输出分别与功率放大器(4)的输入连接，功率放大器(4)的输出与线圈(5)的两端连接，线圈(5)缠绕于流体导管(6)的外壁上。

Description

燃油、燃气节能净化处理装置

技术领域：

本实用新型与流体的磁化装置有关，尤其与燃油、燃气的磁化装置有关。

背景技术：

目前市面上已有用永久磁材做成的汽车节油器，利用燃气分子通过磁场后其形态发生变化，有助于充分燃烧来节能。由于永久磁材的磁通量不够，其磁化效果受到限制，节油表现不理想，因此该类汽车节油器的市场接受度不高。目前市面上也有用电磁场方法的汽车节油器，其技术方案均是：将电磁线圈缠绕在燃料通道之上，当燃料从电磁线圈中心流过，使经过磁化处理后的燃料在内燃机中燃烧更完全，从而达到节约燃料，净化与改善燃烧排放的目的。

由于已有的电磁场方法的汽车节油器产生的电磁场的频率范围及磁场强度大小没有正确与合适值，不能满足不同种类的燃料对电磁场的频率及磁场强度需要不同大小的要求。这些电磁节油尾气净化装置的效果受到限制，导致这些电磁节油装置效果甚微甚至几乎没有效果，受到市场的怀疑或否定。例如，申请号90206124汽油机电磁复合节油净化器，申请号92236033燃料油电、磁处理装置，申请号93232623汽车用节油净化器，申请号99219836内燃机助燃节油装置，均没有确定与公开对节能与净化效果起关键作用的处理装置的电磁场频率及输出功率，因此分子的形态改变不能达到理想的效果。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种燃油、燃气分子磁化后，均能使流体粘度下降，分子间距增大充分，大分子团细化程度高的燃油、燃气节能净化处理装置。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型燃油、燃气节能净化处理装置，稳压电源1的一路输出分别与正弦波信号发生器2和方波信号发生器3的电源引脚连接，稳压电源1的另一路输出与功率放大器4连接，正弦波信号发生器2和方波信号发生器3的输出分别与功率放大器4的输入连接，功率放大器4的输出与线圈5的两端连接，线圈5缠绕于流体导管6的外壁上。

稳压电源1为三端稳压芯片U₂，其输入为12V直流，输出为5V直流电分别对正弦波信号发生器2和方波信号发生器3供电，正弦波信号发生器2由运算放大器U₁B组成，其正相输入端与正反馈电路连接，反相输入端与并联的电阻R₇、R₈连接，其输出端通过串联的电容C₅，电阻R₁₁与功率放大器4的三极管Q₁的基极连接，方波信号发生器3由运算放大器U1A组成，其正向输入端与并联的电阻R₁、R₃连接，电阻R₁接地，其反向输入端与并联的电容C₂和电阻R₂连接，电容C₂接地，运算放大器U₁A的输出与电阻R₄的一端连接，电阻R₂、R₃、电容C₄接电阻R₄的另一端，串联的稳压二接管电路一端接地，另一端接R₄，电容C₄的另一端通过电阻R₁₁接三极管Q₁的基极，三极管Q₁的发射极通过并联的电阻R₁₂，电容C₆电路接地和接变压器T₁的次极线圈L₁，变压器T₁的初级线圈一端接12V直流电源和电阻R₁₁，另一端接三极管Q₁的集电极，线圈5与变压器T₁的次极线圈连接。

本实用新型能够产生高强度电磁场，当燃油或燃气(如汽油、柴油、天然气等)从电磁场通过时，分子形态发生变化，分子之间的距离增大，大分子团细化为小分子团以至至单个的分子，燃油的粘度下降，使燃料(油、气)在燃烧前的雾化、细化程度提高、燃烧充分，燃烧值提高，节省燃料，净化尾气。减少废气对环境的污染，当水从电磁场通过时变为磁离子活化水，其溶解度、渗透力、吸附力、洗涤力及代谢力较已有的磁化水显著增强。

本实用新型装置结构简单，成本低廉，使用方便。

通过本实用新型人理论研究与试验测试分析表明，现有电磁燃油燃气处理装置处理效果不显著，主要是由于这些电磁装置产生的电磁场的频率及磁场强度大小没有正确与合适的值，不能使分子获得足够的能量与恰当的振动频率以产生共振来克服分子之间存在的范德华引力，从而使燃油燃气分子团得到细化，分解为单个的分子，达到燃烧充分、节能与净化的效果；现有电磁燃油燃气节能净化方法也不能适应不同种类的燃料对处理装置的电磁场频率及磁场强度需要不同大小值的要求。

各种燃油燃气为不同分子量的碳氢化合物，是碳原子和氢原子依靠价键而结合成的烷类分子。分子之间由于范德华力的引力作用而聚集成大分子团。燃油燃气分子在范德华力的作用下，处于分子聚集状态，大分子团的形成，影响了燃油燃气的充分燃烧。

利用电磁场进行燃油燃气处理就是用外部的具有适当的频率与足够强度的交变电磁场能量使燃油燃气分子获的一定的能量，激活燃油分子之间形成分子团的结合键，使燃油燃气分子产生振动直到在适当的频率与足够强度电磁场作用下发生共振，从而挣脱燃油燃气分子之间的范德华力作用，使燃油燃气分子团得到细化，分解为单个的分子，达到燃烧充分、节能与排放净化的效果。

分析表明，要达到理想的节能与净化效果的关键是：使燃油燃气分子在适当的频率与足够强度的电磁场作用下产生共振，挣脱燃油燃气分子之间的范德华力的作用而细化为单个的分子。因此，电磁燃油燃气节能净化方法有效的第一个因素是有适当的频率以产生共振；第二个因素是有足够电磁场强度以使分子获得足够的能量克服分子之间存在的范德华引力，即电磁场发生装置应有足够的功率。

我们可以用简谐振动理论模型来分析燃油燃气分子在交变电磁场作用下的共振问题。在简谐振动理论中，一个质量为N，弹簧劲度系数为P的弹簧振子，其简谐振动的固有频率 $f=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{P}{N}},$ 说明物体简谐振动的频率与其质量和所受到的力有关。

经本对照分析研究与实践表明，要使燃油燃气分子产生共振，交变电磁场的频率与燃料分子的相对原子量M、燃料分子之间的引力(分子之间的引力用范德华力常数K来描述其大小)有关。电磁场的频率值应正比例于反比例于经过大量实验测试得到有效的电磁场频率实用经验公式：

$f_0=75\sqrt{\frac{K}{M}},$ 单位为kHz。

由于燃油燃气为混合物，如汽油是以辛烷(C₈H₁₈)为主体的混合物，因此为了使燃油混合物的所有组分都能得到有效处理，交变电磁场信号的频率不应在单点f₀，交变电磁场信号还应包含与频率f₀临近的交流信号成分，可以通过设置一个频率是0.75 f₀的方波形信号得到各次谐波，其频率含有临近频率信号的组成部分：0.75f₀，1.5f₀，2.25f₀，……。

电磁燃油燃气节能净化方法有效的第二个因素是有足够强度的电磁场，即电磁场发生装置应有足够的功率。同样我们可以用简谐振动理论模型来分析燃油燃气分子在交变电磁场作用下的产生共振所需能量的问题。经本研究和理论分析表明，要使燃油燃气分子产生共振，交变电磁场的功率应与燃料分子的相对原子量、燃料分子之间的作用力(范德华力)及燃油流量有关，其功率应正比例于原子量M，正比例于燃油流量V，正比例于范德华力常数的平方K²；经过大量实验测试得到电磁场的功率的公式为：

$P=\frac{37}{1000}(1+V)K^2,$ 单位为瓦。

其中V为燃料的流量，单位为克/秒(g/s)；这里公式给出的电磁燃油燃气节能处理处理所需功率在实际的应用中，应不小于公式给定值，但也不必过大，过大的功率会浪费。

附图说明：

图1是本实用新型的框图。

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式：

实施例1：

稳压电路1由三端稳压芯片U2构成，它将车载电瓶12V直流电源转换成稳定的5V直流电源供正弦波信号发生器2与方波信号发生器3使用，其输入端接车载电瓶12V直流电源，其输出端接运算放大器U1A、U1B的电源引脚。

正弦波信号发生器2由电阻R5 R6 R7 R8，电容C1 C3，运算放大器U1B组成，C1与R5串联同C3与R6并联再构成正反馈回路，R7、R8构成负反馈回路，运算放大器U1B的同相输入端与电容C1 C3、电阻R6连接，电阻R5 R7的另一端接运算放大器U1B的输出端，运算放大器U1B的反相输入端与电阻R7 R8相连，运算放大器U1B的输出端通过串联电容C5、电阻R11与功率放大三极管Q1的基极连接。

方波信号发生器3由电阻R1 R2 R3 R4、电容C2、稳压二极管D1 D2、运算放大器U1A组成，电阻R2一端接R4另一端接运算放大器U1A的反相输入端，电阻R1一端接地另一端接运算放大器U1A的同相输入端，稳压二极管D1 D2的两阴极相连，D1的阳极接电阻R3，D2的阳极接地，电阻R4一端接R3另一端接运算放大器U1A的输出端，运算放大器U1A的输出端通过串联电容C4、电阻R11与功率放大三极管Q1的基极连接；

功率放大器4由电阻R9 R10 R11 R12、电容C4 C5 C6、功率放大三极管Q1、变压器T1组成，电容C4 C5并联再与电阻R11串联后与三极管Q1的基极连接，电阻R9 R10串联，电阻R9另一端接12V的车载直流电源VCC_IN，电阻R10另一端接地，R12 C6并联后与三极管Q1的发射极连接，变压器T1的初级的一端接三极管Q1的集电极、初级的另一端接接12V的车载直流电源VCC_IN，变压器T1的次级两端引出作为功率放大器的输出端分别接线圈5的两端；可调电阻R11为功率放大器4的输出功率调节电阻。

线圈5由漆包铜线绕制而成，漆包铜线的规格为直径0.2～0.3毫米，一般绕150匝至170匝，在接入功率放大器4的输出端后线圈就可产生强度、频率按设定大小要求的高频电磁场。

本实用新型的实施例1，是用于排量2.0的汽油发动机节油尾气净化装置，燃油流流量V取8(g/s)。汽油是以辛烷(C₈H₁₈)为主体的混合物。

辛烷(C₈H₁₈)分子的相对原子量M取整数近似值：8×12+18×1＝114

辛烷(C₈H₁₈)分子之间的结合键是“C—C”，查附录1(常用分子之间结合键的范德华力常数值表)知”C—C”键范德华力常数是4.5～5.6。一般来说对于烷烃分子随C原子数增加，分子量的增大，范德华力越大，分子越紧密；反之，随C原子数减少，分子量的减小，范德华力越小。辛烷(C₈H₁₈)分子含8个C原子，所以可选取范德华力常数较大的值K＝5.1。

根据经验公式(1)计算得电磁场的功率下限：

$P=\frac{37}{1000}(1+V)K^2$

  $=\frac{37}{1000}\×(1+8)\×{5.1}^2$

  $\≈8.66$ (瓦)

根据经验公式(2)计算得电磁场中心频率

$f_0=75\sqrt{\frac{K}{M}}$

  $=75\sqrt{\frac{5.1}{114}}$

  $\≈15.86\left(\mathrm{kHz}\right)$

汽油发动机节油尾气净化装置的原理框图见图1，电路原理图见图2。作为家用天然气炉具的节气装置的电路图，在图2中电子元器件型号、参数的选取如下：

C1＝C2＝C3＝0.01μF，R7＝51kΩ，R8＝20kΩ，R1＝1kΩ，R3＝10kΩ，R4＝500Ω，C4＝C5＝C6＝1μF，R9＝R10＝100kΩ，R12＝500Ω；可调电阻取值R2＝15.760kΩ，R6＝R5＝1003Ω；功率调节电阻R11＝100Ω；运算放大器U1A U1B型号为LM324，三极管Q1型号为3DA4014，三端稳压芯片U2型号为7805。

实施例2：

本实用新型的实施例2，是用于家用天然气炉具的节气装置，燃气油流量V取1(g/s)。天然气是以甲烷(C₁H₄)为主体的混合物。

甲烷(C₁H₄)分子的相对原子量M取整数近似值：1×12+4×1＝16

甲烷(C₁H₄)分子之间的结合键是“C—C”，查附录1(常用分子之间结合键的范德华力常数值表)知”C—C”键范德华力常数是4.5～5.6。一般来说对于烷烃分子随C原子数增加，分子量的增大，范德华力越大，分子越紧密；反之，随C原子数减少，分子量的减小，范德华力越小。甲烷(C₁H₁)分子只含一个C原子，所以可选取范德华力常数较小的值K＝4.7。

根据经验公式(1)计算得电磁场的功率下限：

$P=\frac{37}{1000}(1+V)K^2$

  $=\frac{37}{1000}\×(1+1)\×{4.7}^2$

  $\≈3.27$ (瓦)

根据经验公式(2)计算得电磁场中心频率

$f_0=75\sqrt{\frac{K}{M}}$

  $=75\sqrt{\frac{4.7}{16}}$

  $\≈41.65\left(\mathrm{kHz}\right)$

家用天然气炉具节气装置的原理框图见图1，电路原理图见图2。作为家用天然气炉具的节气装置的电路图，在图2中电子元器件型号、参数的选取如下：

C1＝C2＝C3＝0.01μF，R7＝51kΩ，R8＝20kΩ，R1＝1kΩ，R3＝10kΩ，R4＝500Ω，C4＝C5＝C6＝1μF，R9＝R10＝100kΩ，R12＝500Ω:可调电阻取值R2＝6150Ω，R6＝R5＝392Ω；功率调节电阻R11＝500Ω；运算放大器U1A U1B型号为LM324，三极管Q1型号为3DA4014，三端稳压芯片U2型号为7805。

附录1：常用分子之间结合键的范德华力常数值表，单位：牛/米(N/m)

 

键类型	范德华力常数K
		C-H	5.1～5.9
C-C	4.5～5.6
		C＝C	9.5～9.9
C≡C	15～17
		H-O	7.8
C-O	12～13
		C＝O	16～18

Claims (2)

1、燃油、燃气节能净化处理装置，其特征在于稳压电源(1)的一路输出分别与正弦波信号发生器(2)和方波信号发生器(3)的电源引脚连接，稳压电源(1)的另一路输出与功率放大器(4)连接，正弦波信号发生器(2)和方波信号发生器(3)的输出分别与功率放大器(4)的输入连接，功率放大器(4)的输出与线圈(5)的两端连接，线圈(5)缠绕于流体导管(6)的外壁上。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于稳压电源(1)为三端稳压芯片U₂，其输入为12V直流，输出为5V直流电分别对正弦波信号发生器(2)和方波信号发生器(3)供电，正弦波信号发生器(2)由运算放大器U₁B组成，其正相输入端与正反馈电路连接，反相输入端与并联的电阻R₇、R₈连接，其输出端通过串联的电容C₅，电阻R₁₁与功率放大器4的三极管Q₁的基极连接，方波信号发生器(3)由运算放大器U1A组成，其正向输入端与并联的电阻R₁、R₃连接，电阻R₁接地，其反向输入端与并联的电容

和电阻R₂连接，电容C₂接地，运算放大器U₁A的输出与电阻R₄的一端连接，电阻R₂、R₃、电容C₄接电阻R₄的另一端，串联的稳压二接管电路一端接地，另一端接R₄，电容C₄的另一端通过电阻R₁₁接三极管Q₁的基极.三极管Q₁的发射极通过并联的电阻R₁₂，电容C₆电路接地和接变压器T₁的次极线圈L₁，变压器T₁的初级线圈一端接12V直流电源和电阻R₁₁，另一端接三极管Q₁的集电极，线圈(5)与变压器T₁的次极线圈连接。

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