IT201900002157U1 - Dispositivo di trattamento di un carburante di alimentazione di una camera di combustione - Google Patents

Description

Descrizione della domanda di brevetto per modello di utilità dal titolo: “Dispositivo di trattamento di un carburante di alimentazione di una camera di combustione”

DESCRIZIONE

La presente innovazione si riferisce alle tecnologie applicate per trattare un carburante a base di idrocarburi a monte di una camera di combustione, come correntemente esistenti nei motori a scoppio. Più precisamente, si riferisce alle tecnologie che, in tali circostanze, sfruttano un campo magnetico per migliorare le condizioni di combustione del carburante in detta camera, con il duplice obiettivo di aumentare il tasso di combustione e ridurre la presenza di fuliggine nel gas di scarico.

Tentare di migliorare le condizioni di combustione di un carburante a base di idrocarburi a monte di una camera di combustione in un ambiente ossigenato sottoponendo il carburante a un campo magnetico non è una novità. Diversi documenti di arte nota descrivono dei dispositivi di magnetizzazione da montare sui condotti che veicolano il carburante fino alla camera di combustione in cui è ammesso in miscela con il comburente ossigenato, generalmente aria. Per dispositivi autonomi, come auspicabile ad esempio allorché si tratta di equipaggiare un motore di automobile o una caldaia domestica, il campo magnetico viene creato da magneti permanenti che un supporto adatto trattiene più vicino possibile al circuito del carburante, anche più vicino possibile al suo ingresso nella camera di combustione.

Il principio di funzionamento di tali dispositivi si basa sull’azione del campo magnetico sui collegamenti chimici esistenti fra gli atomi che compongono le molecole del carburante. Segnatamente l’obiettivo è quello di modificare lo stato di spin degli atomi d’idrogeno implicati nei collegamenti interni alle macromolecole costituenti il carburante al fine di liberare i raggruppamenti che ingombrano i collegamenti carbonio-carbonio delle catene di idrocarburo. Si presume poter così distruggere gli ammassi molecolari e, di conseguenza, facilitare l’accesso agli stessi atomi di carbonio per l’ossigeno comburente con cui il carburante, così trattato, si trova in presenza nella camera di combustione.

La presente invenzione propone di sfruttare lo stesso principio di base in un dispositivo di concezione specifica che funziona secondo una modalità di applicazione del campo magnetico differente da quelle previste fino a oggi. Il dispositivo comprende sostanzialmente una pluralità di magneti permanenti disposti suddivisi attorno a un condotto centrale di circolazione del carburante e che creano singolarmente dei campi magnetici orientati in direzione radiale rispetto a detto condotto. Con campi centripeti tutti nella stessa direzione si ottiene così che la vena centrale del flusso circolante nel condotto sia sottoposta a campi con segni contrari che le giungono simultaneamente.

Secondo forme di esecuzione preferite il dispositivo presenta una o più delle caratteristiche che si trovano, associate, in una variante che sarà descritta dettagliatamente in seguito.

Si osserva la presenza di magneti raggruppati in serie di almeno due magneti di diversa lunghezza che si estendono uno in seguito all’altro lungo ognuna di numerose generatrici del condotto di circolazione, se del caso in parallelo all’asse centrale di quest’ultimo. I magneti successivi sono reciprocamente distinti secondo i loro effetti magnetici, cosa per cui sono fisicamente separati da un divisorio in un materiale a schermatura magnetica interposto fra magneti divisori.

Attorno al condotto che veicola il carburante, gli stessi magneti si distribuiscono secondo una simmetria di rivoluzione almeno di ordine tre, illustrata da una suddivisione quadrangolare. Secondo la forma più semplice, specialmente in vista di una costruzione facile da installare a costo ridotto, i divisori di separazione fra magneti in successione nella direzione longitudinale del condotto si dispongono in uno stesso piano con sezione trasversale attorno al condotto. Pare tuttavia che nelle applicazioni che richiedono di privilegiare l’efficacia fisico-chimica del trattamento, e in special modo la riduzione della fuliggine, è possibile essere più interessati a distribuire i magneti diversamente, sfalsando assialmente la posizione degli elementi in serie da una generatrice all’altra nella loro distribuzione circolare. Una tale disposizione, per magneti che sono ognuno a magnetizzazione radiale come richiesto dall’innovazione, porta ad esempio ad applicare, al contorno del condotto centrale, un campo magnetico marcante dei massimi d’intensità che descrive delle curve a elica attorno e lungo il condotto centrale.

I documenti di arte nota non descrivono nulla di analogo. Al contrario, prevedono in genere di creare il campo magnetico applicato al carburante mediante semplici barre a magnetizzazione longitudinale, orientata parallelamente all’asse del condotto centrale veicolante il carburante. L’obiettivo principale consiste nell’imporre il meglio possibile un campo magnetico uniforme attraverso il percorso del carburante, in tutta la sezione trasversale del condotto, quindi in tutta la sezione di passaggio del carburante.

La presente innovazione si posiziona in modo contrario rispetto a tutta questa pratica nota agli esperti del settore, liberandosi della necessità di una tale uniformità. Utilizzando dei magneti a magnetizzazione radiale con disposizione a raggiera attorno al condotto del carburante viene accettato che la vena centrale del flusso di carburante sia sottoposta a campi magnetici di segno contrario. E, lungi dall’essere pregiudizievole alle condizioni della combustione ulteriore, sembra piuttosto che questo permetta un migliore sfruttamento degli effetti locali del campo magnetico che presenta un’intensità massima in periferia, attorno al condotto centrale. I risultati osservati fanno pensare che, a livello delle macromolecole, vi sarebbe un effetto di migrazione degli atomi d’idrogeno eccitati per inversione di spin di un gruppo sostituente l’altro e di una molecola d’idrocarburo l’altra, con la conseguenza di una distruzione degli ammassi che si verifica sempre più vicino al flusso del carburante.

Nelle forme di esecuzione dell’innovazione preferite secondo l’innovazione i magneti utilizzati sono vantaggiosamente ognuno sotto forma di una barra di sezione rettangolare (essendo inteso che una sezione quadrata è un caso particolare di sezione rettangolare) che sono disposti secondo una simmetria circolare, almeno di ordine ternario come già indicato, e più particolarmente in numero di quattro attorno al condotto. Fra le barre lo spazio circolare attorno al condotto centrale è occupato da un corpo in materiale amagnetico che costituisce il supporto di montaggio delle barre magnetizzate. Le diverse barre sono inserite in alloggiamenti realizzati per riceverle. Per comodità di costruzione le barre che si succedono lungo il condotto centrale si dispongono in linea una dopo l’altra in una stessa scanalatura scavata nel materiale del corpo di supporto. Scivolano in detta scanalatura a scorrimento a partire da una delle estremità longitudinali del supporto circolare. L’insieme è contenuto in un involucro tubolare esterno.

Secondo altre peculiarità secondarie dell’innovazione, ogni magnete è ricoperto da un involucro a schermatura metallica che gli è proprio, a eccezione del lato della barra situato di fronte al condotto centrale.

L’innovazione sarà ora descritta più completamente nell’ambito di una forma di esecuzione particolare del dispositivo di trattamento di un carburante a base di idrocarburi sul suo percorso a monte di una camera di combustione in presenza d’ossigeno, con riferimento alle figure dei disegni allegati in cui:

-la figura 1 rappresenta il dispositivo completo, visto dall’esterno in prospettiva e con parziale distacco dell’involucro tubolare esterno;

-la figura 2 è una rappresentazione schematica, secondo la sezione trasversale della parte interna del dispositivo, l’involucro tubolare esterno essendo asportato;

-e la figura 3 rappresenta schematicamente il dispositivo in una sezione longitudinale secondo un piano in sezione diametrale attraverso due serie di magneti opposte.

Il dispositivo qui prescelto per illustrare l’innovazione in un caso particolare di applicazione è concepito in modo che possa costituire un troncone di condotto su un manicotto d’alimentazione di un motore di vettura, ma deve essere chiaro che lo stesso dispositivo potrebbe essere utilizzato all’ingresso di iniezione del carburante in qualsiasi sistema provocante la sua combustione. In tutti i casi viene montato sul condotto di alimentazione del carburante a monte, ma il più vicino possibile alla camera di combustione. Il carburante considerato è a base di idrocarburi e la sua combustione avviene per mezzo di ossigeno fornito sotto forma di aria ambiente.

Il dispositivo comprende un corpo circolare 1 in materia plastica, amagnetica, destinato a ricevere i magneti, che si dispone fra due tubi coassiali, fra cui il tubo interno 2 costituisce il condotto di circolazione del carburante mentre il tubo esterno 3, vantaggiosamente realizzato con una lega d’alluminio, costituisce l’involucro esterno che racchiude i magneti.

Alle due estremità del dispositivo, i due tubi sono resi solidali dalle ganasce 4 e 5 che recano i raccordi 6 e 7 (figura 1) che servono al collegamento del dispositivo sul condotto di carburante, con connessione a tenuta a livello del tubo interno 1.

Per realizzare gli alloggiamenti destinati a ricevere i magneti il corpo di supporto 1 presenta quattro scanalature 10, scavate nella sua massa a partire dalla sua superficie periferica esterna, che sono ripartite regolarmente con distribuzione circolare a intervalli angolari uguali. Si estendono quindi lungo il condotto centrale del carburante, concretizzato dal tubo interno 1 secondo quattro generatrici a 90 gradi una dall’altra.

In ogni scanalatura vengono posizionati tre magneti in successione nella direzione longitudinale. In ogni serie di tre magneti, il magnete mediano è più corto dei due magneti che lo inquadrano. A titolo di esempio, il magnete mediano 12 della figura 3 presenta una lunghezza di 40 mm fra due magneti laterali 11 e 13 con 60 mm di lunghezza. Il fatto di prevedere delle lunghezze differenti per i magneti in successione lungo il condotto del carburante è apparso particolarmente vantaggioso per la riduzione del tasso di fuliggine nei prodotti risultanti dalle reazioni di combustione (che idealmente dovrebbero essere costituiti da aria carica di vapore acqueo).

Alla figura 3 si vedono i tre magneti successivi in serie in una scanalatura del corpo di supporto 1, come pure i tre magneti in serie 14, 15, 16, che sono diametralmente opposti. Sulla sezione trasversale della figura 2 si vede meglio la distribuzione in simmetria circolare, o simmetria di rivoluzione attorno all’asse centrale, fra i quattro magneti mediani 12,18,15,17, situati in scanalature differenti del corpo di supporto 1.

Conformemente all’innovazione, i magneti sono tutti delle barre a magnetizzazione nord-sud nel piano trasversale e sono posizionati con la loro direzione di magnetizzazione orientata radialmente, in una disposizione a raggiera attorno al condotto centrale (tubo 1) da un magnete all’altro. Nella realizzazione qui specificamente descritta il lato polo sud della barra è dal lato periferico esterno e il lato polo nord opposto è dal lato interno, rispetto al condotto centrale, il che corrisponde a una magnetizzazione sud-nord centripeta.

Come illustrato alla figura 3, del divisori 8 isolati magneticamente sono interposti fra i magneti successivi 11 e 12 e 12 e 13 in ogni scanalatura 10 del supporto. E si vede sia alla figura 2 sia alla figura 3 che ogni barra di magnete è ricoperta da una cappa isolante 19, realizzata sotto forma di uno scivolo con sezione a U in un materiale a schermatura magnetica.

L’efficacia del trattamento cui è sottoposto il carburante passando nel tubo 1 si traduce in un miglioramento delle condizioni di combustione che è stato dimostrato con test di opacità sui gas in uscita dalla combustione, prima di tutto la filtrazione. L’indice misurato passa dal valore 3,97 al valore 2,49, il che testimonia una riduzione nettamente migliore di quanto sarebbe stato possibile prevedere da una diminuzione della fuliggine semplicemente concomitante a un miglioramento del tasso di combustione già migliore rispetto alle condizioni di trattamento del carburante applicate dai dispositivi di arte nota.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di trattamento di un carburante a base di idrocarburi che alimenta una camera di combustione in un ambiente ossigenato, comprendente mezzi di creazione di un campo magnetico in un condotto di circolazione del carburante (2), in cui i suddetti mezzi comprendono una pluralità di magneti permanenti (da 12 a 19), ognuno dei quali si estende lungo detto condotto e sono distribuiti attorno a detto condotto e singolarmente creatori di campi orientati in direzione radiale di detto condotto, in modo che la vena centrale del flusso circolante in detto condotto sia sottoposta a campi centripeti di segni contrari che le giungono contemporaneamente.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detti magneti sono singolarmente orientati a una magnetizzazione centripeta sudnord verso detto condotto (2).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti magneti sono disposti attorno a detto condotto (2) secondo una distribuzione di simmetria di rivoluzione gli uni rispetto agli altri, almeno con ordine di preferenza tre.
4. 4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detti magneti sono realizzati sotto forma di barre distribuite attorno a detto condotto lungo quattro generatrici, almeno due barre di lunghezza differente (11, 12) essendo disposte in successione lungo una stessa generatrice.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui dette barre sono alloggiate in scanalature ricettive (10) realizzate in un corpo di supporto circolare (1) che circonda detto condotto (2).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui dette scanalature (10) sono ricavate esternamente nella massa di detto corpo (1).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui in ognuna di dette scanalature (10) sono disposti tre magneti in serie comprendenti un magnete mediano (12) di lunghezza inferiore fra due magneti laterali (11 e 13) di lunghezza maggiore.
8. 8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detti magneti sono singolarmente avvolti con un materiale a schermatura magnetica, a eccezione del loro lato di fronte a detto condotto (2).