JP2015504500A - 燃焼エンジン内での燃焼の前に化石燃料と水の混合物を処理する装置 - Google Patents

Abstract

内燃エンジン、ボイラ、加熱ユニット、ガスタービン、またはその他の化石燃料燃焼機械または燃料電池で使用するための化石燃料と水の混合物を処理する装置（１００）であって、前記装置は、前記化石燃料と水の混合物を処理するための処理ユニット（３）を含み、前記処理ユニット（３）は：処理ユニット（３）内への前記化石燃料と水の混合物を受けるための流入口（３６）と、処理ユニット（３）から化石燃料と水の処理済み混合物を排出するための流出口（３８）と、非磁性材料の２つ以上の管（３１）のアセンブリであって、前記２つ以上の管（３１）は円形断面を有し、前記アセンブリは前記流入口（３６）と前記流出口（３８）との間に配置されており、前記２つ以上の管（３１）は、異なる直径を有し、実質的に等しい長さを有し、長さ方向に揃えて配置され、複数の中間空間を画定する前記管（３１）と同心に配置され、こうして前記流入口（３６）と前記流出口（３８）との間に前記化石燃料と水の混合物のための流路を設け、最も内側の管（３２）および最も外側の管（３３）は電流発生器（３５）に電気的に接続されており、前記電流発生器（３５）は、最も内側の管（３２）が前記電流発生器（３５）の陽極（３５１）に接続されて最も外側の管が前記電流発生器（３５）の陰極（３５２）に接続された状態でパルス電流を供給するように構成されており、これによって前記中間空間内を流れる前記化石燃料と水の混合物を電磁場に曝す、装置（１００）。

Description

本発明は、自動車、トラック、および船舶、またはその他何らかの作業または発電プラントエンジン用途の燃焼エンジン、ならびにボイラ、バーナ、ガスタービン、および化石燃料を使用するその他の装置のための燃焼エンジンに、大量の水を含む化石燃料を提供する装置に関する。

いくつかの文献は、ディーゼルなど、水と化石燃料の配合を開示している。米国特許第５，１５６，１１４号明細書は、エンジン用の燃料導入システム内に空気および水性燃料を導入するステップを含む方法を、開示している。燃料は、燃料の総体積の約２０体積パーセントから８０体積パーセントの水と、エタノール、メタノール、ガソリン、灯油、ディーゼル燃料、炭素含有気体または液体燃料、あるいはその混合物からの炭素質燃料を含み、エンジンを動作させるために水素生成触媒の存在下で１つまたは複数の燃焼チャンバ内に前記空気／燃料混合物を導入して燃焼する。

水と化石燃料との配合に関わる共通の問題は、たとえば、２つの成分の密度が異なることによる、混合後の混合物の分離を包含する。水と化石燃料との混合の別の問題は、水を蒸発させるために熱エネルギーを消費する大径水粒子を生じる、乳化燃料中の水粒子の寸法の大きさである。燃料とともに純酸素を注入する試みがなされたが、これは燃料噴射器、燃料ポンプの損傷、そしてエンジンの損傷までも引き起こした。その他の問題は、運転後のシリンダ空間内の水およびクランクケース油の中に存在する水粒子の凝縮、燃料の可燃温度の低下、配合燃料の密度の増加、燃料送達システム内の圧力および燃料送達システムの潤滑化の上昇である。これらは、混合物の品質およびエンジン内への導入／注入に関する問題の一部に過ぎない。

米国特許第５１５６１１４号明細書

これを背景として、本明細書の目的は、改良された燃料と水の混合のための改良された混合能力を有する装置を提供することである。

この目的は、内燃エンジン、ボイラ、加熱ユニット、ガスタービン、またはその他の化石燃料燃焼機械で使用するための化石燃料と水の混合物を処理する装置を提供することによって達成され、装置は、化石燃料と水の混合物を処理するための処理ユニットを含む。処理ユニットは、処理ユニット内への化石燃料と水の混合物を受けるための流入口および処理ユニットから化石燃料と水の処理済みの混合物を排出するための流出口と、非磁性体の２つ以上の管のアセンブリとを含み、２つ以上の管は円形断面を有し、アセンブリは流入口と流出口との間に配置されている。２つ以上の管は、異なる直径を有し、実質的に等しい長さを有し、長さ方向に揃えて配置され、管と同心に配置されて複数の中間空間を画定し、こうして流入口と流出口との間に化石燃料と水の混合物のための流路を設ける。さらに、最も内側の管および最も外側の管は電流発生器に電気的に接続されており、電流発生器は、最も内側の管が電流発生器の陽極に接続されて最も外側の管が電流発生器の陰極に接続された状態でパルス電流を供給するように構成されており、これによって中間空間内を流れる化石燃料と水の混合物を電磁場に曝す。燃料および水分子中のイオンの帯電および放電もまた、水からのパルス電流の印加の間、および同時に部分的に自らの酸素による燃料分子の酸化の間に行われてもよく、これにより燃料分子鎖を、燃料分子鎖中で放出された炭素結合または炭素末端の一部または全てにおける添加水素を含むより小さい部分に分割する。

管は、この文脈において、長手方向伸長部および実質的に円形断面を有する、管、パイプ、または円筒などのいずれの中空構造とも称される。

一実施形態において、処理ユニットは、中間空間の間に化石燃料と水の混合物の流れを分配するために流入口に接続された、分配チャンバをさらに含む。また、処理ユニットは、中間空間からの化石燃料と水の処理済み混合物の流れを収集するために流出口に接続された収集チャンバと、化石燃料と水の混合物、タンクを処理ユニットの流入口に接続する第一導管、処理ユニットの流出口からタンクまで接続する第二導管を含むタンクとを含む。

一実施形態において、処理ユニットは、金属粒子で被覆された装置の最も外側の管の内側の表面をさらに含み、さらに最も外側の管は、電気絶縁性材料を用いて隣接する管から絶縁されている。また、南−南の極配向の２つ以上の永久磁石は、燃料と水の混合物の流入口に最も近い管の末端に配置されており、永久磁石は、永久磁石の南極配向を管の方に向けて、管の両側に配置されており、最終的に内側の管のうちの少なくとも１つの外側の表面は活性炭を含む。

一実施形態において、燃料と混合される液体を含有する水素および酸素は、少なくとも８０〜１００％の水素および酸素を含有する。

一実施形態において、混合された燃料および水は、少なくとも５〜９５％の化石燃料を含有する。

一実施形態において、混合された燃料および水は、少なくとも５０〜９５％の化石燃料を含有する。

一実施形態において、処理ユニットは、ステンレス鋼の管から作られる。

一実施形態において、処理ユニットは、導電性非磁性材料の管から作られる。

一実施形態において、処理ユニットは、管の間の中間空間の中に配置された処理材料を、さらに含む。

一実施形態において、処理チャンバ内の処理材料は、天然絹糸の細線である。

一実施形態において、処理チャンバ内の処理材料は、絹と類似の特性を有する別の材料である。

本発明の一実施形態において、処理ユニットの充填は、混合物制御弁を用いて制御される。

一実施形態において、処理ユニットは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、ＦｅＯ、およびＣｕＯの、ただしこれらに限定されない群より選択される金属粒子を含む。

一実施形態において、燃料プロセッサユニットは、処理ユニットの一部である。

一実施形態において、燃料プロセッサユニットは、処理ユニットの最も内側の中間空間を形成する。

一実施形態において、処理ユニット内の金属粒子は、電荷を放出するために接地されている。２つの回路の帯電および放電が同時に実行されず、１つの回路が帯電しているときに他方の回路が放電するように、異なるタイミングで個別の帯電および放電する２つの回路を含む、特殊な放電システムが使用されてもよい。

また、本発明は、本発明による処理ユニットを含む装置の適用によって、化石燃料と水の処理済みの混合物を内燃エンジン、バーナ、加熱ユニット、またはガスタービンに提供する方法にも関する。

さらに、本発明は、本発明による処理ユニットを含む装置の適用による、化石燃料と水の処理済みの混合物を内燃エンジン、バーナ、加熱ユニット、またはガスタービンに提供する方法によって得られる燃料と水の可燃性処理済み混合物に関する。

本発明の一実施形態において、装置は化石燃料燃焼機械をさらに含む。また、タンクから化石燃料燃焼機械まで流体的に接続する第三導管、および化石燃料燃焼機械からタンクまで接続する第四導管も含む。

本発明の一実施形態において、装置は燃料電池をさらに含む。

本発明の一実施形態において、装置は、装置内の燃料および水の分配のための複数のインラインポンプをさらに含む。

本発明は、水と燃料を一緒に配合する新規な方法および装置を提供する。水と化石燃料を混合することの問題は、密度の差がおよそ３０％ある液体など、これらが非常に異なる２つの液体であるということである。本発明によって提供される解決法は、有用な可燃性流体を得るために、およびたとえば燃焼のシリンダ内など水の蒸発において熱エネルギーの一部を失わずに、本発明による処理ユニットを使用して、これら２つの液体を一緒に配合することである。本発明で提示される装置は、装置の内部に存在する分子のイオンの帯電および放電を生じるパルス電流を燃料と水の混合物が受ける、処理ユニットを開示している。処理ユニットは、直径の異なる２つの管から作られており、最も小さい管が最も内側の管となって最も広い直径を有する管が最も外側の管となるように、互いの周りに配置される。最も内側および最も外側の管は、パルス電流を発生する電気パルス発生器に接続されている。隣接する管の表面は、天然絹糸などの材料の細線ネットによって分離されてもよい。パイプの間の流体粒子の良好な分散に適したその他の材料が、水をさらに小さい粒子に分離するために有利に使用されてもよい。１つのシナリオは、Ｈ分子が処理ユニット内で１つのイオンを放出し、したがってこれが過剰帯電することであろうが、しかしＯ_２は燃焼チャンバ内のＯ_２触媒として燃焼反応を促進することになり、燃料および水の配合の改善された条件をもたらす燃料分子鎖内に炭素の部分的酸化によって炭素を封入してもよい。管の末端には、互いの間に南−南の極配向で２つ以上の永久磁石が提供されてもよい。このような磁石によって供給される磁場は、燃料および水の配合の改善された条件をもたらす可能性があり、磁場は永久磁石または電磁石によって提供されてもよい。最も外側の管の内側は、アルミニウムなどの金属粒子で被覆されている。燃料分子が処理ユニットを通過するとき、１つのシナリオは、Ｈ分子の正電荷において、管の表面上に存在する負帯電アルミニウム粒子によって生じる化石燃料鎖が減少することであろう。水および燃料は、個別のタンク内で配合されるか、または処理ユニット内で配合される。処理ユニットは、活性炭を含む内側の管をさらに含んでもよい。処理ユニット内の過剰帯電燃料分子は、Ｈ分子のうちの１つからの１つのイオンが取り出されたときに現れる。すると処理ユニットからの化石燃料と水の処理済み混合物は、燃料中の炭素分子の完全なクラッキングのための処理ユニット内に再び仕向けられる。本発明は、水粒子が減少するため燃料の可燃点の実質的な低下を招くことがないので、ほとんどの種類のディーゼルエンジンまたはバーナにおいて使用可能な配合燃料の生成を可能にする。

本発明の一態様において、装置は３つの異なるユニット、そしてこれらに接続するための導管を含む。第一に、Ｈ_２Ｏの処理のために第一ユニットが提供される。このユニットは、異なる径の２つ以上の管を含み、大径の管の中に小径の管が配置されている。最も内側の管および最も外側の管は、パルス電磁場を発生することが可能なパルス発生器に接続されている。崩壊した電磁場からの変調パルス電流は、パルス電磁場の結果であるかもしれない。また、管の間の中間空間は、絹などの分離材料を含んでもよい。第二に、水と配合する前に化石燃料を用意するために、第二ユニットが提供されてもよい。ユニットは、ステンレス鋼などの非磁性材料から作られた２つ以上の管をさらに含んでもよく、ほとんどの外管の内側の表面は金属粒子で被覆されている。最も外側の管は、セラミックなどの絶縁材料を用いて隣接する次の管から絶縁されている。２つの管は、パルス磁場、およびそれによって磁場のパルス崩壊を生じる１つ以上の誘導コイルによってパルス電荷を送達する電源に、接続されてもよい。さらに、管は、２つ以上の永久磁石、好ましくは管の内部における０．１テスラを超える磁場の印加のためのＦｅ−Ｎｄ−Ｂなどの非常に強力な磁石が、管の末端に設けられている。永久磁石は、互いに向かって南−南の極配向で配置されている。最も内側の管は、活性炭をさらに含んでもよい。第三ユニットは、処理済み水および処理済み燃料を一緒に配合するための、そして燃料と水の処理済み混合物が使用可能となるように配合済み溶液を循環貯蔵槽内に保持するための、ブレンダユニットであってもよい。ブレンダは、１つ以上の管、水および燃料のための流入口、適切な混合を保証するための処理済みガスおよび処理済み燃料のための開口部、および燃焼エンジンに続く流出口を含んでもよい。

本明細書の以下の詳細部分において、本発明は、以下の図面に示される例示的実施形態を参照して、より詳細に説明される。

本発明の例示的実施形態による装置を含むシステムの模式図である。 本発明の例示的実施形態による処理ユニットの断面図である。 本発明の例示的実施形態による処理ユニットの管のアセンブリの斜視図である。 エンジン速度に応じたディーゼル燃料消費量予測のグラフである。 エンジン速度に応じたＮＯｘ排出量のグラフである。

以下の実施形態および定義は、本発明の装置および方法に関わる。

この文脈において、装置および方法は、燃焼エンジン、ボイラ、バーナ、およびガスタービンなどの、ただしこれらに限定されない、化石燃料を使用する装置に適用可能である。

この文脈において、燃料プロセッサという用語は、燃料分子を過剰帯電し、これらに統一された配向を付与することによって水とより良く配合されるように、化石燃料分子を調製するユニットを指す。

この文脈において、ブレンダユニットという用語は、磁場の中で処理済み水と処理済み燃料とを混合するためのユニットを指す。

本発明の一実施形態において、水処理ユニットはステンレス鋼管から作られる。

本発明の一実施形態において、水処理ユニット内の分離材料は、管の表面により小さい水の分子を提供するために、天然絹糸の細線から作られる。

本発明の一実施形態において、処理ユニットの充填は、混合物制御弁を用いて制御される。

本発明の一実施形態において、燃料の充填は、必要とされる所定出力のために利用可能な燃料および水が常時十分にあることを保証する中央制御ユニットによって制御された、燃料および水の両方のための個別の制御された投与ユニットを用いて提供される。必要とされる出力は、中央制御ユニットに入力される。

本発明の一実施形態において、金属粒子は良好な絶縁体を用いて内側の管から絶縁されており、アルミニウムは電荷を放出するために接地されている。

本発明の一実施形態において、２つの管は、崩壊した誘導コイルからのパルス電荷を有する電源に接続されている。

本発明の一実施形態において、電源は、水と共振して発生する１４６ｋＨｚのパルス電流など、１００から２５０ｋＨｚの間の周波数を有する燃料の調整を提供するパルス電荷を供給してもよい。

本発明の一実施形態において、装置は、銅またはステンレス鋼管から作られたブレンダをさらに含み、ブレンダは活性炭で満たされている。ブレンダは、個別のユニットであってもよく、あるいは処理ユニットの一部、すなわちユニットの最も内側の管として配置されてもよい。このような複合型処理ユニットは、ブレンダと、さらにチャンバをパルス発生器の陽極で帯電させることによってより良いイオン交換のための燃料または水素分子を調整するために使用される燃料プロセッサも含んでよく、他方の極はブレンダの中間管に接続されている。外管は、セラミック材料などの良好な電気絶縁体を用いて内側の管から絶縁され得ており、この絶縁体と外管との間の空間は、鉄またはアルミニウム粒子で満たされている。管のこの部分は、パルス発生器によって、負電荷で帯電している。

電流発生器は、通常は５０Ｗ未満の比較的弱い出力を提供すれば十分である。したがって電流発生器は、自動車内の標準的発電器によって電力供給されてもよい。

本発明の一実施形態において、燃料プロセッサユニットの最も外側の管の内側は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、ＦｅＯ、およびＣｕＯなどの、ただしこれらに限定されない金属粒子で被覆されている。粒子は、管の表面を増加させ、分子上のイオンの一部を放出させる目的を有する。

図１は、装置および方法が、燃焼エンジンのための水および化石燃料の配合においてどのように協働するかを示す、本発明のシステムの概略図である。図面は、混合された燃料および水の貯蔵のためのタンク１を示し、混合された燃料および水が処理ユニット３内に案内される第一導管２を描写しており、ここで混合された燃料および水は電磁場への曝露によって処理される。処理済みの燃料および水混合物はその後、第二導管４を通じて処理ユニット３からタンク１に戻される。

追加化石燃料は燃料タンク９からタンク１に供給されてもよく、追加水は水タンク１０からタンク１に供給されてもよい。また、処理ユニット３内の水および燃料の両方の改善された配合能力を得るために、燃料のさらなる前処理が、燃料を水または過酸化水素水などその他の水素酸素含有液、または気体水素および酸素の混合物と同じ共振周波数にするために減少する、燃料分子の鎖の分子Ｈの正電荷によって実行されてもよい。帯電した燃料はその後処理ユニット内に通され、そこで水素および酸素の液状混合物と過剰帯電燃料が一緒に配合され、そこから燃焼エンジン５内に注入されることが可能である。過流ガスもまた、エンジン５内での完全燃焼のためにさらなる水および燃料と混合するために第三６および第四７導管の中を通されてもよい。

水の前処理は、材料の薄層を間に挟んで相互の中に挿入される、異なる直径のステンレス鋼管から作られた個別の水処理ユニット内で実行されてもよい。薄い材料は天然絹糸の線であってもよく、これは、水をより小さい粒子に分解するため、およびチャンバ内のより大きい表面積に水を付与するために、２つの管の表面の間の全域にわたって水を分配する。最も内側および最も外側の最後の管は、崩壊した電磁場に由来する電流の変調パルスを発生する、パルス発生器に接続されている。最も内側の管は正電荷で帯電してもよく、最も外側の管は負電荷で帯電してもよい。互いにこのように配置されて、処理される水を分配するために材料によって分離された、異なる直径を有するいくつかの管の構造は、異なる寸法の円筒形プレートから作られたコンデンサと比較されることが可能であり、プレートは、その表面上で同じ量の電荷を作ることは決してできない。大きい管の内側表面は負に帯電しており、その一方で次に小さい管の外側表面は正に帯電している。この配置のため、表面の間のこの帯電および放電の一部は、水および燃料分子内の共振をシミュレートし始める。効果は、水素と酸素の分子間の結合を分断すること、および／または燃料分子の鎖の分断であろう。最も内側および最も外側の最後の管は、電流の変調パルスを発生するパルス発生器に接続されており、これにより崩壊した電磁場および電流の変調パルスに条件を提供する。

酸素および水素分子を配合する前の燃料の前処理は、個別の燃料処理ユニット内で実行されてもよい。一実施形態において、燃料処理ユニットは、ステンレス鋼などの非磁性材料から作られた互いの内側の２つ以上の管から作られてもよく、最も外側の管の表面は、直径数ミリメートルのアルミニウム粒子またはイオン交換を促進するその他何らかの材料で被覆されている。アルミニウム粒子は、セラミック層などの絶縁体を用いて隣接する管の表面から絶縁されている。アルミニウムは、電荷を放出するために接地されている。２つの管は、誘導コイルとして機能する管の中の崩壊した磁場に由来するパルス電荷を供給するための電源に接続されている。また、燃料処理ユニット内の管の両端には、南−南の極配向で燃料処理ユニットの両側に強力磁石が配置されてもよい。磁石は、永久磁石からの印加された外磁場による燃料分子の磁気スピンを配向してもよい。永久または電磁場およびパルス電磁場は一緒になって燃料分子鎖の安定性に影響を及ぼすので、これらが炭素粒子を通過するとき、燃料分子中の水素電子のうちの１つ以上が放出される可能性がある。

図２は処理ユニット３の例示的実施形態の模式図を示し、これは、化石燃料および水がその混合能力を改善するように、および使用のために用意された循環貯蔵槽内に処理済み混合物を維持するために、化石燃料および水を処理する目的に役立つ。処理ユニット３は、長さ方向に揃えて配置されて同心に配置された、異なる直径で実質的に等しい長さの２つ以上の円形断面管３１を含み、最も小さい直径を有する管はより大きい直径を有する管の最も内側に配置され、最も大きい直径を有する管はより小さい直径を有する管を包囲して最も外側に配置され、管は管の間に複数の中間空間を画定する。最も内側の管３２および最も外側の管３３は、化石燃料と水の混合物を受けるために最も内側の管と最も外側の管との間の空間を画定する。また、最も内側の管は電流発生器３５の陽極３５１に接続され、最も外側の管は電流発生器３５の陰極３５２に接続されているので、最も内側の管および最も外側の管は、最も内側と最も外側の管の間の空間に存在する化石燃料と水の混合物にパルス電磁場を供給することが可能な電流発生器３５に、電気的に接続されている。また、処理ユニット３は、化石燃料と水の混合物を処理ユニット内に通すための流入口３６と、中間空間の間に化石燃料と水の混合物の流れを分配するための分配チャンバ３７と、を含む。処理ユニット３内の混合された燃料および水の良好な分配を保証するために、分配チャンバは、複数の管３１の間の複数の中間空間内の最適な分配を保証する。複数の管の他端において、処理ユニットは、処理ユニットから化石燃料と水の処理済み混合物を排出するための流出口３８と、中間空間からの化石燃料と水の処理済み混合物の流れを収集するための収集チャンバ３９と、を備える。

図３は、円形断面を有する６つの管３１のアセンブリを示す。６つの管３１は、異なる直径および実質的に等しい長さを有する。さらに、図３には、管が長さ方向に揃えて配置されており、複数の中間空間を画定する前記管と同心に配置されていることが示されており、こうして管の間に化石燃料と水の混合物の流路を提供する。図３のアセンブリの斜視図は正確な三次元ではないが、しかし管３１のアセンブリを説明する目的のためにはこの斜視図で十分である。

本発明の別の実施形態において、水素酸素ガスは絶縁された管を通じて処理ユニットに進入し、処理ユニットの特定のチャンバを満たす。このチャンバは、有利なことに処理ユニット内の１番目および２番目に大きい管の間の空間であり、好ましくはアルミニウムまたは鉄粒子などの金属粒子を含有する。また、このチャンバは、たとえばテクストライト（ｔｅｘｔｏｌｉｔｅ）またはセラミック材料から作られた絶縁管を用いて、内側の管から分離されるべきである。最も内側の管は、活性炭を含有してもよい。

最も外側の管の内側は、この管に進入する際に水および燃料のイオン交換に関与するために、ＦｅまたはＡｌ粒子などの金属粒子を含んでもよい。同じ磁気スピン配向を有する処理ユニット内の分子を提供するために配向磁場を提供するため、永久磁石または電磁石が処理ユニットの一端にさらに配置されてもよい。最も外側の管の内側は、非金属粒子も含んでよい。

実験室試験は、上述の装置を用いて混合された燃料および水を処理することで、燃料消費量の著しい減少をもたらす可能性があることを示した。図４のグラフに示されるように、本発明による処理ユニットを用いて水ディーゼル混合物を処理した後に水／ディーゼルの２０／８０％混合物を用いると、ディーゼル燃料消費量は著しく低下した。試験は、５つの異なるエンジン速度でＦｏｒｄ １．６Ｌ ＤＶ６ １１５ＰＳ（４気筒ＶＧＴターボ、ディーゼル）エンジンを用いて、認定を受けた英国の研究所であるＲｅｖｏｌｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＬＴＤで行われた。ＤＶ６ １４エンジンは、処理機器（すなわち、ＤＯＣ、ＥＧＲ、ＤＰＦ、およびＬＮＴ）の後に排気を伴わずにしかしＢＯＲＧＨＩ ＆ ＳＡＶＥＲＩ ＦＥ３００Ｓ動力計を用いて動力計に取り付けられ、試験燃料はＲＥＤディーゼル（セタン価４５）であった。図４に示されるように、異なるエンジン速度で５つの点が試験され、ディーゼル消費量に明らかな減少があった。エンジン速度３５００ｒｐｍでの第五の試験点は、試験済み設定での処理済みの燃料および水混合物の不十分な出力のため、完了することができなかった。しかしながら、より大きい寸法の処理ユニット、あるいはいくつかの処理ユニットの組み合わせによって、十分な量の処理済みディーゼルおよび水混合物を提供する可能性がある。試験点１（１５００ｒｐｍ、３０．０Ｎｍ）：この低い速度および最小負荷条件において、合計０．８９％のディーゼル燃料消費量のわずかな減少が観察された。同じトルクを発生させるためにエンジンに注入される液体の総質量は、１．３２Ｋｇ／ｈから１．６４Ｋｇ／ｈまで増加した。試験点２（２２０５ｒｐｍ、６８．１Ｎｍ）：このエンジンおよび負荷条件において、処理ユニットの恩恵が明らかとなった。注入された液体および消費されたディーゼルの総質量の両方が減少したが、しかしエンジンから出力されるトルクは維持されていた。注入された流体の質量は４．６９Ｋｇ／ｈから４．２９Ｋｇ／ｈまで低下しており、これは８．５％の減少であった。消費された流体の総質量は減少していたので、これが結果的にディーゼル燃料消費量のさらなる削減を招いた。６８．１Ｎｍの必要なトルク出力を発生するために必要とされる化石燃料の総量は、４．６９Ｋｇ／ｈ（ディーゼル１００％）から平均３．４３Ｋｇ／ｈ（ディーゼル８０％）まで減少した。これは、実行された試験を通じて２６．７％のディーゼル燃料の節約に相当する。試験点３：（２８００ｒｐｍ、１３６．３Ｎｍ）：再びエンジンに送達された総質量が、９．６３Ｋｇ／ｈから１１．４７Ｋｇ／ｈまで増加した。ディーゼル燃料の減少は、行われた試験の大多数を通じて観察された。１３６．３Ｎｍのトルクを発生させるための燃料の平均必要量は、９．６３Ｋｇ／ｈ（ディーゼル１００％）から９．１８Ｋｇ／ｈ（ディーゼル８０％）まで減少した。したがって、４．６％の使用燃料の減少が観察された。試験点４（３１８５ｒｐｍ、１９５．９Ｎｍ）：不十分な燃料送達および観察されたパワーロスのため、このエンジン条件では限られた数の個別試験が完了したが、試験スケジュールが完了すると、これはますます悪化した。限られた試験でも、通常の燃料送達システム全体で消費される化石燃料の著しい削減が見られたことは、明らかであった。観察されたディーゼル消費量の削減は、消費率が１１．７５Ｋｇ／ｈまで低下したので、２１．１％であった。

さらに、エンジンからの排気量が監視され、完了した個々の試験の各々のあらゆる試験点において、図５のグラフに示されるように、ＮＯｘの削減は明白である。より高い速度／負荷では、この削減は６０％の規模に近かった。ＮＯｘ排気管排出量の全体的な削減は０．５８％から、高負荷条件で印象的な５２．１８％まで変動した。ＮＯｘ削減の大部分は、燃料に水を添加したことに起因する燃焼温度の低下によると推測される。

流入口３６と流出口３８との間に配置された２つ以上の管３１の管アセンブリは、異なる直径の２つ以上の管３１を含み、管は実質的に等しい長さを有する。管は、長手方向に重なるように長さ方向に揃えて配置され、すなわち管は、管の長手方向で互いに向き合っている。さらに、管３１は同心に配置されており、これによって複数の中間空間を画定する。最も内側の管は、最も小さい直径を有する管である。最も内側の管を包囲しているのは、２番目に小さい直径を有する管である。１番目および２番目に小さい管の直径の差は、処理ユニット３内に同心に配置されたときに１番目および２番目に小さい管の間に中間空間を提供するのに十分な大きさでなければならず、こうして１番目および２番目に小さい管の間に化石燃料と水の混合物の流路を設ける。同様に、２番目に小さい直径を有する管および３番目に小さい直径を有する管は、処理ユニット３内に同心に配置されたときに２番目および３番目に小さい管の間に中間空間を提供するのに十分な大きさの差を有する必要があり、処理ユニット内の残りの管についても、必要な変更を加えれば同じことが該当する。

請求項で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、他の要素またはステップを除外するものではない。請求項で使用される「ａ」または「ａｎ」という用語は、複数形を除外するものではない。単一のプロセッサ、装置、またはその他のユニットが、請求項で言及されるいくつかの手段の機能を果たしてもよい。

請求項で使用される参照記号は、範囲を限定するように解釈されるべきではない。

本発明は図解目的で詳細に記載されてきたものの、このような詳細はこの目的のためのみであり、本発明の範囲を逸脱することなく当業者によって変形例がなされ得ることは、理解される。

Claims (14)

1. 内燃エンジン、ボイラ、加熱ユニット、ガスタービン、またはその他の化石燃料燃焼機械または燃料電池で使用するための化石燃料と水の混合物を処理する装置（１００）であって、前記装置は、
   前記化石燃料と水の混合物を処理するための処理ユニット（３）を含み、前記処理ユニット（３）は、
   処理ユニット（３）内への前記化石燃料と水の混合物を受けるための流入口（３６）と、
   処理ユニット（３）から化石燃料と水の処理済み混合物を排出するための流出口（３８）と、
   非磁性材料の２つ以上の管（３１）のアセンブリであって、前記２つ以上の管（３１）は円形断面を有し、前記アセンブリは前記流入口（３６）と前記流出口（３８）との間に配置されている、アセンブリとを含み、
   前記２つ以上の管（３１）は、異なる直径を有し、実質的に等しい長さを有し、長さ方向に揃えて配置され、複数の中間空間を画定する前記管（３１）と同心に配置され、こうして前記流入口（３６）と前記流出口（３８）との間に前記化石燃料と水の混合物のための流路を設け、
   最も内側の管（３２）および最も外側の管（３３）は電流発生器（３５）に電気的に接続されており、前記電流発生器（３５）は、最も内側の管（３２）が前記電流発生器（３５）の陽極（３５１）に接続されて最も外側の管が前記電流発生器（３５）の陰極（３５２）に接続された状態でパルス電流を供給するように構成されており、これによって前記中間空間内を流れる前記化石燃料と水の混合物を電磁場に曝す、装置（１００）。
2. 前記処理ユニット（３）が、
   中間空間の間に化石燃料と水の混合物の流れを分配するために前記流入口（３６）に接続された分配チャンバ（３７）と、
   中間空間からの化石燃料と水の処理済み混合物の流れを収集するために前記流出口（３８）に接続された収集チャンバ（３９）と、
   化石燃料と水の混合物、タンク（１）を処理ユニット（３）の流入口（３）に接続する第一導管（２）、処理ユニット（３）の流出口（３８）を前記タンク（１）まで接続する第二導管（４）を含む、タンク（１）とをさらに含む、請求項１に記載の装置。
3. 処理ユニットが、金属粒子で被覆された装置の最も外側の管の内側の表面であって、最も外側の管は電気絶縁性材料を用いて隣接する管から絶縁されている、表面と、燃料と水の混合物の流入口に最も近い管の末端に配置された、南−南の極配向の２つ以上の永久磁石であって、永久磁石の南極配向を管の方に向けて管の両側に配置されている、永久磁石と、活性炭を含む内側の管のうちの少なくとも１つの外側の表面と、をさらに含む、請求項１に記載の装置。
4. 処理ユニットがステンレス鋼の管から作られる、請求項１、２、または３に記載の装置。
5. 処理ユニットが、管の間の中間空間内に配置された処理材料をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 処理チャンバ内の処理材料が天然絹糸の細線である、請求項５に記載の装置。
7. 処理ユニットが混合物制御弁をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
8. 処理ユニット３内の金属粒子が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、ＦｅＯ、およびＣｕＯから選択されるがこれらに限定されない、請求項３から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 処理ユニット３内の金属粒子が電荷を放出するために接地されている、請求項３から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 処理ユニットが、処理ユニットの最も内側の中間空間内に燃料プロセッサユニットをさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置の適用によって、内燃エンジン、ボイラ、加熱ユニット、またはガスタービンに化石燃料と水の処理済み混合物を提供する方法。
12. 化石燃料と水の混合物が、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置内を流れる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記化石燃料と水の混合物がパルス電磁場に曝される、請求項１２に記載の方法。
14. 請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法によって得られる、化石燃料と水の可燃性処理済み混合物。

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