JPH03506059A - 酸素を含有する気体を持つ燃料の燃焼過程を改善する方法及び装置及びこのような装置を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 酸素を含有する気体を持つｆＩｓ料の燃焼過杆を改善する方法及び−ｉＭ置及び このような装置を製造する方法本発明は、待に乗り物の内燃機関における、待に 気体又は液体ａ＠の燃焼の際に、特に、酸素を含ｗ′ｆる気体を持つ微粒子状燃 料（以下「燃焼用空気」と称するンの燃焼過程を改−する方法及び装置と、この ような装置を製造する方法とに関する。

特に乗り動用機関の分野において、現在、燃焼過程の最適化のために大いに努力 している。これらの努力の目的は、一方では燃料角賛臆の低下であり、他方では 、例えば一層少ない船及び一層少ないベンゼンのＰｌ！用による環境悪化の減少 である。出力の向上も絶対に望ましい、これらの目的を達成するために、部分的 に重なり合う複数の解決方法がある。出力の向上及び／又は消費量減少の方法は 、特に４弁機関、ターボ過給機などによって燃焼排気ガスを最適化することに存 する。有害物質を減少させる方法は、特に、燃焼排気ガスを後処理するための標 媒装憧、燃料組成を変えることなどに存する。別の方法は空気−燃料混合物を薄 めることに？７ｆ′る。更に、電界の使用も既に実際に行われている。しかし実 際の使用例において燃ｍ個所における反応体に対するこのような使用の作用はか さすぎることが分かった。

本発明の基礎になっている課題は、特に、反応体への電界の作用の実際上の利用 を改善するために、Ｗ頭に植けたＮＷ１４の、別の方法及び別の装置と、このよ うな装置を製造する方法とを提供することである。

この課題を解決するために、処理方法に関して、請求項１によるやり方が提案さ れており、このやり方によれば、処理によって少なくとも１つの反応体の反応性 の上昇によりかつ／又は反応体の混合及び／又は反応過程の均質性の改善により 達成されることである、燃焼過程が−＃完全にかつ／又は一層速やかに行われる ことによって、燃焼過程が強化される。このことによって、特に、乗り物の内燃 機関への、本発明による好ましい使用の際に、排気ガス中の有害物質及び／又は 燃！Ｂ消費量を減少させることがで者かつ／又は、特に部分負荷範囲において、 機関出力を向上させることができる。装置に関して、この謀１は請求項７の特徴 により解決され、この場合、前述の利点は適切に達成される。最後に、装置の製 造方法に関してこの課題は請求項９の特徴によって解決される。

本発明によれば、「燃料」は、特に微粒子状のすべてのｍ料、従って又微粒子状 の固体燃料、しかしなるべく液体及び気体燃料と解されている。従って、本発明 は原則的に、特に化石燃料、モして又人造の燃料の燃焼技術のすべての範囲、従 って例えば発電所用燃焼装置などの範囲にも使用可能である。特に好ましい使用 分野は、動的又は静的使用のための内燃ｍ間、特に、船舶、陸上車両及び航空機 のあらゆる種類の乗り動用９ｓ闘、従って又ジェット又はロケット推進装置であ る。

本発明によれば、反応体を一緒に、即ちこれらの反応体の混合前、混合中及び／ 又は混合後に処理することができる。これらの反応体又は反応体群は別々にかつ 通常は又別様に、なるべく反対の極性で処理されるのが好ましい、Ｗ数の物質、 特に複数の燃料の混合物でもよい燃料は、混合気体でもよい燃焼用空気とは別に 処理されるのが特に好ましい、しかし原則的には、一方では反応体のうちの１つ 、特に燃料混合物のような１群の反応体だけを、他方では燃焼用空気を本発明に より処理することでもう十分である。

少なくとも１つの反応体が本発明により接触せしめられる「表面」として、原則 的に燃燗装負のすべての表面範囲が考慮の対象になり、これらの表面範囲は、原 則的には少なくとも１つの反応体の貯蔵容器の表面も、少なくとも１つの反応体 により燃焼の１前に通過される。これらの表面は、少なくとも１つの反応体が通 過する、燃焼空間内の移動通路の壁であるのが好マシい、原則的に燃焼空間はそ れにより一緒に包囲され得る。

本発明により製造された又は処理された表面が、例えば高すぎる温度などのよう な外部作用により損なわれないこと、即ち、少なくとも１つの反応体に対する表 面の作用が維持されておりかつあとから改善される必要がないか又はまれにしか あとから改善される必要がないことによってのみ制約が加えられる。従って、少 なくとも１つの反応体を本発明による表面と「接触させる」ことは、本発明によ る表面からの間隔の増大と共に反応体に対する作用が弱まるから、少なくとも１ つの反応体の個々の分子又はこれらの分子の少なくとも一部が表面と接触するか 又はあまり大きくない間隔を置いて表面のそばを通り過ぎるということを含んで いる０例えば乗り動用機関の燃料噴射式機関に使用する際に、例えば燃焼用空気 通路の範囲における本発明による表面のｍａのように、表面又はこれらの表面の 部分の製造が、燃焼空間へ通じる、少なくとも１つの反応体の移動通路において 行われる場合に、完全に十分であることが分かった。

本発明による表面が処理され又はこの表面又はこの表面を支持する全構成部分が 製造される、本発明により使用されるべき「物質」は、先ず微粒子状、例えば粉 末化された、ガス状、そして特に液状の形で専任しかつ、例えば冷却又は化学反 応により、多少弾性的の材料片又は比較的硬い材料片の形成のもとに硬化し得る ような物質である。このような物質は、本発明によれば電気分極可能でかつ／又 は摩擦などによりＷ！電可能でなければならない。本発明による電気分極可能と いうことは、例えば、特にｒＩｌ流電界における全分子の配向も含む、物質の原 子、分子又は分子群における電荷の移動又は１１Ｎの配向が可能であることを意 味するゆこのような物質として、特に請求項５に挙げた物質又は物質群が考１の 対象になる。

本発明によれば、本発明による＊ｉの硬化中にこの物質又はその適切な取分がＳ 気分極された状ゆに愕まるか又は少なくともこの物質の硬化ＩＩＩ藺に電気分極 されて９）るように配慮しなければならない。このために、この物質を、まだ硬 化していない状態で、即ちこの物質が本発明による表面に置市される前にかつ／ 又はこの物質が本発明による表面に塗布されている間に又は塗布された後に又は この表面がこの物質から構成部分の製造により生ぜしめられた後に、電気分極す ることで十分である。

その後に、この＠！質は硬化中原則的に放置できる。しかし通常は、硬化中にも 適切な手段により物質の電気分極状態を＋１１１：持することが必要である。す べての場合において、本発明による物質の電気分極された状態を製造及び維持す るために、この物質の硬化前及び硬化中に直流電界を使用することが適している 。

このような直流電界を、根本的に任意のやり方で発生及び使用することができ、 例えば、表面を処理すべき構成部分は、電気的に正に又は“電気的に負に帯電す ることができかつ特にこの帯電状態は物質の硬化まで維持され得る。しかし原則 的に、ＷｆＭ電界は、硬化されるべき物質が硬化中に電気分極されかつ電気分極 されたままであるように形成されていれば十分である。傷かな、例えばｌないし １０ｋＶの直流電界でもう十分であるが、しかし数百ｋＶの電界も個々の使用例 において適切である。この方法の代わりに、本発明によれば、硬化された物質が 摩擦により、例えば、なるべくそばを通過する燃焼用空気流などにより帯電可能 である場合には、分極及び／又は物質の分極された状態のｍ持を省略することが できる。この場合においても、直流電界は物質の硬化中に又は少なくとも硬化直 前にこの物質に作用しなければならない。

表面上の物質の層厚さは比較的薄くてもよく、特に０．０１ないしｌＯへ１の厚 さを持つことができ、この場合、層厚さは一定である必要もなく、又表面は連続 的に被覆される必要もない。

表面におけるｍ１ｗ１′Ｎの厚さ、均−注及び完全さの要求は、個々の過程の状 況による０通常、これらの要求は、表面と少なくとも１つの反応体とのｍ触が強 ければ強いほど小さくなる。

特に強い！＃触は、例えば空気濾過器、弁及び／又は噴射ノズル及び同様な、交 換の多い接触面において、特に内燃機関の燃焼空間の上流に又は直接そこに起こ る。

どの場合においても、少なくとも１つの反応体の処理個所、即ち本発明による表 面が！！焼空間のできるだけ近くにある場合は有利であり、即ち、燃焼空間まで 更に進むべき距離ができるだけ短くかつ／又はそのために必要とさｉる時間がで きるだけ短くかつ／又はこの経路に例えば１に気を伝導しない壁が設けられてい ることは有利である。

特に非常に速やかなかつ完全な、特に自然発生的な燃焼を保証する本発明対象の 好ましい構成は、他の請求項にｌ’ｉｌ！載されている。

本発明により使用されるべき、上述のｍｆＡｓ分又は方法段階は、大きさ、形状 、材料選択及び技術的構想又は方法条件に関して、特別な例外条件を受けないの で、それぞれの使用分野において知られている選択基準が無制限に使用できる。

実施例： 燃料噴射装置を持つ乗り動用の内燃機関において、空気吸込み通路、特に燃焼用 空気濾過器は機関の作動の際に次のように処理された。即ち、トリクロルエチレ ンから成る溶剤で薄められた、速やかに固化する１成分溶液としてのくポリ）ジ メチルシロキサンは、２８ｋＶ１？１１気的に正に帯電した、０．２　Ｘ　０． ３ｍの大きさの銅板を介して、はぼ接線方向に駆動ガスとしての圧縮空気で吹き 付けられ、鋼板の通過後に内燃機関の空気吸込み通路へ入った。′４界において 吹き付けられた物質の非常に速やかな硬イしにより、内燃機関をその直後に始１ させることができた。

本発明による手段により達成されたａ料節約は２８以上に達した。更に、部分負 荷範囲における加速改善が達成された。補足的な実験は、燃料を導く４１通路を 同じポリジメチルシロキサンで補足的に処理することが更なる燃料節約に至らせ ることを示した。これらの補足的実験は同じ実験装置及び同じ実験条件を用いて 行われ、その際、銅板はもちろんＳ気力に負に帯電した。燃料を導く導管の外面 が処理されることによって、燃料が本発明により処理された表面と直接接触せず 、亀に［−Ｍ接触した場合でも、燃料節約がＮ誌されたこと４篇くべきことであ った。２Ｉ！つて、本発明により処理された表面と反応体との接触は必ずしも直 接的である必要がなく、本発明により処理された表面とそばを通過する反応体と の間隔が比較的小さく、例えば数ミリメートルの大きさであれば十分である０表 面との間隔が小さければ小さいほど、又１ｇ！ｍが［横力であればあるほどかつ 強ければ強いほど作用が良くなることはもちろんである。

同じ実数は、本来電気的に良好に絶縁する他の物質を用いて繰り返された。この 物質は、２容積％のジメチルシロキサン及び９８＠積％のパラフィンから成る混 合物であり、この混合物ば硬化前に、四塩化ｙＡ糞に溶解した形で８９．７容積 ％の固体取分をもって存在した。それにより得られた成果は、最初に挙げた実験 の場合と同じように良好であった。

補正前の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成２年１２月２７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　酸素を含有する気体を持つ燃料の燃焼過程を改善する方法において、反応体 が個々に又は一緒に又はこれらの反応体の少なくとも１つが燃焼の直前に少なく とも１つの表面と接触せしめられ、この少なくとも１つの表面が少なくとも一部 、硬化された物質（材料）を持つており又は硬化された吻質（材料）から成り、 この物質が硬化前に又は硬化中に電気分極可能でありかつこの物質の硬化が表面 で行なわれ又はこの物質の、表面を持つ構成部分との一緒の硬化が物質の、電気 分極された状態で又は少なくとも電気分極処理の直後に行われ又はこの物質が少 なくとも硬化後に摩擦などにより帯電可能であり又はこの物質が電気分極可能及 び帯電可能でありかつ分極された状態で硬化され又は少なくとも硬化の直前に電 気分極されていることを特徴とする、酸素を含有する気体を持つ燃料の燃焼過程 を改善する方法。 ２　物質の電気的処理、特に物質の電気分極、が直流電界において少なくとも物 質の硬化直前に行われていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３　物質の電気的処理、特に電気分極、が物質の硬化中に直流電界により維持さ ていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。 ４　直流電圧が少なくとも１ｋｖであることを特徴とする、請求項２又は３に記 載の方法。 ５　物質が高分子プラスチック、特にポリオルガノシロキサン、ポリテトラフル オロエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、凝縮されたシリコーン樹脂及び ／又はポリメチルシロキサン、特にポリジメチルシロキサン及び／又はパラフィ ン及び／又はこれらの成分の混合物から成ることを特徴とする、請求項１ないし ４のうち１つに記載の方法。 ６　反応体がそれぞれ他の表面と接触せしめられ、一方の表面の物質が他方の表 面の物質とは反対に分極されて硬化されていあことを特徴とする、請求項１ない し５のうち１つに記載の方法。 ７　酸素を含有する気体を持つ燃料の燃焼過程を改善するための装置において、 この装置が、すべての反応体又は少なくとも１つの反応体と燃焼の直前に接触す る少なくとも１つの表面を持っており、この少なくとも１つの表面が少なくとも 一部、硬化された物質（材料）を持っており又は硬化された物質（材料）から成 り、この物質が硬化前に又は硬化中に電気分極可能でありかつこの物質の硬化が 表面で行なわれ又はにの物質の、表面を持つ構成部分との一緒の硬化が物質の、 電気分極された状態で又は少なくとも電気分極処理の直後に行われ又はこの物質 が少なくとも硬化後に摩擦などにより帯電可能であり又はこの物質が電気分極可 能及び帯電可能でありかつ分極された状態で硬化され又は少なくとも硬化の直前 に電気分極されていることを特徴とする、酸素を含有する気体を持つ燃料の燃焼 過程を改善するだめの装置。 ８　少なくとも１つの表面が、請求項２なψし６のうち１つに記載の方法で製造 されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。 ９　少なくとも１つの表面に少なくとも一部、硬化可能な物質（材料）が塗布さ れ又は表面が硬化可能な物質（材料）から形成され又は全構成部分が硬化可能な 物質（材料）から製造され、この物質が硬化前に又は硬化中に電気分極可能であ り、物質の硬化が表面で行われ又は構成部分の硬化又は硬化可能な物質と一緒の 構成部分の硬化が物質の電気分極された状態で又は少なくとも電気分極処理の直 後に行われ又はこの物質が少なくとも硬化後に摩擦などこより帯電可能であり又 はこの物質が電気分極可能及び帯電可能でありかつ分極された状態で硬化され又 は少なくとも硬化直前に電気分極されることを特徴とする、請求項７又は８に記 載の装置を製造する方法。 １０　方法段階が、請求項２ないし６のうちの１つにより行われることを特徴と する、請求項９に記載の方法。