專利名稱：節約燃料和降低排放物的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于節約內燃機燃料和降低大氣排放物，例如氣體排放物的裝置。
本發明具體地但不是唯一地涉及一種內燃機上用的，例如普通吸氣發動機和帶燃料噴射器的發動機用的，用于節約燃料和降低排放物的裝置。因此，參照這些舉例性的用途來說明本發明是方便的。
然而，應當清楚地理解，本發明能夠具有更廣泛的用途。
例如，本發明能夠被應用于任何內燃機，而不僅僅用于機動車輛發動機。
液體燃料的不完全燃燒增加了發動機的運行成本。另外未燃燒的燃料例如碳氫化合物通過排氣管被排放到大氣中，而一般對大氣是有害的。
一些被排放進大氣的氣體包括一氧化碳，各種氮氧化物，和未燃燒的碳氫化合物。
因此，很自然地，任何起到降低燃料消耗并因而降低車輛的運行成本以及降低釋放到大氣中的污染物的裝置將是本領域中的重大改進，并且一般最有利于社會。
國際專利申請No.PCT/AU01/00585描述了一種燃料節約裝置，該裝置包括設置在多個實施例中的安裝有多個相反極性的磁體的支撐件，該支撐件使得該裝置被結合進內燃機的燃料系統中，使得燃料節約和排放物減少。
一般公認的是，當碳基液體和氣態燃料受到磁性影響時，存在正面效應的強有力證據。
也一般公認的是，存在一種可能，在與汽油微粒結合的能力方面，“空氣”(以及可能特別是空氣中的氧氣原子)確實受到影響。
到目前為止，我們的試驗已經令人滿意地表明，雖然汽油會受到特定定向和交叉定向布置的磁場的影響，當空氣或者單獨被處理或者在空氣與汽油混合的點結合汽油被處理時，最大的影響得以實現。
研究可利用的數據以及我們自己正在進行的實際試驗觀察和記錄的結果，我們相信在發動機中燃燒的燃料不只是汽油，而是汽油和空氣的混合物。這個區別對于理解磁場的影響是最占支配地位的概念而言變得重要。在本申請中任何涉及燃料之處意思是“汽油和空氣的混合物”。
最可能影響進入發動機燃燒室內的汽油/空氣混合的磁影響和/或效應包括燃料流體顆粒的速度。
在2002年我們的研究設施中執行的實際試驗證明，具有特定定向和交叉定向的磁場的引入，積極地影響汽油流體顆粒更大程度上霧化進空氣的能力。汽油/空氣混合物的流體顆粒變得更小更輕。
就磁影響對汽油在霧化進入空氣的點之前的任何具體效應，還沒有人提出主張。然而，應當指出，西雅圖的華盛頓大學的HansDehmelt在他40年的研究電子的基本特性中發現電子只具有四個已知的特性質量，電荷，自旋和磁性。日常基礎上看到的以及在本裝置中采用的磁影響涉及鐵磁體的交感。當我們談論“非磁性物”時，我們實際說與鐵氧體基的物質沒有反應的非鐵磁體。依舊是磁性的“非鐵磁體力”的認識是Dehmelt工作的直接結果，而且它們的影響雖然證明是存在的，但需要量化。
物理的一般原理表明顆粒越小，表面張力越小，當它通過進氣歧管流經從磁影響區到燃燒室的這段距離時，顆粒被減少的重量使得在空氣中的“懸浮”時間增加。
穿過進氣歧管的燃料的速度對于保持懸浮在空氣中的流體顆粒是有影響的，如果流體顆粒更小更輕，這種能力將得到提高。到達燃燒室時細微懸浮的流體數量越多，在燃燒點時暴露給空氣的流體表面積越大。這對燃燒速率和燃燒的徹底性具有積極的影響。
結果是同樣數量的燃料產生更多能量，從發動機排放出更充分燃燒后含有害性氣體更少的氣體。
對于在此環境中發生燃燒的主要要求是氧氣(O2)的存在，降低燃料的空氣部分中最有影響力的部分，即O2分子，看起來是符合邏輯的。
在我們的研究設施中已經執行了實際試驗，以確定在空氣與汽油混合變成“燃料”之前，磁場對空氣的影響。
強有力的證據表明“空氣”(或者更可能的，具體是空氣中的O2分子)易于受磁場影響，并且可能是汽油和空氣的有效燃料成分中的更重要成分。
磁場模型是重要的，該磁場模型是通過例如由國際專利申請No.PCT/AU01/00585討論的燃料節約裝置產生的，并且我們概括得出多方向的磁場比有序的單一方向磁場更成功，并且所述裝置需要以不同的方式被布置以與具體發動機最佳匹配。
因此，本發明的一個目的是提供燃料節約裝置的改進，該裝置可以至少部分地克服至少一個上述缺點或者向消費者提供有益的或者商業化的選擇。
本發明的其他目的通過由實施例給出的隨后的說明將變得明顯。
一方面，本發明屬于一種燃料節約裝置，其包括一個盤狀的非磁性堅固支撐體，該支撐體在其中具有至少一個流通開口和一個連續周邊，該連續周邊使支撐體適合于安置在內燃機燃料系統的密封空氣/燃料環境中的空氣/燃料混合點，安置方式為其中至少一個流通開口的縱軸與空氣/燃料環境內的流體流通路徑同軸；多個永久磁鐵，它們具有相反的極性，被所述周邊支撐，并且被安置成用來提供至少一個橫穿支撐體內至少一個流通開口的磁場；以及至少一個與至少一個流通開口有關的增強磁鐵。
適當地，多個周邊上安裝的磁鐵將被安裝在同一個平面上，即，盤狀非磁性堅固支撐體通常基本上為平面體。
增強磁鐵通常和多個永久磁鐵一樣基本上被放置在同一個平面上。
多個磁鐵被適當地嵌在所述體的周邊中，并且每一個磁鐵具有延伸到至少一個流通開口并和流通開口連通的磁面。
所述支撐體在其中適當地設置有多個孔，以便于所述支撐體在通向內燃機燃燒室的燃料/空氣通道內的安裝。
所述支撐體可以設置有頂蓋板和底蓋板，它們通過支撐體的上下表面固定磁鐵以防止磁鐵偏移。
優選地設置偶數個磁鐵，以相對各對的磁鐵的磁極相互反向的方式嵌入支撐體的周邊。
按照最優選的實施例，當與單喉道汽化器匹配使用時，所述裝置具有在支撐體中圍繞中心開口的圓周基本上等距離隔開、相互大約90°間隔布置的四個磁鐵。
所述裝置的又一個優選實施例具有在支撐體中圍繞基本上橢圓形的中心開口的周邊基本上等距離隔開的六個磁鐵。
所述增強磁鐵具有極軸，所述極軸被定向成使負極位于所述裝置的出口側。
發明人已經發現，除了限定一個圍繞中心磁鐵的環形磁場外，當空氣/燃料混合物通過所述開口時，中心磁鐵的存在使得在該混合物的流動路徑上放置了一個障礙物。這可能導致空氣/燃料混合物至少在徑向混合，并且通常也導致縱向混合。空氣/燃料混合物的混合特性在它通過開口時可以克服現有技術中裝置中存在的栓塞流特性。
栓塞流是以這樣的事實為特征，即流過該裝置的混合物流是有序的，伴隨著流體中的每一個成分都不能超過它前面或者后面的任何其它成分，或者與它前面或者后面的任何其它成分混合。在栓塞流環境中，混合物的處理程度沿著流動路徑每一點均不同，當混合物通過該裝置引起的磁場時，給定的混合物成分只被處理一次。本發明可以促進空氣/燃料混合物的至少徑向的和一些縱向的混合，這導致給定的混合物成分可能不止一次地通過該裝置引起的磁場，于是增強了處理。
除此之外，由于在通道和開口中引起邊界層，現有技術中裝置促進形成凸起的空氣/燃料混合物流的輪廓。當與通道的周邊比較時，這導致大量的混合物通過開口的中間。當現有技術中該裝置的磁鐵圍繞開口的周邊放置時，所產生的磁場在開口的寬度或者直徑方向上起作用時，最靠近磁鐵，即最靠近開口周邊的磁場是最強或者最有效的，在開口的中心最弱。因此，在現有技術的裝置中，空氣/燃料混合物的主要部分被磁場的較弱部分處理或者影響。
當空氣/燃料混合物通過本發明的開口時，通過在該混合物的流體路徑中提供所述障礙物，中心磁鐵可以干擾流量輪廓并且迫使流體混合物通過或者穿過磁場的更多有效部分，于是改善了混合物的處理。它也具有這樣的效果，即降低磁場必須跨越在其上面的開口的寬度或者直徑。所述開口的寬度可以被有效地二等分，使得磁場“更短”，并且增強有效性。
還有，由于中心磁鐵的提供，在所述裝置的縱向方向，可以增加磁場的尺寸。
現在參照相應的附圖進行說明本發明的各個方面，其中

圖1是按照本發明一個方面的燃料節約裝置的俯視透視圖，和圖2是按照本發明另一個方面的燃料節約裝置的俯視透視圖，和圖3和3a是由圖1和圖2產生的磁通量的圖示曲線，和圖4是按照本發明的又一個方面，適用于多喉道汽化器的裝置的俯視圖。
就圖1來說，所示的燃料節約裝置包括支撐多個永久磁鐵2(優選地是2至6個)的六邊形非磁性體1，所述非磁性體由對分的兩半構成或者具有中心芯部以及頂部與底部的蓋板。
磁鐵2面向中心孔3并且具有如上述國際專利申請所述的懸浮的極性。
然而在這個實施例中，磁鐵只部分地穿過所述非磁性體的深度，延伸距離“S”在尚未達到非磁性體頂壁時停止。
這種布置提供了使磁場進一步遠離汽化器基體而增加汽油霧化點和磁影響終止點之間的磁影響面積的選擇。
就圖2而言，圖1的裝置被改變以包括由固定篦(沒有畫出)支撐的中心定位磁鐵5，其帶有與主磁鐵垂直的磁場。由附加中心磁鐵產生的磁場引起增加的3D效應。
中心磁鐵5的極性是負極向下。
圖3和3a分別表示由圖1和圖2的裝置產生的磁場。
就圖3和3a而言，在圖3中，存在與磁力線有關的、平行于多個磁鐵的平面、由箭頭6所示的磁力主要平面，垂直于多個磁鐵平面的磁力線由箭頭7所示。燃料的方向由箭頭8所示。在圖3a中，由箭頭9所示的中心磁鐵影響磁力到這樣的程度，即垂直的磁力線在長度上得到增加。
所述的裝置已經表明能提供燃料消耗的顯著減少和排放物的顯著減少。
就圖4而言，用于裝配到多喉道汽化器的裝置包括類似于上述裝置結構的本體10。
本體10設置有安裝孔11以適合被選中的汽化器，并且被插入在汽化器和空氣/燃料混合系統之間。
本體10設置有初級和二級通道12。
如圖所示具有懸浮極性的兩個磁鐵13以大約90度間隔面向通道12被放置在本體內。
另一個磁鐵13a被放置在靠近每一個較小通道12a的位置。
低碳鋼板或者又一個磁鐵14被放置在通道12b中較大一對通道之間。
所示的裝置產生類似于前述實施例所述的磁場。
所述的裝置已經表明能提供燃料消耗的重大減少和排放物的重大減少。
在這方面，實施了許多試驗作為對本發明的概念的證明。所述試驗樣本的結果呈現在下述表格中。
實施例1-使用帶有4個喉管(Barrel)的汽化器的1984野馬(Mustang)V8發動機實施的。發動機空轉結果
實施例2-使用帶有4個喉管的汽化器的1984野馬(Mustang)V8發動機實施的。發動機1600-1660轉/分結果
實施例3-使用帶有4個喉管的汽化器的1984野馬(Mustang)V8發動機實施的。發動機1640-1680轉/分結果
實施例4-使用帶有汽化器的大眾甲殼蟲(Volkswagen Beetle)發動機在80℃的發動機溫度下實施。按照IM240測試驅動循環電機以各種行駛速度運轉。
0-20mph的結果
21-40mph的結果
41-60mph的結果
不論上述那種使用場合，符號“NO”是以總稱的意義使用，一般指與它的一氧化氮的嚴格意義相對立的氮的各種氧化物。
正如能從上述實施例中看出的，使用本發明的裝置通常得到發動機排氣流中未燃燒碳氫化合物水平的顯著降低。它還導致發動機排氣流中一氧化碳水平和氮的氧化物水平的降低。本發明裝置的使用還導致排氣流中氧氣水平的增加。這種暗示可以看出，從而發動機中碳氫化合物的燃燒更充分，導致排氣流中未燃燒碳氫化合物的低水平，以及氧氣的更充分利用，導致燃燒過程中使用的氧氣更少。
當然要意識到，上述結論是借助本發明示意性的實施例給出的，對于本領域的普通技術人員將是明顯的所有這種改進和變化，相信將落入本發明的寬大界限和范圍內。
在本說明書和權利要求書中，詞語“包括(comprising)”和它的包括“comprises”和“comprise”的派生詞包括每一個確定的整數，但是不排除包含一個或者多個另外的整數。
貫穿本說明書的“一個實施例”或“某個實施例”意味著與就與此實施例有關的具體特征、結構或者特性被包括在本發明的至少一個實施例中。因此，在此說明書中不同位置出現的短語“在一個實施例中”或者“在某個實施例中”不是必然地都指同一個實施例。此外，具體的特征、結構或者特性可以任何適當的方式被組合在一個或者多個組合中。
權利要求
1.一種燃料節約裝置，其包括一個盤狀的非磁性堅固支撐體，該支撐體在其中具有至少一個流通開口和一個連續周邊，該連續周邊使支撐體適合于安置在內燃機燃料系統的密封空氣/燃料環境中的空氣/燃料混合點，安置方式為其中至少一個流通開口的縱軸與空氣/燃料環境內的流體流通路徑同軸；多個永久磁鐵，它們具有相反的極性，被所述周邊支撐，并且被安置成用來提供至少一個橫穿支撐體內至少一個流通開口的磁場；以及至少一個與至少一個流通開口有關的增強磁鐵。
2.如權利要求1所述的裝置，其中所述增強磁鐵被支撐在至少一個流通開口內。
3.如權利要求2所述的裝置，其中每一個流通開口設置一個增強磁鐵。
4.如權利要求1所述的裝置，其中所述支撐體在軸向方向比所述的多個磁鐵深。
5.如權利要求1所述的裝置，其中多個周向安裝的磁鐵被基本上安裝在同一個平面上。
6.如權利要求1所述的裝置，其中所述增強磁鐵與所述多個永久磁鐵一樣被基本上放置在同一個平面中。
7.如權利要求1所述的裝置，其適合于與多喉道汽化器匹配，所述汽化器容納多個流通開口，每一個流通開口設置有兩個向內面對著的磁鐵，所述磁鐵以直角間隔開，增強磁鐵或者能磁化的材料被放置在鄰近的流通開口之間。
8.如權利要求1所述的裝置，其中所述磁鐵被插進所述支撐體的周邊，并且每一個磁鐵具有延伸到至少一個流通開口并與流通開口連通的磁面。
9.如權利要求1所述的裝置，其中所述支撐體在其中設置有多個孔，以便于所述支撐體在通向內燃機燃燒室的燃料/空氣通道內的安裝。
10.如權利要求1所述的裝置，其中所述支撐體設置有頂蓋板和底蓋板，它們通過支撐體的上下表面固定磁鐵以防止磁鐵偏移。
11.如權利要求1所述的裝置，其具有偶數個磁鐵，相對各對磁鐵的磁極彼此相互反向。
12.如權利要求1所述的裝置，其中所述增強磁鐵具有極軸，所述極軸被定向成使負極位于所述裝置的出口側。
全文摘要
一種燃料節約裝置包括一個盤狀的非磁性堅固支撐體(1)，該支撐體在其中具有至少一個流通開口(3)和使此支撐體(1)適合于放置在內燃機燃料系統的密封空氣/燃料環境中的空氣/燃料混合點的連續周邊。所述開口(3)的縱軸與空氣/燃料環境內的流體流通路徑同軸。被所述周邊支撐的具有對立極軸的多個永久磁鐵(2)提供至少一個橫穿流通開口(3)的磁場，并且至少一個中心定位的增強磁鐵(5)與開口(3)有關。
文檔編號F02M27/04GK1846054SQ200480025660
公開日2006年10月11日 申請日期2004年7月15日 優先權日2003年7月15日
發明者阿德里安·門塞利, 帕特里克·貝克, 約翰·科斯蒂克 申請人:世界空氣保護公司