燃烧系统及改进燃烧装置性能的方法制造方法及图纸

一种燃烧系统，包括燃烧装置和待添加到燃烧装置中的燃料组合物。该燃烧装置包括气缸单元(1)和涂覆在该气缸单元(1)上的涂层(2)，该涂层包含催化剂，该催化剂是金属、该金属的合金、包含该金属的氧化物的复合物、该金属的盐或前述的组合。该金属是铂、镍、钴、铜、钼、钛或前述的组合。该燃料组合物包括水、燃油和乳化剂。基于水和该燃油的总重量，水的量为10至90wt％，并且相对于水和该燃油的总重量，该乳化剂的量为0.5至10wt％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃烧系统及改进燃烧装置性能的方法
本专利技术涉及一种燃烧系统，其包括燃烧装置和待添加到该燃烧装置中的燃料组合物。本专利技术还涉及借助于该燃料组合物改进该燃烧装置性能的方法。
技术介绍
尽管近年来节油混合动力车辆和电动车辆的使用逐渐增加，但据报导内燃柴油发动机车辆也有类似趋势。当内燃柴油发动机通过燃料爆燃运行时，将不可避免地产生有毒污染物，包括氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)以及未燃烧或未完全燃烧的碳氢化合物(HC)，并保留在由于燃料不完全燃烧而产生的燃烧废气中。为了减少柴油发动机运行过程中这些有毒污染物的产生，专利文献1公开了在气缸壁的内表面、气缸盖的内表面和活塞的上表面上形成催化剂(例如镍)膜，以使催化剂膜与气缸内的燃烧室中的燃料接触。通过与催化剂膜反应，可以将燃烧废气中的NOx转化为无害的氮气和氧气，将HC转化为水和二氧化碳，并减少PM的量。但是，申请人发现，如专利文献1中所公开的那样，当通常使用的石油(例如轻油)用作柴油发动机的燃料时，废气中的有毒污染物的量相对较高并且燃料效率不令人满意。专利文献2公开了一种去除燃烧废气中的氮氧化物的方法，该方法包括使燃烧废气与包含活性氢的水反应。活性氢是使用镁和酸产生的。该方法已经表示可以从燃烧废气中除去70wt％的氮氧化物，这表明含有活性氢的水对于分解NOx是有效的。在专利文献2中，在燃烧室中产生的燃烧废气被引入反应容器中以与包含活性氢的水反应。引文列表专利文献专利文献1：日本专利技术专利申请公开号：2004-225570<br>专利文献2：日本专利技术专利申请公开号：2013-091056
技术实现思路
因此，本专利技术的第一目的是提供一种可以减轻现有技术的至少一个缺点的燃烧系统。根据本专利技术，该燃烧系统包括燃烧装置和待添加到该燃烧装置中的燃料组合物。所述燃烧装置包括：界定燃烧室的气缸单元，以及涂覆在所述气缸单元上并面向所述燃烧室的涂层。所述涂层包含催化剂，所述催化剂选自金属、所述金属的合金、包含所述金属的氧化物的复合物、所述金属的盐及前述的组合，其中所述金属选自铂、镍、钴、铜、钼、钛及前述的组合。所述燃料组合物，其待添加到所述燃烧装置的燃烧室中，包括水、燃油和乳化剂。基于100wt％的所述水和所述燃油的组合，所述水的存在量为10wt％至90wt％，以及所述燃油的存在量为90wt％至10wt％。相对于100wt％的所述水和所述燃油的组合，所述乳化剂的存在量为0.5wt％至10wt％。本专利技术的第二目的是提供一种改善燃烧装置性能的方法，包括：提供上述燃烧装置，以及将上述燃料组合物添加到该燃烧装置中。本专利技术的第三目的是提供前述燃料组合物用于改进上述燃烧装置性能的用途。本专利技术的第四目的是提供一种使用上述燃料组合物作为用于上述燃烧装置的燃料的方法，该方法包括将该燃料组合物施加到该燃烧装置中。参考附图，在下面的实施例的详细描述中，本专利技术的其他特征和优点将变得显而易见，其中：附图说明[图1]图1是示出根据本专利技术的柴油发动机的实施例的截面图。具体实施方式应当理解，如果在本文中引用了任何现有技术出版物，则该引用并不意味着承认该出版物构成了中国台湾或任何其他地区的本领域公知常识的一部分。为了本说明书的目的，将清楚地理解单词“包括(comprising)”是指“包括但不限于”，并且单词“包含(comprise(s))”具有相应的含义。除非另有界定，否则本文中使用的所有技术术语和科学术语具有本专利技术所属领域的技术人员通常理解的含义。本领域的技术人员将认识到可以在本专利技术的实践中使用的许多与本文描述的方法和材料相似或等同的方法和材料。实际上，本专利技术决不限于所描述的方法和材料。本专利技术提供了一种燃烧系统，其包括燃烧装置和待添加到燃烧装置中的燃料组合物，即，使用该燃料组合物作为用于该燃烧装置的燃料。该燃料组合物包括水、燃油和乳化剂。在某些实施例中，该燃料组合物基本上由水、燃油和乳化剂组成。在一个示例性实施例中，该燃料组合物由水、燃油和乳化剂组成。本专利技术的燃料组合物可用于有效地改进燃烧装置的性能。因此，本专利技术还提供一种改进燃烧装置性能的方法，包括：提供燃烧装置，以及将燃料组合物添加到该燃烧装置中。根据本专利技术，燃烧装置性能的改进可以通过例如以下的一项或多项来确定：废气中污染物排放的减少，以及燃料效率的改进。污染物的示例可以包括但不限于氮氧化物(NOx)、未燃烧或未完全燃烧的碳氢化合物(HC)、颗粒物(PM)及前述的组合。如本文所使用的，术语“燃料效率”是指燃料中所包含的化学势能被转换成热能(例如，热)、动能、电功率和/或由燃料经历化学转变的功(例如，内燃机中的燃料燃烧以产生动能和/或功，外燃机中的燃料燃烧以提供功和/或电，或柴油锅炉中的燃料燃烧产生热蒸汽来保持温暖)的效率。例如，燃料效率可以通过本领域技术人员可识别的技术来测量，例如通过测量燃料的化学转变所做的功或产生的热(例如，测量内燃机可以提供的行驶距离(例如，英里或公里)，外燃机可以提供的功或热的量(例如，J或卡路里)，或在燃烧给定体积(加仑或升)的燃料时柴油锅炉可以产生的用于保暖的热蒸汽量)。在某些实施例中，燃料组合物通过将燃油加入水和乳化剂的混合物中来制备。由于乳化燃料(即水-乳化燃料)是非腐蚀性水溶液，本专利技术的燃料组合物不会腐蚀燃烧装置的燃烧室。根据本专利技术，燃油可以是常规的石油产品，其可以用作燃烧装置的燃料。适用于本专利技术的燃油的示例可以包括但不限于重油、轻油、煤油、柴油燃料及前述的组合。根据本专利技术，乳化剂可以是能够使燃油与水混溶的任何物质。适用于本专利技术的乳化剂的示例可包括以下的一种或多种物质：(1)两亲(amphiphilic)化合物，诸如具有强碱官能团(高碱性)的有机碱，例如具有C3至C20烷基的烷基苯磺酸镁；和(2)包含亲脂性化合物(例如脱水山梨糖醇酯(也称为司盘(Spans))和亲水性化合物(例如聚山梨酯(也称为吐温(Tweens)))的组合物，例如Span80和Tween80的混合物(重量比为1：1))或Span80和Tween60的混合物(重量比为1：1)。在某些实施例中，基于100wt％的水和燃油的组合，燃料组合物包含10wt％至90wt％的水。在其他实施例中，基于100wt％的水和燃油的组合，水的存在量为10wt％至50wt％。在某些实施例中，相对于100wt％的水和燃油的组合，燃料组合物包含0.5wt％至10wt％的乳化剂。在其他实施例中，相对于100wt％的水和燃油的组合，乳化剂的存在量为0.5wt％至2wt％。根据本专利技术，燃料组合物可进一步包含氢气，其在改进燃料效率方面是有效的。在某些实施例中，氢气的浓度为5ppm至10ppm。在某些实施例中，可以使用例如高频、电磁波或超声波对燃料组合物进行振荡处理，以分散燃油和水的分子聚集体，从而改进燃料效率。该燃烧装置包括界定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃烧系统，其特征在于：/n燃烧装置，其包括界定燃烧室(3)的气缸单元(1)和涂覆在所述气缸单元(1)上并面向所述燃烧室(3)的涂层(2)，所述涂层(2)包含催化剂，所述催化剂选自金属、所述金属的合金、包含所述金属的氧化物的复合物、所述金属的盐及前述的组合，并且所述金属选自铂、镍、钴、铜、钼、钛及前述的组合；以及/n燃料组合物，其待添加到所述燃烧装置的燃烧室(3)中，所述燃料组合物包括水、燃油和乳化剂，基于100wt％的所述水和所述燃油的组合，所述水的存在量为10wt％至90wt％，以及所述燃油的存在量为90wt％至10wt％，并且相对于100wt％的所述水和所述燃油的组合，所述乳化剂的存在量为0.5wt％至10wt％。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃烧系统，其特征在于：
燃烧装置，其包括界定燃烧室(3)的气缸单元(1)和涂覆在所述气缸单元(1)上并面向所述燃烧室(3)的涂层(2)，所述涂层(2)包含催化剂，所述催化剂选自金属、所述金属的合金、包含所述金属的氧化物的复合物、所述金属的盐及前述的组合，并且所述金属选自铂、镍、钴、铜、钼、钛及前述的组合；以及
燃料组合物，其待添加到所述燃烧装置的燃烧室(3)中，所述燃料组合物包括水、燃油和乳化剂，基于100wt％的所述水和所述燃油的组合，所述水的存在量为10wt％至90wt％，以及所述燃油的存在量为90wt％至10wt％，并且相对于100wt％的所述水和所述燃油的组合，所述乳化剂的存在量为0.5wt％至10wt％。


2.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于：所述金属的盐选自所述金属的氧化物、所述金属的硫化物及前述的组合。


3.根据权利要求1或2所述的燃烧系统，其特征在于：所述金属的合金选自镍-钴合金、镍-铜合金、镍-钛合金及前述的组合。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧系统，其特征在于：所述涂层还包含硫酸根离子。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃烧系统，其特征在于：基于100wt％的所述水和所述燃油的组合，所述水的存在量为10wt％至50wt％。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃烧系统，其特征在于：所述燃油选自轻油、重油、煤油、柴油燃料及前述的组合。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃烧系统，其特征在于：所述燃烧装置是内燃机，所述气缸单元(1)包括气缸(11)，密封所述气缸(11)的顶端的气缸盖(12)，以及可往复运动地安装在所述气缸(11)中并与所述气缸盖(12)间隔开并密封所述气缸(11)底端的活塞(13)，所述气缸(11)、所述气缸盖(12)和所述活塞(13)共同界定所述燃烧室(3)，所述气缸(11)、所述气缸盖(12)和所述活塞(13)各自具有面向所述燃烧室(3)的内表面(110、120、130)，其中所述催化剂涂覆在所述气缸(11)、所述气缸盖(12)和所述活塞(13)中至少一个的内表面(110、120、130)上。


8.一种改进燃烧装置性能的方法，其特征在于：
提供燃烧装置，该燃烧装置包括界定燃烧室(3)的气缸单元(1)和涂覆在...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽田重美，馆政宏，
申请(专利权)人：泽田重美，馆政宏，张华枢，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71