[發明專利]使用基于水的混合物作為燃料的內燃發動機及操作其的方法

有效

• 申請號: 201811036648.9
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN109469564B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 亞霍達·什穆利;埃坦·什穆利;多倫·什穆利
• 申請（專利權）人: 玫瑪研究有限責任公司
• 主分類號: F02M25/038
• 分類號: F02M25/038;F02M25/022;F02M25/12;F02D19/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 沈智娟

一種內燃機包括具有燃燒室和活塞的汽缸，該活塞選擇性地改變燃燒室的容積。燃燒室接收空氣、氫氣的混合物和基本上由水和可燃(優選非礦物)物質構成的液體燃料。點燃燃燒室的內容物以產生動力。

本申請是發明名稱為“使用基于水的混合物作為燃料的內燃發動機及操作其的方法”的申請的分案申請，該申請的國際申請號為PCT/US2013/033100，國際申請日為20130320，申請人為“玫瑪研究有限責任公司”，該申請進入中國國家階段日期為2014年11月03日，進入中國國家申請號為201380023382.3。

技術領域

本發明涉及用于使用被噴射到氫氣和空氣的混合物中的由水和水溶性可燃物質構成的燃料來操作內燃機的方法和裝置。

背景技術

將礦物燃料用于運行在例如汽車和其它車輛中使用的發動機以及用于各種目的的很多其它發動機是以基于在19世紀開發的內燃機的非常老的概念為基礎的。盡管持續最近50年對替代燃料進行密集研究和開發，但是從石油或天然氣得到的礦物燃料本質上仍然是目前整個世界上使用的幾乎所有內燃機的主要能源。

作為結果，礦物燃料的世界供應已嚴重耗竭，產生了短缺，并且石油價格過去40年一直在攀升。此外，這樣的燃料非常有污染并且一些人提出其已是全球變暖的主要原因或其基本上促成全球變暖。所有這些因素導致很多努力來尋找除了常規礦物燃料之外的可再生能源和利用除了常規礦物燃料之外的可再生能源來產生動力。在過去幾年已引入很多替代的燃料來減小石油耗竭的影響，包括混合動力汽車、電動車、生物柴油機、基于氫氣的汽車等。然而，這些解決方案都不是有效的。該缺乏成功的一個原因是它們需要完全新的基礎結構來用于發動機的制造以及燃料的生產和分配。而且，目前所提出的大多數解決方案與現有的發動機不兼容，并且因此替代所有現有礦物燃燒發動機的成本可能如此高，以使得其可能使基于替代燃料的任何解決方案不可接受(至少在短期不可接受)。

在過去很多人提議水作為燃料的來源，并且已經進行很多實驗來測試這樣的系統。這樣的實驗的基礎是以下事實：水能夠被分離為氫氣和氧氣并且所得到的化學計量混合物可被饋送到內燃機以產生動力。然而，過去的實驗得到了不令人滿意的結果。其成功的主要障礙是基于以下事實：將水分離為其組分所需要的能量遠大于由發動機所產生的能量。此外，運行典型的汽車發動機所需的H₂混合物的量太大以致不能使這樣的系統變得實用。

目前在市場上可獲得可用作使用礦物燃料的內燃機的附件或附加物的系統，然而獨立的測試已顯示：實際上，這些系統對發動機的總體效率具有非常小的影響(如果存在的話)。

在兩個共同待決的申請中描述了由本發明人開發的系統，該系統包括從水生成小量的氫/氧氣體混合物并且將小量的氫/氧氣體混合物供應到標準的內燃機中的裝置。(參見美國專利申請公開文本2010/0122902和2011/0203977)。更具體地，這些共同待決的申請描述了用于產生氫氣和氧氣的二比一混合物(通常稱為褐色氣體或HHO)的高效過程和裝置。該混合物通過更有效地燃燒礦物燃料來幫助增大常規內燃機的效率。盡管后一系統比之前描述的系統更有效得多；其效率仍然被車輛上產生的氫氣和氧氣的量所限制。而且，所描述的內燃機仍然燃燒礦物燃料。

發明內容

簡要地，內燃機包括具有燃燒室的汽缸，該燃燒室具有如通過以大體常規的方式往復的活塞來限定的可變容積。最初將氫氣和空氣饋送到燃燒室內。然后，將以細微液滴的形式的燃料噴射到被壓縮的燃燒室中。然后將得到的液體/氣體混合物壓縮到非常高的壓力，該壓力引起溫度上升，并且點火設備引起燃燒。燃燒得到熱的和加壓的氣體，該熱的和加壓的氣體引起活塞移動并且生成動力。有利地，燃料基本上由水和可燃物質組成。可燃材料是醇、丙酮、乙醛或其他可燃物質(優選溶于水的非礦物物質)。(術語非礦物用于指代實質上不由基于礦物、不可再生材料(例如石油或天然氣)得出，而是由可再生源得到的燃料。)優選地，燃料在體積上包含大約10-40％的可燃材料。