燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的装置及方法与流程

本发明关于一种燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的装置及方法，尤指一种应用于燃油引擎的汽车等交通工具上，促进燃油与水乳化进行燃烧，进而提升能源效率的装置及其方法。

背景技术：

当汽车在添加燃油时，空气中的水气，会伴随着燃油进入到油箱内而沉降在油箱底部，由于水比重大于燃油，因而发生永远无法清理积水的困扰，同时这些水气也会拌随着油管前进而沉降在燃油滤清器集水装置底部，不时需要拆卸放水塞来清理积水，每10,000公里，滤清器集水装置就需要泄放一次，每30,000公里，就需要再更换滤芯一次，很不方便且更增加保养成本。

再者，全球经济gdp的成长，依赖石化燃料的供应非常高，可是燃烧石化燃料，就会排放nox氮氧化物、颗粒物pm、co、hc及其它多种有害物质。如何有效的降低燃油成本，同时又能抑制污染物的排放量，更能提高燃油效率，减少温室气体的排放，是全世界各工业先进国家积极迫切追求的方向目标。

而乳化技术正是可以达到上述目标的方法，乳化剂是可以将两个完全不相溶的液体能混合的方法。油相乳剂中混合水滴，使其处于分散相，均匀地分布在燃油内，形成连续相。乳化剂具有连续相的特性。因此，油相乳化剂表现出燃油而不是水的特点。任何碳氢化合物在燃烧时，均会产生大量水蒸气。事实上，根据不同燃料种类，在燃烧过程中产生水的物质可以比燃料来源中更多。换句话说，乳化燃料技术只是改变把水引入燃烧中的次序，而不是将水当作另一种新的化合物。

技术实现要素：

本发明的目的在提供一种燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的装置及方法，利用ph值大于12以上的植物碱性材质，作为界面活性乳化剂，将界面活性乳化剂投入本发明的磁化过滤器或现有的油箱或燃油滤清器，将燃油与积水快速乳化、磁化、转化，而能在引擎内燃烧的装置及方法，达到燃烧速度加快，后燃现象减少，避免了燃烧区局部温度过高，减少燃油的热分解，使油燃烧更充分，转化燃油中的水分为燃料，节能又能减碳等作用。

本发明是利用1987年诺贝尔化学奖得主裴德生(c.j.pedersen)的皇冠醚(crownether)理论。皇冠醚(crownether)稳定植物特性，达到最佳状况，瞬间将水分子分裂成几十万分之一小分子成微纳米粒，又利用氢弹原理将氢离子瞬间聚合，改变原本物质特性，增加数十倍功能，除了物理性以外，也做了一系列化学检验sgs成分检验重金属检验，有机化学检验，细菌原生菌检验等，微量金属工业检验报告，台北食品研究所检验报告，新竹食品研究所检验报告，高雄食品研究所检验报告，美国fda指定食品及测试单位ert检验报告：

@sgs(ultratraceindustrialsafetyhygiene超微量工业)

@etr(environmentaltesting&researchlaboratories)

界面活性乳化剂安全资料分析：

物性分析资料：1、形态：液态。2、颜色：棕褐色。3、比重：1.236(27℃)。4、粘度：2.914。5、沸点：103℃。6、100%溶于水。7、气味：天然本草气味。

化性分析资料：1、ph:12.6。2、na(mg/kg)：55,000。3、k(mg/kg)：1,300。4、ca(mg/kg)：470。5、fe(mg/kg)：97。6、mg(mg/kg)：134。7、zn(mg/kg)：4.2。8、糖类：微量。9、皂素(saponins)：微量。

界面活性乳化剂净稀释比例ph值：0：5～12.6；1：10～12.4；1：50～11.6；1：100～11.2；1：200～10.4；1：300～10.2；1：400～9.7；1：500～9.5。

为了达到上述目的，本发明的燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的装置，用于过滤燃油及溶合燃油与水，其较佳技术方案包含：一用于组装在汽车的燃油管路的磁化过滤器，该磁化过滤器具有一过滤室，分别连通该过滤室的一燃油入口与一燃油出口，一填充在该过滤室内的远红外线陶瓷颗粒层，与一设置该过滤室内的永久磁铁，该燃油从该燃油入口流入该过滤室，经过该远红外线陶瓷颗粒层与该永久磁铁，再从该燃油出口流出该过滤室；以及一界面活性乳化剂，其投入到该过滤室内的远红外线陶瓷颗粒层，作为溶合燃油与水的界面乳化剂，形成燃油包水的乳化相。

上述燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的装置中，该界面活性乳化剂为冠醚型界面活性乳化剂。

上述燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的装置中，该燃油入口与该燃油出口连通于该过滤室的第一端，该远红外线陶瓷颗粒层与该永久磁铁设置在该过滤室的第二端，该过滤室内具有一中隔部，该中隔部从该过滤室内的第一端分隔该燃油入口与该燃油出口并朝向该远红外线陶瓷颗粒层延伸。

上述燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的装置中，该远红外线陶瓷颗粒层相邻于该燃油入口及该燃油出口的第一面设有一第一陶瓷棉层及一金属网层。上述燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的装置中，该远红外线陶瓷颗粒层相反于该第一面的第二面设有一第二陶瓷棉层及一陶瓷粉粒层。

为了达到上述目的，本发明燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的方法，其包含一界面活性乳化剂投入汽车的油箱或燃油滤清器，随着该汽车行驶时的振动作用，使该界面活性乳化剂促进该油箱中的燃油与水产生乳化作用，或使该界面活性乳化剂促进流入该燃油滤清器中的燃油与该燃油滤清器中的积水产生乳化作用，借此形成燃油包覆水分子的状态，再输入到引擎中。

上述燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的方法中，该界面活性乳化剂为冠醚型界面活性乳化剂。

本发明燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的装置及方法，系使燃油(柴油)与水在乳化成油包水的新燃油，再高压喷入引擎室内，当温度急剧升高时，沸点低的水最先沸腾气化，当水膨胀压力超过油表面张力及环境压力之总和时，水蒸气会冲破油膜的束缚，形成二次雾化，可使油液分解成更细小的颗粒。细小的燃油颗粒与空气接触的总比表面大量增加。同时，微爆产生的无数震波，会冲破包围火焰面的co2、n2抑制层，使空气形成强烈的紊流，燃烧室内空气与油气分布更均匀，温度场更均匀，燃烧速度加快，后燃现象减少，避免了燃烧区局部温度过高，减少燃油的热分解，使油燃烧更充分，去除燃油中的水分，达到节能又能减碳的效果。

本发明所应用的界面活性乳化剂具有酵素特性却没有蛋白质成份，是一种独特的等同酵素(co-enzyme)，加速接触物质的化合反应，具有催化、分解的特性，在化学反应中不被影响。其主要的技术是分解及转化天然植物茎干纤维，而产生丰富的矿物质和微量元素，制成小分子液体，具游离状态，百分之百溶解于水，且具有消毒、杀菌、消除异味、臭味等功能。

本发明包含一种燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的方法，通过本发明之界面活性乳化剂，能突破油水不相容的障碍，可瞬间将柴油乳化成为油包水的型态，加速燃油雾化燃烧，不仅节能，且可大大减少柴油车对环境污染废气的排放，柴油作为传统能源，具有高热值、难挥发等特点，在人类活动中占有极重要地位。本方法能把水与燃油乳化磁化成为全新的燃油，同时可解决未来燃油短缺问题与达成节能减碳目标，不但节省能源消耗，又能净化pm2.5、hc、co、nox等废气有害污染物，更可避免雾霾、酸雨、温室气体等污染物，危害全民的生活环境与身心健康。

附图说明

图1为本发明磁化过滤器的剖面示意图。

图2为本发明燃油与水乳化及燃烧原理的示意图。

部件名称：

10磁化过滤器；

11过滤室；

12燃油入口；

13燃油出口；

14中隔部；

15第一燃油缓冲区；

16第二燃油缓冲区；

20远红外线陶瓷颗粒层；

21第一面；

22第二面；

30永久磁铁；

40第一陶瓷棉层；

50金属网层；

60第二陶瓷棉层；

70陶瓷粉粒层；

80界面活性乳化剂。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参阅图1所示，本发明燃油与水乳化燃烧以提升能源效率的装置，其较佳的具体实施例包含：一用于组装在汽车的燃油管路的磁化过滤器10，该磁化过滤器10具有一过滤室11，分别连通该过滤室11的一燃油入口12与一燃油出口13，一填充在该过滤室11内的远红外线陶瓷颗粒层20，与一设置于该过滤室11内的永久磁铁30，借此使该燃油入口12与该燃油出口13能够分别连接于汽车的油管，使汽车的柴油从该燃油入口12流入该过滤室11，经过该远红外线陶瓷颗粒层20与该永久磁铁30，再从该燃油出口13流出该过滤室11，其后再喷入引擎室；以及一界面活性乳化剂80，其可为冠醚型界面活性乳化剂，其投入到该过滤室内11的远红外线陶瓷颗粒层20，作为溶合柴油与水的界面乳化剂，当含有水分的柴油经由该燃油入口12流入时，通过界面活性乳化剂80的作用，进而形成柴油包水的乳化相，然后从该燃油出口13流出该过滤室11，并喷入引擎室点火燃烧。

再参阅图1所示，上述该燃油入口12与该燃油出口13较佳的连通于该过滤室11内的第一端，而该远红外线陶瓷颗粒层20与该永久磁铁30设置在该过滤室11内的第二端，且该过滤室11内较佳的再实施有一中隔部14，该中隔部14从该过滤室11内的第一端分隔该燃油入口12与该燃油出口13并朝向该远红外线陶瓷颗粒层20延伸，使经由该燃油入口12流入的柴油有一净化前的第一燃油缓冲区15，而净化后准备流入该燃油出口13的柴油也有一净化后的第二燃油缓冲区16。又，该远红外线陶瓷颗粒层20相邻于该燃油入口12及该燃油出口13的第一面21设有一第一陶瓷棉层40及一金属网层50，用以过滤柴油中较微细的物质。再者，该远红外线陶瓷颗粒层20相反于该第一面21的第二面22可再设有一第二陶瓷棉层60及一陶瓷粉粒层70。

上述该界面活性乳化剂是能使柴油和水按一定比例混合燃烧的亲油、亲水性很强的特殊添加剂。外观呈棕色透明液体，无毒无味，具有阴离子、阳离子、非离子等特性的浓缩混合型表面活性剂。由于它能让水和柴油颗粒表面界力关系在一定程度上得到改变，从而使水和柴油之间产生极强的亲和力，只需添加约5~10%的乳化剂，就能成功将10~15%的水与80%以上的柴油进行混合乳化。具有优良的乳化性能和防锈性能，无毒、不易燃、不易爆，能使柴油和水充分乳化，形成可供柴油内燃机燃烧的乳化柴油。其酸碱度呈中性，对内燃机无任何副作用，由它配置的乳化柴油性能稳定，在实际应用中与纯柴油基本相同。

本发明上述该磁化过滤器10及界面活性乳化剂80的应用，屏除汽车原用的滤油纸滤芯与集水装置与放水塞设计，一并参阅图1及图2所示，本发明的作用原理，利用该远红外线陶瓷颗粒层20作为滤材及车量运作中加速搅拌震荡动力，并将本界面活性乳化剂80作为柴油100与水分子200的包容触媒，利用上述该远红外线陶瓷颗粒层20具有远红外线共振能力与负离子持续切割能力，能够把水分子200与柴油100快速包容成油包水的小分子状态(如图2的a1、a2及a3所示)，再经高压喷入引擎内压缩点火燃烧时，就会产生包容在柴油粒子内的水分子200先达到爆裂状态(如图2的a4及a5所示)，再把柴油100粒子裂解成更细小的柴油微粒(如图2的a6所示)，如此加大表面燃烧面积，来充分燃烧净化co、hc、pm等废气，更抑制nox氮氧化物的形成。加上车子在行进间，是持续性的高速振动，瞬间更加速界面活性乳化剂80的柴油100及水分子200的包容，即时能产生更细小的柴油微细粒子，不但可即时燃烧净化空污废气等，更可节省柴油的消耗，提升柴油的使用效率，因而达到省油的效果。另外，本发明亦可将界面活性乳化剂投入汽车的油箱或燃油滤清器，随着该汽车行驶时的振动作用，使该界面活性乳化剂促进该油箱中的燃油与水产生乳化作用，或使该界面活性乳化剂促进流入该燃油滤清器中的燃油与该燃油滤清器中的积水产生乳化作用，借此形成上述柴油包覆水分子的状态，再输入到引擎中，达到相同的功效。

本发明因为将上述该界面活性乳化剂加在该磁化过滤器10或油箱或现有的燃油滤清器内，因为其比重大于柴油，会自动沈降在油箱底部，界面活性乳化剂是完全水溶性的，当与油箱底部积水接触时，会完全溶入沉降的积水，能够把积水转化成乳化剂的微小分子，如此才能够加速渗入柴油的微细小颗粒内，形成(w/o)油包水型式，加速燃烧净化效果。热生成的nox氮氧化物能能够得到抑制减量，是因为水的骤冷反应，而颗粒物的减少是由于燃烧过程中细微油粒有较大的燃烧面积，提升动力的改变。

本发明的另一特点是在磁化过滤器10内底层，装设有4500-5000高斯的超强力永久磁铁30，自动形成一磁力场，可瞬间吸附已经在水中溶解的铁离子等杂质，又可以将水加速磁化成更细小的小分子团，更有利于界面活性乳化剂快速将水分子溶入柴油内的数量，该永久磁铁30是以稀土永磁材质制成，无需电力、无耗损，环保又节能，磁化小分子水，同时也能降低水的表面张力，增强渗透力，磁化水使溶解力加大，因氧又是顺磁性分子，水经磁场处理后，使磁化水中的溶氧量明显增加，水一经磁化后，ph值会上升呈微碱性水质，磁化水的挥发性也较一般去离子水高，更能提高水的透光性能。磁力场效应，也能把油滴磁化，在高压喷入引擎内燃烧时，更会在引擎室的内壁，形成一层磁护膜，抑制积碳的形成，更防止积碳的吸附与累积，提升引擎的燃烧效率。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。