УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ИЛИ МЕХАНИЗМА, РАБОТАЮЩЕГО ОТ СЖИГАНИЯ ИЛИ ПЕРЕРАБОТКИ ТОПЛИВА, И СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ МОЛЕКУЛ ВОДОРОДА ИЛИ СОЕДИНЕНИЯ ВОДОРОДА, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В УКАЗАННОМ ДВИГАТЕЛЕ ИЛИ МЕХАНИЗМЕ Российский патент 2009 года по МПК H01T13/05 

НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ имеет отношение к приспособлению для двигателя или механизма, работающего от сжигания или переработки топлива, в частности, имеет отношение к приспособлению для двигателя внутреннего сгорания, снабженного одной или более свечами зажигания, присоединенными к источнику электричества высокого напряжения проводом высокого напряжения.

Двигатель, работающий от сжигания топлива, может работать на различных видах топлива, включая водород, простой углеводород, например метан или пропан, или более сложный углеводород, например бензин.

Желательно улучшить рабочие характеристики двигателя или механизма, работающего от сжигания или переработки топлива, независимо от применяемого топлива.

Согласно одному аспекту данного изобретения предлагается устройство для двигателя или механизма, работающего от сжигания или переработки топлива, причем данное устройство содержит сердечник, изготовленный из материала, обладающего ферромагнитными свойствами, причем сердечник имеет вытянутую форму и в нем выполнено углубление для размещения провода высокого напряжения, причем имеются зажимные средства, используемые для захвата провода высокого напряжения и удерживания его в данном углублении, причем сердечник находится в корпусе, изготовленном из неферромагнитного материала, и корпус снабжен средствами для размещения калибровочных элементов, изготовленных из материала с высокой магнитной проницаемостью при низкой напряженности поля и низких потерях на гистерезис.

Предпочтительно сердечник изготавливают из материала, обладающего высоким удельным электрическим сопротивлением и низким удельным магнитным сопротивлением.

Предпочтительно сердечник изготавливают из феррита.

Преимущественно корпус имеет нижний элемент корпуса и верхнюю крышку, шарнирно соединенную с этим нижним элементом корпуса.

Предпочтительно калибровочные элементы изготавливают из пермаллоя.

Предпочтительно внутренняя поверхность корпуса снабжена множеством находящихся на расстоянии друг от друга шпеньков, и в каждом из калибровочных элементов имеются два отверстия, предназначенных для вхождения в них двух отстоящих друг от друга шпеньков.

Предпочтительно зажимные средства содержат зажимную пластину, изготовленную из неферромагнитного материла.

Преимущественно зажимная пластина изготовлена из меди, медного сплава, алюминия или алюминиевого сплава.

Предпочтительно части зажимной пластины выполнены отсоединяемыми.

Преимущественно устройство также содержит по меньшей мере один группирующий установочный элемент, содержащий элемент, имеющий по меньшей мере одно отверстие для избирательного размещения ферритовой вставки.

Предпочтительно предусматривают четыре динамических группирующих установочных элемента.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается способ повышения возбуждения молекул топлива, содержащего водород или соединение водорода, используемого в двигателе или механизме, работающем от сжигания или переработки топлива, причем способ содержит шаг установки сердечника, изготовленного из ферромагнитного материала, причем в сердечнике имеется канал для размещения провода высокого напряжения данного двигателя или механизма, установки сердечника в положении с размещенным в канале проводом высокого напряжения и удерживания сердечника и провода высокого напряжения в этом соответствующем положении во время работы этого двигателя или механизма.

Преимущественно двигатель или механизм является двигателем внутреннего сгорания, а провод высокого напряжения является проводом свечи зажигания.

Для лучшего понимания настоящего изобретения и для лучшего понимания других его признаков далее приводится описание настоящего изобретения посредством примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, в которых:

на ФИГУРЕ 1 представлено изображение в разобранном виде некоторых деталей приспособления согласно настоящему изобретению,

на ФИГУРЕ 2 представлено изображение в разобранном виде других деталей реализации настоящего изобретения, соединенных с деталями Фигуры 1,

на ФИГУРЕ 3 представлено, с целью пояснения, изображение деталей из Фигуры 2, рассматриваемых под другим углом,

на ФИГУРАХ 4А, 4В и 4С представлены изображения части одной из деталей Фигуры 3 в различных конфигурациях,

на ФИГУРЕ 5 представлено изображение, показывающее детали Фигуры 1 и 2 в сборке, и

на ФИГУРЕ 6 представлено изображение приспособления, соединенного с проводом высокого напряжения.

Как показано Фигуре 1 прилагаемых чертежей, устройство, согласно настоящему изобретению, снабжено нижним элементом 1 корпуса. Нижний элемент 1 корпуса имеет вытянутую форму, и в нем имеется основание 2, которое поддерживает вертикальную переднюю стенку 3, несущую направленную внутрь губу 4, которая выступает внутрь над основанием 2. Внутренний край губы 4 несет две, находящиеся на расстоянии друг от друга и направленные вверх, лапки 5, 6. На каждом конце губы 4 имеется направленный в осевом направлении выступ 7, 8 и прилегающий к нему выступающий вверх упор 9, 10.

На основание 2 также опирается направленная вверх задняя стенка 11, причем задняя стенка 11 имеет на верхнем своем краю с каждой ее стороны направленную вперед вертикальную лапку 12, 13. Лапки выступают внутрь над основанием 2.

В лапке 12 имеется отверстие 13, и в положении над отверстием 13 - бобышка 14. Бобышка выступает в направлении наружу от остальной части нижнего элемента 1 корпуса. В направленной вперед лапке 13 выполнено отверстие 15, и над отверстием 15 - направленная наружу бобышка 16, которая направлена наружу от остальной части нижнего элемента 1 корпуса. Таким образом, следует понимать, что нижний элемент 2 корпуса имеет форму канала.

На одном из концов нижнего элемента 1 корпуса имеется торцевая пластина 20 корпуса. Внешний контур торцевой пластины имеет конфигурацию, соответствующую конфигурации поперечного сечения канала, сформированного нижним элементом 1 корпуса. Торцевая пластина 20 сконфигурирована так, чтобы примыкать к торцу нижнего элемента 1 корпуса, и имеет отверстие 21, соосное с отверстием 13, образованным в направленной вперед лапке 2, и в положении над отверстием 21 - другое отверстие 22, имеющее такие размеры, чтобы в него поместилась часть бобышки 14.

В части торцевой пластины 20, лежащей напротив выступа 7 и упора 10, выполнено отверстие 23, имеющее такие размеры, что в него может поместиться выступ 7, и запирающая лапка 24, применяемая для блокировочного сцепления с упором 9.

Торцевая пластина 20 снабжена еще одним отверстием 25, размещенным в положении ниже отверстия 21.

С другой стороны нижнего элемента корпуса выполнена соответствующая торцевая пластина 30, имеющая отверстия 31, 32 и 35, соответствующие описанным выше отверстиям 21, 22 и 25, и также имеющая отверстие 33 и запирающую лапку 34, соответствующие описанным выше отверстию 23 и запирающей лапке 24. Как можно видеть на Фигуре 1, крайняя торцевая пластина 30 снабжена защелкивающимся выступом 35. Выступ имеет верхнюю пологую или наклонную поверхность и нижнюю горизонтальную поверхность. Торцевая пластина 20 снабжена соответствующим выступом, но он не виден на Фигуре 1.

Нижний элемент 1 корпуса и торцевые пластины 20 и 30 изготовлены из цветного металла, например алюминия, или другого неферромагнитного материла, например высокотемпературного силиконового каучука. Торцевые пластины крепят на нижнем элементе 1 корпуса, вместе с которым они образуют нижнюю часть корпуса.

На одном конце корпуса имеется группирующий установочный элемент 40. Группирующий установочный элемент 40 выполнен в форме пластины, устроенной так, чтобы примыкать к торцевой пластине 20. В установочном элементе 40 выполнено отверстие 41, соосное с отверстием 22, и выступающая втулка 42, которая может быть размещена в отверстии 22, и другая выступающая втулка 43, которая может быть размещена в отверстии 25.

Группирующий установочный элемент 40 снабжен множеством других отверстий 45, которые в данной реализации изобретения показаны как имеющие, в основном, прямоугольную форму, причем отверстия имеют такие размеры, что в них могут разместиться ферритовые вставки 46, размер каждой из которых выбран таким образом, чтобы она с трением входила внутрь отверстия 45.

На другой стороне корпуса выполнен соответствующий группирующий установочный элемент 50, имеющий аналогичную конфигурацию, которая не будет повторно описываться в данной части.

Имеется соединительный вал 60, выполненный с возможностью быть установленным через соосные отверстия 51, 31, 15, 13, 21 и 41 для скрепления вышеописанных элементов воедино. Как станет ясно из последующего описания, на части вала 60 между лапками 12 и 13 крепятся дополнительные детали.

Внутри нижнего элемента 1 корпуса размещается сердечник 70, изготовленный из магнитного материала, проявляющего ферромагнитные свойства, такие, например, как у феррита, то есть материала, обладающего высоким удельным электрическим и низким удельным магнитным сопротивлением. Феррит - это керамическое ионоксидное соединение с ферромагнитными свойствами, общая формула которого MOFe₂О₃, где М - это, как правило, металл, например кобальт, никель или цинк. Таким образом, феррит может содержать двухвалентный или многовалентный металл. Феррит спекается таким образом, чтобы иметь предварительно заданную форму. Сердечник 70 описываемой реализации изобретения в поперечном сечении представляет собой полукольцо. Внешняя поверхность 71 сердечника имеет такие размеры, чтобы сердечник мог быть размещен внутри нижнего элемента 1 корпуса. В сердечнике имеются две плоские верхние поверхности 72, 73. Одна плоская поверхность приспособлена к размещению под направленной внутрь губой 4, а другая поверхность 73 предназначена к размещению под нижним краем направленных внутрь лапок 12 и 13. В центральной части сердечника выполнен расположенный в осевом направлении канал 73 полукруглой формы, имеющий такие размеры, чтобы в него плотно входил провод высокого напряжения, например провод высокого напряжения, ведущий к свече зажигания двигателя внутреннего сгорания.

Теперь обратимся к Фигуре 2, опишем другие элементы приспособления согласно настоящему изобретению.

Изображены два других группирующих установочных элемента 80, 81, конфигурация каждого из которых идентична таковой описанных выше группирующих установочных элементов 40 и 50. Эти группирующие установочные элементы также выполнены с возможностью установки в них ферритовых вставок и расположены так, чтобы примыкать к внутренним поверхностям направленных внутрь лапок 12 и 13. Между группирующими установочными элементами 80, 81 на оси вала крепят пластину 90. Пластина 90 выполнена вытянутой формы и имеет на каждом своем конце изогнутые ручки 91, 92, в каждой из которых имеется отверстие 93, 94 для размещения в них вала 60. Один край пластины 90 снабжен разъемными элементами 95 в виде зубцов. Эти элементы могут быть избирательно отсоединены. Пластина изготовлена из цветного металла, например меди, медного сплава, алюминия, алюминиевого сплава.

Имеется зажимная пружина 100, содержащая две винтовые катушки 101, 102, соединенные друг с другом посредством направленной радиально наружу соединительной перемычки 103. Концы катушек снабжены направленными внутрь и вдоль оси пальцами 104, 105. Пружина 100 выполнена с возможностью установки в ней вала 60 через расположенные на одной оси винтовые катушки 101, 102. Радиально направленный выступ 103 соединительной перемычки имеет такую форму, что он может упираться в заднюю стенку 11 нижнего элемента корпуса, а направленные внутрь пальцы 104 и 105 выполнены с возможностью зацепления за изогнутые ручки 91 и 92, чтобы сообщать вращательное смещающее напряжение закрепленной на оси вала пластине 90. Как будет описано далее, установленная на оси вала пластина служит для зажимного захвата провода высокого напряжения и удерживания этого провода высокого напряжения внутри канала 73, выполненного в сердечнике 70, таким образом, прикрепляя сердечник к данному проводу высокого напряжения.

Имеется крышка 120, причем эта крышка изображена на Фигуре 2, а также на Фигуре 3. Крышка снабжена верхней пластиной 121, которая имеет, с каждого края, опирающиеся на нее стенки 122, 123. В стенке 122 имеется отверстие 124 для установки в нем вала 60, а в опирающейся стенке 123 имеется аналогичное отверстие 125. Когда крышка закреплена на валу 60, ее можно вращать относительно остальной части корпуса между открытым и закрытым положениями.

Передний край верхней пластины 121 несет наклонную пластину 126, причем ширина наклонной пластины немного больше таковой верхней пластины 122. На каждом конце наклонной пластины 126 имеется направленная вниз, слегка пружинящая защелкивающаяся лапка 127, 128. В защелкивающейся лапке 127 выполнено отверстие 129, а в защелкивающейся лапке 128 выполнено отверстие 130.

Как станет ясно из последующего описания, крышка 120 может быть приведена в закрытое положение, так что защелкивающиеся лапки 127 и 128 переместятся таким образом, что отверстия 129 и 130 окажутся в зацеплении с защелкивающимся выступом 25 и 35, имеющимся на пластинах 20 и 30, соединенных с нижним элементом 1 корпуса.

Нижняя сторона верхней пластины 121 снабжена множеством отстоящих друг от друга шпеньков 131, образующих упорядоченный массив шпеньков. На нижней стороне наклонной пластины 126 также выполнено соответствующее множество равномерно расположенных шпеньков 133. На Фигуре 4 изображен массив шпеньков 131, однако массив шпеньков 133 является идентичным.

Имеется множество балансировочных элементов 134, 135, 136. Эти балансировочные элементы имеют различную конструкцию. Как можно увидеть более ясно на Фигурах 4А, 4В и 4С, каждый балансировочный элемент 134, 135, 136 имеет, как правило, вытянутую форму, на каждом его конце выполнено отверстие, причем отверстия каждого элемента отстоят друг от друга на расстояние, равное промежутку между двумя шпеньками, и имеют диаметр, практически равный диаметру шпеньков, причем средняя часть каждого элемента имеет такую конфигурацию, что элемент может быть приведен в защелкнутое положение, посредством совмещения отверстий с каждой стороны элемента с двумя шпеньками, и его прижима на место. Изображены некоторые примеры балансировочных элементов, однако могут использоваться и балансировочные элементы другой формы. Балансировочные элементы изготовлены из материала с высокой магнитной проницаемостью при низкой напряженности поля и предпочтительно низких потерях на гистерезис. Типовым используемым материалом является пермаллой. С другой стороны, крышка может быть изготовлена из цветного металла, например алюминия, или некоторых других неферромагнитных материалов, например высокотемпературного силиконового каучука.

На Фигуре 5 изображены различные компоненты Фигур 1, 2 и 3, собранные вместе, и изображен провод высокого напряжения 140, размещенный внутри канала 73. Пластина 90 изображена в поднятом положении, где на нее действует сила со стороны пружины 100, стремящаяся вернуть ее в опущенное положение. Когда пластину отпускают, она будет прижимать провод высокого напряжения 140 внутрь сердечника 70. Крышка тогда может быть перемещена в закрытое положение. В этом случае устройство будет иметь вид, показанный на Фигуре 5.

Было выявлено, что при установке приспособления, подобного описанному выше, на провод высокого напряжения, например провод высокого напряжения, ведущий к свечам зажигания двигателя внутреннего сгорания, достигается улучшение эффективности работы двигателя.

Не затрудняясь подробными разъяснениями, предположим, что сердечник 70, изготовленный из имеющего ферромагнитные свойства материала, например ферритового материала, размещен в пределах высокоэнергетического электрического поля, созданного протеканием последовательных импульсов электричества через провод высокого напряжения, когда через свечу зажигания проходит искра. Следовательно, сердечник излучает высокоэнергетическое электромагнитное поле. Это высокоэнергетическое поле воздействует на топливо.

Считается, что углеводородное топливо, при рассмотрении на молекулярном уровне, имеет базовую структуру в виде «клети». Каждая молекула углеводорода содержит центральный «стержень», сформированный атомами углерода, окутанный атомами водорода, удерживаемыми углеродным стержнем. Следовательно, считается, что молекулярная структура молекул углеводорода затрудняет окисление углерода. Кроме того, считается, что молекулы углеводорода соединены в большие группы молекул в форме «псевдосоединений». Такие группы соединяются с формированием кластеров. Это также препятствует доступу в нужном количестве кислорода во внутреннюю часть подобных групп молекул. Считается, что магнитное поле возбуждает углеводороды, разрывая подобные связи.

Если в качестве топлива используют водород, необходимо иметь в виду, что атом водорода состоит из одного протона, несущего положительный заряд, и одного электрона, несущего отрицательный заряд, и, следовательно, обладает дипольным моментом. Атом может быть либо диамагнитным, либо парамагнитным (более сильный или слабый отклик на магнитный поток) в зависимости от относительной ориентации его спинов. Таким образом, даже притом, что водород является самым простым из всех элементов, он, как считается, встречается в двух различных изомерных формах, характеризуемых различными противоположными ядерными спинами и называемых «пара» и «орто». Таким образом, в молекуле параводорода, которая имеет два атома водорода, спиновое состояние одного атома относительно другого имеет противоположное направление, сообщая ей диамагнитные свойства. С другой стороны, в ортомолекуле спины параллельны, с одной и той же ориентацией в обоих атомах. Подобная молекула является парамагнитной. Считается, что параводород можно преобразовать в более высокоэнергетический ортоводород посредством магнитного возбуждения, и, следовательно, полагается, что магнитное поле, генерируемое устройством согласно настоящему изобретению, преобразует, по меньшей мере, часть водородного топлива в более высокоэнергетическое состояние ортоводорода.

Подобный эффект обнаруживается при использовании углеводородного газа, например метана или пропана, так как магнитное поле служит для возбуждения молекул газа.

В описываемой реализации изобретения можно осуществить различные регулировки или калибровки описываемого приспособления. Регулировки и калибровки могут быть проведены, основываясь на методе проб и ошибок, либо могут быть определены предварительно, опираясь на конкретные характеристики или параметры двигателя, в соединении с которым предполагается использовать данное устройство.

Первая стадия настройки или калибровки приспособления может заключаться в регулировке установленной на оси пластины 90, которая может считаться балансировочной пластиной. Часть отделяемых выступов или зубцов 95, выполненных на пластине 90, может быть отделена для улучшения используемого эффекта. Дальнейшую настройку можно осуществить, выборочно добавляя балансировочные элементы 134 на верхнюю крышку 120. Вставки размещаются так, чтобы достичь оптимального использования эффекта рассеяния.

Окончательную настройку выполняют, выборочно устанавливая ферритовые элементы в отверстиях, выполненных для этой цели в группирующих установочных элементах 40, 50, 80 и 90.

Хотя настоящее изобретение раскрыто относительно применения описываемого приспособления к проводу высокого напряжения, ведущему к свечам зажигания двигателя внутреннего сгорания, необходимо принимать во внимание, что данное устройство может быть использовано с любыми типами двигателя или механизма, которые работают от сжигания или переработки водородосодержащего топлива, типа водорода или углеводорода. Например, устройство может быть использовано с дизельным двигателем. При использовании приспособления с дизельным двигателем следует предусмотреть провод высокого напряжения, проводящий изменяющийся электрический ток, на котором необходимо установить устройство. Также устройство, подобное раскрытому в данном описании, может быть использовано с другими двигателями или механизмами, которые работают от сжигания или переработки водородосодержащего топлива, такими, например, как турбина или любой другой двигатель, работающий от сжигания топлива, например двигатель, используемый на электростанциях, или с любым другим механизмом, который работает от сжигания или переработки водородных соединений.

В настоящем описании слово «содержит» обозначает «включает или состоит из», а «содержащий» обозначает «включающий или состоящий из».

Характерные особенности, раскрытые в предшествующем описании или последующей формуле изобретения или в сопровождающих чертежах, представленные в их определенных формах или на основе средств выполнения раскрываемых функций или способа или процесса для достижения соответствующего раскрываемого результата, могут быть использованы отдельно или в любой комбинации подобных признаков для реализации настоящего изобретения в различных его видах.

Устройство, предназначенное для двигателя или механизма, снабженного одной или более свечами зажигания, присоединенными к источнику электричества высокого напряжения проводом высокого напряжения, работающего от сжигания или переработки топлива, включает корпус, который имеет нижний элемент корпуса с шарнирно закрепленной крышкой, корпус может быть установлен путем защелкивания на проводе высокого напряжения, например проводе, ведущем к свече зажигания в двигателе внутреннего сгорания, при этом сердечник полукруглой формы изготовлен из материала, обладающего ферромагнитными свойствами, имеющий высокое удельное электрическое сопротивление и низкое удельное магнитное сопротивление и предпочтительно изготовленный из феррита, находится внутри корпуса, имеет углубление, которое размещает провод высокого напряжения, и при закрытой крышке корпуса провод высокого напряжения защелкнут и удерживается на месте в углублении. Техническим результатом является улучшение эффективности работы двигателя. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для двигателя или механизма, работающего от сжигания или переработки топлива, причем данное устройство содержит сердечник, изготовленный из материала, обладающего ферромагнитными свойствами, причем сердечник имеет вытянутую форму и в нем выполнено углубление для размещения провода высокого напряжения, причем имеются зажимные средства, используемые для захвата провода высокого напряжения и удерживания его в данном углублении, причем сердечник находится в корпусе, изготовленном из неферромагнитного материала, и корпус снабжен средствами для размещения калибровочных элементов, изготовленных из материала с высокой магнитной проницаемостью при низкой напряженности поля и низких потерях на гистерезис.2. Устройство по п.1, в котором сердечник изготовлен из материала, обладающего высоким удельным электрическим сопротивлением и низким удельным магнитным сопротивлением.3. Устройство по п.1, в котором сердечник изготовлен из феррита.4. Устройство по п.1, в котором корпус имеет нижний элемент корпуса и верхнюю крышку, шарнирно соединенную с нижним элементом корпуса.5. Устройство по п.1, в котором калибровочные элементы изготовлены из пермаллоя.6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором внутренняя поверхность корпуса снабжена множеством находящихся на расстоянии друг от друга шпеньков и в каждом из калибровочных элементов имеются два отверстия, предназначенных для вхождения в них двух, отстоящих друг от друга, шпеньков.7. Устройство по любому из пп.1-5, в котором зажимные средства содержат зажимную пластину, изготовленную из неферромагнитного материла.8. Устройство по п.7, в котором зажимная пластина изготовлена из меди, медного сплава, алюминия или алюминиевого сплава.9. Устройство по п.7, в котором части зажимной пластины выполнены отсоединяемыми.10. Устройство по любому из пп.1-5, дополнительно содержащее, по меньшей мере, один группирующий установочный элемент, содержащий элемент, имеющий, по меньшей мере, одно отверстие для избирательного размещения ферритовой вставки.11. Устройство по п.10, в котором имеется четыре динамических группирующих установочных элемента.12. Способ повышения возбуждения молекул водорода или соединения водорода, используемых в двигателе или механизме, работающем от сжигания или переработки топлива, содержащий шаги установки сердечника, изготовленного из материала, проявляющего ферромагнитные свойства, причем в сердечнике имеется канал для размещения провода высокого напряжения данного двигателя или механизма, размещения сердечника в положении с размещенным в канале проводом высокого напряжения и удерживания сердечника и провода высокого напряжения в этом соответствующем положении во время работы этого двигателя или механизма.13. Способ по п.12, в котором сердечником является сердечник устройства согласно любому из пп.1-11.14. Способ по п.12 или 13, в котором двигателем или механизмом является двигатель внутреннего сгорания, а проводом высокого напряжения является провод свечи зажигания.