一種燃油燃?xì)獾墓?jié)能裝置和節(jié)能方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃油燃?xì)夤?jié)能領(lǐng)域，尤其涉及一種燃油燃?xì)獾墓?jié)能裝置和節(jié)能方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國是一個高能耗的國家，特別是工業(yè)領(lǐng)域，噸產(chǎn)品比發(fā)達(dá)國家高出幾倍的能耗。我國化石能源資源中90%以上是煤炭，人均儲量為世界平均水平的1/2，人均石油儲量為世界平均水平的11%，天然氣僅為4.5%。我國煤炭消耗量占世界總量的40%，石油消費(fèi)僅次美國，位居世界第二，中國對海外能源的依賴程度達(dá)50%以上。能源人均儲量少，先天不足，但能耗效率卻低。我國終端能源用戶能源消費(fèi)的支出為1.2 5萬億元，占GD P總量的比例為13%，而美國僅為7%。同時，我國單位產(chǎn)品的能耗水平較高，目前8個高耗能行業(yè)的單位產(chǎn)品能耗平均比世界先進(jìn)水平高47%，而這8個行業(yè)的能源消費(fèi)占工業(yè)部門能源消費(fèi)總量的73%o這造成了很大社會能源浪費(fèi)。
[0003]目前汽車、工業(yè)窯爐、鍋爐使用汽油、柴油或者天然氣作為燃料，雖然進(jìn)行了各種節(jié)能改造，但主要集中在化學(xué)添加劑和富氧燃燒等方面，這一方面成本較高，另一方面已無法再進(jìn)一步提升能效，而隨著能源成本總體上漲、用戶成本壓力，迫切需要有一種新的技術(shù)應(yīng)用于節(jié)能領(lǐng)域中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種燃油燃?xì)獾墓?jié)能裝置和節(jié)能方法，能夠顯著降低燃油燃?xì)庠谌紵^程中的能耗。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種燃油燃?xì)獾墓?jié)能裝置，包括連接高壓直流電的金屬外管和固定于上述外管的內(nèi)部并且接地的導(dǎo)電內(nèi)棒，上述外管的內(nèi)表面涂覆有二氧化鈦和/或稀土金屬氧化物的微粒。
[0006]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述高壓直流電是1000伏特以上的直流電。
[0007]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述金屬外管為不銹鋼金屬管;優(yōu)選地，上述導(dǎo)電內(nèi)棒為實心或空心不銹鋼棒。
[0008]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述導(dǎo)電內(nèi)棒固定于所述外管的中心。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述導(dǎo)電內(nèi)棒的一端通過絕緣材料，優(yōu)選氧化鋁陶瓷環(huán)，固定在上述外管的內(nèi)表面，并且從該端引出接地的線。
[0010]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述微粒的粒徑是納米級。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述外管的內(nèi)表面涂覆有納米二氧化鈦和稀土金屬氧化物;進(jìn)一步優(yōu)選地，按重量百分含量計，包括50-70 %的納米二氧化鈦和30-50 %的稀土金屬氧化物。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供一種安裝有如第一方面的節(jié)能裝置的燃油燃?xì)庠O(shè)備。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供一種燃油燃?xì)獾墓?jié)能方法，包括:在油氣通道內(nèi)形成一個強(qiáng)靜電場且在該通道的內(nèi)表面形成二氧化鈦和/或稀土金屬氧化物的顆粒作為正電中心。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明還提供一種燃油燃?xì)獾墓?jié)能方法，包括:在燃油燃?xì)庠O(shè)備的噴油氣嘴上安裝或者形成如第一方面的節(jié)能裝置。
[0015]本發(fā)明的節(jié)能裝置能夠在燃油燃?xì)庠O(shè)備工作時，同步通高壓，形成電場;外管的內(nèi)表面涂覆的二氧化鈦和/或稀土金屬氧化物的微粒起到大比表面及催化作用，減低斷鍵解離能，從而實現(xiàn)節(jié)能減排和降耗。
[0016]本發(fā)明的節(jié)能裝置結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡便、成本較低，其推廣應(yīng)用將提升目前汽車、工業(yè)窯爐、鍋爐等燃油燃?xì)庠O(shè)備的能效，為用戶節(jié)約能源、降低運(yùn)營成本，同時解決能源緊缺的現(xiàn)狀和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一個實施方案的燃油燃?xì)獾墓?jié)能裝置的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明一個實施方案的燃油燃?xì)獾墓?jié)能裝置的一端的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖中，I表示金屬外管，2表示導(dǎo)電內(nèi)棒，3表示氧化鋁陶瓷環(huán)，4表示油氣通道。
【具體實施方式】
[0020]下面通過【具體實施方式】結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021 ]汽車燃油、鍋爐燃?xì)獾倪^程都是一個氧化反應(yīng)過程，通過氧氣與天然氣、汽油、柴油等的化學(xué)反應(yīng)來釋放能量進(jìn)而加以利用。而氧化反應(yīng)的過程可以分為兩步:第一步是氧分子解離斷鍵成為氧原子，第二步是氧原子與汽油、天然氣等反應(yīng)生產(chǎn)二氧化碳和水，釋放出化學(xué)能。同理汽油、天然氣等碳?xì)浠衔镆残枰?jīng)歷這兩個步驟。而第一步需要吸收能量才能實現(xiàn)，也就是說，整個反應(yīng)過程中釋放出的能量需要拿出一部分供給第一步所需要的能量，剩下的能量才是能夠被設(shè)備利用的能量。
[0022]基于上述原理，設(shè)計出本發(fā)明的節(jié)能裝置，使得第一步的解離能量降低，進(jìn)而使得吸收的能量減少，客觀上使得設(shè)備利用的有效能量增加，從而達(dá)到節(jié)能降耗減排的目的。
[0023]圖1為本發(fā)明一個實施方案的燃油燃?xì)獾墓?jié)能裝置的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖，該節(jié)能裝置是一個燃油燃?xì)獾娜紵龂娮燧o助裝置，呈空心金屬管狀，即包括一個金屬外管I，該金屬外管I連接高壓直流電，高壓直流電的電壓可以根據(jù)金屬外管I以及噴嘴的直徑?jīng)Q定，沒有特殊要求，一般金屬外管I以及噴嘴的直徑越大，電壓也可以越大，一般大于1000伏特的電壓即可取得應(yīng)用效果。在上述金屬外管I的內(nèi)部固定有一個導(dǎo)電內(nèi)棒2，該導(dǎo)電內(nèi)棒2接地，但是不接觸金屬外管I。金屬外管I的內(nèi)表面涂覆有二氧化鈦和/或稀土金屬氧化物的微粒，在實際應(yīng)用中只要涂覆二氧化鈦或稀土金屬氧化物中的任意一種即可，也可以涂覆兩種以上。二氧化鈦或稀土金屬氧化物的微粒起到大比表面及催化作用，能夠減低斷鍵解離能，基于這種作用的需求，任何稀土金屬氧化物均可以用于本發(fā)明中。
[0024]上述金屬外管I的材料可以是各種導(dǎo)電金屬，如鐵、銅或不銹鋼等。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，上述金屬外管I為不銹鋼金屬管。類似地，上述導(dǎo)電內(nèi)棒2可以是任何導(dǎo)電材料做成的實心或空心的導(dǎo)電棒，包括但不限于各種導(dǎo)電金屬，如鐵、銅或不銹鋼等。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，上述導(dǎo)電內(nèi)棒2為實心或空心不銹鋼棒。
[0025]本發(fā)明的導(dǎo)電內(nèi)棒2固定在金屬外管I的內(nèi)部，但是不接觸金屬外管I。雖然從實現(xiàn)本發(fā)明的基本功能的角度，只要導(dǎo)電內(nèi)棒2固定在金屬外管I的內(nèi)部即可，然而從獲取均勻的強(qiáng)靜電場的需要出發(fā)，最好是將導(dǎo)電內(nèi)棒2固定于金屬外管I的中心位置。
[0026]除了導(dǎo)電內(nèi)棒2固定在金屬外管I的內(nèi)部但不接觸金屬外管I以外，對于固定方式?jīng)]有特別要求。然而，從操作的簡便性的角度，如圖2所示，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，導(dǎo)電內(nèi)棒2的一端通過絕緣材料固定在金屬外管I的內(nèi)表面，并且從該端引出接地的線。任何絕緣材料均可用于本發(fā)明中，優(yōu)選氧化鋁陶瓷環(huán)3，不但具有絕緣作用，還有很強(qiáng)的耐用性和牢固度。在圖2所示的節(jié)能裝置中，燃油、燃?xì)獾葟挠蜌馔ǖ?穿過。
[0027]金屬外管I的內(nèi)表面涂覆的二氧化鈦和/或稀土金屬氧化物的微粒起到大比表面及催化作用，從盡可能提高表面積和催化效率的角度出發(fā)，二氧化鈦和/或稀土金屬氧化物微粒采用納米級的顆粒，即納米二氧化鈦和/或稀土金屬氧化物。
[0028]已經(jīng)表明，只要涂覆二氧化鈦或稀土金屬氧化物中的任意一種即可，也可以涂覆兩種以上。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，金屬外管I的內(nèi)表面涂覆有納米二氧化鈦和稀土金屬氧化物兩種材料;進(jìn)一步優(yōu)選地，按重量百分含量計，包括50-70 %的納米二氧化鈦和30-50 %的稀土金屬氧化物，能夠最優(yōu)化大比表面及催化作用。
[0029]本發(fā)明的節(jié)能裝置可以安裝在燃油燃?xì)庠O(shè)備上，這樣的燃油燃?xì)庠O(shè)備比如汽車、工業(yè)窯爐、鍋爐等，典型但非限定性地，將該節(jié)能裝置加裝在汽油機(jī)、鍋爐、窯爐燃燒器的噴油氣嘴后端距離嘴口 l-5cm處。
[0030]本發(fā)明的節(jié)能裝置的基本原理是:在金屬外管內(nèi)部形成一個強(qiáng)靜電場且內(nèi)壁涂覆的納米二氧化鈦或稀土金屬氧化物會構(gòu)成無數(shù)個納米級正電中心。當(dāng)氧氣等從金屬外管之間的空腔進(jìn)入到裝置中，在強(qiáng)電場作用下，氧分子被“撕扯”導(dǎo)致兩個氧原子的化學(xué)鍵間距拉大直至斷裂，使氧原子成為獨(dú)立的原子狀態(tài)。在這樣的狀態(tài)下，即通過電場的附加能量降低了斷鍵解離能，那么第二步釋放的能量就能夠被設(shè)備充分利