本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，原案申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?01180044228.5，申請(qǐng)日為2011年7月14日，發(fā)明名稱為“冷卻劑-催化劑燃料改進(jìn)方法和設(shè)備”。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于增加效率的化石燃料改善(refinement)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及在燃燒沖程中從汽油和柴油驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)得到更多功率的冷卻劑-催化劑燃料改進(jìn)(modification)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，一些燃料點(diǎn)燃而不在曲軸處產(chǎn)生功率。燃料以液體噴霧的方式被引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，該液體噴霧未最優(yōu)地燃燒，從而形成更多不期望的排放物。如果較長(zhǎng)烴鏈確實(shí)在燃燒室中蒸發(fā)，那么該較長(zhǎng)烴鏈直到燃燒過(guò)程的后期才會(huì)蒸發(fā)。在當(dāng)燃料相對(duì)冷時(shí)的較低操作溫度下，情況尤其如此。

燃燒性能隨著燃料的熱量而增加，從而增加燃料在進(jìn)氣歧管內(nèi)部以及在氣缸內(nèi)部蒸發(fā)的能力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)加熱到操作溫度時(shí)，對(duì)流加熱從油箱進(jìn)入的燃料，但是僅通過(guò)該對(duì)流不能夠充分加熱燃料。不充分或不完全燃燒的化石燃料導(dǎo)致釋放附加污染物，該附加污染物排放到催化轉(zhuǎn)化器和大氣中。

因此，期望在燃燒之前將燃料溫度增加至接近發(fā)動(dòng)機(jī)操作溫度。期望在不向發(fā)動(dòng)機(jī)增加熱量的情況下來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的。因此期望的是，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑系統(tǒng)中的過(guò)量熱量被用于加熱該燃料。

還期望催化燃料分子以其在燃燒過(guò)程的早期被更有效地利用。仍期望的是，燃料催化隨加熱催化劑產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明教導(dǎo)了一種新穎的冷卻劑-燃料熱交換器和多級(jí)催化設(shè)備和方法。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑中的廢棄或未被使用的熱量被再引導(dǎo)以在燃燒之前加熱催化室中的該燃料和催化劑。結(jié)果是允許進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)中的更多燃料更早地蒸發(fā)。這使得更多的功率來(lái)自較少的燃料，這是因?yàn)檩^少的燃料作為排氣中的熱量被浪費(fèi)或者作為空氣污染物被釋放。

本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種在燃燒前處理化石燃料的設(shè)備，所述設(shè)備包括：

腔室，所述腔室具有化石燃料流入端口和化石燃料流出端口；

管，所述管延伸通過(guò)所述腔室；

至少三個(gè)催化元件，所述催化元件被設(shè)置在所述管的位于所述腔室內(nèi)的外表面上，每個(gè)催化元件包括選自Au、Cu、Ir、Ni、Pd、Pt、Zn和鉑銥合金的不同金屬。

優(yōu)選地，所述金屬被電鍍?cè)谥辽僖粋€(gè)金屬篩上。

優(yōu)選地，所述金屬篩是100×100網(wǎng)篩。

優(yōu)選地，所述金屬篩繞所述管卷繞。

優(yōu)選地，所述管被構(gòu)造為并形成尺寸為適合于連接到熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的全體積流的源。

優(yōu)選地，所述管被構(gòu)造為并形成尺寸為適合于以成直線的形式連接到燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器軟管。

優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括電連接到所述腔室的接地螺柱。

本發(fā)明還請(qǐng)求保護(hù)一種在化石燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒之前預(yù)處理所述化石燃料的方法，所述方法包括：

提供一種設(shè)備，所述設(shè)備包括：

腔室，所述腔室具有化石燃料流入端口和化石燃料流出端口；

管，所述管延伸穿過(guò)所述腔室；

至少三個(gè)催化元件，這些催化元件被設(shè)置在與所述管熱交換的所述腔室內(nèi)，每個(gè)催化元件包括選自Au、Cu、Ir、Ni、Pd、Pt、Zn和鉑銥合金的組的金屬；

將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流引導(dǎo)通過(guò)所述管，以加熱所述催化元件；

將化石燃料流引導(dǎo)通過(guò)所述流入端口、通過(guò)與所述催化元件接觸的所述腔室、并且從所述流出端口引導(dǎo)出，以在所述發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃料燃燒之前預(yù)處理所述化石燃料。

優(yōu)選地，所述催化元件接觸所述管的外表面，并且將冷卻劑流引導(dǎo)通過(guò)所述管的步驟包括將熱冷卻劑的全體積流引導(dǎo)通過(guò)所述管以加熱所述催化元件。

優(yōu)選地，所述催化元件接觸所述管的外表面，并且將冷卻劑流引導(dǎo)通過(guò)所述管的步驟包括將熱冷卻劑的全體積流從車輛加熱器軟管引導(dǎo)通過(guò)所述管以加熱所述催化元件。

優(yōu)選地，還包括將所述腔室電接地，以防止靜電積累。

在本發(fā)明的實(shí)施方式中，熱交換催化劑包括細(xì)長(zhǎng)金屬管，優(yōu)選地不銹鋼管。金屬冷卻劑管具有第一端和第二端。第一端和第二端均可移除地連接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器軟管。該連接允許發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑或水從其循環(huán)通過(guò)，而不存在泄漏或受阻礙的流量。通過(guò)冷卻劑管的內(nèi)腔的全體積流量是必要的，但是在該冷卻劑管內(nèi)的流動(dòng)方向是不重要的。

冷卻劑管設(shè)置在細(xì)長(zhǎng)外金屬管或“腔管”內(nèi)。外腔管具有第一端和第二端。冷卻劑管尺寸適合于比金屬腔管的長(zhǎng)度更長(zhǎng)，使得冷卻劑管的第一端從金屬腔管的第一端向外延伸，并且冷卻劑管的第二端從金屬腔管的第二端向外延伸。

細(xì)長(zhǎng)外腔管是金屬，優(yōu)選地由黑鐵、低碳鋼或錳基合金制成。該第一端和第二端被壓接或焊接到內(nèi)冷卻劑管。替代地，大約0.187至0.20"厚度并且包含中心孔以允許冷卻劑管從其穿過(guò)地延伸的端蓋被焊接到外腔管的第一端和第二端上并且焊接到冷卻劑管上，以形成不可滲透的密封。可采用其他手段來(lái)形成不可滲透的密封。

形成于外腔管的內(nèi)周與內(nèi)冷卻劑管的外周之間的封閉腔限定燃料室。腔管壁中的孔允許燃料管線以永久或螺紋連接的方式連接，用于使得燃料循環(huán)進(jìn)出該燃料室。燃料室內(nèi)的流動(dòng)方向是不重要的。優(yōu)選的安裝是直線狀的(即，在熱交換催化單元附近無(wú)90°“肘彎”接頭)。

在壓接或焊接之前，至少一個(gè)流量控制元件和三個(gè)催化元件被安裝在燃料室中。流量控制元件被設(shè)置在冷卻劑管的外周上，并且從其垂直延伸，直到接觸外腔管的內(nèi)周為止。優(yōu)選實(shí)施方式中的流量控制元件包括內(nèi)盤、壓板(squash plate)或墊圈。所述盤構(gòu)造有孔，所述孔尺寸適合于用于緊貼地壓配合到冷卻劑管的外周。

墊圈可以具有大約0.05至0.07"的厚度，并且還包括大約1/4"的多個(gè)凹痕(divot)，這些凹痕繞鄰近于冷卻劑管的孔設(shè)置從而迫使燃料沿鄰近于冷卻劑管的路徑流動(dòng)。通過(guò)靠近冷卻劑管流動(dòng)，更多的熱量由燃料吸收。

替代地，螺旋狀墊圈、“松鼠狀物(squirrel)”或內(nèi)流量控制或引通裝置的其他構(gòu)造可適于最大化與冷卻劑管的外周緊密接觸的燃料體積。通過(guò)以相同半徑分裂至少兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓形墊圈，將該徑向端部彎曲并焊接在一起以使得形成螺旋，可形成螺旋狀墊圈。松鼠狀物被定義為具有交錯(cuò)的切除部的多個(gè)墊圈，使得流動(dòng)的燃料形成渦旋。可混合不同類型的流量控制元件，只要總體燃料流不會(huì)劣化即可。

一個(gè)或多個(gè)流量控制元件的目的在于引導(dǎo)燃料通過(guò)催化元件，并且同時(shí)保持燃料緊密接近冷卻劑管的外周。當(dāng)燃料被催化時(shí)，這會(huì)從冷卻劑管傳遞更多的熱量到燃料。當(dāng)水或冷卻劑流經(jīng)冷卻劑管時(shí)，熱量被燃料室中的燃料吸收并且從循環(huán)的冷卻劑流體傳導(dǎo)到該燃料中。熱量也被傳遞到外腔管自身，從而進(jìn)一步加熱該燃料。

燃料室針對(duì)在操作中將從其流經(jīng)的燃料量是可縮放的。熱冷卻劑管和腔管構(gòu)造成使得它們可被連接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)附近，以最小化熱量損失。多個(gè)熱交換催化單元可以被“聚集”或串聯(lián)布置。在一些高流量應(yīng)用中，相對(duì)于制造超大尺寸的熱交換催化劑，一系列熱交換單元可以是優(yōu)選的，這是因?yàn)閮?nèi)燃料室的增加尺寸不能將燃料保持充分接近冷卻劑管以吸收足夠熱量。常規(guī)化石燃料系統(tǒng)中包含的熱量不足以有效地通過(guò)催化構(gòu)件催化燃料。

內(nèi)燃料室尺寸適合于迫使燃料以盡可以接近外冷卻劑管的方式流經(jīng)催化元件，而不阻礙發(fā)動(dòng)機(jī)所設(shè)計(jì)使用的燃料流率。內(nèi)盤、壓板、松鼠狀物或墊圈的孔或切除部還必須尺寸適合于適應(yīng)燃料流率，在大型發(fā)動(dòng)機(jī)安裝中，該燃料流率可以高達(dá)每小時(shí)大約500加侖(1893升)或者更多。

燃料室包含至少一個(gè)催化構(gòu)件。該催化構(gòu)件包括至少三個(gè)催化元件。這些催化元件通常是薄的、電鍍金屬100×100目的篩或片材。催化構(gòu)件設(shè)置在燃料室內(nèi)。設(shè)置在冷卻劑管的外表面與外腔管的內(nèi)表面之間的每個(gè)墊圈、螺旋或類似流量控制元件將該燃料室劃分為子腔室：一個(gè)墊圈形成兩個(gè)子腔室；兩個(gè)墊圈形成三個(gè)子腔室等。催化構(gòu)件被分段，優(yōu)選地在每個(gè)燃料子腔室中具有一組催化元件段。

催化元件或篩繞冷卻劑管緊密地卷繞，但是足夠松散以允許燃料經(jīng)過(guò)與每個(gè)片材接觸的燃料室。這些片材優(yōu)選地被穿孔或篩漏以促進(jìn)燃料流動(dòng)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，篩是波紋狀的、威化狀的(waffled)或以其他方式形成皺褶，以在篩之間提供間隙，即使當(dāng)壓縮在燃料室或子腔室中時(shí)也是如此。形成皺褶使得催化元件在燃料室中占用的空間擴(kuò)大，使得更多的燃料與該催化元件接觸。

銅(Cu)、鎳(Ni)和鋅(Zn)制成的催化元件是有效的。這些催化元件能夠以任何順序(例如，Cu-Ni-Zn、Cu-Zn-Ni、Ni-Zn-Cu等)重疊。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，金(Au)和鈀(Pd)的附加篩增加了有效性。Au催化劑通常是在Ni上電鍍24克拉的Au；Pd催化劑是電鍍的Cu篩。附加篩也可以任何順序被設(shè)置，但是鄰近于冷卻劑管的Pd可能阻礙有效焊接?？蛇x催化元件包括銥(Ir)和鉑(Pt)或鉑銥合金。催化劑的電氣激勵(lì)改善了在低溫下的效率。

所公開(kāi)的熱交換催化單元應(yīng)當(dāng)被電氣接地。設(shè)計(jì)用于較小流量的熱交換催化劑可以采用用于接地線的螺柱。這是因?yàn)檩^小的單元被設(shè)計(jì)成安裝在通常不導(dǎo)電的加熱器軟管中。較大熱交換催化單元的連接器可以被直接焊接到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上且因此被接地。較大的單元可以具有用于便于手持的手持部。

在使用中，熱交換催化應(yīng)用從較小的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，摩托車)至產(chǎn)生大馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，3000馬力的柴油機(jī)車)變化，并且可以適于甚至更大的發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，10000馬力的柴油拖船)。汽油供給燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)通常工作在180°至226°華氏度(82°至108°攝氏度)范圍內(nèi)。電動(dòng)機(jī)動(dòng)車散熱器風(fēng)扇傾向于在226°F下被啟用，以防止由發(fā)動(dòng)機(jī)操作溫度引起的損壞性增加。循環(huán)的水或冷卻劑流體與所達(dá)到的發(fā)動(dòng)機(jī)的正常操作溫度具有相同溫度。一些更新的發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油配方可以在稍微更熱的情況下運(yùn)行，而不會(huì)損害發(fā)動(dòng)機(jī)或所公開(kāi)的熱交換催化單元的性能。

由于柴油燃料系統(tǒng)的再循環(huán)性質(zhì)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在溫度較低的情況下運(yùn)行。因此，當(dāng)安裝在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中時(shí)，熱交換催化單元可以實(shí)現(xiàn)更高的效率。

熱交換催化劑應(yīng)當(dāng)被安裝在燃料系統(tǒng)中，使得燃料在到達(dá)燃料噴射器之前循環(huán)通過(guò)該催化劑以用于改善。該設(shè)備尚未在化油器式燃料系統(tǒng)中測(cè)試。

清楚起見(jiàn)，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)不與燃料添加劑混淆，燃料添加劑有時(shí)被稱為燃料“催化劑”。所述燃料添加劑通常是被引入到燃料箱或循環(huán)系統(tǒng)中的流體，以便改變或補(bǔ)充最初提煉的燃料或可能由于時(shí)間的經(jīng)過(guò)或存放而可能劣化的燃料的化學(xué)性能。本發(fā)明增加燃燒效率，而不向發(fā)動(dòng)機(jī)燃料添加化學(xué)物或額外流體。

本發(fā)明的催化劑還應(yīng)當(dāng)不與通常被稱為機(jī)動(dòng)車“催化轉(zhuǎn)化器”的部件混淆。催化轉(zhuǎn)化器針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣來(lái)操作。而本發(fā)明解決燃料在被噴射或燃燒之前的催化問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1示出了冷卻劑-燃料熱交換器設(shè)備的正視圖，該設(shè)備在該視圖中被剖切以示出多級(jí)催化元件。

圖2示出了外腔管的正視剖視圖，示出了內(nèi)冷卻劑管，在該內(nèi)冷卻劑管上設(shè)置有多個(gè)流量控制構(gòu)件(壓板或螺旋)。

圖3示出了端板墊圈13、具有凹痕15以及中心孔17的流量控制壓扁墊圈14、以及螺旋狀墊圈16的俯視圖。

圖4示出了圖2的組件的俯視剖視圖，示出了從外燃料管道的第一端和第二端向外延伸的內(nèi)冷卻劑管，所述內(nèi)冷卻劑管借助端蓋被焊接到所述外燃料管道的第一端和第二端(即，不壓接)。

圖5是圖4的俯視剖視圖，還示出了用于內(nèi)冷卻劑管道的帶槽安裝支架以及焊接NPT裝配件。

圖6是熱交換催化設(shè)備(不具有冷卻劑連接軟管和夾持件)的鏈接布置的俯視圖，其中一個(gè)燃料管線和多個(gè)安裝桿位于這些熱交換催化設(shè)備之間，并且可選的擴(kuò)口裝配件被焊接到內(nèi)冷卻劑管的一端。

具體實(shí)施方式

下面是由本發(fā)明教導(dǎo)的示例性實(shí)施方式，包括隨后的組裝步驟。該實(shí)施方式包括下列重要構(gòu)件：

a.5/8"不銹鋼的內(nèi)管道12；

b.1-1/4"用作催化室的鋼的外部催化室20；

c.1/4"NPT鋼聯(lián)接件30；

d.兩個(gè)1/4"NPT至5/16"軟管的倒鉤裝配件32和緊固件33；

e.10/32不銹鋼螺柱40；

f.10/32不銹鋼螺母42；

g.10/32不銹鋼鎖定墊圈或鎖定螺母44；

h.具有來(lái)自組Cu、Ni和Zn的電鍍催化劑51的第一專用金屬篩材料；

i.具有來(lái)自組Cu、Ni和Zn的電鍍催化劑52(尚未被使用過(guò))的第二專用金屬篩材料；

j.具有來(lái)自組Cu、Ni和Zn的電鍍催化劑53(尚未被使用過(guò))的第三專用金屬篩材料；

k.可選地，至少一個(gè)流量控制壓扁墊圈14或者螺旋狀墊圈16的子組件，所述流量控制墊圈具有鄰近于中心孔17的凹痕15；

電鍍金屬篩可按任何順序設(shè)置?？商砑覣u、Pd、Ir、Pt或鉑銥合金的可選附加電鍍催化篩(未示出)。

迄今，所有的元件對(duì)于其功能和操作來(lái)說(shuō)是必要的。當(dāng)不同的材料或尺寸替代在優(yōu)選實(shí)施方式中指定的材料或尺寸時(shí)，期望功能可減少或者在汽油或柴油應(yīng)用中不起作用。用于燃料入口和出口裝配件的1/4"NPT×5/16"軟管倒鉤的尺寸可適于裝配不同尺寸的燃料管線，而不會(huì)不利地影響該裝置的功能。

對(duì)于在較重燃料油(例如，柴油)的其他應(yīng)用來(lái)說(shuō)，附加催化劑是有必要的，并且在壓接并焊接在1-1/4"外催化室管道之前必須被電鍍到附加金屬篩基板上并安裝。附加部件電鍍有對(duì)于較重燃料油應(yīng)用來(lái)說(shuō)必要的附加專用催化劑并且在編號(hào)51、52、53的部件被順序卷繞之前圍繞管被卷繞。

編號(hào)12的部件：被切成8 1/2"長(zhǎng)的不銹鋼的內(nèi)管道12，并且該不銹鋼內(nèi)管的功能是從冷卻劑吸收熱量并將該熱量傳導(dǎo)到外部催化室20中，該外管道是1-1/4"不銹鋼管道，其是容納多級(jí)催化劑51、52和53(并且可選地，未示出的附加催化元件)的催化燃料室。不銹鋼的內(nèi)管道12是貫通管，該貫通管在內(nèi)管道12的第一端和第二端處借助擴(kuò)口端部18連接到車輛發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的加熱器軟管，或者被焊接到擴(kuò)口件或螺紋連接到NPT 19裝配件。

編號(hào)20的部件是由鋼或錳基管道制成的1-1/4"外部催化室20，該外部催化室包括催化燃料室。在該實(shí)施方式中，該外管道或腔室是6"長(zhǎng)，并且可以為此目的在特別設(shè)計(jì)的機(jī)械中被壓接，然后被焊接到5/8"不銹鋼的內(nèi)管道12上。在1-1/4用作催化室的鋼的外部催化室20中鉆出兩個(gè)0.375"孔，以接收用于優(yōu)選為黃銅的倒鉤裝配件32的聯(lián)接件30。

編號(hào)30的部件是1/4"NPT聯(lián)接件，該NPT聯(lián)接件被機(jī)械加工以匹配用作燃料室的鋼的外部催化室20的圓半徑，并接著被直接焊接到在用作燃料室的鋼的外部催化室20中鉆出的1/4"孔上。

編號(hào)40的部件是10/32不銹鋼螺柱，該不銹鋼螺柱被焊接到用作催化室的外部催化室20以便在一旦安裝在車輛上就提供接地點(diǎn)以消除靜電積累，并且用于將來(lái)自催化劑、燃料和冷卻劑流的相互作用的任何電氣活動(dòng)接地。

編號(hào)42的部件是不銹鋼螺母，以在接地螺柱40上提供底部匹配部。

編號(hào)41的部件是鎖定墊圈或鎖定螺母或其他緊固件，以提供用于被附接到不銹鋼螺柱40或底部匹配螺母42上的接地連接器的接地點(diǎn)的上緊和鎖定機(jī)構(gòu)。

編號(hào)32的部件是1/4"NPT至5/16"軟管倒鉤黃銅裝配件32，其被裝配到1/4"聯(lián)接件30中，以提供用于燃料的入口以及用于處理后燃料的出口，所述入口和出口被連接在發(fā)動(dòng)機(jī)燃料管線和燃料軌道之間。這些裝配件可改變，以適合于應(yīng)用(例如，在大型柴油應(yīng)用中，需要1/4"NPT至1/2"軟管倒鉤)。

接下來(lái)的三個(gè)部件51、52和53是專用催化篩元件，并且一起協(xié)同地作用以增強(qiáng)彼此對(duì)液態(tài)碳?xì)浠衔锶剂系男ЧＯ率鋈齻€(gè)元件能夠以任何順序卷繞。鄰近于內(nèi)冷卻劑管的額定順序是Ni、Zn和Cu。

編號(hào)51的部件：被切成4-7/8"×4"的長(zhǎng)度并且圍繞用于冷卻劑的不銹鋼的內(nèi)管道12卷繞的Cu、Ni或Zn的第一電鍍金屬催化篩元件。

編號(hào)52的部件：被切成相同長(zhǎng)度并且圍繞第一催化元件被卷繞的Cu、Ni或Zn(尚未被卷繞到位)的第二電鍍金屬催化篩。

編號(hào)53的部件：被切成相同長(zhǎng)度并且圍繞第一催化元件和第二催化元件被卷繞的Cu、Ni或Zn(尚未被卷繞到位)的第三電鍍金屬催化篩。

可采用Au和Pd或者替代地或附加地采用Ir、Pd和/或鉑銥合金的可選第四和第五電鍍金屬催化篩元件(未示出)。當(dāng)設(shè)置流量控制壓扁墊圈(squash washer)14、螺旋狀墊圈16等時(shí)，催化元件51、52和53可被分段并且設(shè)置在它們之間。

通過(guò)與來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)上的冷卻劑軟管的冷卻劑熱源相交以激活催化室中的多級(jí)催化劑，熱交換和催化設(shè)備通過(guò)采用冷卻劑中的熱量來(lái)工作。當(dāng)燃料穿過(guò)催化燃料室時(shí)，該燃料吸收一些熱量并且同時(shí)與該催化劑相互作用以斷裂更大的氫/碳鏈，從而使得燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)中更好地燃燒。催化劑的篩選級(jí)別的布置、重量和孔徑都與其設(shè)計(jì)功能成一體：

典型100×100孔徑的催化金屬篩元件51電鍍有催化劑Cu、Ni或Zn，該催化金屬篩元件51與催化元件52和53相結(jié)合地工作并且增強(qiáng)催化元件52和53的效果，這些催化元件都電鍍有彼此不同的金屬。

接地螺柱40防止可能從冷卻劑積累的任何靜電并且防止催化劑與燃料相互作用。10/32螺母42是用于接地端子的基部，并且10/32鎖定螺母41是將接地端子固定到位的夾持螺母。兩個(gè)1/4"NPT至5/16"的黃銅倒鉤裝配件32是導(dǎo)管，以將燃料引入以及引出該設(shè)備。

一旦該材料到達(dá)，1-1/4"外部催化室20就必須使用鋼切割鋸片在切斷鋸上被切成優(yōu)選地6"的長(zhǎng)度。5/8"不銹鋼的內(nèi)管道12也必須被切成優(yōu)選地8-1/2"的長(zhǎng)度。在制造過(guò)程的每個(gè)步驟之后，該材料必須被清潔。在內(nèi)管道12和外部催化室20均被切割之后，每側(cè)必須在外邊框上在帶式磨床上去毛刺。管道的內(nèi)邊框必須使用研磨工具來(lái)去毛刺，該研磨工具具有錐形漸細(xì)磨石或錐形漸細(xì)鋼研磨或磨銑鉆頭。

下一步驟是使用磨銑機(jī)中的0.375"端部磨銑鉆頭來(lái)鉆腔外部催化室20，從而從外部催化室20的彼此正好相對(duì)并且成直線的第一端和第二端鉆出孔1-1/4"。3/32"不銹鋼接地螺柱40現(xiàn)可使用螺柱點(diǎn)焊機(jī)被焊接到位。內(nèi)管道12和外部催化室20在安裝催化元件51、52和53之前必須例如借助肥皂、熱水和板刷被徹底地清潔，并接著被徹底干燥。浸漬催化劑的篩51、52和53在被電鍍并且切成一定尺寸之后應(yīng)當(dāng)在為此目的設(shè)計(jì)的機(jī)器中形成皺褶。形成皺褶通過(guò)確保元件51、52和53彼此更緊密的接觸以及占據(jù)空間并接觸用作燃料催化室的外部催化室20的內(nèi)壁來(lái)提高催化效應(yīng)。在完成形成皺褶之后，催化篩51、52和53于是繞內(nèi)管道12卷繞并且被插入到1-1/4"用于催化的外部催化室20組件中。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，具有多個(gè)凹痕15的至少一個(gè)流量控制壓扁墊圈14或螺旋狀墊圈16齊平地設(shè)置在用于冷卻劑的內(nèi)管道12上并且與該內(nèi)管道12垂直，并且通過(guò)形成于所述內(nèi)管道12與所述用作催化室的外部催化室20的內(nèi)壁之間的燃料室從該內(nèi)冷卻劑管向外延伸。這將燃料流引導(dǎo)成與用于冷卻劑的內(nèi)管道12緊密接觸，且因此當(dāng)燃料流經(jīng)催化元件51、52和53(以及可選地其他元件)時(shí)傳遞更多的熱量給該燃料。催化元件51、52和53(以及可選地其他元件)可以被切割以在形成于每個(gè)這種流量控制元件14或16之間的子腔室內(nèi)齊平地裝配。

特別制造的夾具和模具被構(gòu)造，以將1-1/4"外部催化室20組件壓縮至合適尺寸的半徑和公差，以使其可被合適地焊接。1/4"NPT塞子必須在設(shè)計(jì)成將其固定在磨銑臺(tái)上的夾具中定半徑，并且使用1/2"球端磨銑機(jī)來(lái)定半徑并接著去毛刺，該半徑匹配1-1/4"用于催化的外部催化室20組件的半徑。塞子30必須首先被焊接，以防止.375"孔在壓接工具中坍陷。在焊接塞子后完成插入內(nèi)管道12和催化劑的情況下，整個(gè)組件現(xiàn)可在為此目的設(shè)計(jì)的特別設(shè)計(jì)的壓接工具中被壓接。

在完成該壓接之后，該設(shè)備10必須用溶劑來(lái)擦洗，以去除來(lái)自壓接工具的任何殘留物和油。外部催化室20的第一端和第二端現(xiàn)可被焊接，從而將1-1/4"用作催化室的外部催化室20熔合到5/8"不銹鋼的內(nèi)管道12。于是，通過(guò)堵塞一側(cè)并且在另一側(cè)插入氣動(dòng)卡盤和空氣軟管并且向該組件施加100PSI的壓縮空氣并且同時(shí)將該組件浸沒(méi)在水下以驗(yàn)證在任何焊接部位都無(wú)泄漏，可檢查該焊接組件的泄漏。

一旦完成焊接，該組件現(xiàn)就以借助溶劑徹底再清潔的方式被干燥，并接著使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)粉末涂覆槍來(lái)粉末涂覆(顏色由標(biāo)準(zhǔn)批次顏色確定或由顧客特定需要來(lái)確定)，然后在爐中烘烤以將該粉末涂層固化至期望拋光。在完成粉末涂覆過(guò)程之后，在包裝之前，1/4"NPT至5/16"的NPT裝配件19現(xiàn)可被安裝到用于冷卻劑的內(nèi)管道12的第一端和第二端上或者安裝到擴(kuò)口端部18上。

在可選或更大的實(shí)施方式中，取代壓接，具有中心孔的端板墊圈13被滑動(dòng)到用于冷卻劑的內(nèi)管道12的第一端和第二端上并且焊接到其上以及用作外部催化室20的垂直于用于冷卻劑的內(nèi)管道12的第一端和第二端的每個(gè)上?？刹捎每陕菁y連接的連接或其他連接，使得當(dāng)裝配件32被密封或連接到發(fā)動(dòng)機(jī)燃料管線(未示出)時(shí)，在內(nèi)管道12的外周面與用作外部催化室20的管道的內(nèi)壁之間形成而得到的內(nèi)燃料室(見(jiàn)圖1中的剖視圖)對(duì)于泄漏流體而言是不可滲透的。

在其他實(shí)施方式中，用于冷卻劑的內(nèi)管道12的擴(kuò)口端部18可被替換為如圖5中示出的3/4"或5/8"凹NPT裝配件19，以適合至發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)(未示出)的螺紋連接。在又一另選方式中，并且優(yōu)選地如圖6所示多個(gè)設(shè)備10被串聯(lián)地鏈接的情況下，擴(kuò)口裝配件50(或凸臺(tái))50適合于與綁有軟管夾持件(未示出)的撓性加熱器軟管螺紋附接或摩擦附接。冷卻劑連接器導(dǎo)管或軟管被附接或夾持到NPT裝配件19或擴(kuò)口裝配件50，使得冷卻劑在各設(shè)備10之間順序地流動(dòng)。以相同的方式，燃料連接器導(dǎo)管39被附接到裝配件32，使得燃料在個(gè)設(shè)備10之間順序地流動(dòng)，用于連續(xù)催化。

在這種鏈接的實(shí)施方式中，多個(gè)設(shè)備10借助可選底部安裝桿37被安裝，和/或頂部安裝夾持件(未示出)可以被附接或焊接到外部催化室20，如圖6所示。

底部安裝桿37可包括用于緊固件的孔38，所述緊固件用于將該組件附接到安裝支架或發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件(未示出)以作為帶槽支架35(圖5)的補(bǔ)充或者替代。借助夾持或裝配到每個(gè)內(nèi)管道12的一端上的軟管，每個(gè)設(shè)備10的用于冷卻劑的內(nèi)管道12被彼此連接，以允許冷卻劑順序流經(jīng)每個(gè)設(shè)備10。

在操作中，設(shè)備10通常被安裝在存在于大多數(shù)車輛中的5/8"或3/4"加熱器軟管管線中。加熱器軟管必須借助切斷或者借助從其連接的一側(cè)移除來(lái)橫斷，優(yōu)選地該加熱器軟管從發(fā)動(dòng)機(jī)離開(kāi)一直到加熱器芯部，并且將其連接到該組件的5/8"擴(kuò)口管道。然后，軟管必須被安裝到該組件的背對(duì)車輛的加熱器芯部的另一側(cè)上，其中該軟管在其兩端都被連接處必須使用#10軟管夾持件來(lái)上緊。來(lái)自車輛的燃料管線必須被移除，并且使用插入到工廠燃料管線的快速連接管道并且使用與成套元件一起的燃料管線來(lái)安裝快速連接管道，并且使用所提供的5/16"軟管夾持件來(lái)夾持，并且在被安裝并且布管到至該組件的一側(cè)的另一端之后，該燃料管線安裝到黃銅5/16"軟管倒鉤上面。該實(shí)施方式包括用于匹配大多數(shù)應(yīng)用的適配器；然而，可能必須從用于非標(biāo)準(zhǔn)安裝的汽車零部件或硬件商店購(gòu)買附加硬件，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是清楚的。可選的帶槽安裝支架345可被焊接或以其他方式附接到外部催化室20，以有利于安裝。

該設(shè)備可以被用于以柴油燃料來(lái)運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)、機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)、重型設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、農(nóng)場(chǎng)機(jī)械、空運(yùn)飛機(jī)以及在飛機(jī)場(chǎng)處的交通工具、遠(yuǎn)洋客船或貨船中。

因此，讀者將認(rèn)識(shí)到的是，熱交換催化劑的至少一個(gè)實(shí)施方式容易應(yīng)用到各種被寬泛使用的汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中。在操作中，所公開(kāi)的熱交換催化劑及其方法通過(guò)提供更大的功率和燃料經(jīng)濟(jì)性而導(dǎo)致低廢氣排放和低操作成本。

出于說(shuō)明目的，前述說(shuō)明、具體附圖標(biāo)記、材料和構(gòu)造被闡述以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚的是，本發(fā)明可在不具有特定細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)施，所述特定細(xì)節(jié)應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為并不限制本發(fā)明范圍，更確切地說(shuō)是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的示例。

在其他情況下，公知的特征被省略或簡(jiǎn)化，以便使得本發(fā)明不晦澀。此外，為了便于理解，一些方法步驟被描述為單獨(dú)的步驟，但是這些單獨(dú)描述的步驟應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為在性能上并不必是依賴于順序的。

因此，范圍應(yīng)當(dāng)不由所討論或描述的實(shí)施方式或步驟來(lái)確定，而應(yīng)當(dāng)由所附權(quán)利要求書及其法律等同物來(lái)確定。