本发明专利技术为点火装置、内燃机、点火塞、等离子设备、废气降解装置、臭氧发生/消毒/杀菌装置及除臭装置。在诸如往复式发动机、旋转式发动机、喷气发动机和燃气涡轮机之类的热力发动机或等离子设备中，即使燃料－空气混合物的燃料比减小且实施贫混合物的燃烧/反应，也可通过实施稳定和高效的燃烧/反应，来实现点火稳定、提高火焰传播速度、提高输出、废气净化、稳定点燃非均匀混合物、改进燃耗率等。提供控制介电常数控制装置、微波辐射天线（1）和放电单元（2），介电常数控制装置用于通过将水和/或废气引入燃烧/反应室（8）内来控制燃烧/反应室（8）内混合物的介电常数，微波辐射天线用于将微波辐射入燃烧/反应室（8）内，放电单元用于点火燃烧/反应室（8）内的混合物。在混合物实施燃烧/反应以使混合物的谐振频率对应于微波的频率之前，介电常数控制装置控制着混合物的介电常数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于热カ发动机或等离子设备中的点火装置，热カ发动机诸如往复式发动机、旋转式发动机、喷气发动机和燃气涡轮机。本专利技术涉及根据本专利技术的点火装置所适用的内燃机。 本专利技术涉及适用于根据本专利技术的点火装置的点火塞。本专利技术涉及等离子设备，其用于环境(设备内的和设备外的)防范对策领域，诸如减少和降低有害排放物(C02、NOx和未烧尽的碳氢化合物)、挥发性的有机化合物(V0C)、悬浮颗粒物质(PM)、烟尘等，或焦油、煤泥和排出物的处理和再使用，以及医学/卫生领域，诸如消毒、巴斯德杀菌和清洁技术等。本专利技术涉及根据本专利技术的等离子设备所适用的废气降解装置。本专利技术涉及根据本专利技术的等离子设备所适用的臭氧发生/消毒/杀菌装置和除臭装置。
技术介绍
过去，在诸如往复式发动机和旋转式发动机之类的内燃机内，用点火塞实施火花放电来完成混合气体的点燃。然而，已有人提出使用几千兆赫(GHz)频率的电磁波来执行点火的点火装置，它是与火花放电无关的微波，由于火花放电发生的电磁噪音会造成安装在车辆上的电子装置误操作。例如，专利文件I至4掲示了各种点火装置，其中，微波导构造成连接到燃烧/反应室(气缸内)，而使微波放电的放电电极设置在燃烧/反应室内。在点火装置内，由微波发生単元(磁电管)产生的微波脉冲通过微波导传输到燃烧/反应室内，而放电电极产生微波电晕放电来点燃燃烧/反应室内的混合物。例如，根据专利文件5，掲示了一种汽油内燃机，其中，高频电场发生器(磁电管)设置在燃烧/反应室(气缸内)内，于是，在发动机压缩冲程过程中，高频电场发生器在燃烧室内形成高频电场而实施介质加热、点火和燃烧起燃烧室内的混合物。在环境防范对策技术中使用的传统等离子设备中，一般地，通过增加输入到由放电发生的等离子内的能量，产生高温的热平衡等离子，从而在低压カ下将有害排放物、化学物质、悬浮颗粒物质、烟尘等加热到高温来氧化和降解它们。近来，已经在研究一种微波放电产生大气的热非平衡等离子方法(同轴谐振型等离子发生器)。所发生的等离子是反应性等离子，其中，电子的温度是上万度，而气体温度在高达1000°C的正常温度范围之内。此外，使用由等离子发生的OH原子团、O3 (臭氧)等的强化学反应，已经开发出在医疗/卫生领域用来消毒/杀菌/除臭的等离子设备(InnovationJapan (日本创新)2005 ；http //ccr. ccr. tokushima-u. ac. jp/topic/050927-01, pdf)。使用微波的等离子设备允许气体压力接近于大气压力，以便在微波激励下产生等离子气体。例如，专利文件6和7掲示了一种微波等离子设备。在该微波等离子设备中，用作气体流动通道的非金属管沿中心导体的中心布置，在非金属管未被中心导体覆盖的间隙处，微波激励从管一端注入的气体，然后，诱发出等离子(同轴谐振型等离子发生器)并从另一端排出。〔专利文件I〕JP-A-57 - 186067〔专利文件2〕JP-A-3 - 31579〔专利文件3〕JP-A-2000 - 230426·〔专利文件4〕JP-A-2001 - 73920〔专利文件5〕JP-A-2000 — 274249〔专利文件6〕JP-A-2001 - 035692〔专利文件7〕JP-A-2004 — 17204
技术实现思路
然而，近年来，在诸如往复式发动机、旋转式发动机、喷气发动机和燃气涡轮机之类的热カ发动机，或等离子设备中要求改进燃耗率。为了改进燃耗率，可以建议降低混合物的燃料比和实施贫混合物的燃烧/反应。然而，当传统内燃机的混合物燃料比降低吋，也削弱了燃烧/反应的稳定性，例如，其循环发生波动。其结果，发生了诸如输出降低的问题。因此，为了改进热力发动机或等离子设备中的燃耗率，即使在混合物的燃料比减小以及执行贫混合物的燃烧/反应时，也有必要实施稳定和高效的燃烧/反应。与使用传统火花放电的点火方法相比，由于不能期望得到燃耗率改进和燃烧/反应的稳定性，所以，使用上述微波电晕放电的点火装置很难投入实际使用。此外，在使用上述高频电场发生器的汽油内燃机中，磁电管直接安装在发动机上，于是，由于微波泄漏在以下诸方面出现了各种各样问题耐用、抗振、安装空间的局限、周围温度(即，发动机温度上升)，以及控制系统的故障预防等。基于此原因，该种类型的汽油内燃机很难投入实际使用。因此，鉴于上述诸多问题提出了本专利技术，其目的是提供ー种点火装置，即使在混合物的燃料比减小以及在诸如往复式发动机、旋转式发动机、喷气发动机和燃气涡轮机之类的热カ发动机或等离子设备中执行贫混合物的燃烧/反应时，所述点火装置通过实施稳定和高效的燃烧/反应也能够实现输出提高、废气清洁以及燃耗率的改进。此外，本专利技术的ー个目的是提供一种能解决如下各种问题的内燃机，当磁电管直接安装在汽油内燃机吋，由于微波泄漏造成以下诸方面的问题耐用、抗振、安装空间的局限、周围温度(即，发动机温度上升)，以及控制系统的故障等。本专利技术的ー个目的是提供上述根据本专利技术的点火装置所适用的内燃机。此外，本专利技术的ー个目的是提供上述根据本专利技术的点火装置所适用的点火塞。此外，在传统的等离子发生方法中，为了连续地发生高温的等离子，消耗了大量能量，装置本身非常昂贵(3，000，OOO日元或以上)，运行成本相当高，以及因装置本身体积大而运输困难。而且，使用大气的热非平衡等离子的研究和技术开发还刚起歩。上述中心导体之间的放电用于等离子点火，但仍需要大输出(约几百瓦(W)至5kW的范围内)来连续地发生稳定的等离子。目前，在环境防范对策技术和使用等离子设备用于医学/卫生领域的应用
内，对于如此防范对策技术的产品性能，要求其价格低廉。例如，对于每年处理不到I吨的小型VOC处理装置，每个价格为300，000日元或不到，电费每月约30，000日兀(Ministry of Economy,2004 ；chemical material risk reduction technologyobjective (经济省,2004 ;化学材料危险减排技术目的))。根据本专利技术的等离子是低温度/大气压力空气的微波等离子。在等离子中，危险的排放物、化学物质、悬浮颗粒物质、烟尘等不加热到高温，但被等离子(0H原子团和臭氧(O3))产生的产物氧化和进行化学反应，于是，危险有害的排放物等減少、还原和解毒。与传统的使用高温等离子的技术不同，该等离子总体上具有不同的新颖性和有效性。在过去，需要大量能量和大型装置来产生解毒有害排放物所需的等离子。此外，还没有能容易地在大气压カ的空气中诱发出等离子和产生大量原子团的低价和小型的装置。 为此原因，鉴于上述情况提出了本专利技术，其目的是提供能容易地在大气压力的空气中诱发出等离子和产生大量原子团的低价和小型的等离子设备。本专利技术的另ー个目的是提供不仅能适用于设备外的防范对策技术而且适用于设备内的防范对策技术的等离子设备。此外，本专利技术的ー个目的是提供合适的等离子设备，其能在各种燃烧器中执行稳定和高效的燃烧，以改进燃烧过程(通过体积点火和由于强OH原子团的化学氧化和反应扩大贫燃料燃烧极限来节约能量)，且通过分解和完全燃烧未烧尽燃料来減少和还原有害排放物而不降低功率的输出。本专利技术的还有另一目的是通过产生大量成本低持续活性的OH原子本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种内燃机，包括：燃烧/反应室，所述燃烧/反应室包括气缸和活塞，所述燃烧/反应室内提供有反应气体和氧化气体的混合物，并实施所述混合物的燃烧/反应或等离子反应；自点燃装置，用于压缩所述反应气体和所述氧化气体的所述混合物并提高温度；微波辐射装置，用于将微波辐射到所述燃烧/反应室内；以及控制装置，用于控制所述自点燃装置和所述微波辐射装置，其中，所述微波辐射装置和所述自点燃装置受所述控制装置的控制，以重复一种循环，该循环是这样一种过程：所述微波辐射装置将微波辐射到所述燃烧/反应室内，以从所述燃烧/反应室内所述混合物的潮气中产生大量氢氧基（OH）原子团和臭氧（O3），然后进行氧化和化学反应；以及所述自点燃装置点燃所述混合物，这样，通过大量的氢氧基（OH）原子团和臭氧（O3）促进所述燃烧/反应室内所述混合物的燃烧。
【技术特征摘要】
2006.09.20 JP 2006-2551091.一种内燃机，包括 燃烧/反应室，所述燃烧/反应室包括气缸和活塞，所述燃烧/反应室内提供有反应气体和氧化气体的混合物，并实施所述混合物的燃烧/反应或等离子反应； 自点燃装置，用于压缩所述反应气体和所述氧化气体的所述混合物并提高温度； 微波辐射装置，用于将微波辐射到所述燃烧/反应室内；以及 控制装置，用于控制所述自点燃装置和所述微波辐射装置， 其中，所述微波辐射装置和所述自点燃装置受所述控制装置的控制，以重复ー种循环，该循环是这样一种过程所述微波辐射装置将微波辐射到所述燃烧/反应室内，以从所述燃烧/反应室内所述混合物的潮气中产生大量氢氧基(OH)原子团和臭氧(03)，然后进行氧化和化学反应；以及所述自点燃装置点燃所述混合物，这样，通过大量的氢氧基(OH)原子团和臭氧(O3)促进所述燃烧/反应室内所述混合物的燃烧。2.一种点火塞，包括 微波辐射天线，用于将微波辐射到实施混合物的燃烧/反应的燃烧/反应域内，反应气体和氧化气体的所述混合物存在于热カ发动机或等离子设备中；以及点火/放电单元，用于点火所述燃烧/反应域内的所述混合物， 其中，所述微波辐射天线和所述点火/放电单元设置在一体形成的绝缘体内。3.一种等离子设备，包括 微波振荡器，用于产生预定微波带； 微波谐振腔，用于使所述预定微波带谐振； 微波辐射装置，用于将微波辐射到所述微波谐振腔内，其中，所述微波辐射装置是具有特定形状和大小的微波辐射天线，以在微波形成的等离子发生域内形成微波的强电场，并且还包括等离子点燃装置，所述等离子点燃装置在所述微波谐振腔内的气体中局部放电，然后在所述气体中诱发出等离子。4.如权利要求3所述的等离子设备，其特征在于，还包括用于控制所述微波辐射装置和所述等离子点燃装置的控制装置，以及用于测量等离子发生器发生的OH原子团和O3的发生量或排出強度的测量单元， 其中，所述控制装置实时地处理所述测量単元的结果并控制所述微波辐射装置和/或所述等离子点燃装置。5.如权利要求3或4所述的等离子设备，其特征在干， 所述等离子点燃装置包括点火/放电单元，所述微波辐射装置和所述点火/放电单元设置在一体形成的绝缘体内。6.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：池田裕二，
申请(专利权)人：创想科学技术工程株式会社，
类型：发明
国别省市：
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