摘要
随着能源形式和环境问题日益严峻,各行各业对节能环保要求不断提高。滑动弧放电等离子体辅助燃烧技术作为一种提高能源利用率的有效手段,为节能环保工作提供了一种新途径。本文根据滑动弧等离子体辅助燃烧技术的国内外专利申请数据,对各国申请量进行排序,分析对比申请量较多的部分国家的申请量随时间的变化趋势,总结国内外申请人在专利分布上的差异,并针对国内申请人的类型和技术发展进行分析,为快速了解滑动弧等离子体辅助燃烧技术专利国内外申请情况提供一定借鉴和参考价值。关键词:滑动弧;等离子;放电;辅助燃烧;发动机;专利中图分类号:V235.211 滑动弧等离子体辅助燃烧技术的发展背景当今,石油等不可再生资源日益枯竭,对于能源利用率的提高显得尤为重要。现有技术中,燃料在燃烧过程中往往存在燃烧不充分、不稳定的情况[1]-[2],一方面是燃料与空气混合不均匀造成的,另一方面则是燃料分子在燃烧过程中的化学键很难被完全打断造成的,针对上述两个问题,人们从不同方面采取了各种辅助燃烧手段,使燃料与氧分子充分接触、提高燃料活性的手段[3]-[4],其中滑动弧等离子体辅助燃烧技术对上述两个问题都显示出潜在的巨大优势[5]-[7]。1988年法国的H. Lesueur和A. Czernichowski等人首次提出了滑动弧放电等离子体(Gliding arc discharge ,GAD)并申请了相关专利[8]-[9],其是一种可以在常压下产生的周期性摆动的非平衡等离子体。最初的滑动弧反应器主要由两个刀片式电极组成,电极的两边通过变压器加上高压,两个电极的喉部顶端布置喷嘴,气体不断地从喷嘴喷出,在两个电极之间距离最短处气体被击穿开始放电,形成电弧,由于气体的推动,电弧随之移动并拉长,当电弧的长度大到电能无法维持的时候,电弧熄灭,下一个电弧又会在电极间距最小处产生,电弧在气流的作用下周期变化,形成周而复始的循环放电过程。在放电过程中,会产生大量活性粒子,这些活性粒子具有的能量较高,因此在助燃过程中可以很好的加快反应速率,减小点火延迟,使燃料充分燃烧,提高燃料利用率。同时,放电产生的等离子体能对气体流场产生扰动,提高气流的湍流度,增加燃料分子与氧气分子的接触几率,因而可以提高燃烧的充分性[10]。除此之外,滑动弧放电等离子体还具有结构简单、功率大、放电面积大等优点[11]-[13]。基于上述优势,滑动弧等离子体辅助燃烧技术逐渐受到研究人员的关注。2 滑动弧等离子体辅助燃烧技术的专利情况分析为了对滑动弧等离子体辅助燃烧技术的专利申请进行分析,本文选择在incoPat数据库中进行检索分析,其中涵盖了全世界各国的专利申请,在国际专利分类表中涉及滑动弧等离子体的分类号包括以下方面:F02M27/00 燃烧空气燃料或燃料-空气混合气通过催化、电法、磁法、辐射,声波或其他类似的方法进行处理用的装置;F02M27/04 .通过电法或磁法;F02M27/042 ..通过等离子;F23R3/00 应用液体或气体燃料的连续燃烧室;F23R3/28 .以燃料供给为特征的;F23R3/02 .以空气流或燃气流结构为特征的;F23R3/16 ..在火焰管内或燃烧室内有影响空气流或燃气流装置的;F23R2900/00 用于连续燃烧室的特殊部件或是装置,其所产生的燃烧过程;F23R2900/00008 .使用等离子气体的燃烧技术;F02M61/00燃料喷射器;F02M61/18 ..喷嘴;H05H1/00 等离子体的产生;H05H1/24 .等离子体的产生;H05H1/46 ..应用外加电磁场的;H05H1/48 ..应用电弧的;H05H1/50 ...并应用外加磁场的,例如用于聚焦电弧或旋转电弧的。主要。
