Для начала рассмотрим общее состояние сегодняшней версии, или более правильно, видимо, надо сказать, версий Теории решения изобретательских задач. Появление ТРИЗ было вызвано потребностью ускорить изобретательский процесс, исключив из него элементы случайности: внезапное и непредсказуемое озарение, слепой перебор и отбрасывание вариантов, зависимость от настроения и т. п. Кроме того, целью ТРИЗ является улучшение качества и увеличение уровня изобретений за счёт снятия психологической инерции и усиления творческого воображения.

Советский инженер-патентовед, изобретатель, писатель и учёный, автор ТРИЗ, Генрих Альтшуллер был убеждён в возможности выявить из опыта предшественников устойчиво повторяющиеся приёмы успешных изобретений и возможности обучить этой технике всех заинтересованных и способных к обучению. С этой целью было проведено исследование более 40 тыс. авт. свидетельств и патентов и на основе выявленных закономерностей развития технических систем и приёмов изобретательства разработана Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ), знаменем которой стал призыв превратить искусство изобретательства в точную науку. Первая версия этой теории была опубликована в 1956 году. а работа над ней была начата в 1946 году.

В это время, во многом благодаря господствующей идеологии не признающей главенствующей роли личных способностей изобретателя, авторы ТРИЗ были вынуждены задавать себе такого рода вопросы:

• Возможно ли научиться изобретать более успешно, направленно, как-то учитывать весьма богатый изобретательский опыт предшественников (и если да, то в чём этот опыт состоит?).
• Каково действительно соотношение в успешном изобретательстве изобретательской техники (которую можно и должно выявлять и осваивать) и соответствующих природных (то есть врождённых, не поддающихся новообразованию) способностей изобретателя?

Понятно упор вынужденно делался на первый вопрос и естественно вывод всей теории, говорил о том, что изобретать можно научить любого индивидуума.

Сегодня практическая изобретательская работа подтвердила, факт, что ТРИЗ не является строгой научной теорией, а представляет собой некий обобщённый опыт изобретательства и изучения законов развития науки и техники.

ТРИЗ задумывалась как «точная наука». Однако, с течением времени критики ТРИЗ начали указывать на изъяны, которые, по их мнению, привели к застою в развитии ТРИЗ после смерти автора, а также к существенным сложностям в практическом ее применении.

А именно:

В ТРИЗ была предпринята попытка сформулировать законы развития технических систем, которые должны были лечь в основу ТРИЗ и в основу общей методологии решения задач. Однако большинство из сформулированных законов таковыми не являются. Их скорее следовало бы назвать закономерностями развития техники, причем далеко не полными. По этой причине стройной методологии решения задач, основанной на законах развития, так и не появилось. А сформулированные законы в основном использовались в качестве методических обоснований к приводимым примерам изобретений.

Усовершенствование АРИЗ (создание новых модификаций от АРИЗ-77 до АРИЗ-85В) шло не по пути устранения допущенных неточностей в процедурах выявления противоречия, а по пути усложнения алгоритма. В результате последняя официальная модификация алгоритма АРИЗ-85В превратилась в чрезвычайно громоздкую и малопригодную для практического использования конструкцию. В ТРИЗ так и не были найдены четкие механизмы перехода от сформулированного противоречия к его практическому разрешению. Это создавало серьезные сложности в решении реальных задач с помощью АРИЗ.

ТРИЗ декларировала отказ от методологии активизации перебора вариантов, однако часть так называемых инструментов ТРИЗ представляли собой именно такие методы (метод маленьких человечков, оператор РВС, вепольный анализ). Вепольный анализ представлялся в ТРИЗ научным подходом, в основе которого заложен анализ закономерностей структурного развития технических объектов.

Однако допущение использования в веполях несуществующих физических полей, а также возможность неоднозначной трактовки вепольных конструкций и правил их преобразования позволяют отнести вепольный анализ скорее к методам активизации перебора вариантов, чем к научному анализу.

Наиболее близким к идее формализации процедуры решения изобретательских задач было создание в ТРИЗ таблицы и приемов разрешения технических противоречий. Этот подход был основан на статистическом анализе существующих на то время описаний изобретений. Однако, несмотря на имеющиеся перспективы, он не получил в ТРИЗ дальнейшего развития и по причине ряда имевшихся недостатков и морального устаревания статистических выводов утратил свою актуальность для практического использования.

Распространено мнение о возможности внедрения ТРИЗ в реальное производство. Однако по своей сути ТРИЗ является индивидуальным методом решения задач, применение которого является личным выбором для человека. По этой причине сделать ТРИЗ частью того или иного производственного процесса затруднительно, хотя предприятие или коммерческая исследовательская компания может организовать обучение ТРИЗ своих сотрудников с целью повышения их творческих возможностей.

В период своего активного развития (80-е годы прошлого столетия), когда теории решения изобретательских задач начали обучать специалистов предприятий электротехнической отрасли СССР в рамках внедрявшегося там метода функционально-стоимостного анализа (ФСА), указанные недостатки и ошибки успешно компенсировались энтузиазмом приверженцев ТРИЗ. Тем не менее, существующие изъяны ТРИЗ и уход из ТРИЗ в результате кризиса производства ее основных разработчиков, обнаруживших эти недостатки, привели к застою в развитии теории. Возможно, в этом основная причина того, что за последнее десятилетие в ТРИЗ не появилось ничего существенно нового.

Современный ТРИЗ включает в себя несколько школ, развивающих классический ТРИЗ и добавляющих новые разделы, отсутствующие в классике. Глубоко проработанное техническое ядро ТРИЗ (приёмы, АРИЗ, вепольный анализ) остаётся практически неизменным, и деятельность современных школ направлена в основном на переосмысление, реструктурирование и продвижение ТРИЗ, т.е. имеет больше философский и рекламный, чем технический, характер. В связи с этим современные школы ТРИЗ нередко упрекаются (как со стороны, так и взаимно) в бесплодии и пустословии. ТРИЗ активно применяется в области рекламы, бизнеса, искусства, раннего развития детей и так далее, хотя изначально был рассчитан на техническое творчество.

Классический ТРИЗ является общетехнической версией. Для практического использования в технике необходимо иметь множество специализированных версий ТРИЗ, отличающихся между собой номенклатурой и содержанием информационных фондов. Некоторые крупные корпорации применяют элементы ТРИЗ, адаптированные к своим областям деятельности. В настоящее время отсутствуют специализированные версии ТРИЗ для стимуляции открытий в области наук (физики, химии, биологии и так далее).

И тем не менее ТРИЗ и АРИЗ содержат в себе инновационные инструменты, благодаря которым в сегодняшнем, специфическом правовом поле изобретательства можно защитить новые идеи не прибегая к юридическим аргументам, а только основываясь на технических аргументах.

В своё время автор ТРИЗ выделил 40 стандартных приёмов, используемых изобретателями. Есть смысл ещё раз вспомнить эти принципы и приёмы:

1. Принцип дробления

• разделить объект на независимые части;

• выполнить объект разборным;

• увеличить степень дробления объекта.

2. Принцип вынесения

• отделить от объекта "мешающую" часть ("мешающее" свойство);

• выделить единственно нужную часть (нужное свойство).

3. Принцип местного качества

• перейти от однородной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной;

• разные части объекта должны иметь (выполнять) различные функции;

• каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее благоприятных для ее работы.

4. Принцип асимметрии

• перейти от симметричной формы объекта к асимметричной;

• если объект асимметричен, увеличить степень асимметрии.

5. Принцип объединения

• соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты;

• объединить во времени однородные или смежные операции.

6. Принцип универсальности

• объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.

7. Принцип "матрешки"

• один объект размещен внутри другого, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.;

• один объект проходит сквозь полости в другом объекте.

8. Принцип антивеса

• компенсировать вес объекта соединением с другим, обладающим подъемной силой;

• компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро- и гидродинамических сил).

9. Принцип предварительного антидействия

• заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям;

• если по условиям задачи необходимо совершить какое то действие, надо заранее совершить антидействие.

10. Принцип предварительного действия

• заранее выполнить требуемое действие (полностью или хотя бы частично);

• заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие без затраты времени на доставку и с наиболее удобного места.

11. Принцип "заранее подложенной подушки"

• компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными аварийными средствами.

12. Принцип эквипотенциальности

• изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.

13. Принцип "наоборот"

• вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие;

• сделать движущуюся часть объекта или внешней среды неподвижной, а неподвижную - движущейся;

• перевернуть объект "вверх ногами", вывернуть его.

14. Принцип сфероидальности

• перейти от прямолинейных частей к криволинейным от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба и параллелепипеда, к шаровым конструкциям;

• использовать ролики, шарики, спирали;

• перейти от прямолинейного движения к вращательному, использовать центробежную силу.

15. Принцип динамичности

• характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы;

• разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга;

• если объект в целом неподвижен, сделать его подвижным, перемещающимся.

16. Принцип частичного или избыточного действия

• если трудно получить 100% требуемого эффекта, надо получить "чуть меньше" или "чуть больше" - задача при этом существенно упростится.

17. Принцип перехода в другое измерение

• трудности, связанные с движением (или размещением) объекта по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях (т. е. на плоскости). Соответственно задачи, связанные с движением (или размещением) объектов в одной плоскости, устраняются при переходе к пространству в трех измерениях;

• использовать многоэтажную компоновку объектов вместо одноэтажной;

• наклонить объект или положить его "на бок";

• использовать обратную сторону данной площади;

• использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или обратную сторону имеющейся площади.

18. Использование механических колебаний

• привести объект в колебательное движение;

• если такое движение уже совершается, увеличить его частоту (вплоть до ультразвуковой);

• использовать резонансную частоту;

• применить вместо механических вибраторов пьезовибраторы;

• использовать ультразвуковые колебания в сочетании с электромагнитными полями.

19. Принцип периодического действия

• перейти от непрерывного действия к периодическому (импульсвому);

• если действие уже осуществляется периодически, изменить периодичность;

• использовать паузы между импульсами для другого действия.

20. Принцип непрерывности полезного действия

• вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой);

• вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой);

21. Принцип проскока

• вести процесс или отдельные его этапы (например, вредные или опасные) на большой скорости.

22. Принцип "обратить вред в пользу"

• использовать вредные факторы (в частности, вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта;

• устранить вредный фактор за счет сложения с другими вредными факторами;

• усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.

23. Принцип обратной связи

• ввести обратную связь;

• если обратная связь есть, изменить ее.

24. Принцип "посредника"

• использовать промежуточный объект, переносящий или передающий действие;

• на время присоединить к объекту другой (легкоудаляемый) объект.

25. Принцип самообслуживания

• объект должен сам себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции;

• использовать отходы (энергии, вещества).

26. Принцип копирования

• вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии;

• заменить объект или систему объектов их оптическими копиями (изображениями). Использовать при этом изменение масштаба (увеличить или уменьшить копии);

• если используются видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным и ультрафиолетовым.

27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности

• заменить дорогой объект набором дешевых объектов, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью).

28. Замена механической системы

• заменить механическую схему оптической, акустической или "запаховой";

• использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом;

• перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных - к меняющимся во времени, от неструктурных - к имеющим определенную структуру;

• использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.

29. Использование пневмоконструкций и гидроконструкций

• вместо твердых частей объекта использовать газообразные и жидкие;

• использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом: надувные и гидронаполняемые, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные.

30. Использование гибких оболочек и тонких пленок

• вместо обычных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки;

• изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок.

31. Применение пористых материалов

• выполнить объект пористым или использовать дополнительные пористые элементы (вставки, покрытия и т. д.);

• если объект уже выполнен пористым, предварительно заполнить поры каким-то веществом.

32. Принцип изменения окраски

• изменить окраску объекта или внешней среды;

• изменить степень прозрачности объекта или внешний среды.

33. Принцип однородности

• объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же материала (или близкого ему по свойствам).

34. Принцип отброса и регенерации частей

• выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта должна быть отброшена (растворена, испарена и т. д) или видоизменена непосредственно в ходе работы;

• расходуемые части объекта должны быть восстановлены непосредственно в ходе работы.

35. Изменение физико - химических параметров объекта

• изменить агрегатное состояние объекта;

• изменить концентрацию или консистенцию;

• изменить степень гибкости;

• изменить температуру.

36. Применение фазовых переходов

• использовать явления возникающие при фазовых переходах, например, изменение объема, выделение или поглощение тепла и т. д.

37. Применение теплового расширения

• использовать тепловое расширение (или сжатие) материалов;

• использовать несколько материалов с разными коэффициентами теплового расширения.

38. Применение сильных окислителей

• заменить обычный воздух обогащенным;

• заменить обогащенный воздух кислородом;

• использовать озонированный кислород;

• заменить озонированный кислород (или ионизированный) озоном.

39. Применение инертной среды

• заменить обычную среду инертной;

• вести процесс в вакууме.

40. Применение композиционных материалов

• перейти от однородных материалов к композиционным.

Анализ многих тысяч изобретений позволил выявить, что при всём многообразии технических противоречий большинство из них решается 40 основными приёмами.

Работа по составлению списка таких приёмов была начата Г. С. Альтшуллером ещё на ранних этапах становления теории решения изобретательских задач. Для их выявления понадобился анализ более 40 тысяч авторских свидетельств и патентов. Приёмы эти и сейчас представляют для изобретателей большую эвристическую ценность. Их знание во многом позволяет облегчить поиск ответа.

Но эти приёмы показывают лишь направление и область, где могут быть сильные решения. Конкретный же вариант решения они не выдают. Эта работа остаётся за человеком.

В качестве примера возможного применения аналитических инструментов ТРИЗ, рассмотрим первый запрос эксперта и ответ на него, относящиеся к реально существующей патентной заявке на двигатель внутреннего сгорания с встроенной системой динамического смешивания компонентов топливной смеси.

На первом этапе ответа и возражений эксперту, авторы, базируясь на приёмах ТРИЗ возвращаются к анализу локальных новых технических решений, которые они интегрировали в интегративное техническое решение, на базе которого построена патентная аппликация, по которой ведётся переписка; Эксперт противопоставил заявленному техническому решению 4 технических решения, которые по его мнению являются эквивалентными заявленному.

На первом этапе авторы ещё раз проводят системный структурный анализ заявленного технического решения:

... Общие отличительные признаки заявленного изобретения, которые отличают его от противопоставленных патентных материалов:

• двигатель внутреннего сгорания, в систему подачи и подготовки топливной смеси которого, интегрировано устройство для динамического смешивания жидкого топлива с другими компонентами топливной смеси;
• рабочий цикл устройства для динамического смешивания жидкого топлива с другими компонентами топливной смеси происходит в топливном трубопроводе при основных параметрах работы топливного трубопровода, которые имеют место в обычном рабочем цикле любого двигателя внутреннего сгорания;
• в работе двигателя с интегрированным устройством для динамического смешивания жидкого компонента топливной смеси с другими компонентами топливной смеси используются только материалы и вещества, которые принято использовать при работе серийных двигателей внутреннего сгорания;
• устройство для динамического смешивания компонентов имеет два последовательно расположенных по ходу движения топлива комплексных вводных устройств, завершающихся вихревыми генераторами, формирующими в пределах топливного трубопровода вихревую трубу;
• устройство для динамического смешивания компонентов топливной смеси имеет систему смешивания, которая при смешивании уравнивает уровень турбулентности в каждом поперечном сечении топливного трубопровода в центре поперечного сечения трубопровода и на его периферии;
• топливная смесь на выходе из устройства динамического смешивания компонентов топливной смеси, в зависимости от пропорции смешивания между компонентами, и в зависимости от характера и вида компонентов, может иметь различную структуру и состав:

эмульсии

вспененной эмульсии

вспененной топливной смеси

топливной пены

аэрозоли

газированного топлива

Ни в одном из противопоставленных технических решений топливная смесь перед впрыском в цилиндр или камеру сгорания не имеет такой состав и структуру

В случае, если в качестве компонента топливной смеси выступает газ, вследствие того, что в устройстве для динамического смешивания жидкого топлива с другими компонентами топливной смеси площадь контактной поверхности в пограничном слое – жидкость – газ увеличивается по сравнению с противопоставленными техническими решениями по крайней мере на порядок (как минимум в 10 раз) концентрация растворённого газа в жидкости увеличивается пропорционально увеличению площади контакта

• для смешивания применяются только материалы и компоненты, как жидкие так и газообразные, которые традиционно применяются для приготовления топливных смесей;
• для приготовления топливных смесей в предлагаемом техническом решении применяются только известные технологические приёмы и действия, - только гидродинамическое и аэродинамическое смешивание и не применяются технологические приёмы и действия, как в противопоставленных патентных аппликациях:

NOBLE “ Fuel converter “ US 6,817,347, - декларируемый эффект достигается за счёт нагрева, испарения и катализа топливной смеси, а не за счёт только гидродинамического и аэродинамического смешивания, как имеет место в предложенном техническом решении; В противопоставленном материале отсутствуют признаки присущие техническому решению положенному в основу настоящего изобретения и, исходя из этого, противопоставленное техническое решение не является техническим эквивалентом заявленного технического решения ни по одному из признаков и критериев.

CHEIKY “ Heated catalyzed fuel injector for injection ignition engines” US 7,743,754, - декларируемый эффект достигается за счёт дополнительного сжатия и нагрева топливной смеси и дополнительного каталитического воздействия на топливную смесь, а не за счёт только гидродинамического и аэродинамического смешивания компонентов топливной смеси, как в предложенном техническом решении; В противопоставленном материале отсутствуют признаки присущие техническому решению положенному в основу настоящего изобретения и, исходя из этого противопоставленное техническое решение не является техническим эквивалентом заявленного технического решения ни по одному из признаков и критериев.

BROMBERG “Single nozzle direct injection system for rapidly variable gasoline/anti-knock agents mixtures” US 7,703,446, - декларируемый эффект является абсолютно отличающимся от эффекта у предложенного технического решения; Цель у противопоставленного технического решения, - смешивание с топливной смесью анти детонационного агента, который снижает уровень детонации бензина; При этом смешивание осуществляется по технологии, абсолютно не равной и не эквивалентной ни по одному из признаков заявленному техническому решению; В противопоставленном материале отсутствуют признаки присущие техническому решению, положенному в основу настоящего изобретения, и, исходя из этого противопоставленное техническое решение не является техническим эквивалентом заявленного технического решения ни по одному из признаков и критериев.

VETROVEC “ Internal combustion engine/water sours system” US Patent application US 2007/0137590, - декларируемый эффект - охлаждение выхлопных газов с целью конденсации из них воды, предлагается осуществить при помощи сжатия выхлопных газов и формирования из них вихревой трубы; Исходя из материалов, изложенных в противопоставленном техническом решении, можно сделать вывод о невозможности в этом техническом решении снизить температуру выхлопных газов до такого уровня, когда возможна конденсация воды; Противопоставленное техническое решение абсолютно не работоспособно; В противопоставленном материале отсутствуют признаки присущие техническому решению положенному в основу настоящего изобретения и, исходя из этого противопоставленное техническое решение не является техническим эквивалентом заявленного технического решения ни по одному из признаков и критериев.

Исходя из результатов испытаний прототипа предложенного технического решения интегрированного в топливную систему серийного дизельного двигателя, полученный результат является новым для реальной практики эксплуатации дизельных двигателей и составляет, - 97% снижения уровня сажи, образовавшейся в результате горения топливной смеси в цилиндрах двигателя;

Такой результат является абсолютно новым как для дизельных так и для бензиновых двигателей, и ни одно из противопоставленных технических решений ни в одном из своих признаков, не решает эквивалентной технической задачи на таком уровне, а это значит, что противопоставление предложенному техническому решению с доказанной полной работоспособностью и, подтверждённой документально, эффективностью, четырёх технических решений с неопределённой работоспособностью и с не доказанной эффективностью является с технической точки зрения неправомочным; Кроме того, предотвращение образования сажи в цилиндрах двигателя за счёт только гидродинамического и аэродинамического смешивания стандартных компонентов топливной смеси, не известного по предыдущим публикациям и также отсутствуещего в противопоставленных технических решениях, является по отношению к каждому из, противопоставленных технических решений, отдельно и всем противопоставленным техническим решениям в совокупности, абсолютно новым.

Далее следует второй этап аналитического исследования и сравнения заявленных и противопоставленных технических решений; Как видно из примеров, в аналитических и сравнительных операциях относящихся к каждому из пунктов формулы заявленного технического решения в противовес к сочетаниям признаков составленным из пунктов противопоставленных технических решений, методика подбора защитных и убеждающих аргументов базируется на вышеуказанных 40 принципах из ТРИЗ.

Claims 1, 2, 5, 7-9, 12, 13, 16, 18-20 were rejected as being obvious based on U.S. Patent No. 6,817,347 ("Noble") in view of U.S. Patent No. 7,743,754 ("Cheiky").

1. An internal combustion engine, comprising: a supply of a fuel with a pump; a cylinder with a combustion chamber in communication with a nozzle; an input valve in the combustion chamber for entry of air; a release valve for the release of exhaust gasses formed in the combustion chamber; and a mixing device connected to the pump and the nozzle for producing a gaseous fuel mixture released through the nozzle into the combustion chamber.

• в предложенном техническом решении поставлены следующие цели:

предотвращение образования сажи и окислов азота при сгорании топливной смеси в камере сгорания стандартного двигателя внутреннего сгорания, при отсутствии потерь мощности двигателя (достижение поставленной цели подтверждено результатами испытаний);

получение в топливном трубопроводе стандартного двигателя внутреннего сгорания однородной топливной смеси с однородным фоном уровня турбулентности (достижение поставленной цели подтверждено результатами испытаний);

получение в топливном трубопроводе топливной смеси с гарантированным размером капель топливной жидкости, внедрённой в газообразную среду окислителя, при объёмном соотношении между жидкой и газообразной фазами, как 1 к 1000 (достижение поставленной цели подтверждено результатами испытаний);

получение в топливном трубопроводе топливной смеси с гарантированным размером пузырей воздуха, имеющих оболочки из топливной жидкости, при соотношении между жидкой и газообразной фазами, как 1 к 30 (достижение поставленной цели подтверждено результатами испытаний);

обеспечение стабильного формирования в топливном трубопроводе однородной топливной смеси в промежуток времени не превышающий 10 милисекунд (достижение поставленной цели подтверждено результатами испытаний);

Ни в одном из противопоставленных технических решений аналогичные цели не ставились и достижение таких целей в противопоставленных технических решениях, исходя из анализа их конструктивных особенностей, не представляется возможным;

Исходя из этого можно считать прямое и формальное противопоставление указанных технических решений к предложенному, без системного анализа графической информации, входящей в настоящее изобретение, лишённым каких либо технических оснований.

Основной отличительный признак настоящего изобретения, - a mixing device connected to the pump and the nozzle for producing a gaseous (composite) fuel mixture released through the nozzle into the combustion chamber.

Представляется целесообразным заменить слово gaseous fuel mixture на composite fuel mixture, которое более полно и точно отражает сущность новизны настоящего изобретения, так как в числе компонентов топливной смеси имеют место не только газообразные вещества, но и жидкости;

Отличительный признак настоящего изобретения, - a mixing device connected to the pump, - должен рассматриваться в сочетании из текстовой формулировки признака и из конструктивных особенностей признака, содержащихся в фигурах чертежей;

Указанное сочетание говорит о том, что устройство для смешивания компонентов топливной смеси интегрировано в стандартную топливную магистраль двигателя внутреннего сгорания; Смешивание компонентов осуществляется при стандартных параметрах топливного насоса; Достижение всех целей, поставленных в настоящем изобретении, осуществляется в пределах стандартных параметров топливного насоса, давления, расхода и температуры жидкого топлива;

Отличительный признак настоящего изобретения, - a mixing device connected to the pump and the nozzle, - также должен рассматриваться в сочетании информации, состоящей из текстовой формулировки признака и из конструктивных особенностей и отличий признака, содержащихся в фигурах чертежей;

Указанное сочетание говорит о том, что устройство для динамического смешивания компонентов топливной смеси в пределах топливного трубопровода, за время движения компонентов топливной смеси по трубопроводу от топливного насоса до инжектора, успевает сформировать однородную топливную смесь, которая в камере сгорания исключает образование сажи (согласно результатам испытаний, - на 97%, что является наилучшим результатом в мировой истории развития техники внутреннего сгорания);

Отличительный признак настоящего изобретения, - fuel mixture released through the nozzle into the combustion chamber, - доказывается и иллюстрируется в сочетании текстовой формулировки признака и конструктивных особенностей сочетания признаков, содержащихся в фигурах чертежей; Указанные сочетания признаков говорят о том, что выход топливной смеси, сформированной в устройстве для смешивания, впрыскивается в камеру сгорания посредством стандартных инжекторов и, при этом, благодаря новому уровню однородности топливной смеси и новому, более тонкому распылению жидкого компонента топливной смеси, позволяет получить полную реализацию поставленной в настоящем изобретении, новой для этого вида техники, цели;

2. The internal combustion engine of claim 1, wherein the mixing device includes an air inlet for mixing air into the fuel from the supply of the fuel for producing the gaseous fuel mixture made of at least the fuel and the air.

• в устройстве для смешивания ввод воздуха является интегральным и состоит из как минимум трёх радиальных каналов; этот вид вводной системы является принципиально новым и существенно отличается от системы ввода воздуха в любом из противопоставленных технических решений;
• ни в одном из противопоставленных технических решений не поставлен вопрос и нет решения по вводу в смесь необходимого количества воздуха для оптимального режима горения а именно в пропорции к весу жидкого топлива 14.7 к 1;
• ввести такое количество воздуха в вводы для воздуха в противопоставленных технических решениях не представляется возможным, это возможно только в интегральных вводах, который является частью предложенного изобретения;
• ввод воздуха осуществлён в противоположном по отношению к направлению движения жидкого топлива направлении; это сделано потому, что для получения однородной смеси, необходимо уравнять турбулентность в центре и на периферии потока смеси; предложенный вариант регулировки однородности потока смеси по турбулентности является принципиально новым и не присутствует ни в одном из противопоставленных технических решений;
• указанный интегральный ввод является также мультифункциональным и, для получения на том же устройстве для смешивания эмульсии, может применяться для разделения потока жидкого топлива на два потока для того чтобы также создать однородный фон турбулентности в потоке жидкого топлива, что также является принципиально новым и не имеет места ни в одном из противопоставленных технических решений;

5. The internal combustion engine of claim 2, wherein the air is compressed air for producing the gaseous fuel mixture made of at least the fuel and pressurized air.

• воздух, который вводится в устройство, является сжатым;
• давление, до которого может быть сжат воздух, как минимум должно быть не меньше, чем давление жидкого топлива на входе в устройство для смешивания;
• верхний уровень давления, до которого может быть сжат воздух, за счёт конструктивных особенностей устройства для смешивания не ограничен, что позволяет предельно уменьшить объём вводимого в устройство воздуха, при сохранении его наиболее оптимальных с точки зрения горения весовых характеристик; Это также увеличивает верхний предел воздуха, растворённого в жидком топливе, в процессе смешивания;

Указанное явление и указанные признаки полностью отсутствуют в противопоставленных технических решениях и таким образом противопоставление указанных технических решений к предложенному техническому решению не имеет под собой никаких оснований

7. The internal combustion engine of claim 5, wherein the gaseous fuel mixture is released expanded at the nozzle for cooling the pressurized gaseous fuel mixture into the combustion chamber.

• газообразная топливная смесь в устройстве для смешивания формируется под давлением; В топливной смеси, пропорции между жидким топливом и газом при любом из трёх основных объёмных групп соотношений между газообразным компонентом и жидким топливом в топливной смеси, при впрыске в камеру сгорания, в которой давление ниже чем в потоке топливной смеси, расширяется и в результате расширения температура газообразной топливной смеси понижается и пузыри воздуха при разрыве (ввиду того, что давление в пузырях выше чем в камере сгорания) распыляются на микрочастицы и существенным образом улучшают локальные условия горения, что предотвращает образование сажи;

Указанное явление отсутствует в противопоставленных технических решениях по нижеследующим причинам: во всех противопоставленных технических решениях топливная смесь не содержит в себе пузырей воздуха в оболочке из жидкого топлива; Это исключает возможность близкого к адиабатическому расширению и не позволяет добиться необходимого уровня распыления жидкого топлива;

Таким образом противопоставление указанных технических решений к предложенному техническому решению не имеет под собой никаких оснований

8. The internal combustion engine of claim 1, further comprising a high pressure pump for pressurizing the gaseous fuel mixture.

• в предложенном техническом решении идёт речь о стандартном high pressure pump for pressurizing the gaseous fuel mixture. Газообразный топливный композитный материал, который формируют при помощи устройства для смешивания, имеет вид пены в которой пузыри воздуха окружены оболочкой из жидкого топлива (в случае объёмной пропорции между компонентами смеси, начиная от 1 к 30) или аэрозоли, в которой микро капли жидкого топлива распределены в объёме сжатого газа или воздуха (в случае объёмной пропорции между компонентами смеси, до 1 к 1000); Как показали испытания, при наличии в газообразной смеси равномерно распределённых воздушных пузырей в жидкой оболочке или капель жидкого топлива в газовой среде, high pressure pump сжимает топливную смесь до давления большего, чем имеется в цилиндре двигателя перед впрыском;

Таких признаков в противопоставленных технических решениях нет и противопоставление указанных технических решений к предложенному техническому решению не имеет под собой никаких оснований.

9. The internal combustion engine of claim 1, further comprising a booster with an outlet connected to the combustion chamber and an inlet connected to the mixing device and using the gaseous fuel mixture from the mixing device.

• признак наличия бустера для сжатия топливной смеси перед её подачей непосредственно на инжекторы, которые впрыскивают топливную смесь в цилиндр, или на high pressure pump for pressurizing the gaseous fuel mixture является новым и не имеется в противопоставленных технических решениях;

Кроме того, бустер используется для того, что бы пропорционально повышению давления, уменьшить объём газообразной топливной смеси и тем самым сократить время необходимое на впрыск; Этот признак и его следствие также отсутствуют в противопоставленных технических решениях;

Так как таких признаков в противопоставленных технических решениях нет то и противопоставление указанных технических решений к предложенному техническому решению не имеет под собой никаких оснований

12. A system for reducing soot and unwanted emissions of a diesel engine, the system implemented in an engine having a cylinder with a combustion chamber in communication with a nozzle, an input valve, a release valve, a nozzle, the system comprising: a system for the supply of a fuel to the nozzle, the system comprising a mixing device for a transformation of the fuel into a gaseous fuel mixture; a system for the supply of an reactant in the combustion chamber via the input valve; a system for the combustion of the gaseous fuel mixture in the combustion chamber via the cylinder; and a system for the evacuation of exhaust gas via the release valve.

Основной признак, - the system comprising a mixing device for a transformation of the fuel into a gaseous fuel mixture;

Этот признак следует рассмотреть поэтапно, для раскрытия понятия и признаков процесса for a transformation of the fuel into a gaseous fuel mixture;

Основные признаки трансформации:

время трансформации в предложенном техническом решении сокращено пропорционально локальному увеличению линейной скорости движения жидкого топлива и газообразного материала; трансформация осуществляется в каналах с инициированием эффекта Bernoulli, причём эти каналы являются коаксиальными, что позволяет преобразовать уровень турбулентности ламинарной центральной части потока смеси и тем самым уравнять турбулентность в центре и на периферии потока; эти признаки полностью отсутствуют в противопоставленных технических решениях и материалах;

этапы трансформации, характеризуются следующими признаками, - ввод компонента топливной смеси под давлением; разгон потока с существенным увеличением линейной скорости и формирование скоростного потока в канале с микроскопическими размерами следствием которого является возникновение в канале и на выходе из него эффекта Bernoulli;

процесс уравнивания турбулентности в потоках топливной смеси осуществляется за счёт формирования в двух коаксиальных потоках различной линейной скорости движения, причём поток внутри коаксиальной системы должен иметь линейную скорость движения, как минимум в 4 раза, превышающую линейную скорость движения внешнего потока;

методика регулирования геометрических размеров пузырей воздуха или капель жидкого топлива, осуществляется за счёт регулирования геометрических размеров микроскопических каналов для разгона линейной скорости коаксиальных потоков компонентов топливной смеси;

методика получения необходимого уровня однородности в газообразной топливной смеси осуществляется за счёт регулирования линейной скорости движения газового потока, в свою очередь регулируемую за счёт изменения давления в потоке газообразного компонента топливной смеси

Ни в одном из противопоставленных технических решений такого сочетания признаков нет;

13. The system for reducing soot of claim 12, wherein the mixing device includes an air inlet for mixing air into the fuel from the system for the supply of the fuel for producing the gaseous fuel mixture made of at least the fuel and the air.

• ввод воздуха в устройство для смешивания компонентов топливной смеси является интегральным и содержит несколько этапов ввода и трансформирования потока воздуха в развитый турбулентный поток, сечение которого определяет размеры воздушных пузырей, динамически внедрённых в топливную смесь;
• жидкий топливный компонент по объёму намного меньше чем объём воздуха и этот объём жидкого топлива в условиях динамического смешивания с высокими линейными скоростями движения потоков, формирует жидкие оболочки вокруг воздушных пузырей, которые в процессе впрыска и расширения воздуха разрываются на множество частиц, что определяет заключительный этап смешивания уже в камере сгорания;
• такой вид смеси обеспечивает наилучшие локальные условия сгорания, что в свою очередь предотвращает образование сажи (полностью доказано при испытаниях);

Эти сочетания отличительных признаков полностью отсутствуют в противопоставленных технических решениях;

16. The system for reducing soot of claim 13, wherein air is compressed air for producing a pressurized gaseous fuel mixture.

• ввод в устройство для смешивания сжатого воздуха, соответственно сжимает и газообразную топливную смесь на выходе из устройства для смешивания; Такой метод снижает расход энергии на сжатие и по отношению к противопоставленным техническим решениям является новым;
• кроме того ввод сжатого воздуха в устройство для смешивания компонентов топливной смеси, позволяет уменьшить объём вводимого воздуха, при сохранении необходимого веса; сократить время ввода воздуха и соответственно сократить время, необходимое для смешивания; повысить уровень однородности топливной смеси и увеличить эффективность распыления топливной жидкости при расширении газообразной топливной смеси при впрыске в камеру сгорания;

Ни в одном из противопоставленных технических решений такого сочетания признаков нет;

18. The system for reducing soot of claim 16, wherein the gaseous fuel mixture is released expanded at the nozzle for cooling the pressurized gaseous fuel mixture into the combustion chamber.

• использование впрыска pressurized газообразной топливной смеси под давлением большим, чем давление в камере сгорания в момент впрыска, позволяет получить расширение газа в топливной смеси и одновременно при расширении позволяет получить более тонкое распыление жидкого топлива; В соответствии с известными законами физики, при расширении получают и охлаждение газа, пропорциональное разнице в давлении в потоке;

Ни в одном из противопоставленных технических решений такое сочетание признаков не используется, что говорит о том, что эти признаки в настоящем изобретении являются новыми по отношению к противопоставленным техническим решениям и, что такое противопоставление ничем не обосновано;

19. The system for reducing soot of claim 13, wherein the system for the supply of fuel further comprises a high pressure pump.

• в случае, если в составе топливной смеси содержится больше несжимаемой жидкости,

high pressure pump может обеспечить необходимое давление для впрыска; испытания показали, что стандартный high pressure pump может применяться в системе без каких то модификаций, причём чем выше давление, тем уменьшение количества сажи более эффективно;

• двигатель внутреннего сгорания может иметь в своём составе как high pressure pump так и booster или и то и другое в сочетании;
• эти признаки полностью отсутствуют в противопоставленных технических решениях и материалах;

20. The system for reducing soot of claim 13, wherein the system for the supply of fuel further comprises a booster.

• в случае, если в составе топливной смеси содержится меньше несжимаемой жидкости,

то high pressure pump не может обеспечить необходимое давление для впрыска; испытания показали, что вместо стандартного high pressure pump в системе может применяться booster без каких то модификаций, причём чем выше давление, развиваемое booster, тем уменьшение количества сажи более эффективно;

• двигатель внутреннего сгорания может иметь в своём составе как high pressure pump так и booster или и то и другое в сочетании;
• эти признаки полностью отсутствуют в противопоставленных технических решениях и материалах;

Claims 3, 4, 10, 14, 15, and 21 were rejected as being obvious based on Cheiky and Noble, and in further view of U.S. Patent No. 7,703,446 ("Bromberg").

3. The internal combustion engine of claim 1, wherein the mixing device includes a fluid inlet for mixing a secondary fluid into the fuel for producing the gaseous fuel mixture made of at least the fuel and the secondary fluid.

• вторичный ввод компонента смеси (смотри фигуры 17 и 18) также является интегральным и включает как минимум три радиальных канала, переходящих в горизонтальные каналы и затем переходящих каждый в тангенциальные каналы, формирующие вихревую трубу, коаксиальную вихревой трубе, сформированной от первичного ввода компонентов топливной смеси; этот признак в предлагаемом техническом решении обладает по отношению к противопоставленным техническим решениям абсолютной новизной;
• наличие вторичного ввода для как жидких так и газообразных компонентов топливной смеси, определяет высокий уровень универсальности технического решения, так как позволяет при помощи одного и того же устройства для смешивания получить как различные эмульсии так и различные аэрозоли; таким образом признак наличия интегрального вторичного ввода, каналы которого формируют на выходе устройства коаксиальные вихревые трубы. является принципиальной новизной по отношению к всем противопоставленным техническим решениям;
• наличие именно коаксиальных вихревых труб в потоке топливной смеси позволяет уравнять турбулентность в потоке топливной смеси и обеспечивает высокий уровень однородности самой смеси, чего нет и в принципе быть не может у противопоставленных технических решений;

Этот признак в предложенном техническом решении является новым и ни в целом и ни в одном из элементов не присутствует в противопоставленных технических решениях;

4. The internal combustion engine of claim 2, wherein the mixing device includes a fluid inlet for mixing a secondary fluid into the fuel for producing the gaseous fuel mixture made of at least the fuel, the air, and the secondary fluid.

• a fluid inlet for mixing a secondary fluid into the fuel for producing the gaseous fuel mixture также является интегральным и состоит из нескольких этапов трансформации потока secondary fluid.
• трансформация потока secondary fluid ведётся для получения коаксиального потоку первичной топливной смеси потока в виде вихревой трубы, который на выходе из устройства для смешивания, за счёт образования локальных вихревых спиралей, завершает процесс однородного динамического смешивания, следствием которого является улучшение и оптимизация локальных условий горения и предотвращение образования сажи и окислов азота;

Эти сочетания признаков в настоящем изобретении являются по отношению к противопоставленным техническим решениям новыми

10. The internal combustion engine of claim 4, wherein the secondary fluid is selected from a group consisting of water, and ethanol.

• the secondary fluid is selected from a group consisting of water, and ethanol. Этот признак представляет собой ряд вариантов и сочетаний из указанных компонентов и может быть выражен как:

деионизованная вода

дистиллированная вода

вода с низким уровнем кислотности

вода с высоким уровнем щёлочности

вода конденсированная из воздуха

вода конденсированная из выхлопных газов

этанол

глицерин

смесь этанола с глицерином

смесь этанола с глицерином и водой

деионизованная вода в смеси с этанолом (60% воды и 40% этанола)

дистиллированная вода в смеси с этанолом (60% воды и 40% этанола)

вода с низким уровнем кислотности в смеси с этанолом (60% воды и 40% этанола)

вода с высоким уровнем щёлочности в смеси с этанолом (60% воды и 40% этанола)

вода конденсированная из воздуха в смеси с этанолом (60% воды и 40% этанола)

вода конденсированная из выхлопных газов в смеси с этанолом или его эквивалентом или смеси спиртов (60% воды и 40% этанола);

• этот признак решает проблему замерзания воды в зимнее время так как смесь в которой содержится 60% воды и 40% этанола не замерзает; этот признак в предложенном техническом решении является принципиально новым и ни частично ни в целом ни в каком либо сочетании с другими признаками не присутствует в противопоставленных технических решениях;

Исходя из этого противопоставление предложенному техническому решению четырёх технических решений не имеет под собой никаких оснований

14. The system for reducing soot of claim 12, wherein the mixing device includes a fluid inlet for mixing a secondary fluid into the system for the supply of the fuel for producing the gaseous fuel mixture made of at least the fuel and the secondary fluid.

• признак the mixing device includes a fluid inlet for mixing a secondary fluid into the system for the supply of the fuel for producing the gaseous fuel mixture made of at least the fuel and the secondary fluid, - является новым по отношению к противопоставленным техническим решениям и как следствие обеспечивает возможность вводить secondary fluid into the system в режиме вихревой трубы, что при высокой кинематической вязкости secondary fluid позволяет получить однородную топливную смесь.

Этот признак также является в предложенном техническом решении новым и ни в каком виде или варианте, ни в сочетании или без сочетаний не присутствует в противопоставленных технических решениях;

15. The system for reducing soot of claim 12, wherein the mixing device includes a fluid inlet for mixing a secondary fluid into the system for the supply of the fuel for producing the gaseous fuel mixture made of at least the fuel, the air, and the secondary fluid.

• этот признак, - the mixing device includes a fluid inlet for mixing a secondary fluid into the system for the supply of the fuel for producing the gaseous fuel mixture made of at least the fuel, the air, and the secondary fluid, - позволяет вводить the secondary fluid в топливную смесь в режиме вихревой трубы, что позволяет достичь высокого уровня однородности в топливной смеси перед впрыском;

Этот признак также является в предложенном техническом решении новым и ни в каком виде или варианте, ни в сочетании или без сочетаний не присутствует в противопоставленных технических решениях;

21. The system for reducing soot of claim 14, wherein the secondary fluid is selected from a group consisting of water, ethanol, and methanol.

• этот признак решает проблему замерзания воды в зимнее время так как смесь в которой содержится 60% воды и 40% этанола не замерзает; этот признак в предложенном техническом решении является принципиально новым и ни частично ни в целом ни в каком либо сочетании с другими признаками не присутствует в противопоставленных технических решениях;

Claims 6, and 17 were rejected as being obvious based on Cheiky and Noble, and in further view of U.S Patent Publication No. 2007/0137590 ("Vetrovec").

6. The internal combustion engine of claim 1, wherein the mixing device includes a Livshits Ring for cooling of the gaseous fuel mixture.

• в предложенном техническом решении при формировании вихревой трубы или формировании коаксиальных вихревых труб, охлаждение осуществляется за счёт инициирования двух последовательных эффектов охлаждения, имеющих место в вихревых трубах; Такое сочетание охлаждающих эффектов возможно только тогда, когда тангенциальные каналы, формирующие вихревую трубу или вихревые трубы расположены в одной плоскости и перпендикулярно оси вихревой трубы (смотри фигуры 17 и 18); Этот признак является в предложенном техническом решении новым и ни в каком виде или варианте, ни в сочетании или без сочетаний не присутствует в противопоставленных технических решениях;
• кроме того указанное принципиально новое расположение тангенциальных каналов, формирующих вихревые трубы, создаёт в направлении движения в вихревой трубе силовой вектор скорости и давления, что исключает движение смеси в противоположном направлении; Этот признак также является в предложенном техническом решении новым и ни в каком виде или варианте, ни в сочетании или без сочетаний не присутствует в противопоставленных технических решениях;

17. The system for reducing soot of claim 13, wherein the mixing device includes a Livshits Ring for cooling of the gaseous fuel mixture before the combustion chamber.

• в предложенном техническом решении при формировании вихревой трубы или формировании коаксиальных вихревых труб, охлаждение осуществляется за счёт инициирования двух последовательных эффектов охлаждения, имеющих место в вихревых трубах; Такое сочетание охлаждающих эффектов возможно только тогда, когда тангенциальные каналы, формирующие вихревую трубу или вихревые трубы расположены в одной плоскости и перпендикулярно оси вихревой трубы (смотри фигуры 17 и 18); Этот признак является в предложенном техническом решении новым и ни в каком виде или варианте, ни в сочетании или без сочетаний не присутствует в противопоставленных технических решениях;
• кроме того указанное принципиально новое расположение тангенциальных каналов, формирующих вихревые трубы, создаёт в направлении движения в вихревой трубе силовой вектор скорости и давления, что исключает движение смеси в противоположном направлении; Этот признак также является в предложенном техническом решении новым и ни в каком виде или варианте, ни в сочетании или без сочетаний не присутствует в противопоставленных технических решениях;
• кроме того, для предотвращения образования сажи в камере сгорания, наличие равномерно распределённых тангенциальных каналов в одном сечении, которые обеспечивают высокий уровень однородности топливной смеси, позволяет при впрыске в цилиндр двигателя получить высокий уровень распыления и минимальный диаметр капель жидкого топлива; Указанное подтверждают результаты испытаний, которые показывают снижение количества образовавшейся сажи на 97%; Этот признак также является в предложенном техническом решении новым и ни в каком виде или варианте, ни в сочетании или без сочетаний не присутствует в противопоставленных технических решениях;

Finally, claims 11, and 22 were rejected as being obvious based on Noble, Bromberg, and Cheiky, and in view of Vetrovec.

11. The internal combustion engine of claim 4, wherein the secondary fluid is exhaust gas.

• указанный признак является вихревым эквивалентом рециркуляции выхлопных газов и не используется, как в противопоставленных технических решениях для конденсации воды из выхлопных газов или для снижения температуры пламени в камере сгорания; Указанный признак используется в предложенном техническом решении для возврата в камеру сгорания углерода, который не успел сгореть в предыдущем цикле горения;

Этот признак также является в предложенном техническом решении новым и ни в каком виде или варианте, ни в сочетании или без сочетаний не присутствует в противопоставленных технических решениях;

22. The system for reducing soot of claim 14, wherein the secondary fluid is exhaust gas.

• указанный признак также является вихревым эквивалентом рециркуляции выхлопных газов и не используется, как в противопоставленных технических решениях для конденсации воды из выхлопных газов или для снижения температуры пламени в камере сгорания; Указанный признак используется в предложенном техническом решении для возврата в камеру сгорания углерода, который не успел сгореть в предыдущем цикле горения;

Этот признак также является в предложенном техническом решении новым и ни в каком виде или варианте, ни в сочетании или без сочетаний не присутствует в противопоставленных технических решениях;

Третий, четвёртый и пятый этапы анализа и защиты предложенного технического решения будут представлены в следующих публикациях.