[发明专利]喷嘴系统和用于操作喷嘴系统的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种喷射器，且更具体地涉及一种构造成适于供替代燃料使用的喷射器的喷嘴系统和一种用于操作喷嘴系统的方法。

背景技术

替代化石燃料的替代燃料一直是感兴趣的主题，特别是关于例如柴油燃料、轻燃料油（LFO）和重燃料油（HFO）的替代。替代燃料包括第一代生物燃料（例如，棕榈油、菜籽油、基于动物脂肪的油）和第二代生物燃料（例如，由非食物品种、即废生物质制成的油）。

第二代生物燃料的示例包括从例如木料或农业废料诸如小麦或玉米的茎干、草、木料、木屑、葡萄和甘蔗的热解获得的“热解油”。一般而言，热解油主要通过“快速热解”技术生产，所述技术包括生物质在流化冒泡沙床反应器中的快速热解，其中固体载热媒介循环并因此良好地控制固体的停留时间以及获得高加热速率（高达1000°C/秒）。

诸如热解油的替代燃料的化学组分和物理性质会与柴油材料、LFO和HFO明显不同，特别是关于水和氧的高含量、在从例如2至3的范围内的酸性pH值、以及相当低的热值。此外，替代燃料会具有不良润滑特性并通常包括例如1-5μm的范围内的小尺寸粒子。此外，使用温度对替代燃料而言通常比对于例如HFO而言低。热解油的使用温度通常为60°C，以便一方面提供与HFO相似的粘度且另一方面避免变成糊状。

由于替代燃料的物理性质和化学组分会导致相当大的损伤，当在例如大型内燃发动机中使用替代燃料代替柴油燃料或轻燃料油时必须谨慎。特别地，酸性pH值会导致腐蚀，当燃料流经喷射系统时，小粒子的磨耗作用进一步增加了所述腐蚀，例如在喷嘴的喷油孔中就是这种情况。

总之，替代燃料的使用需要使大型内燃发动机适合于替代燃料的特定特征。

在内燃发动机中使用替代燃料特别是影响向燃烧室供给替代燃料。供给路径通常包括喷射泵系统和喷嘴系统。

用于向喷嘴系统供给燃料的喷射泵系统基本上是已知的。传统系统及共轨系统的喷射泵在高压力下提供燃料并以适当正时启动喷嘴系统的喷射过程。通常，喷嘴系统在喷射泵系统处附装到喷嘴保持器。例如GB2260374A中公开了用于传统燃料喷射泵系统的示例，例如WO2008/027123A1中公开了用于共轨燃料喷射系统的示例。

一般而言，出于例如绝热目的，可以在喷嘴末端处在喷嘴系统中使用陶瓷材料，参看例如EP1256715A2、EP0961024B1和JP58-143161。

如本领域中可已知的用于HFO操作的喷嘴10A的示例在图12中示出。喷嘴10A包括针12A和一件式喷嘴本体14A。喷嘴本体14A经由套筒螺母16A安装在喷嘴保持器18A上。高压腔室20A在针12A与喷嘴本体14A之间形成在喷嘴10A的中心。燃料供给通道（未示出）例如向高压腔室20A提供HFO。在操作期间，针12A移动以开启从高压腔室20A到盲孔22A且然后经喷嘴喷孔24A进入燃烧室（未示出）的燃料路径。冷却剂供给管道26A为喷嘴本体14A的末端内的圆形冷却剂路径28A提供冷却剂。

如本领域中可已知的喷嘴10B的另一个示例在图13中示出。喷嘴10B包括针12B、针引导部件14B和硬化钢罩30B。双螺纹螺母32B提供螺纹以与喷嘴保持器18B及硬化钢罩30B相互作用。高压腔室20B定位成接近喷嘴10B的喷射端并经由燃料供给导管34B与燃料供给源（未示出）连接。针引导部件14B与硬化钢罩30B之间的间隙36B用于使冷却剂在喷嘴10B的喷射端内循环。冷却剂从冷却剂储罐（未示出）经由冷却剂供给管道供给。

本发明至少部分地针对于改善或克服相关现有技术的一个或多个方面且特别是提供一种用于供替代燃料使用的喷嘴系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种喷嘴系统可包括：针；针引导部件，其构造成在喷嘴系统的燃料喷射状态和关闭状态之间引导针；以及喷嘴罩，其构造成基本包围针引导部件，除了针引导部件的在喷嘴系统的喷嘴保持器侧的表面。喷嘴罩可包括盲孔，该盲孔与喷嘴系统的高压燃料路径流体连接并经由多个喷嘴喷孔与喷嘴罩的外部流体连接。在安装状态下，喷嘴罩和针引导部件可在第一密封区和第二密封区彼此接触并在罩与针引导部件之间形成间隙且该间隙可从第一密封区延伸到第二密封区，并且该喷嘴系统还可包括在喷嘴保持器侧将所述间隙与喷嘴系统的外侧相互连接的压力释放路径。