[发明专利]均质燃料增强系统及所使用的气体处理器

说明书

技术领域

本发明的主题涉及均质燃料增强系统。特别地，本发明的主题涉及依靠液-气燃料混合物运行的所述系统中的压力处理和/或对气体组分的释放的控制。

背景技术

在过去的几十年里一直努力提高内燃机的效率或者减少这种内燃机的排放。所做的这些努力中的一些聚焦于研究实际系统设计，并且特别地聚焦于燃料供给、喷射以及燃烧系统和过程。

为提高内燃机效率所做的最大的努力迄今为止只获得了微小的成功，仅使实际效率有了略微的提高和/或使用了在技术上或者在应用上都不可行的方法(例如，涉及不易获得或者使用上并不安全的燃料，或者极大地增加了内燃机的成本并且使内燃机变得更为复杂)。

然而，本发明人的2011年1月4日发布且与本发明所共有的美国专利No.7861696公开了比之前提高效率所做的努力更大的进步。该专利描述了一种多燃料共注系统，其中，例如液态燃料(例如，柴油)和气态燃料(例如，氢气)混合在一起(例如，在实时微处理器控制之下)，并且液态燃料和气态燃料在压力作用下被施用至内燃机的喷射泵。该专利还公开了循环回路的使用，其中，燃料混合物在压力作用下穿过循环回路循环，并且燃料混合物从循环回路被供给至内燃机喷射泵。

同样，由本发明人于2009年11月26日公开的且与本发明所共有的国际公布No.WO2009/142769公开了一种用于内燃机的燃料合成物，该燃料合成物包括在被注入到内燃机的喷射系统之前被均质化的液态燃料和气态燃料所组成的均质混合物以便促使液态燃料在燃烧室中雾化，从而改善燃烧并且提高效率。

类似地，由本发明人于2011年4月7日公开的且与本发明所共有的国际公开No.WO2011/041705描述了一种均质燃料增强系统，该均质燃料增强系统使用包括有输注空间的循环系统将气态燃料和液态燃料组成的均质燃料输送至发动机的喷射系统。流过输注空间时，气态燃料被输注到液态燃料中并且混合物变得更为均质化。还公开了使用输注管的各种实施方式来组成输注空间。

然而，这种系统会产生比平常更大的背压(back pressures)，该背压对内燃机部件(比如燃料喷射器和流量调节电磁阀)施加压力并且使内燃机的运行不稳定，从而达不到最理想的效率并且最终使内燃机损坏。在不降低系统效率或者不引起依靠气态-液态燃料混合物运行的泵中的潜在的破坏性的气穴现象的情况下，仍需要对这种高背压进行调节。另外，在一些情况下，这种系统中所使用的气态组分(比如，氢气)特别容易挥发。仍需要对用于控制从系统中释放出来的气态组分的机构进行改善并且避免这种气态组分的潜在危险的形成。同样仍需要用于这种均质燃料增强系统的简易且廉价的控制系统。

发明内容

本发明的一个方面提供一种特别有利的燃料增强系统，用于向发动机供给液态燃料和气态组分的混合物，所述燃料增强系统包括控制器、气态组分流量控制装置、均质化系统和气体处理器。气态组分流量控制装置向述均质化系统可控制地提供气态组分。均质化系统包括在相对低的压力下运行的第一部分，所述第一部分接纳液态燃料和来自发动机的背压敏感部件的未使用的燃料混合物。控制器接收关于均质化系统的至少一个预定运行参数的指示，并且向气态组分流量控制装置提供控制信号以便控制气态组分与液态燃料的比例。均质化系统将液态燃料与气态组分混合在一起，并且在相对高的压力下将其中分布有气态组分的相对很小的气泡的燃料混合物提供至发动机。设置在背压敏感发动机部件与均质化系统的第一部分之间的气体处理器在将燃料混合物提供至均质化系统的第一部分之前使未使用的燃料混合物处于相对低的预定压力。

根据本发明的另一方面，气体处理器还调整燃料混合物以使之适于被引入到均质化系统的第一部分。例如，气体处理器可以通过在引入到均质化系统的第一部分之前将气态组分的至少一部分从燃料混合物中排出而调整燃料混合物。例如，这能够通过将燃料混合物保持在相对低的压力下至少最少一段时间来实现。如果需要，被排出的组分可以被传送至发动机进气口。

根据本发明的另一方面，在发动机被关掉时关闭各种阀件以便维持均质化系统的部分内的压力。本发明的另一方面提供用于排出液-气燃料混合物中的气态组分的特别有利的气体处理器。该气体处理器包括限定出内部空间的本体、浮动组件、燃料进口、气体出口和燃料出口，其中，气体出口和燃料出口与燃料进口是流体连通的。