[发明专利]燃料空气分离器以及改进的空气排放系统

说明书

本发明提供了空气分离器、燃料递送系统和安装装置。空气分离器包括限定中空内室的容器，具有接收来自燃料源的燃料的入口以及与发动机流体连通的出口。空气排放件接收与移除一定量的不期望气体，其与排放端口流体连通。此外，空气分离器包括用于与接收的燃料接触的过滤器介质以及将通过过滤器介质的燃料递送至出口的导管。在燃料通过出口至发动机之前，空气分离器通过使气体通过空气排放件而将气体从燃料移除。空气排放件包括用于使气体通过排放端口的流体混合凹室。空气分离器位于传送泵与发动机之间。最后，安装装置用于将空气分离器安装到燃料递送系统。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年3月25日提交的美国临时专利申请序列No.62/138,222、2015年6月12日提交的美国临时专利申请序列No.62/174,920以及2016年2月11日提交的美国专利申请15/041896的权益，所有申请通过引用的方式包含于此。

关于政府资助研究或开发的声明

不适用

技术领域

这里描述的主题大体上涉及用于可燃液体、基于石油的且可再生与可替代燃料、尤其是用于柴油机和其它内燃机的燃料的改进的空气分离系统。

背景技术

可燃燃料发动机且尤其是柴油发动机通常利用燃料喷射系统及时将燃料直接喷射到气缸中。喷射时间由发动机设计者预先确定以及以已知事实为基础。影响未被预先确定的喷射时间或影响喷洒式样的任何不受控或外部事件或条件，都将致使发动机效率降低。

对于这些发动机持续关注的问题是燃料内空气与蒸汽的存在。在可燃燃料及可燃燃料系统中的夹带空气与蒸汽随着燃料温度、气压和发动机操作的海拔高度、过滤器堵塞以及发动机的不同运行RPM而变化。存在于可燃燃料，尤其是柴油中且尤其是以变化量存在的空气与蒸汽，并不认为是纳入喷射时间参数的预定情形。在因它们的存在而提出的问题中是由于空气/蒸汽的可压缩性引起的发动机效率的降低。在单元喷射器中，这导致迟延的喷射时间，喷洒式样扰乱以及劣质燃烧，继而导致发动机的减少的功率输出，增加的燃料消耗以及增加的废气排放。在“共轨”系统中，空气/蒸汽使燃料在“高压泵”筒中移动。这阻止“高压泵”达到其设计的输出体积。这继而阻止系统为适当的喷洒式样和喷射速率保持适当的压力，从而使发动机效率降低。

空气还对燃料喷射系统的部件造成永久的损坏。空气可以使燃料或润滑剂在筒与活塞之间移动。这会使得金属与金属接触以及部件的磨损，从而导致喷射器故障。此外，当活塞开始其喷射冲程时，突然压缩致使气泡内爆。当破裂气泡邻近筒壁时，破裂气泡的燃料的外壁以足够的破坏力撞击筒表面以去除金属的微观颗粒。这通常地称作为“筒的点状腐蚀”并且最终会使喷射器无用。“尖端腐蚀”发生在空气泡离开喷射器尖端的时候。比柴油燃料更低粘性的空气比燃料更快速地通过喷射器尖端。在空气泡后面的燃料突然地以去除金属的微观颗粒的力来撞击尖端。由于尖端腐蚀增加了喷射器尖端的端口的孔尺寸，越来越多地导致了糟糕的喷洒式样。端口之间的金属的减少导致喷射器尖端的结构完整性的下降，这可能最终导致喷射器尖端的损失以及灾难性的发动机故障。

柴油发动机的操作缺陷以及效率低下是公知的，但是这种发动机的商业实施未能解决此问题。

申请人先前已经提出了用于在燃料进入到发动机燃料泵中之前从燃料移除夹带空气同时另外地保持到泵入口的净的正压头由此减少泵气蚀和蒸汽形成的独特系统与装置。

申请人的专利No.5,355,860公开了用于从柴油燃料移除夹带空气的三过滤器系统。将燃料供给到发动机的传送泵或燃料泵的装置是用于从燃料移除夹带空气的先驱途径。