燃料富集的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术尤其涉及一种用于内燃机的碳氢燃料富集的方法，所述方法包括(i)将碳氢燃料与含有氢气的气流接触，使至少部分所述氢气被引入所述碳氢燃料中，以产生富集的碳氢燃料；以及可选地(ii)将所述富集的碳氢燃料传送给所述内燃机。本发明专利技术还提供了一种使用该方法的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及碳氢燃料的富集，尤其是在内燃机中的应用。本专利技术提供了碳氢燃料富集的方法和装置。
技术介绍
通用的内燃机的燃料系统利用汽油/空气混合物或柴油/空气混合物，随后将其在燃烧室中燃烧。在内燃机中使用的燃料系统有很多不同的种类。典型的例子是一种以汽油为燃料的系统，该系统利用汽化器，并且在汽化器中，液体燃料(汽油)经由供给大气空气的文丘里管汽化。该燃料蒸汽/空气混合物随后被引入内燃机的进气歧管，并最终进入气缸，在气缸内混合物由火花引燃。采用柴油/空气混合物运转的内燃机利用燃料喷射系统，在高压下凭借燃料喷射系统将燃料喷射到燃烧室，从而不需要火花引燃。利用电解作用将水分解成氢气和氧气的氢气发生器已经存在了很多年。电解作用是将水(H20)通电，使水还原到其原始构成的气体。在带负电荷的阴极发生还原反应，氢离子(带正电荷的离子)在阴极得电子(e_)形成氢气阴极(还原)2H+(aq) +2e_ — H2 (g)在带正电的阳极发生氧化反应，生成氧气并失电子给阴极完成回路阳极(氧化)2H20(I) — O2 (g) +4H+ (aq) +4e_电解型氢气发生器被用于提高内燃机燃料效率。像这种发生器有时被称作HHO发生器。通常情况下，电解槽中产生的氢气和氧气被供给内燃机的空气进气歧管，从中发现增加了内燃机的燃料功率。本专利技术的目的在于改善或提供一种现有装置的替代方式。
技术实现思路
第一方面，本专利技术提供了一种用于内燃机的碳氢燃料富集的方法，所述方法包括(i)将碳氢燃料与氢气和非必须的氧气接触，使至少部分所述氢气和氧气(如果存在)被引入碳氢燃料，以产生富集的碳氢燃料。进行步骤(i)后，所述方法还提供( )将富集的碳氢燃料传送给内燃机。所述方法可能涉及将碳氢燃料与含有氢气的气流和含有氧气的气流接触，使至少部分氢气和/或氧气被引入到碳氢燃料中，以产生富集的碳氢燃料。所述方法可能涉及将含有氢气和氧气的气流与所述碳氢燃料接触，使至少部分所述氢气和/或氧气被引入到碳氢燃料中，以产生富集的碳氢燃料。第一方面，本专利技术提供了一种用于内燃机的碳氢燃料富集的方法，所述方法包括(i)将碳氢燃料与含有氢气的气流接触，使至少部分所述氢气被引入到碳氢燃料中，以产生富集的碳氢燃料。进行步骤(i)后，所述方法还提供(ii)将富集的碳氢燃料传送给内燃机。第一方面，在一个实施例中，本专利技术提供了一种用于内燃机的碳氢燃料的富集方法，所述方法包括(i)将碳氢燃料与含有氢气的气流接触，使至少部分所述氢气被引入到碳氢燃料中，以产生富集的碳氢燃料；并且(ii)将富集的碳氢燃料传送给内燃机。第二方面，本专利技术提供了一种碳氢燃料富集的方法，所述方法包括水在电解过程中生成氢气和氧气，以产生含有氢气和非必须氧气的气流，并且所述气流与所述碳氢燃料接触，使至少部分所述氢气被引入到所述碳氢燃料中，以产生富集的碳氢燃料。第三方面，本专利技术提供了一种装置，用于在内燃机中实施碳氢燃料富集方法，适用实施所述方法的所述装置包括(i)将碳氢燃料与氢气和非必须的氧气接触，使至少部分所述氢气和氧气(如果存在)被引入碳氢燃料中以产生富集的碳氢燃料。进行步骤⑴后，所述装置还适于使其能够(ii)将富集的碳氢燃料传送给内燃机。第三方面，本专利技术提供了一种用于碳氢燃料富集的装置，所述装置包括氢源，用于产生含有氢气的气流，富集单元，用于碳氢燃料与含有氢气的气流的接触，使至少部分所述氢气被引入碳氢燃料中以产生富集的碳氢燃料，所述氢源与所述富集单元之间流体相连通，使含有氢气的气流经过所述富集单元，并且所述富集单元具有碳氢燃料的入口和富集的碳氢燃料的出口。可选地，所述装置还可以包括氧源，用于产生含有氧气的气流，并且富集单元用于将碳氢燃料与含有氧气的气流接触，使至少部分氧气被引入碳氢燃料中以产生富集的碳氢燃料，所述氧源与所述富集单元之间流体相连通，使含有氧气的气流经过所述富集单元。所述含有氢气的气流和所述含有氧气的气流可以是同一气流或不同气流。所述氢源与所述氧源可以是同一来源或不同来源。在实施例中，所述富集单元可以包括增压单元，用于将所述碳氢燃料与氢气和非必须的氧气在加压下接触。可以通过压缩气体使氢气和氧气增压。在实施例中，氢源供给所述富集单元足够的氢气以及非必须的氧气，使所需压力在所述富集单元内产生，并且在此压力下，氢气和非必须的氧气与所述碳氢燃料相接触。第三方面，本专利技术提供了一种用于碳氢燃料富集的装置，所述装置包括制氢单元，用于产生含有氢气的气流，富集单元，用于将碳氢燃料与含有氢气的气流接触，使至少部分所述氢气被引入碳氢燃料中以产生富集的碳氢燃料，所述制氢单元与所述富集单元之间流体相连通，使含有氢气的气流经过所述富集单元，所述富集单元具有碳氢燃料入口，以及富集碳氢燃料的出口。可选地，所述装置还可以包括制氧单元，用于制造含有氧气的气流，并且所述富集单元用于将碳氢燃料与含有氧气的气流接触，使至少部分氧气被引入碳氢燃料中以产生富集的碳氢燃料，所述制氧单元与所述富集单元之间流体相连通，使所述含有氧气的气流经过所述富集单元。所述含有氢气的气流和所述含有氧气的气流可以是同一气流或不同气流。所述制氢单元与所述制氧单元可以是同一单元，或不同单元。第四方面，本专利技术提供了一种内燃机，所述内燃机具有本专利技术所述的装置，所述装置具有导管，用于将所述富集的碳氢燃料传送给所述内燃机的燃料入口和/或空气入口。近几年，关于内燃机主要关注的问题之一是其排放NOx (氮氧化物)和COx (—氧化碳和二氧化碳)的问题。本专利技术所述的装置可以用于任何使用碳氢燃料的内燃机，以减少NOx的排放和COx的“足迹”。这是通过在燃烧过程中增加氢气和非必须的氧气，由于高速/高温氢气的燃烧改善了交通工具燃油经济性，产生更有效的燃烧特性而获得的；Ν0χ排放量的减少是由于部分含有空气的氮被从所述碳氢燃料转移，也由于所含的燃烧体积。由于燃烧过程中热传递减少到最小值，这也降低了发动机整体的温度。至少在某些情况下，我们发现在所述碳氢燃料中增加氢气可以改善燃料的燃烧，颗粒的排出量显著地减少(某些情况下，柴油机排出量几乎为零)。此外，我们发现该过程可6以清洁发动机中随着时间推移而产生的积碳，因此减少发动机整体摩擦力(并因此进一步提高效率)。最后，由于增加的氢气具有比汽油高得多的辛烷值当量，燃料/氧化剂混合物(例如空气)可以含量更低，从而增加COx与燃料比值(并因此减少碳足迹)。同时，可与内燃机一起使用的氢气/氧气发生器在很多年前就能够买到，使用性质相对简单，即，使产生的气体与燃料和空气在涡轮增压机歧管里混合。本专利技术所述的方法大大改善了气体的使用方式，以获得优化的性能，其中在实施例中，通过在增压单元中压缩的情况下将气体引入燃料中。这移除了在燃料中不必要的溶解气体如氮气，并且提高了燃料的辛烷值。附图说明图I是本专利技术一个实施例中附属于内燃机的装置的模块示意图；图2是燃料增强室(本专利技术装置的一个实施例)的实施例的示意图，所示为其原理部分；图3是包括气体洗涤装置的净化单元的示意图；图4是包括分子筛干燥单元的净化单元的示意图；图5是本专利技术燃料增强室的另一个实施例的示意图，与图2不同的是所述活塞是由螺旋机构驱动，而不是由电磁驱动。以上附图将在下面的详细描述中被提及。具体实施例第一方面，本专利技术提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·查尔斯·科林·刘易斯，克里斯多夫·伦纳德·史密斯，约翰·理查德·李斯特，
申请(专利权)人：先进燃料技术英国有限公司，
类型：
国别省市：