[發(fā)明專(zhuān)利]潮濕氣體的引入或供給系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610099989.1
• 申請(qǐng)日: 2000-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101187445A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·C·湯金;M·E·舒查德特;M·A·楊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 納幕爾杜邦公司;設(shè)計(jì)技術(shù)及灌溉有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F17D1/02
• 分類(lèi)號(hào): F17D1/02;F02M25/022
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 呂彩霞;劉玥

此申請(qǐng)是于2005年2月3日提交的，申請(qǐng)日為2000年8月3日，申請(qǐng)?zhí)枮?00510006470.X的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及潮濕氣體的引入或供給系統(tǒng)，特別地，但非專(zhuān)門(mén)地涉及內(nèi)燃機(jī)的潮濕空氣引入或供給系統(tǒng)和燃料電池的潮濕氣體引入或供給系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中，通常燃料與氧化劑燃燒產(chǎn)生能量。在這種方法中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能或電以及熱。

在內(nèi)燃機(jī)中，其中包括雙沖程、四沖程以及例如回轉(zhuǎn)馬達(dá)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料-空氣混合物燃燒提供這種化學(xué)能。燃燒之前，可以采用直接注射器或采用汽化器將燃料分散到引入空氣物流中，再通過(guò)電火花，白熱絲或就通過(guò)燃料-空氣混合物壓縮熱觸發(fā)其燃燒。在所有內(nèi)燃機(jī)中，燃料-空氣混合物在燃燒室中燃燒所引起壓力的突然增加導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)部件轉(zhuǎn)動(dòng)，于是為以發(fā)動(dòng)機(jī)為用動(dòng)力推動(dòng)的車(chē)輛提供了動(dòng)能。

許多因素制約了化學(xué)能轉(zhuǎn)化成有用動(dòng)能或電的效率，同時(shí)將總是并行產(chǎn)生的非-生產(chǎn)熱降最低。把內(nèi)燃機(jī)效率增至最大的關(guān)鍵變量包括，在燃燒過(guò)程中使壓力增加最大，并且使引入空氣和燃燒室的溫度最低。冷卻器-燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)還提供了環(huán)境方面的優(yōu)點(diǎn)，即降低了在燃燒過(guò)程中空氣中的氮與氧反應(yīng)放出的副產(chǎn)物氧化氮的量。

除了燃料和空氣外，化學(xué)惰性物質(zhì)可以加到燃燒室，用以吸收熱量與產(chǎn)生壓力，因此滿(mǎn)足了優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)效率的上述兩個(gè)要求。特別地，可以使用水滿(mǎn)足這種功能。

人們知道，例如汽車(chē)工業(yè)以前使用發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的選擇性注水冷卻系統(tǒng)。但是，這樣一種系統(tǒng)的復(fù)雜性和高制造成本共同導(dǎo)致勝過(guò)由大規(guī)模生產(chǎn)方法所帶來(lái)的效益。更特別地，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的注水系統(tǒng)預(yù)先要求能量輸入、精確控制與高操作壓力，這些要求本身中任何一個(gè)要求對(duì)可能的實(shí)施都有很大的制約作用。

其中濕潤(rùn)作用很有價(jià)值的其他氣體引入或供給系統(tǒng)包括燃料電池，特別是質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池，其中為了最佳性能，氣體不斷地通過(guò)應(yīng)該保持潮濕的膜。還可以考慮，使用下述發(fā)明潤(rùn)濕溫室中的循環(huán)空氣。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種包括親水膜表面的潮濕氣體引入與供給系統(tǒng)。

優(yōu)選地，潮濕氣體引入與供給系統(tǒng)還包括與親水膜表面整體形成的水箱。

可以設(shè)置罩以調(diào)節(jié)面臨水箱和氣體引入與供給系統(tǒng)之一的親水膜表面面積。

在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供包括有親水膜表面的潮濕空氣引入與供給系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。

優(yōu)選地，發(fā)動(dòng)機(jī)還包括與親水膜表面整體偶合的水箱。

在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供包括有親水膜表面的潮濕空氣引入與供給系統(tǒng)的摩托化車(chē)輛。

優(yōu)選地，摩托化車(chē)輛還包括與親水膜表面連接的水箱。

可設(shè)置罩以調(diào)節(jié)面臨水箱和空氣引入系統(tǒng)之一的親水膜表面區(qū)域。

發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)排出了內(nèi)部燃燒過(guò)程的廢氣，這些廢氣可以通過(guò)水箱中的熱交換盤(pán)管用于加熱水箱中的水。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，摩托化車(chē)輛還包括：具有水蒸汽全蒸發(fā)橫過(guò)的親水膜表面的燃料箱；以及與親水膜并置的并與水箱連接的管路，該管路提供了來(lái)自燃料箱全蒸發(fā)水蒸汽的冷凝捕集器，并且其中該管路與水箱相連，或者該管路提供了將親水膜釋放的水蒸汽直接送到引入空氣流的部件。但是，從燃料箱析水的膜也可以在分開(kāi)的系統(tǒng)中單獨(dú)起作用。

有利地，本發(fā)明允許選擇性增加水蒸汽進(jìn)入空氣引入系統(tǒng)，例如在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，這可以很容易(從機(jī)械和控制簡(jiǎn)單性看)并較(如果不是不可忽略的)低成本地達(dá)到。的確，包括本發(fā)明的系統(tǒng)是人們極希望的，因?yàn)樗上拗破?chē)發(fā)動(dòng)機(jī)(以及類(lèi)似物)排放污染物，同時(shí)也提高了這類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和性能。

在本發(fā)明另一方面，提供一種包括具有親水膜表面的潮濕氣體引入或供給系統(tǒng)的燃料電池。

有利地，本發(fā)明允許把水蒸汽加到燃料電池的一個(gè)或多個(gè)氣流中，特別是質(zhì)子交換膜燃料電池尤其如此，以防止質(zhì)子交換膜變干，因此優(yōu)化了燃料電池的性能。

在本發(fā)明系統(tǒng)中可以使用通常的自來(lái)水或其他水源的水(不是費(fèi)錢(qián)的蒸餾水)，因?yàn)橛H水膜可除去腐蝕性的、有害的雜質(zhì)。此外，不斷把水蒸汽送到發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的引入氣流避免了與水和汽車(chē)燃料不溶混性相關(guān)的所有問(wèn)題以及與液態(tài)水存在相關(guān)的腐蝕問(wèn)題；而不斷把水蒸汽送到燃料電池一個(gè)或多個(gè)氣體中，可通過(guò)防止質(zhì)子交換膜變干以?xún)?yōu)化其性能。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在，參看下述附圖描述本發(fā)明例證性實(shí)施方案，其中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選的潮濕空氣進(jìn)氣系統(tǒng)示意圖，說(shuō)明在摩托化車(chē)輛等的發(fā)動(dòng)機(jī)中的該空氣進(jìn)氣系統(tǒng)。