[發明專利]用于內燃機的燃料噴射器和分級燃料輸送方法

有效

• 申請號: 201780023154.4
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN109073227B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: R·帕特爾;J·S·派佩;R·阿爾瓦雷茨;R·帕伊達爾;R·斯里尼瓦桑
• 申請（專利權）人: 索拉透平公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23R3/16;F02C7/22
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟

一種用于內燃機(10)的燃料噴射器(26)包括噴射器頭(28)，所述噴射器頭包括噴嘴(44)、預混合器(48)和分配器(70)，所述分配器被構造成將多種不同的燃料分配到所述預混合器(48)中的不同的燃料供給孔組(58、60、66)。所述燃料噴射器(26)的引燃組件(103)聯接到所述預混合器(48)，并且包括用于第一燃料的第一燃料供給通道(110)和用于第二燃料的第二燃料供給通道(111)。多個燃料供給孔組(58、60、66)定位在所述燃料噴射器(26)內，所述燃料供給孔組(58、60、66)可選擇性地連接到多個不同的燃料供應裝置(20、22、24)，并且它們的位置和尺寸被設定成適應范圍廣泛的流速，以使得與所述燃料噴射器(26)聯接的內燃機(10)能夠使用具有一系列沃泊指數和成分的燃料來操作。

技術領域

本公開一般涉及氣體燃料輸送和內燃機的操作，更具體地涉及用于通過多種類型的燃料來操作內燃機的設備和方法。

背景技術

是眾所周知的，廣泛用于車輛推進、發電、用于驅動泵和壓縮機，以及用于各種其他應用。燃燒幾乎任何可燃燃料都會產生某些排放物，在許多情況下，消除或減少這些排放物的相對量是人們所希望的。具有未燃燒的碳氫化合物和部分燃燒的碳氫化合物的性質的煙霧通常是人們不希望有的，尤其是在人口稠密的區域。已知統稱為NOx的各種氮氧化物是煙霧等的眾所周知的成因。過去幾十年來，發動機操作技術和結構以及先進的廢氣處理技術的顯著進步減少了排放，清潔了空氣。例如，所謂的稀燃情況(燃料與化學計量過量的氧氣一起燃燒)，以及預混合(燃料和空氣在被點火之前首先混合)，已被證實有利地減少了某些排放物。存在引燃燃料、燃燒室形狀、顆粒過濾器、通過選擇性催化還原(SCR)進行的廢氣處理以及許多其他技術，用于排放控制和效率優化。

隨著對減少排放的興趣的越來越大，內燃機中傳統上不太使用的某些類型的燃料(例如各種形式的生物柴油、重整或瓶裝氫燃料、酒精燃料、垃圾填埋氣和生物質所產生的氣體燃料)種類越來越多，并且采用這種燃料的動機也越來越強烈。對于至少一些應用和發動機設計來說，這種燃料燃燒時所產生的某些類型的排放物減少，并且也越來越多地可用作更傳統的燃料(例如石油衍生的碳氫化合物)的替代物。然而，工程師們越來越多地發現，發動機設計、部件和操作技術相對于某些燃料類型或類別可能有好處和優點，但相對于其他燃料類型或類別，應用有限，甚至有缺點。授予Hughes等人的美國專利No.8,991,187涉及“具有貧預噴嘴燃料噴射系統的燃燒器”。Hughes等人似乎公開了一種燃燒器，其括燃料噴嘴、位于燃料噴嘴上游以用于預混燃料流和空氣流的貧預噴嘴燃料噴射系統。盡管Hughes等人可以實現他們的既定目標但仍有改進的余地。

發明內容

在一個方面，燃料噴射器包括噴射器頭，所述噴射器頭具有限定縱向軸線并被構造成與內燃機中的燃燒器流體連接的噴嘴、與噴嘴聯接的預混合器，以及與預混合器聯接的燃料分配器。所述燃料噴射器還包括與噴射器頭聯接的多個燃料輸送導管。所述預混合器限定多個流動通道，每個流動通道都在上游端與下游端之間延伸，所述上游端在燃料噴射器中形成開口，所述開口被構造成接收進入燃料噴射器中的流入空氣。所述預混合器還在其中形成有多個燃料供給孔，所述多個燃料供給孔被定位成將燃料輸送到多個流動通道中，并且被布置成鄰近對應上游端定位的第一孔組、鄰近對應下游端定位的第二孔組，以及第三孔組。所述分配器形成將多個燃料輸送導管中的第一個與第一組燃料供給孔和第三組燃料供給孔流體連接的第一燃料通路，以及將多個燃料輸送導管中的第二個與第二組燃料供給孔流體連接的第二燃料通路。