[發(fā)明專利]控制使用碳質(zhì)含水漿體燃料、碳質(zhì)乳液燃料或其混合物的迪塞爾類型的發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料循環(huán)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910368703.2
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110439720B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·J·韋伯利
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織
• 主分類號: F02M59/46
• 分類號: F02M59/46;F02M63/00;F02D41/30
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 孫靜;王漪

一種構(gòu)造成使用碳質(zhì)含水漿體燃料或乳液燃料的迪塞爾類型的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料循環(huán)系統(tǒng)。迪塞爾類型的發(fā)動(dòng)機(jī)包括流體地連接到燃料循環(huán)系統(tǒng)的燃料噴射系統(tǒng)。燃料循環(huán)系統(tǒng)包括：至少一個(gè)燃料供給泵，其包括在燃料循環(huán)系統(tǒng)中位于燃料噴射系統(tǒng)之前的正排量泵，該燃料供給泵構(gòu)造成向燃料噴射系統(tǒng)供應(yīng)受控量的碳質(zhì)含水漿體燃料；以及至少一個(gè)體積流量控制器，其包括第二正排量泵或者體積流量閥中的至少一個(gè)，該第二正排量泵構(gòu)造成作為正排量壓力排泄裝置而反向地操作，該體積流量閥作為正排量壓力排泄裝置被操作，該體積流量控制器在燃料循環(huán)系統(tǒng)中位于燃料噴射系統(tǒng)之后，其對來自燃料噴射系統(tǒng)的回流/燃料系統(tǒng)壓力提供從零到最大流量/壓力的受控調(diào)節(jié)。

交叉引用

本申請要求2018年5月3日提交的澳大利亞臨時(shí)專利申請第 2018901502號的優(yōu)先權(quán)，該申請的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為通過引用并入本說明書中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及用于使用碳質(zhì)含水漿體燃料和/或乳液燃料(carbonaceousaqueous slurries and/or emulsion fuels)的迪塞爾類型的發(fā)動(dòng)機(jī)(diesel typeengine)的燃料系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種控制使用碳質(zhì)含水漿體的迪塞爾類型的發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料循環(huán)的方法和系統(tǒng)，并且在下文中結(jié)合該示例性應(yīng)用公開本發(fā)明將是方便的。

背景技術(shù)

以下對本發(fā)明的背景的討論意圖促進(jìn)對本發(fā)明的理解。然而，應(yīng)該理解，該討論不是認(rèn)可或承認(rèn)提到的任何材料都在本申請的優(yōu)先權(quán)日的截止日期內(nèi)被公布、已知或是公知常識的一部分。

目前在迪塞爾發(fā)動(dòng)機(jī)中用于常規(guī)柴油和重燃料油的噴射技術(shù)采用相對低粘度燃料(relatively low viscosity fuel)的壓力霧化(pressure atomisation)。對于重燃料油，在燃料進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)高壓噴射系統(tǒng)之前，通過加熱(高達(dá)165℃)將燃油粘度控制在5至20mPa.s。低壓燃料以10至20 巴的相對恒定的壓力提供給燃料系統(tǒng)，以提供穩(wěn)定的循環(huán)，并經(jīng)由噴射器中的減壓閥/受控壓力閥和彈簧加載瓣閥將燃料油泄放回到熱服務(wù)箱(hotservice tank)。每次噴射后，發(fā)動(dòng)機(jī)中的瓣閥(clack valves)自動(dòng)快速打開，使燃料能夠穿過噴射器循環(huán)，并且一旦噴射事件開始，則快速關(guān)閉。這種循環(huán)有助于將燃料系統(tǒng)保持在高溫下，去除空氣，并有助于燃料切換，例如當(dāng)進(jìn)入沿海水域時(shí)，從重燃料油切換到較輕的低硫等級。

一種新興技術(shù)是使用碳質(zhì)含水漿體燃料(例如煤水漿或?yàn)r青水漿)來代替迪塞爾發(fā)動(dòng)機(jī)的重燃料油。應(yīng)注意的是，瀝青水漿，例如MSAR(多相超細(xì)霧化殘?jiān)?Multi-PhaseSuperfine Atomized Residue)——一種水包油乳液燃料)，在低于約60℃的溫度下，基本上是固體瀝青顆粒在水中的漿體，而在更高的溫度下，瀝青在水中呈粘性液滴形式(即乳液)。這些漿體和乳液燃料的特性與柴油和燃料油有很大不同。例如，漿體燃料和乳液燃料具有不穩(wěn)定且沉降以在燃料系統(tǒng)中形成泥狀或焦油狀沉積物的趨勢。這些燃料還比燃料油更具有磨蝕性，并且更容易產(chǎn)生氣穴(cavitation)，這兩種情況均加速燃料系統(tǒng)部件(如減壓閥和瓣閥中的閥座)的磨損。由這些閥引起的強(qiáng)烈湍流和剪切也可能加速燃料的不穩(wěn)定，導(dǎo)致碳質(zhì)顆粒或液滴的凝聚，這增加了燃料系統(tǒng)中沉積物的形成。凝聚和沉積物影響霧化和燃燒效率，并可能導(dǎo)致燃料系統(tǒng)堵塞。可以使用變速泵控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油壓力，以避免使用減壓閥。然而，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止或負(fù)載操作期間，燃料基本上是死流的(deadheaded)，并保持在高壓下，沒有明顯的流動(dòng)。在這種操作模式下，可能發(fā)生燃料流變性的不穩(wěn)定和其它變化，沿燃料系統(tǒng)形成沉積物，這些沉積物隨后當(dāng)燃料流動(dòng)重新開始時(shí)離開原位并在燃料系統(tǒng)中匯集且形成栓塞，尤其是在流動(dòng)面積或流動(dòng)方向發(fā)生突然變化的情況下。

因此，碳質(zhì)漿體燃料和乳液燃料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存和使用造成了許多技術(shù)問題，這阻礙了該類型燃料的商業(yè)化。

避免這些沉降和不穩(wěn)定問題的當(dāng)前技術(shù)類似于針對重燃料油的技術(shù)，即：