[發明專利]控制使用碳質含水漿體燃料、碳質乳液燃料或其混合物的迪塞爾類型的發動機中的燃料循環的方法

有效

• 申請號: 201910368703.2
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110439720B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: L·J·韋伯利
• 申請（專利權）人: 聯邦科學與工業研究組織
• 主分類號: F02M59/46
• 分類號: F02M59/46;F02M63/00;F02D41/30
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 孫靜;王漪

一種構造成使用碳質含水漿體燃料或乳液燃料的迪塞爾類型的發動機的燃料循環系統。迪塞爾類型的發動機包括流體地連接到燃料循環系統的燃料噴射系統。燃料循環系統包括：至少一個燃料供給泵，其包括在燃料循環系統中位于燃料噴射系統之前的正排量泵，該燃料供給泵構造成向燃料噴射系統供應受控量的碳質含水漿體燃料；以及至少一個體積流量控制器，其包括第二正排量泵或者體積流量閥中的至少一個，該第二正排量泵構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系統中位于燃料噴射系統之后，其對來自燃料噴射系統的回流/燃料系統壓力提供從零到最大流量/壓力的受控調節。

交叉引用

本申請要求2018年5月3日提交的澳大利亞臨時專利申請第 2018901502號的優先權，該申請的內容應當理解為通過引用并入本說明書中。

技術領域

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

背景技術

以下對本發明的背景的討論意圖促進對本發明的理解。然而，應該理解，該討論不是認可或承認提到的任何材料都在本申請的優先權日的截止日期內被公布、已知或是公知常識的一部分。

目前在迪塞爾發動機中用于常規柴油和重燃料油的噴射技術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，在燃料進入發動機高壓噴射系統之前，通過加熱(高達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，以提供穩定的循環，并經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箱(hotservice tank)。每次噴射后，發動機中的瓣閥(clack valves)自動快速打開，使燃料能夠穿過噴射器循環，并且一旦噴射事件開始，則快速關閉。這種循環有助于將燃料系統保持在高溫下，去除空氣，并有助于燃料切換，例如當進入沿海水域時，從重燃料油切換到較輕的低硫等級。

一種新興技術是使用碳質含水漿體燃料(例如煤水漿或瀝青水漿)來代替迪塞爾發動機的重燃料油。應注意的是，瀝青水漿，例如MSAR(多相超細霧化殘渣(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定且沉降以在燃料系統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，并且更容易產生氣穴(cavitation)，這兩種情況均加速燃料系統部件(如減壓閥和瓣閥中的閥座)的磨損。由這些閥引起的強烈湍流和剪切也可能加速燃料的不穩定，導致碳質顆?；蛞旱蔚哪郏@增加了燃料系統中沉積物的形成。凝聚和沉積物影響霧化和燃燒效率，并可能導致燃料系統堵塞。可以使用變速泵控制發動機的燃油壓力，以避免使用減壓閥。然而，在發動機停止或負載操作期間，燃料基本上是死流的(deadheaded)，并保持在高壓下，沒有明顯的流動。在這種操作模式下，可能發生燃料流變性的不穩定和其它變化，沿燃料系統形成沉積物，這些沉積物隨后當燃料流動重新開始時離開原位并在燃料系統中匯集且形成栓塞，尤其是在流動面積或流動方向發生突然變化的情況下。

因此，碳質漿體燃料和乳液燃料的生產、運輸、儲存和使用造成了許多技術問題，這阻礙了該類型燃料的商業化。

避免這些沉降和不穩定問題的當前技術類似于針對重燃料油的技術，即：