[發(fā)明專利]一種基于發(fā)動(dòng)機(jī)余熱氣化甲醇的燃醇系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110078480.3
• 申請(qǐng)日: 2021-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN112682223B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉志勇;王鐵;石晉宏;趙震;陳東東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F02M21/02
• 分類號(hào): F02M21/02;F02M21/06;F02D41/00;F02D19/08
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種基于發(fā)動(dòng)機(jī)余熱氣化甲醇的燃醇系統(tǒng)，其特征在于：包括甲醇供給系統(tǒng)、甲醇?xì)饣l(fā)生器、甲醇蒸氣噴射系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述甲醇供給系統(tǒng)包括甲醇箱（5）、濾清器（6）和甲醇泵（7），甲醇箱（5）、濾清器（6）和甲醇泵（7）通過耐醇管（4）依次連接，甲醇泵（7）通過耐醇管（4）與甲醇?xì)饣l(fā)生器（9）連接；所述甲醇?xì)饣l(fā)生器（9）分為電加熱氣化和余熱氣化兩部分，每部分都包含有甲醇進(jìn)口、霧化噴嘴和單向出口，霧化后的甲醇通過吸熱氣化，氣化甲醇由單向出口流向甲醇蒸氣噴射系統(tǒng)；所述甲醇蒸氣噴射系統(tǒng)包括氣液分離器（13）、儲(chǔ)氣罐（15）、調(diào)壓閥（18）、甲醇?xì)廛墸?0）和甲醇蒸氣噴嘴（21），氣液分離器（13）、儲(chǔ)氣罐（15）、調(diào)壓閥（18）、甲醇?xì)廛墸?0）和甲醇蒸氣噴嘴（21）通過耐醇保溫管（14）依次連接，甲醇蒸氣噴嘴（21）安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)各進(jìn)氣歧管；所述氣液分離器（13）用于分離甲醇?xì)饣l(fā)生器（9）流出的甲醇蒸氣與未氣化的甲醇，甲醇蒸氣流向儲(chǔ)氣罐（15）；所述儲(chǔ)氣罐（15）用于滿足瞬時(shí)甲醇蒸氣噴射壓力和噴射量的需求，以及為發(fā)動(dòng)機(jī)短時(shí)間歇啟動(dòng)提供甲醇蒸氣；所述調(diào)壓閥（18）配合儲(chǔ)氣罐建立甲醇蒸氣噴射壓力，并起到穩(wěn)壓作用；所述控制系統(tǒng)獲取發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息，包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)油溫度、冷卻液溫度、排氣溫度和油門踏板位置，并判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，控制燃醇系統(tǒng)的甲醇?xì)饣绞健饣俊娚鋾r(shí)刻、噴射壓力和噴射量，以及柴油噴射系統(tǒng)的噴油時(shí)刻和噴油量；甲醇?xì)饣l(fā)生器（9）包括殼體，殼體中間設(shè)有隔板將殼體內(nèi)部腔體分為上腔和下腔；上腔內(nèi)還設(shè)置有管體（43），管體外壁和殼體內(nèi)壁之間的腔體為電加熱氣化腔（27），電加熱氣化腔（27）內(nèi)還布置有螺旋形電加熱管（28），下腔為余熱氣化腔（31），殼體上還設(shè)置有豎直的通孔，通孔內(nèi)固定有熱交換管（37），熱交換管（37）從管體（43）內(nèi)部穿過，余熱氣化腔（31）和熱交換管（37）直接接觸，電加熱氣化腔（27）的殼體外壁上設(shè)置有電加熱氣化腔甲醇進(jìn)口（36），余熱氣化腔（31）的殼體外壁上設(shè)置有余熱氣化腔甲醇進(jìn)口（33），電加熱氣化腔甲醇進(jìn)口（36）和余熱氣化腔甲醇進(jìn)口（33）上安裝有甲醇霧化噴嘴（8），甲醇霧化噴嘴（8）通過耐醇管（4）與甲醇泵（7）連接，殼體外壁上還設(shè)置有甲醇蒸氣出口（30），甲醇蒸氣出口（30）上安裝有單向出口閥（12），單向出口閥（12）為三通閥，其兩個(gè)閥口分別連通電加熱氣化腔（27）和余熱氣化腔（31），甲醇?xì)饣l(fā)生器（9）的熱交換管（37）串接在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻管路（11）或者發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管（26）中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于發(fā)動(dòng)機(jī)余熱氣化甲醇的燃醇系統(tǒng)，其特征在于：所述甲醇?xì)饣l(fā)生器（9）的外殼、上腔內(nèi)的管體以及隔板均采用保溫隔熱處理；所述管體（43）與熱交換管（37）之間有間隔，電加熱氣化腔（27）和熱交換管（37）間不存在熱交換現(xiàn)象；所述余熱氣化腔（31）與熱交換管（37）間存在熱交換現(xiàn)象。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于發(fā)動(dòng)機(jī)余熱氣化甲醇的燃醇系統(tǒng)，其特征在于：電加熱氣化腔（27）內(nèi)還安裝有熱電偶（29），控制系統(tǒng)通過熱電偶（29）實(shí)時(shí)獲取電加熱氣化腔（27）內(nèi)的溫度，并控制螺旋形電加熱管（28）的通斷，使電加熱氣化腔保持恒定的設(shè)定溫度，保證甲醇正常氣化。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于發(fā)動(dòng)機(jī)余熱氣化甲醇的燃醇系統(tǒng)，其特征在于：所述余熱氣化腔內(nèi)的熱交換管（37）上分布有交錯(cuò)平行布置的導(dǎo)熱翅片（34）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于發(fā)動(dòng)機(jī)余熱氣化甲醇的燃醇系統(tǒng)，其特征在于：所述甲醇蒸氣噴射系統(tǒng)中的儲(chǔ)氣罐（15）內(nèi)設(shè)有蒸氣壓力傳感器（16），通過蒸氣壓力傳感器（16）對(duì)儲(chǔ)氣罐的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)儲(chǔ)氣罐（15）中的壓力值調(diào)節(jié)甲醇泵（7）的流量，進(jìn)而控制甲醇?xì)饣浚箖?chǔ)氣罐中的甲醇蒸氣壓力保持穩(wěn)定。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于發(fā)動(dòng)機(jī)余熱氣化甲醇的燃醇系統(tǒng)，其特征在于：所述甲醇蒸氣噴射系統(tǒng)的儲(chǔ)氣罐（15）、甲醇?xì)廛墸?0）和耐醇保溫管（14）采用保溫處理，保證甲醇?xì)饣l(fā)生器產(chǎn)生的甲醇蒸氣在噴射系統(tǒng)中不會(huì)被液化，并具有較高的蒸氣溫度。