[發明專利]一種基于發動機余熱氣化甲醇的燃醇系統

有效

• 申請號: 202110078480.3
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112682223B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 吉志勇;王鐵;石晉宏;趙震;陳東東
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02;F02M21/06;F02D41/00;F02D19/08
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種基于發動機余熱氣化甲醇的燃醇系統，其特征在于：包括甲醇供給系統、甲醇氣化發生器、甲醇蒸氣噴射系統和控制系統；所述甲醇供給系統包括甲醇箱（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）與甲醇氣化發生器（9）連接；所述甲醇氣化發生器（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；所述甲醇蒸氣噴射系統包括氣液分離器（13）、儲氣罐（15）、調壓閥（18）、甲醇氣軌（20）和甲醇蒸氣噴嘴（21），氣液分離器（13）、儲氣罐（15）、調壓閥（18）、甲醇氣軌（20）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）安裝于發動機各進氣歧管；所述氣液分離器（13）用于分離甲醇氣化發生器（9）流出的甲醇蒸氣與未氣化的甲醇，甲醇蒸氣流向儲氣罐（15）；所述儲氣罐（15）用于滿足瞬時甲醇蒸氣噴射壓力和噴射量的需求，以及為發動機短時間歇啟動提供甲醇蒸氣；所述調壓閥（18）配合儲氣罐建立甲醇蒸氣噴射壓力，并起到穩壓作用；所述控制系統獲取發動機運行狀態信息，包括發動機轉速、機油溫度、冷卻液溫度、排氣溫度和油門踏板位置，并判斷發動機的運行工況，控制燃醇系統的甲醇氣化方式、氣化量、噴射時刻、噴射壓力和噴射量，以及柴油噴射系統的噴油時刻和噴油量；甲醇氣化發生器（9）包括殼體，殼體中間設有隔板將殼體內部腔體分為上腔和下腔；上腔內還設置有管體（43），管體外壁和殼體內壁之間的腔體為電加熱氣化腔（27），電加熱氣化腔（27）內還布置有螺旋形電加熱管（28），下腔為余熱氣化腔（31），殼體上還設置有豎直的通孔，通孔內固定有熱交換管（37），熱交換管（37）從管體（43）內部穿過，余熱氣化腔（31）和熱交換管（37）直接接觸，電加熱氣化腔（27）的殼體外壁上設置有電加熱氣化腔甲醇進口（36），余熱氣化腔（31）的殼體外壁上設置有余熱氣化腔甲醇進口（33），電加熱氣化腔甲醇進口（36）和余熱氣化腔甲醇進口（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，其兩個閥口分別連通電加熱氣化腔（27）和余熱氣化腔（31），甲醇氣化發生器（9）的熱交換管（37）串接在發動機冷卻管路（11）或者發動機排氣管（26）中。

2.根據權利要求1所述的一種基于發動機余熱氣化甲醇的燃醇系統，其特征在于：所述甲醇氣化發生器（9）的外殼、上腔內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）間不存在熱交換現象；所述余熱氣化腔（31）與熱交換管（37）間存在熱交換現象。

3.根據權利要求2所述的一種基于發動機余熱氣化甲醇的燃醇系統，其特征在于：電加熱氣化腔（27）內還安裝有熱電偶（29），控制系統通過熱電偶（29）實時獲取電加熱氣化腔（27）內的溫度，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定溫度，保證甲醇正常氣化。

4.根據權利要求1或2或3所述的一種基于發動機余熱氣化甲醇的燃醇系統，其特征在于：所述余熱氣化腔內的熱交換管（37）上分布有交錯平行布置的導熱翅片（34）。

5.根據權利要求1或2或3所述的一種基于發動機余熱氣化甲醇的燃醇系統，其特征在于：所述甲醇蒸氣噴射系統中的儲氣罐（15）內設有蒸氣壓力傳感器（16），通過蒸氣壓力傳感器（16）對儲氣罐的壓力進行實時監控，根據儲氣罐（15）中的壓力值調節甲醇泵（7）的流量，進而控制甲醇氣化量，使儲氣罐中的甲醇蒸氣壓力保持穩定。

6.根據權利要求1或2或3所述的一種基于發動機余熱氣化甲醇的燃醇系統，其特征在于：所述甲醇蒸氣噴射系統的儲氣罐（15）、甲醇氣軌（20）和耐醇保溫管（14）采用保溫處理，保證甲醇氣化發生器產生的甲醇蒸氣在噴射系統中不會被液化，并具有較高的蒸氣溫度。