[发明专利]甲醇裂解器燃料喷嘴冷却装置

说明书

                            技术领域

本发明属于内燃机领域，具体涉及一种利用甲醇燃料自行冷却裂解器燃料喷嘴的装置。

                            背景技术

二十世纪初，随着国际油价攀升和人们对大气环境的关注，再次激发了人们对车载甲醇裂解制氢的研究。因为将甲醇作为清洁代用燃料，不但能够缓解能源的紧张，单从经济性分析，发动机使用甲醇比使用汽油经济性要好的多。所以众多研究机构投入对甲醇裂解器的研究。由于将醇类催化裂解产生氢是利用发动机排气的余热来进行，所以发动机的排气从裂解器内通过，裂解器的表面因长期耐受高温(200-750℃)而受到侵蚀。位于裂解器上甲醇喷嘴的材料一般为硬塑料。置于高温裂解器上的甲醇喷嘴易受热损坏，甚至有的工作不到半小时就被烧化。如采用金属材料制作，因为甲醇喷嘴的启闭由电磁控制，所以外壳不能是金属，而且金属材料也不耐甲醇腐蚀。这一问题严重阻碍了内燃机甲醇裂解制氢技术的发展。

                            发明内容

本发明的目的是提供一种利用甲醇燃料自行冷却裂解器燃料喷嘴的装置。

以下结合附图对本发明的技术方案予以说明。甲醇裂解器燃料喷嘴冷却装置具有：甲醇裂解器1、燃料管路2、甲醇泵3、限压阀4、醇轨5、喷嘴6、喷嘴支座7等。在甲醇裂解器1上的喷嘴6与喷嘴支座7之间设有冷却腔8，冷却腔8与燃料管道2相通。醇轨5与喷嘴6组合为一体。甲醇燃料经甲醇泵3分别进入醇轨5和冷却腔8。在冷却腔8与甲醇泵3之间的燃料管路2上设有限压阀4。即冷却腔8与甲醇泵3、限压阀4通过燃料管路构成串接闭合回路，与喷嘴6、醇轨5组合为一体的支路并接于甲醇泵出口。限压阀4的作用是将压力限制到某个可调的压力水平上。

裂解器燃料喷嘴冷却的工作原理是：甲醇燃料在甲醇泵3的作用下一路经醇轨5进入喷嘴6进行喷射燃烧；另一路进入置于喷嘴支座上的冷却腔，由于甲醇的汽化潜热很大(是汽油的3.5倍)，在冷却腔内将吸收大量的热量，使甲醇喷嘴支座内喷嘴孔表面的温度迅速下降到30℃以下，从而达到冷却喷嘴的目的。

                              附图说明

附图为本发明系统原理图。

                            具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。本实施例发动机的转速为3000r/min，负荷为110N·m，发动机的排气温度为700℃。发动机用进气道喷射汽油启动，打开甲醇泵3，在排气温度低于320℃的情况下，喷嘴6关闭，甲醇液体通过燃料管路进入冷却腔，对喷嘴进行冷却。启动后，当排气温度高于320℃时，甲醇裂解器1开始工作，喷嘴6打开，一部分甲醇液体通过甲醇喷嘴进入裂解器内转换为燃烧气体，进入气缸燃烧，另一部分则进入冷却腔8，对喷嘴进行冷却。连续运行4小时后，停车检查甲醇喷嘴的情况：甲醇喷嘴完好无损，无任何烧化的迹象。通过本发明提高了甲醇喷嘴的可靠性及寿命，达到了预想的效果。

实验发动机的具体参数如下：

                          发动机参数：