[发明专利]用于高效燃料消耗的方法和设备

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用于产生电力的便携式发电机是熟知的并且已经商业化可用多年。这些装置通常包括内燃机，被设计为生成足够的电功率来运转一个或多个常用的家用或商用电子装置，并且通常使用汽油作为燃料。它们适配为通过标准双插头或三插头接收器以120或240V并且以50到60Hz提供交流(AC)电；并通常是用于铅酸电池的额外的12V DC电源端口。很多这些装置不是燃料注入型的并包括汽化器(carburetor)和手动油嘴(choke)。燃料借助于燃料泵或通过重力被输送到汽化器。在燃料进入汽缸之前，汽化器将它和空气混合。在汽缸中，燃料空气混合物被来自火花塞的催化火花点燃。燃料的内燃随后驱动引擎。

还公知柴油发电机。除了不用火花塞来点燃燃料空气混合物之外，它们以与汽油发电机类似的方式运行。相反，用汽缸压缩燃料空气混合物引起自燃并且在一些情况下，增加电热塞以增强冷启动操作。

一些最小的商业化可用的便携式发电机包括YAMAHA逆变器EF1000iS和HONDA EU1000i。在这些类型的装置中的燃料箱容量是大约0.6加仑汽油，允许以大约1000W的最大负荷运行4到6小时，或以1/4负荷运行8-12小时。这些发电机产生比较大型号(model)更少的噪声，具有47-59dB的典型声音输出。这些装置包括使用汽油燃料的内燃机，所以它们必然生成一氧化碳(CO)，并且没有配备催化转化器或CO安全关闭特征。因此，由于一氧化碳对人体和动物的毒害的危险，制造商强烈不鼓励室内使用。

近年来小型便携式电子装置和电动车已经激增，其大多数包括小型车载(onboard)的可再充电电池。示例包括膝上计算机、小型摩托车、移动电话、个人数字助理、便携式数字相机、高尔夫车和全球定位系统。尽管其他变型是可用的，但是可再充电电池最常见的是锂离子电池以及铅酸电池。小型便携式电子装置通常包括具有标准双插头或三插头的可移除电源线(power cord)或通用串行总线(USB)插头，用于插入对应的允许再充电该可再充电电池的插头接收器。同样普遍可用的是具有标准点烟器插头(用于在汽车或其他车辆中使用点烟器插头接收器再充电可再充电电池)的电源线。

对于消费者室外操作诸如电视机或收音机之类的便携式设备以及小型便携式电子装置以及再充电其中的电池，便携式发电机已经开始普遍使用。尽管汽车用来到达野营或野餐的室外场地，并且因而可用于再充电电池或用于提供DC电源，但是除非引擎和交流发电机在运行，否则存在耗尽汽车电池的风险，并且危及汽车的操作或启动能力。如果引擎在运行，则随着延长时间段，将存在对来自燃料储存箱的汽油的实质使用，而这远远超过对小型便携式电子装置的电池再充电所需的电量。这由于可再充电电池要求特定的时间量和功率量来再充电，并且甚至当仅仅空转车辆引擎时也消耗远比再充电电池所需的燃料更多的燃料。利用便携式发电机与汽车引擎相比在再充电所需的时间段上用于生成再充电电池所需电量的效率高得多。换言之，存在在功率生成和功率消耗之间的更佳匹配。然而，在甚至由最小的商业可用便携式发电机和小型便携式电子装置产生的功率量以及它们包含的小型可再充电电池之间仍然存在显著的失配。

通常，将偏远室外位置操作分阶段，首先设置基地，接着是偏远营地，并且最后徒步或仅具有单个车辆的个人被送到甚至更远。偏远室外位置操作因而要求携带全部供给，尤其是将被需要的可消耗的供给。不仅供给的总量通常最小化以减少成本和重量，而且供给的种类也最小化，以减少物流成本和运输材料到基地以及再供应基地的复杂性。

为了到达偏远室外位置(诸如远离公路的荒野区域)，通常使用使用柴油燃料而不是汽油的车辆。对于车辆，携带到这样的偏远室外位置的供给仅包括柴油燃料，而不是汽油。在这些情况中，使用在再充电电池的同时保持车辆引擎运行的车辆生成的功率实现电池的再充电，或由车辆携带的大型2-10kW柴油发电机实现电池的充电。如上所述，车辆引擎和交流发电机对于再充电小型电池尤其效率低。最后，除非恒定地监控车辆引擎或者即使电池已经完成再充电柴油发电机将继续运行，继续柴油燃料的消耗直至人为干预或直至消耗全部燃料。在这些情况下，柴油燃料和发电机或车辆引擎以及车辆交流发电机的使用对于再充电小型电池尤其效率低。