[发明专利]一种废热回收高温油水混合喷射的内燃机燃料供给系统

权利要求书

1.一种废热回收高温油水混合喷射的内燃机燃料供给系统，包括油水混合装置(9)，该油水混合装置(9)通过供油管路连接油箱(16)，通过供水管路连接水箱(12)，其特征在于，所述系统还包括电子控制元件(4)，所述的供水管路上设有流量计a(10)、水泵(11)和节流阀(13)，所述的供油管路上设有流量计b(14)和油泵(15)，所述的流量计a(10)、流量计b(14)和节流阀(13)均连接电子控制元件(4)，工作时，燃油通过流量计b(14)，水通过流量计a(10)与节流阀(13)，分别从油箱(16)与水箱(12)通过进入油水混合装置(9)，电子控制元件(4)根据流量计a(10)、流量计b(14)测量的参数控制节流阀(13)的开闭程度，从而精确控制油水混合比。

2.根据权利要求1所述的一种废热回收高温油水混合喷射的内燃机燃料供给系统，其特征在于，所述的油水混合装置(9)通过燃料供给管路依次连接三通电磁阀b(8)、高压泵(7)、换热器(5)、三通电磁阀a(3)和高压共轨(17)，其中三通电磁阀b(8)通过一支管路返回连接至油水混合装置(9)，并在该支管路上设有低压泵(6)，所述的三通电磁阀a(3)还连接油箱(16)，所述的高压共轨(17)上设有热电偶(1)和温度传感器(2)，所述的热电偶(1)、温度传感器(2)、三通电磁阀a(3)和三通电磁阀b(8)均连接电子控制元件(4)；

油水混合装置(9)中的油水混合工质通过高压泵(7)进入换热器(5)，在换热器(5)中，油水混合工质与内燃机尾气进行换热，然后进入高压共轨(17)，最后经油水混合喷嘴直接喷入内燃机气缸内进行燃烧，内燃机排出的废气经过排气管到达换热器(5)，利用废气中的废热来加热油水混合工质，在仅需要燃油供给的情况下，油箱(16)中的燃油直接通过三通电磁阀a(3)进入高压共轨(17)；在内燃机关闭后，低压泵(6)将管路内的工质通过三通电磁阀b(8)抽回油水混合装置(9)内。

3.根据权利要求1所述的一种废热回收高温油水混合喷射的内燃机燃料供给系统，其特征在于，所述的油水混合装置(9)包括：电机(25)、搅拌器、预混室(30)、混合燃料室(26)，工作时，燃油与水按比例进入预混室(30)，经由电机(25)驱动搅拌器充分混合均匀后进入混合燃料室(26)，电机(25)转速根据油水混合比由电子控制元件(4)进行调节，使油水均与混合。

4.根据权利要求3所述的一种废热回收高温油水混合喷射的内燃机燃料供给系统，其特征在于，所述的搅拌器包括副搅拌器(28)和主搅拌器(31)，其中副搅拌器(28)置于混合燃料室(26)内，主搅拌器(31)置于预混室(30)内。

5.根据权利要求1所述的一种废热回收高温油水混合喷射的内燃机燃料供给系统，其特征在于，所述的换热器(5)包括：管程(19)、壳程(20)、挡板(21)、尾气入口(18)、尾气出口(24)、工质入口(23)、工质出口(22)，工作时，内燃机尾气通过尾气入口(18)进入壳程(20)，在挡板(21)的作用下多次通过管程(19)，与此同时油水混合物通过工质入口(23)进入管程(19)，两者通过管壁交换热量，最后分别通过尾气出口(24)与工质出口(22)离开换热器(5)。

6.根据权利要求5所述的一种废热回收高温油水混合喷射的内燃机燃料供给系统，其特征在于，所述的换热器(5)排气的换热和出口温度按下式计算：

Q＝K·A·ΔTm

ΔT m = ( T w , o u t - T w , i n ) - ( T g , i n - T g , o u t ) ln ( T w , o u t - T w , i n ) - ln ( T g , i n - T g , o u t ) ]]>

Q = m · w · C w · ( T w , o u t - T w , i n ) = m · g · C g · ( T g , i n - T g , o u t ) ]]>

式中K为整体传热系数，A为传热面积，ΔTm为平均对数温度，下标‘w’和‘g’分别指示工质和排气温度，为质量流量速率，C为比热。