[发明专利]一种具有可控冷却温度装置的发动机外置重整装置

说明书

本发明公开了一种具有可控冷却温度装置的发动机外置重整装置，包括具有可控冷却温度装置的外置重整器；外置低温燃料重整器的进口连接有空气进气管和燃料进样管；空气进气管连接有压气机和流量计，燃料进样管连接有燃料注射泵和燃料汽化罐；外置低温燃料重整器的出口连接发动机进气管；初始重整燃料和新鲜空气分别由燃料注射泵和压气机控制导入外置低温重整器，在重整器中发生重整反应后得到的重整气从重整器出口导出，并经过可控冷却温度装置。调节可控冷却温度装置控制冷却温度下降的快慢，然后将所需的气态不同活性的低温氧化产物导入到发动机进气管中，与新鲜空气混合，一同导入到发动机中，实现混合气活性和浓度分层协同控制燃烧。

技术领域

本发明涉及发动机外置重整装置，特别涉及具有可控冷却温度装置的发动机外置重整装置。

背景技术

随着人类社会能源不断紧缺，环境日益恶化，各国政府纷纷制定法规以加大对汽车能耗与排放的限制。为了应对越来越严格的法律法规，国内外学者纷纷提出了一系列新型的燃烧方式，如均质压燃(HCCI)、部分预混合燃烧(PPC)等等，这些燃烧方式都在不同程度上改善了发动机的性能。其中，燃料重整这一新型燃烧技术，由于可以使发动机在燃烧和排放两方面都得以改善，而逐渐吸引了学者的目光。Peucheret等人利用简化的热力学平衡模型模拟了重整过程，同时进行了基于开式燃料废气重整HCCI发动机系统试验，证明了发动机实现废气重整的可行性；天津大学的尧命发等人提出了灵活缸燃烧模式，即将重整缸的重整产物导入前几缸，从而改善发动机的燃烧和排放特性；伯明翰大学的Tsolakis等人自制了一台发动机外置重整器，把燃料重整为H₂和CO，再导入到发动机进气道与空气混合，以增加燃料的可用能并加快燃料的燃烧速度来提高发动机的热效率。

然而，经过研究发现重整气不同冷却方式对低温氧化混合气活性影响较大。冷却方式的不同归因于温度变化的历程不同，如保温冷却、自然冷却、线性冷却等，图1是不同冷却温度方式图像示意图，显示了不同冷却温度曲线。目前而言，大部分重整装置对这一问题考虑较少。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可以避免自然冷却温度过低造成大量重整气液化导致重整气管堵塞，减少了重整气液化也可以有效利用重整燃料的具有可控冷却温度装置的发动机外置重整装置。

一种具有可控冷却温度装置的发动机外置低温燃料重整装置，包括压气机，所述的压气机出口通过连接有流量计的空气进气管与一个外置低温燃料重整器的进口相连，所述流量计调节进入外置低温重整器的空气流量，一台燃料注射泵的出口通过燃料进样管依次连接燃料汽化罐和外置低温燃料重整器进口，在所述的燃料汽化罐上缠绕有燃料汽化罐电加热丝，所述的燃料汽化罐电加热丝与第一温控表相连，所述燃料注射泵按照所需的速率匀速将重整燃料注射进燃料进样管；

所述的外置低温燃料重整器为一个圆柱形金属空腔，在所述的外置低温燃料重整器上缠绕有重整器电加热丝，所述的重整器电加热丝与第二温控表相连，所述第二温控表控制外置低温燃料重整器的加热功率；所述的外置低温燃料重整器的出口与重整气气管的一端连通，一个可控冷却温度装置包括壳体，在所述的壳体内通过隔热材料分隔得到多个腔室作为温控分区，所述重整气气管另一端沿水平方向穿过可控温度冷却装置的隔热材料以及各个温控分区后与发动机进气管连通；

在所述外置低温燃料重整器出口与可控冷却温度装置之间的重整气气管上中连接有第一热电偶，以检测外置低温燃料重整器内的重整温度，并与第二温控表形成温度闭环反馈，在每一个温控分区内的重整气气管上缠绕有气管电加热丝用以保温，并在每相邻的两个温控分区之间的隔热材料内均设置有一个第二热电偶进行温度闭环反馈；各个温控分区内的电加热丝和第二热电偶均与一个多路温控表连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1.避免自然冷却温度过低造成大量重整气液化导致重整气管堵塞；

2.减少重整气液化也可以有效利用重整燃料，有利于经济性；