專利名稱：以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及借助燃料噴射泵的動作、將重油等粘性大的燃料(以下總稱為重油)噴射到燃料室中進(jìn)行點火燃燒的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，該加熱裝置將燃料加熱，使其粘度降低。
通常，在柴油發(fā)動機(jī)中，以輕油作為燃料在燃燒室內(nèi)燃燒。輕油十六烷值高，粘性也不太大，能使微粒化燃料在燃燒室內(nèi)均勻分散。近年來的柴油發(fā)動機(jī)中，為了使排放氣體中的微粒、NOx成分減至極少，將空氣在燃燒室壓縮成高壓，以超高壓向其中噴射燃料，實現(xiàn)燃燒室內(nèi)的噴霧微?；?。通常，發(fā)動機(jī)使用的燃料有汽油、輕油、重油。這些燃料的粘性分別是汽油為0.1cSt，輕油為1.8～2.7cSt，A重油為20cSt、B重油為50cSt、C重油為50～400cSt。燃料的十六烷值分別是輕油為40以上，重油約為25左右。關(guān)于燃料的價格，設(shè)汽油為100時，則輕油約為70，重油約為15。
已往，由廢熱發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成的發(fā)電裝置，多數(shù)是把發(fā)電機(jī)安裝在發(fā)動機(jī)上的系統(tǒng)。但是，用柴油發(fā)動機(jī)發(fā)電時，由于柴油發(fā)動機(jī)是以輕油作為燃料，所以燃料成本高，在成本上不具備優(yōu)越性。
船舶用的低速柴油發(fā)動機(jī)，由于其旋轉(zhuǎn)數(shù)在200rpm以下，燃料與空氣的混合時間長，能生成混合氣，所以能使用重油。但是，高速柴油發(fā)動機(jī)，其旋轉(zhuǎn)數(shù)在1000rpm以上，混合氣的生成時間短，難以將重油作為燃料。采用柴油發(fā)動機(jī)的發(fā)電裝置中，使用高速柴油發(fā)動機(jī)，在該高速柴油發(fā)動機(jī)中，如果能以低流動性的重油作為燃料點火燃燒，則可以降低燃料成本，從而可大幅度地降低電力成本。但是，象重油這樣大粘度的燃料，采用高速柴油發(fā)動機(jī)中的對燃料進(jìn)行高壓縮的燃料噴射泵將重油微?；貒娚涫抢щy的。特別是當(dāng)大氣溫度低時，重油的流動性差，不能使用燃料噴射泵，不能把重油燃料噴射到高速柴油發(fā)動機(jī)的燃燒室內(nèi)。尤其在備有大型燃料箱的發(fā)電裝置中，當(dāng)大氣溫度低時，重油的粘性問題更為突出。
如上所述，在采用柴油發(fā)動機(jī)的供電裝置中，如果能用重油作為燃料，可大幅度降低燃料成本，所以，為了將重油高壓噴射到燃料室內(nèi)，考慮采用加熱重油，使重油具有流動性的方法。
本申請人開發(fā)出以重油為燃料的柴油發(fā)動機(jī)，例如已在日本專利公報特開平9-217624號、特愿平8-151910號、特愿平8-151911號中揭示。在這種柴油發(fā)動機(jī)中，通過使重油具有流動性，能良好地將重油燃料噴霧到燃燒室內(nèi)，所以，希望重油能具有流動性。因此，著眼于采用加熱重油的方法得到良好的流動性。但是如何有效而低成本地將從燃料箱供來的重油加熱、使其具有流動性，是一個待解決的課題。
以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中，重油在冬季等氣溫低的季節(jié)時，其粘度增大，成為糖稀狀，在船舶用發(fā)動機(jī)中，目前采用的辦法是用燃燒器等加熱燃料，改善其流動性。采用加熱重油的燃燒器等，要消耗燃料，提高了運轉(zhuǎn)成本。另外，采用冷卻柴油發(fā)動機(jī)作為廢熱發(fā)電系統(tǒng)時，發(fā)動機(jī)的排氣成分中碳化氫等的含量較多，而且排氣保持著約500℃的溫度，所以，隨著廢熱發(fā)電系統(tǒng)的普及，會產(chǎn)生都市中或大街上因排氣溫度而氣溫上升的問題。
因此，為了加熱重油、減小其粘性，并增大燃料噴射泵的噴射壓力，使噴霧微?；?，如果能采用利用柴油發(fā)動機(jī)排氣的熱交換器進(jìn)行加熱，則可以大幅度地降低燃料成本，并且，由于熱交換器能吸收排氣中的熱能，所以能降低排氣的溫度，因排氣引起氣溫上升的問題也能得到解決。另一方面，由于熱交換器吸收排氣中的熱能，所以，必須解決如何有效地回收的問題以及排氣對熱交換器的氧化、腐蝕的問題。
本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提供一種以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置。為了采用粘性大且氣化性小的重油作為燃料，該燃料加熱裝置中，采用利用燃燒室排氣熱能的熱交換器來加熱重油，使重油的粘度減小，改善流動性，使得能從燃料噴咀中高壓噴射出重油，而且，使排氣溫度降低，可防止對周圍環(huán)境的不良影響。另外，為了提高加熱重油的熱交換器的效率、增大排氣的接觸面積、并且在燃料通路中也增大接觸面積，用陶瓷制多孔體或纖維等多孔質(zhì)部件制作排氣的接觸部件，提高耐氧化性和耐腐蝕性。
本發(fā)明提供的、以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，由容納重油的燃料箱、將重油從燃料箱通過燃料通路供給的燃料噴射泵、借助燃料噴射泵的動作把重油噴射到燃燒室內(nèi)的噴咀、將重油在燃燒室內(nèi)點火燃燒產(chǎn)生的排氣排出的排氣通路、第1加熱裝置和第2加熱裝置構(gòu)成，第1加熱裝置設(shè)在與燃料通路連接的燃料箱的燃料出口區(qū)域，利用排氣加熱重油，第2加熱裝置設(shè)在與燃料噴射泵連接的燃料通路上，利用排氣加熱重油。
上述第1加熱裝置和第2加熱裝置，分別由熱交換器構(gòu)成，這些熱交換器利用燃燒室排放出的排氣中的熱能加熱重油，使重油的粘度變小。
第1加熱裝置由陶瓷制多孔質(zhì)部件、排氣管、燃料管和第1加熱器構(gòu)成；陶瓷制多孔質(zhì)部件供配置在燃料箱底部，供重油通過；排氣管配置在陶瓷制多孔質(zhì)部件內(nèi)部，構(gòu)成排氣和重油的隔壁，該排氣管的一端連接排氣通路，另一端朝外氣開放；燃料管備有通孔，該通孔使通過了由上述陶瓷制多孔質(zhì)部件構(gòu)成的多孔通路后的重油向燃料通路流出；第1加熱器設(shè)在上述燃料管上。
在第1加熱裝置的排氣管內(nèi)，配置著陶瓷制格柵或陶瓷制多孔質(zhì)部件，由排氣管構(gòu)成的排氣通路的排氣接觸面積，比通過由陶瓷制多孔質(zhì)部件構(gòu)成的多孔通路的重油的接觸面積大3倍以上。
第2加熱裝置由供排氣通過的箱體、貫通箱體并供重油通過的陶瓷制管子、復(fù)蓋該陶瓷制管子地配置在箱體內(nèi)的陶瓷制多孔質(zhì)部件以及設(shè)在陶瓷制管子上的第2加熱器構(gòu)成。
在第2加熱裝置的陶瓷制管子內(nèi)，配置著陶瓷制格柵或陶瓷制多孔質(zhì)部件；流經(jīng)陶瓷制多孔質(zhì)部件的多孔通路的排氣的接觸面積，比通過陶瓷制管子的重油的接觸面積大3倍以上。
構(gòu)成第1加熱裝置和第2加熱裝置的陶瓷，是用熱傳導(dǎo)率良好的Si3N4、SiC或AIN制作的。
在排氣通路內(nèi)設(shè)有由排氣作動的渦輪式充電器和能量回收渦輪，該能量回收渦輪設(shè)在渦輪式充電器的下流側(cè)，由排氣作動。
第1加熱裝置中設(shè)有第1加熱器，第2加熱裝置中設(shè)有第2加熱器，當(dāng)外氣溫度或排氣溫度低于預(yù)先設(shè)定的預(yù)定溫度時，第1加熱器和第2加熱器被通電加熱，當(dāng)外氣溫度或排氣溫度高于預(yù)先設(shè)定的預(yù)定溫度時，該第1加熱器和第2加熱器不通電。
該燃料加熱裝置備有第1加熱器、第1排氣控制閥、第2加熱器、第2排氣控制閥和控制器；第1加熱器設(shè)在第1加熱裝置中，用于加熱重油；第1排氣控制閥設(shè)在排氣通路中，用于調(diào)節(jié)供往第1加熱裝置的排氣的流量；第2加熱器設(shè)在第2加熱裝置中，用于加熱重油；第2排氣控制閥設(shè)在排氣通路內(nèi)，用于調(diào)節(jié)供往第1加熱裝置和第2加熱裝置的排氣的流量；控制器用于控制第1加熱器、第2加熱器、第1排氣控制閥、第2排氣控制閥的動作。
該燃料加熱裝置中，當(dāng)外氣溫度低時或發(fā)動機(jī)起動時，控制器進(jìn)行向第1加熱器和第2加熱器通電、加熱重油的控制。
該燃料加熱裝置，由于具有上述構(gòu)造，在燃料箱的燃料出口區(qū)域及通往燃料噴射泵的燃料通路途中，設(shè)置由熱交換器構(gòu)成的各加熱裝置，能利用排氣中的熱能加熱重油燃料，提高重油的流動性。另外，當(dāng)排氣溫度低時，使電流流過設(shè)在熱交換器上的加熱器，加熱重油。在發(fā)動機(jī)正常運轉(zhuǎn)時并且排氣溫度上升的階段，切斷加熱器電流，僅用排氣中的能量加熱燃料，最大限度地減少電力消耗。
另外，加熱裝置由熱傳遞面積大的熱交換器構(gòu)成，該熱交換器中采用的熱交換材料，是以隔壁遮斷排氣流過的陶瓷制通路和燃料流過的通路、并獨立地配置的陶瓷制多孔體或纖維等的陶瓷制多孔質(zhì)部件，所以能良好地進(jìn)行從排氣到燃料的熱傳遞，有效地加熱重油。
如上所述，該燃料加熱裝置中，由加熱裝置加熱重油，使其具有良好的流動性，所以，可以由柴油發(fā)動機(jī)的燃料噴射泵和燃料噴咀向燃料室噴射，可以在高速柴油發(fā)動機(jī)中使用重油。另外，由于加熱裝置可以利用排氣中的能量作為加熱重油的能量，并且當(dāng)排氣溫度低時，使電流通過加熱器來加熱重油。這些控制由接受發(fā)動機(jī)動作狀態(tài)信息的控制器控制，可以最大限度地減少電力消耗。
供給加熱器的電力，是采用在正常運轉(zhuǎn)時或高負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，由設(shè)在柴油發(fā)動機(jī)上的渦輪式充電器及能量回收渦輪的動作而蓄積在電池內(nèi)的電力。所以能充分地利用資源。另外，柴油發(fā)動機(jī)排放出的排氣中的熱能，被渦輪式充電器或能量回收渦輪及重油加熱裝置回收，所以，不提高外氣溫度，即使在都市中使用柴油發(fā)動機(jī)，也不會影響周圍環(huán)境。
因此，本發(fā)明的燃料加熱裝置，適用于使用大型燃料箱的定置式廢熱發(fā)電系統(tǒng)的供電裝置，可有效地利用重油作為燃料，大幅度降低燃料成本，減少電力成本，并且，不受季節(jié)限制，可以常年使用。
圖1是本發(fā)明以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置一實施例的局部剖面圖。
圖2是表示圖1中A部分的第2加熱裝置一實施例的剖面圖。
圖3是表示圖1中第2加熱裝置另一實施例的剖面圖。
圖4是表示圖1中第2加熱裝置又一實施例的剖面圖。
圖5是表示圖1中第1加熱裝置的水平方向剖面圖。
圖6是圖5中第1加熱裝置的鉛直方向剖面圖。
下面，參照


本發(fā)明的實施例。
以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，適用于采用上述特許公報所揭示柴油發(fā)動機(jī)的、備有大型燃料箱的供電用廢熱發(fā)電系統(tǒng)。柴油發(fā)動機(jī)的動作例如是依次反復(fù)進(jìn)行吸入沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程這樣4個沖程。其構(gòu)造例如具有隔熱主室、隔熱副室和活塞。隔熱主室形成在氣缸側(cè)。隔熱副室形成在通過連通孔與主室連通的氣缸蓋上?；钊跉飧變?nèi)往復(fù)運動。
該燃料加熱裝置，適用于以高粘度重油F作為燃料的柴油發(fā)動機(jī)1，該柴油發(fā)動機(jī)1備有容納重油F的燃料箱2、通過燃料通路8與燃料箱連通的燃料噴射泵3、借助于燃料噴射泵的動作將燃料F通過燃料供給路19噴射到燃燒室內(nèi)的燃料噴咀4，其特征在于，在燃料箱2內(nèi)設(shè)有作為加熱裝置的熱交換器6，在燃料通路8上設(shè)有作為加熱裝置的熱交換器5。
在燃料箱2上，上部形成有用于補(bǔ)給燃料F的供給口16，在其底部的燃料F的出口區(qū)域20設(shè)有作為加熱裝置的熱交換器6。燃料噴射泵3例如可由電磁供油泵構(gòu)成，燃料噴射時間可由控制器30的指令控制。根據(jù)情況也可以在燃料噴射泵3或燃料噴咀4上設(shè)置由加熱器構(gòu)成的加熱裝置，以加熱重油。
柴油發(fā)動機(jī)1上，設(shè)有收集燃燒室排氣G的排氣支管17、與排氣支管17連通的排氣通路7的排氣管18、與排氣管18連通并被排氣能量作動的渦輪式充電器10以及配置在渦輪式充電器10下流側(cè)的能量回收渦輪11。熱能被能量回收渦輪11回收了的排氣G，通過排氣通路7被送入熱交換器6和熱交換器5。熱交換器6作為設(shè)在燃料箱2內(nèi)的加熱裝置，熱交換器5作為設(shè)在燃料通路上的加熱裝置。在排氣通路7中設(shè)有帶閥13的排氣放出管42，閥13由根據(jù)控制器30的指令而動作的促動器12控制開閉。閥13調(diào)節(jié)進(jìn)入熱交換器5、6的排氣G的流量。向熱交換器6延伸的排氣通路7上設(shè)有閥15，該閥15由根據(jù)控制器30的指令而動作的促動器14控制開閉。閥15控制流向熱交換器6的排氣G的流量。
該燃料加熱裝置中，備有負(fù)荷傳感器37、旋轉(zhuǎn)傳感器38、重油量傳感器32、溫度傳感器34和溫度傳感器33。負(fù)荷傳感器37用于檢測由燃料供給量等造成的發(fā)動機(jī)負(fù)荷。旋轉(zhuǎn)傳感器38用于檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。重油量傳感器32用于檢測重油量。溫度傳感器34用于檢測排氣溫度。溫度傳感器33用于檢測大氣溫度。
控制器30輸入上述各種傳感器的檢測信號，使對應(yīng)于發(fā)動機(jī)動作狀態(tài)的適當(dāng)重油量噴射到燃燒室內(nèi)，同時應(yīng)答檢測信號，控制燃料噴咀4的燃料噴射時間，以提高燃料使用率。燃料噴咀4例如由電磁力控制開閉，在起動時或正常運轉(zhuǎn)時由控制器30決定噴射期間，或者根據(jù)排氣溫度、大氣溫度、發(fā)動機(jī)負(fù)荷及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)決定噴射期間。
該以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，主要由燃料箱2、燃料噴射泵3、燃料噴咀4、排氣通路7、作為第1加熱裝置的熱交換器6和作為第2加熱裝置的熱交換器5構(gòu)成。燃料箱2容納作為燃料的重油F。燃料噴射泵3使燃料箱2內(nèi)的重油通過燃料通路8供給。燃料噴咀4借助于燃料噴射泵3的動作將重油F噴射到發(fā)動機(jī)1的燃燒室內(nèi)。排氣通路7用于排出重油F在燃燒室內(nèi)點火燃燒產(chǎn)生的排氣。作為第1加熱裝置的熱交換器6設(shè)在通向燃料通路8的燃料箱2出口區(qū)域20，用于加熱重油F。第2加熱裝置的熱交換器5設(shè)在燃料通路8中，用于加熱重油F，使其粘度降低。
第1加熱裝置和第2加熱裝置分別由熱交換器5、6構(gòu)成。該熱交換器5、6利用從柴油發(fā)動機(jī)1的燃燒室排放出的排氣G中的熱能加熱重油F，使其粘度降低而具有流動性。
作為第1加熱裝置的熱交換器6和作為第2加熱裝置的熱交換器5，獨立地配置著由供排氣G流過的陶瓷等構(gòu)成的排氣管(箱體21、排氣管27)和由供重油流過的氣孔通路(開口細(xì)孔)構(gòu)成的多孔通路(陶瓷管子22、多孔質(zhì)陶瓷的陶瓷制多孔質(zhì)部件26)。形成為利用陶瓷制多孔質(zhì)部件(陶瓷制多孔體)增大熱傳遞面積的構(gòu)造，能改善從排氣G向燃料的熱傳遞率，有效地加熱重油F。為了使重油F有效地被排氣G加熱，例如，最好在熱交換器5中的陶瓷管子22內(nèi)配置陶瓷制格柵25(圖2、圖4)或陶瓷制纖維構(gòu)成的陶瓷制多孔質(zhì)部件39(圖3)，或者由箱體21內(nèi)的陶瓷制多孔質(zhì)部件23的多孔通路形成排氣通路。另外，最好由熱交換器6中的陶瓷制多孔質(zhì)部件26的多孔通路形成燃料通路，或者，在排氣管27內(nèi)配置陶瓷制格柵43(見圖2、圖4中的標(biāo)號25)或由陶瓷制纖維構(gòu)成的陶瓷制多孔質(zhì)部件43(見圖3中的標(biāo)號39)。
熱交換器6中，在排氣管27內(nèi)配置陶瓷制格柵或陶瓷制多孔質(zhì)部件43。熱交換器6中，由排氣管27構(gòu)成的排氣通路的排氣G的接觸面積，比通過陶瓷制多孔質(zhì)部件26構(gòu)成的多孔通路的重油F的燃料接觸面積大3倍以上。
熱交換器5、5A、5B中，在陶瓷制的管子22內(nèi)，配置著陶瓷制格柵25或陶瓷制多孔質(zhì)部件39。流過陶瓷制多孔質(zhì)部件23或陶瓷制纖維等構(gòu)成的多孔質(zhì)部件40的排氣通路的排氣G的接觸面積，比通過陶瓷制管子22內(nèi)的重油G的燃料接觸面積大3倍以上。
如圖2所示，設(shè)在燃料通路8上的熱交換器5，主要由供排氣G通過的箱體21、貫通箱體21并供重油F通過的陶瓷制管子22、復(fù)蓋陶瓷制管子22并配置在箱體21內(nèi)的陶瓷制多孔質(zhì)部件23和埋在陶瓷制管子22中的加熱器24構(gòu)成。在熱交換器5的陶瓷制管子22內(nèi)，配置著陶瓷制格柵25，使熱傳遞面積增大。從燃料噴射泵3到燃料噴咀4的燃料供給路19上，設(shè)置著由上述熱交換器5構(gòu)成的加熱裝置，用于加熱重油。
設(shè)在燃料通路8中的熱交換器，除了圖2所示的熱交換器5外，也可以采用圖3所示的熱交換器5A或圖4所示的熱交換器5B。熱交換器5A如圖3所示，由貫通箱體21的陶瓷制管子22構(gòu)成，在重油F流過的陶瓷制管子22內(nèi)，配置著由陶瓷制纖維等構(gòu)成的多孔質(zhì)部件39。在排氣G流過的箱體21內(nèi)，配置著由陶瓷制纖維等構(gòu)成的多孔質(zhì)部件40?；蛘撸鐖D4所示，熱交換器5B由貫通箱體21的陶瓷制管子22構(gòu)成，在重油F流過的陶瓷制管子22內(nèi)，配置著陶瓷制格柵25。在排氣G流過的箱體21內(nèi)，配置著由陶瓷制纖維等構(gòu)成的陶瓷制多孔質(zhì)部件40。
如圖5和圖6所示，設(shè)在燃料箱2內(nèi)的熱交換器6，備有陶瓷制多孔質(zhì)部件26、排氣管27、陶瓷制管子29和加熱器31。陶瓷制多孔質(zhì)部件26配置在燃料箱2底部的出口區(qū)域20，供重油通過。排氣管27配置在陶瓷制多孔質(zhì)部件26內(nèi)，供排氣通過。陶瓷制管子29埋設(shè)在形成氣孔通路的陶瓷制多孔質(zhì)部件26內(nèi)，用于把通過了陶瓷制多孔質(zhì)部件26的氣孔通路的重油F供給燃料通路8。加熱器31埋入在陶瓷制燃料管的出口管41內(nèi)，該陶瓷制燃料管的出口管41構(gòu)成與陶瓷制管子29成一體的出口部。配置在陶瓷制多孔質(zhì)26內(nèi)的陶瓷制管子29的部分上，形成多個與陶瓷制多孔質(zhì)部件26的氣孔通路連通的通孔28。陶瓷制出口管41的露出于陶瓷制多孔質(zhì)部件26的部分，埋設(shè)著加熱器31。貫通燃料箱2的排氣管27的端部，朝大氣開放。
因此，燃料箱2內(nèi)的重油F，受到熱交換器6中的排氣管27的加熱，而被促進(jìn)流動化，通過陶瓷制多孔質(zhì)26的多孔通路，從通孔28進(jìn)入陶瓷管子29，再從陶瓷制出口管41被送入燃料通路8。另外，在陶瓷制排氣管27貫通的燃料箱2的壁面及出口管41貫通的燃料箱2的壁面上，配置著密封部件35，由該密封部件35防止重油F泄漏到燃料箱2外面。燃料箱2的燃料出口部中的燃料通路8，由隔熱材44復(fù)蓋，該隔熱材44由充填在出口管子9內(nèi)的陶瓷纖維構(gòu)成。
作為加熱裝置的熱交換器5、6，例如可按下述的方法制作。
先把陶瓷制格柵或陶瓷制纖維等充填到由煅燒體或燒結(jié)體構(gòu)成的致密質(zhì)陶瓷制管子內(nèi)，配置在成型模內(nèi)。同時，在管子的外周配置聚氨脂泡沫塑料等的加熱焚燒的充填部件。使陶瓷漿侵入聚氨脂泡沫塑料中，制作成形體。接著，通過燒結(jié)該成形體，將聚氨脂泡沫加熱燒焚，在該部分形成多孔的開口細(xì)孔，形成燃料能通過的陶瓷制多孔質(zhì)部件的多孔通路，由此制成上述的熱交換器5、6。
該燃料加熱裝置中，埋入在熱交換器5中的陶瓷制管子22中的加熱器24和設(shè)在熱交換器6的出口管41處的加熱器31，由控制器30根據(jù)排氣通路7的排氣溫度而控制電流的通斷。例如，在柴油發(fā)動機(jī)1起動時或低負(fù)荷運轉(zhuǎn)時的排氣G溫度低的情況下，接通電流。在正常運轉(zhuǎn)時或高負(fù)荷運轉(zhuǎn)時的排氣G溫度高的情況下，切斷電流。另外，控制器30接受大氣溫度或排氣溫度的檢測信號，控制加熱器24、31的電流通斷。
權(quán)利要求
1.一種以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，其特征在于，由容納重油(F)的燃料箱(2)、使重油從燃料箱通過燃料通路(8)、供給的燃料噴射泵(3)、借助燃料噴射泵的動作將重油噴射到燃燒室內(nèi)的燃料噴咀(4)、將重油在燃燒室內(nèi)點火燃燒產(chǎn)生的排氣(G)排出的排氣通路(7)、第1加熱裝置(6)和第2加熱裝置(5)構(gòu)成；第1加熱裝置(6)設(shè)在與上述燃料通路連接的燃料箱的燃料出口區(qū)域(20)，利用排氣加熱重油；第2加熱裝置(5)設(shè)在與燃料噴射泵連接的燃料通路內(nèi)，利用排氣加熱重油。
2.如權(quán)利要求1所述的以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，其特征在于，第1加熱裝置(6)和第2加熱裝置(5)分別由熱交換器(5、6)構(gòu)成，這些熱交換器器(5、6)利用從燃燒室排放出的排氣中的熱能加熱重油，使該重油的粘度降低。
3.如權(quán)利要求1所述的以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，其特征在于，第1加熱裝置(6)由陶瓷制多孔質(zhì)部件(26)、排氣管(27)、燃料管子(29)和第1加熱器(31)構(gòu)成；陶瓷制多孔質(zhì)部件(26)配置在燃料箱(2)底部，供重油通過；排氣管(27)配置在陶瓷制多孔質(zhì)部件(26)內(nèi)，構(gòu)成排氣和重油的隔壁，排氣管(27)的一端連接排氣通路(7)，另一端朝外開放；燃料管(29)上設(shè)有通孔(28)，該通孔(28)使通過了由陶瓷制多孔質(zhì)部件(26)構(gòu)成的多孔通路后的重油流向燃料通路(8)；第1加熱器(31)設(shè)在燃料管(29)上。
4.如權(quán)利要求3所述的以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，其特征在于，在第1加熱裝置(6)的排氣管(27)內(nèi)，配置著陶瓷制格柵(25)或陶瓷制多孔質(zhì)部件(42)，由排氣管(27)構(gòu)成的排氣通路的排氣接觸面積，比通過由陶瓷制多孔質(zhì)部件(26)構(gòu)成的多孔通路的重油的接觸面積大3倍以上。
5.如權(quán)利要求1所述的以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，其特征在于，第2加熱裝置(5)由供排氣通過的箱體(21)、貫通箱體(21)并供重油通過的陶瓷制管子(22)、復(fù)蓋陶瓷制管(22)地配置在箱體(21)內(nèi)的陶瓷制多孔質(zhì)部件(23、40)以及設(shè)在陶瓷制管子(22)上的第2加熱器(24)構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，其特征在于，在第2加熱裝置(5)的陶瓷制管子(22)內(nèi)，配置著陶瓷制格柵(25)或陶瓷制多孔質(zhì)部件(39)；流經(jīng)陶瓷制多孔質(zhì)部件(23、40)的多孔通路的排氣的接觸面積，比通過陶瓷制管子(22)的重油的接觸面積大3倍以上。
7.如權(quán)利要求1所述的以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，其特征在于，構(gòu)成第1加熱裝置(6)和第2加熱裝置(5)的陶瓷，是用熱傳導(dǎo)率良好的Si3N4、SiC或AIN制作的。
8.如權(quán)利要求1所述的以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，其特征在于，在排氣通路(7)內(nèi)設(shè)有由排氣作動的渦輪式充電器(10)和能量回收渦輪(11)，該能量回收渦輪(11)設(shè)在渦輪式充電器(10)的下流側(cè)，由排氣作動。
9.如權(quán)利要求1所述的以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，其特征在于，在第1加熱裝置(6)中設(shè)有第1加熱器(31)，在第2加熱裝置(5)中設(shè)有第2加熱器(24)，當(dāng)外氣溫度或排氣溫度低于預(yù)先設(shè)定的預(yù)定溫度時，第1加熱器(31)和第2加熱器(24)被通電加熱，當(dāng)外氣溫度或排氣溫度高于預(yù)先設(shè)定的預(yù)定溫度時，該第1加熱器(31)和第2加熱器(24)不通電。
10.如權(quán)利要求1所述的以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，其特征在于，備有第1加熱器(31)、第1排氣控制閥(15)、第2加熱器(24)、第2排氣控制閥(13)和控制器(30)；第1加熱器(31)設(shè)在第1加熱裝置(6)中，用于加熱重油；第1排氣控制閥(15)設(shè)在排氣通路中，用于調(diào)節(jié)供往第1加熱裝置(6)的排氣的流量；第2加熱器(24)設(shè)在第2加熱裝置中，用于加熱重油；第2排氣控制閥(13)設(shè)在排氣通路內(nèi)，用于調(diào)節(jié)供往第1加熱裝置(6)和第2加熱裝置(5)的排氣的流量；控制器(30)用于控制第1加熱器(31)、第2加熱器(24)、第1排氣控制閥(15)、第2排氣控制閥(13)的動作。
11.如權(quán)利要求10所述的以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置，其特征在于，當(dāng)外氣溫度低時或發(fā)動機(jī)起動時，控制器(30)進(jìn)行向第1加熱器(31)和第2加熱器(24)通電、加熱重油的控制。
全文摘要
本發(fā)明提供以重油為燃料的發(fā)動機(jī)中的燃料加熱裝置,該燃料加熱裝置利用排氣能量加熱重油,改善重油的流動性。本發(fā)明的燃料加熱裝置適用于柴油發(fā)動機(jī),該柴油發(fā)動機(jī)中,借助燃料噴射泵(3)的動作,使重油從燃料箱(2)通過燃料通路(8)從燃料噴嘴(4)噴射到燃燒室內(nèi)。將排放燃燒室排氣的排氣通路(7)與設(shè)在燃料箱(2)上的熱交換器(6)和設(shè)在燃料通路(8)上的熱交換器(5)連接,利用排氣能量對燃料箱(2)出口區(qū)域(20)的重油和流經(jīng)燃料通路(8)的重油加熱,使重油流動化,能從燃料噴嘴(4)順利地噴到燃燒室內(nèi)。
文檔編號F01N5/02GK1183510SQ9711919
公開日1998年6月3日 申請日期1997年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月25日
發(fā)明者河村英男 申請人:株式會社五十鈴硅酸鹽研究所