BR102013026078A2

BR102013026078A2 - sistema para a recirculação de gás de escape, motor e método de recirculação de gás de escape

Info

Publication number: BR102013026078A2
Application number: BR102013026078A
Authority: BR
Inventors: Brian Murphy; James Richard Zurlo; Kevin Paul Konkle
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2016-05-31
Also published as: RU2013145292A; EP2740924A2; US20140150758A1; CA2829396A1; KR20140071882A; CN103850827A; AU2013242778A1; JP2014129812A; EP2740924A3

Abstract

sistema para a recirculação de gás de escape, motor e método de recirculação de gás de escape trata-se de um sistema para recirculação de gás de escape que inclui um subsistema de resfriamento configurado para resfriar o gás de escape um subsistema de remoção de condensação; e um subsistema de ajuste de temperatura. o subsistema de resfriamento pode incluir um primeiro componente de resfriamento configurado para resfriar o gás de escape a uma primeira temperatura intermediária e um segundo componente de resfriamento configurado para resfriar o gás de escape a uma temperatura abaixo da temperatura de saturação. o subsistema de remoção de condensação pode incluir um eliminador de névoa configurado para remover o condensado e o material particulado do gás de escape e um reaquecedor em que o gás de escape é reaquecido a uma temperatura acima da temperatura de saturação.

Description

“SISTEMA PARA A RECIRCULAÇÃO DE GÁS DE ESCAPE, MOTOR E MÉTODO DE RECIRCULAÇÃO DE GÁS DE ESCAPE” Direitos Governamentais Esta invenção foi criada com suporte do Governo sob número de contrato DE-FC26-01CH11080 concedido pelo Departamento de Energia. O Governo tem determinados direitos nesta invenção.

Campo da Técnica A matéria revelada no presente documento refere-se geralmente a sistemas de recirculação de gás de escape e, mais especificamente, a sistemas de recirculação de gás de escape configurados para controlar o teor de vapor de gás de escape usado em sistemas de EGR e para remover condensados, vapores, gases, cinza e partículas.

Antecedentes Os motores de combustão interna queimam o combustível com um oxidante em uma câmara de combustão. O gás em expansão produzido através de combustão aplica força direta em pistões, lâminas de turbina ou bocais, transformando energia química em energia mecânica útil. Os motores de combustão interna são exigidos frequentemente para atender padrões rigorosos para emissões que incluem emissões de óxidos de nitrogênio (NOx), hidrocarboneto (HC), formaldeído (HCHO), monóxido de carbono (CO), amônia (NH3), partículas e outras emissões.

As emissões de NOx podem ser reduzidas com o uso de recirculação de gás de escape ("EGR") para diluir o ar de sobrealimentação e diminuir a temperatura máxima atingida durante a combustão. Tipicamente, o escape é resfriado para evitar temperaturas de ingresso aumentadas que podem afetar negativamente a operação do motor. Em alguns casos, um fluido de arrefecimento de motor é usado como um fluido de temperatura baixa para resfriar as temperaturas de gás de escape em sistemas de EGR.

Um problema que surge com o resfriamento do gás de escape usado em sistemas de EGR é a precipitação de gotículas de água fora do gás de escape de EGR durante o resfriamento. As gotículas de água podem contribuir para a lavagem de furo de óleo do furo de cilindro de motor, reduzindo, desse modo, a lubrificação. As gotículas de água também podem ter um impacto negativo nas lâminas de compressor de turbocompressor. A água promove também a corrosão no sistema de EGR e no sistema de ingresso de motor. Outro problema é que a falta de controle sobre a porcentagem de vapor de água no gás de escape pode tornar difícil controlar a quantidade de diluente exigida para operar de modo consistente na janela de combustão entre falha de ignição e batimento. Ainda outro problema é que a cinza e as partículas presentes no gás de escape de EGR podem contribuir para o desgaste no motor.

Breve Descrição da Invenção De acordo com uma realização não limitante exemplificativa, a invenção refere-se a um sistema para recirculação do gás de escape que inclui um subsistema de resfriamento configurado para resfriar o gás de escape; um subsistema de remoção de condensação; e um subsistema de ajuste de temperatura. Em algumas realizações, o subsistema de resfriamento é configurado para resfriar o gás de escape a abaixo de uma temperatura de saturação. Em algumas realizações, o subsistema de remoção de condensação é configurado para remover gotículas de água condensadas do escape, absorver e limpar outros constituintes de escape.

Em outra realização, um motor inclui uma câmara de combustão em que o combustível é queimado produzindo um gás de escape em uma primeira temperatura; um sistema de escape acoplado com a câmara de combustão que coleta o gás de escape. Um sistema de resfriamento de gás de escape pode ser configurado para reduzir a temperatura do gás de escape a abaixo da temperatura de saturação. Um sistema de remoção de condensado pode ser acoplado com o sistema de resfriamento de gás de escape configurado para precipitar um condensado do gás de escape. Um sistema de ingresso pode ser acoplado com o sistema de remoção de condensado e a câmara de combustão.

Em outra realização, um método de recirculação do gás de escape pode incluir o resfriamento do gás de escape a uma temperatura abaixo de uma temperatura de saturação; a remoção do condensado do gás de escape; e o aquecimento do gás de escape a uma temperatura acima da temperatura de saturação.

Outros recursos e vantagens da presente invenção serão evidentes a partir da descrição mais detalhada a seguir da realização preferencial, tomada juntamente com os desenhos anexos que ilustram, a título de exemplo, os princípios de determinados aspectos da invenção.

Breve Descricào dos Desenhos A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma disposição de acordo com uma realização do sistema de EGR. A Figura 2 é uma ilustração esquemática de uma realização de pressão baixa do sistema de EGR. A Figura 3 é uma ilustração esquemática de uma realização de pressão alta do sistema de EGR. A Figura 4 é uma ilustração esquemática de uma realização de pressão alta alternativa do sistema de EGR. A Figura 5 é uma ilustração esquemática de uma realização de pressão alta alternativa do sistema de EGR. A Figura 6 é uma ilustração esquemática de uma realização de pressão alta alternativa do sistema de EGR. A Figura 7 é uma ilustração esquemática de uma realização de um arrefecedor que pode ser utilizado no sistema de EGR. A Figura 8 é uma ilustração esquemática de uma realização de um eliminador de névoa que pode ser utilizado no sistema de EGR. A Figura 9 é um fluxograma de nível alto que ilustra um método que pode ser implantado através de uma realização do sistema de EGR.

Descrição Detalhada da Invenção Uma realização de um sistema de EGR 9 que inclui um motor 11 está ilustrada na Figura 1. O motor 11 pode ser um motor de combustão interna que tem um ou mais cilindros 13, um distribuidor de ingresso 15 e um distribuidor de escape 17. Um conduto de escape 19 pode ser acoplado ao distribuidor de escape para extrair o gás de escape. O gás de escape pode ser desviado para um conduto de EGR 21 através de uma válvula de controle de gás de escape variável 23. Em algumas realizações, um orifício pode ser substituído pela válvula de controle de gás de escape variável 23. Em algumas realizações, uma turbina de potência 82 com ou com palhetas variáveis pode ser substituída pela válvula de controle de gás de escape variável 23, conforme ilustrado na Figura 5 ou 6. Em seguida, o gás de escape pode ser passado através de uma montagem de arrefecedor 25 que tem um arrefecedor de primeiro estágio 27 e um arrefecedor de segundo estágio 29. O arrefecedor de primeiro estágio 27 e o arrefecedor de segundo estágio 29 podem ser trocadores de calor (dispositivos que transferem calor de um meio para o outro). Há vários modelos de trocador de calor que podem ser usados como um arrefecedor, tal como, por exemplo, trocadores de calor de casco e tubo, trocadores de calor de placa e trocadores de calor de placa e casco, entre outros. O meio de resfriamento do trocador de calor pode incluir um gás tal como ar ou um líquido tal como água, fluido de arrefecimento de motor ou refrigerante. Em algumas realizações, um único arrefecedor ou múltiplos arrefecedores podem ser usados, e cada arrefecedor pode incluir um ou múltiplos trocadores de calor ou um único trocador de calor pode incluir múltiplas porções de arrefecedor.

Uma primeira porta de influxo de fluido de arrefecimento 31 e uma porta de efluxo de fluido de arrefecimento 33 são associadas ao arrefecedor de primeiro estágio 27. Em uma realização, o fluido de arrefecimento que flui para a primeira porta de influxo de fluido de arrefecimento 31 pode ser fluido de arrefecimento de camisa do motor 11. Uma segunda porta de influxo de fluido de arrefecimento 35 e uma segunda porta de efluxo de fluido de arrefecimento 37 são associadas ao arrefecedor de segundo estágio 29. Em uma realização, o fluido de arrefecimento que flui para a segunda porta de influxo de fluido de arrefecimento 35 pode ser o fluido de arrefecimento de um tanque de fluido de arrefecimento auxiliar (não mostrado) que pode ser mantido em uma temperatura na faixa de 40° C a 75° C ou outra temperatura apropriada. O arrefecedor de segundo estágio 29 reduz a temperatura do gás de escape de modo que pelo menos uma porção da temperatura do gás de escape seja reduzida a uma temperatura abaixo da temperatura de saturação ou ponto de orvalho, fazendo com que, desse modo, pelo menos uma porção da água no escape condense em líquido. A temperatura do gás de escape in no arrefecedor de segundo estágio 29 pode ser usada para variar a porcentagem de água que condensa em comparação à água que permanece como vapor. Adicionalmente, uma válvula no um ou mais trocadores de calor pode variar a quantidade de taxa de fluxo de líquido ou ar de resfriamento no trocador de calor para ajustar a temperatura do gás de escape. As gotículas de condensado podem se precipitar e podem ser condensadas no gás de escape. A taxa de fluxo de meio de resfriamento, a temperatura de meio de resfriamento e o modelo do trocador de calor podem ser escolhidos para obter uma eficiência de condensação de água preferencial do gás de escape.

Em seguida, o gás de escape que flui através do arrefecedor de segundo estágio 29 pode ser passado através de um eliminador de névoa 39 em que as gotículas de condensado condensadas no gás de escape podem ser precipitadas e removidas através da porta de emissão de condensado 40. O eliminador de névoa 39 é um dispositivo com uma área superficial grande e volume pequeno para coletar o líquido sem impedir substancialmente o fluxo de gás de escape. Alternativamente, um eliminador de névoa centrífugo pode ser usado. O eliminador de névoa 39 coleta as gotículas finas e permite que o líquido coletado escorra para fora através da porta de emissão de condensado 40. O eliminador de névoa pode ter múltiplos estágios.

As gotículas de condensado que permanecem fixadas temporariamente à superfície do eliminador de névoa podem aprimorar a eficiência do eliminador de névoa 39 e podem adicionar funcionalidade ao eliminador de névoa 39. As gotículas fixadas temporariamente podem permitir que o eliminador de névoa 39 capture as gotículas condensadas finas do gás de escape que poderíam deslizar, de outro modo, através do eliminador de névoa 39. As gotículas fixadas temporariamente também podem fazer com que o eliminador de névoa 39 atue como um depurador ou um absorvedor. Os sólidos e líquidos que estão presentes comumente no gás de escape, tais como cinza, fósforo, enxofre, cálcio, partículas, carbono e compostos que incluem tais constituintes além de metais presentes no motor que podem estar no escape devido ao desgaste do motor podem ser capturados ou limpados do gás de escape pelas gotículas fixadas temporariamente. As partículas são tipicamente sólidos carbonáceos que resultam do processo de combustão, que podem por sua vez incluir líquidos dissolvidos tais como óleo ou compostos orgânicos voláteis. Além disso, vapor de água não condensado pode condensar ou ser absorvido nas gotículas fixadas temporariamente. Os líquidos solúveis e não solúveis presentes no gás de escape também podem ser absorvidos ou limpados do gás de escape que inclui amônia, formaldeído, benzeno, óleo de motor entre outros. Alguns componentes gasosos do escape também podem ser absorvidos nas gotículas fixadas temporariamente, especialmente óxidos de nitrogênio, óxidos de enxofre e gases de hidrocarboneto. O eliminador de névoa 39 pode ser dimensionado e configurado para manter intencionalmente as gotículas fixadas temporariamente no eliminador de névoa 39 para otimizar a limpeza ou absorção. Em particular, o eliminador de névoa 39 pode ser configurado para otimizar a remoção de cinza e compostos de partícula a fim de impedir que tais compostos entrem e danifiquem os cilindros 13. Vários eliminadores de névoa operam com tecnologias diferentes tal como com o uso de malha de área superficial alta, palhetas alternadas, placas onduladas, forças centrífugas, energia sônica, energia eletromagnética ou forças eletrostáticas. Qualquer dispositivo ou processo que remova o condensado do fiuxo de gás de escape pode ser usado.

Em seguida, o gás de escape que flui através do eliminador de névoa 39 pode ser passado através de um reaquecedor 41 em que o mesmo é reaquecido a uma temperatura acima da temperatura de saturação. O reaquecedor 41 pode ser um trocador de calor que inclui uma porta de influxo de fluido de reaquecedor 43 e uma porta de efluxo de fluido de reaquecedor 45, O reaquecedor pode ser, alternativamente, qualquer dispositivo ou processo que transmite energia para o gás de escape o bastante para elevar a temperatura do gás de escape, incluindo um trocador de calor que recebe a energia de aquecimento do mesmo a partir do escape do motor, um elemento de aquecimento elétrico ou um gerador de micro-ondas. O gás de escape que passa através do reaquecedor é recirculado, em seguida, de volta para o distribuidor de ingresso 15 do motor 11. A válvula de controle de fluxo de EGR 47 pode ser disposta no conduto de EGR 21 após o reaquecedor 41 para controlar a taxa de fluxo do gás de escape. O controle da taxa de fluxo de EGR pode ser usado para controlar a temperatura ou energia de calor da EGR, ou para controlar a temperatura do ar fresco combinado e do combustível e carga de ingresso de EGR após a EGR ser introduzida na carga de ingresso, ou para controlar a temperatura do gás de escape após a EGR ser introduzida e a carga ser queimada, ou para controlar a fração de EGR que é reciclada no motor em relação ao ar fresco e o combustível na carga de ingresso ou para controlar a eficácia da EGR como um inerte no processo de combustão. O sistema de EGR 9 pode ser dotado de uma ou mais de instrumentação de desvio de EGR 49, instrumentação de estágio 1 51, instrumentação de estágio 2 53, instrumentação de eliminador de névoa 55 e instrumentação de reaquecedor 57 (de forma conjunta, "instrumentação"). A instrumentação pode incluir sensores de temperatura, sensores de taxa de fluxo e sensores de pressão. O sistema de EGR 9 pode ser dotado de um sistema de controle 59 que recebe admissões de instrumentação 61 e fornece emissão de controle de válvula de gás de escape 63 e emissão de controle de fluxo de EGR 65. As admissões de instrumentação adicionais 62 também podem ser fornecidas a partir do distribuidor de ingresso 16 ou ingresso de ar 70 para a emissão de válvula de gás de escape 63 ou para a emissão de controle de fluxo de EGR 65. O sistema de controle 59 pode incluir pelo menos um processador. O sistema de controle 59 pode ser configurado para monitorar de modo automático ou contínuo a operação do sistema de EGR 9. O sistema de controle 59 pode funcionar como um sistema independente ou pode ser integrado como um componente de um sistema maior, tal como um controle de motor de combustão interna ou um sistema de controle de usina. O sistema de EGR 9 pode incluir um misturador de EGR 67 que tem uma porta de ingresso de ar 69 que combina o ar da porta de ingresso de ar 69 com o gás de escape. A mistura de gás de escape e ar pode ser conduzida para um turbocompressor 71 que tem uma turbina 73 acionada através do escape fornecido através da porta de admissão de gás de escape 75. O turbocompressor 71 é opcional, e o sistema pode operar com o uso da válvula de controle de gás de escape variável 23 e da válvula de controle de fluxo de EGR 47 sem um turbocompressor 71. A turbina aciona um compressor 77 que comprime a mistura de gás de escape e ar. Um eliminador de névoa secundário 79 que tem uma porta de emissão de condensado 81 pode ser fornecido opcionalmente em aplicações de EGR de pressão alta.

Na operação, o sistema de EGR 9 fornece o controle da porcentagem de vapor de água fornecida ao distribuidor de ingresso 15 do motor 11 e mantém uma janela de combustão mais consistente entre a falha de ignição e o batimento. A remoção de gotículas de água do gás de escape recirculado reduz ou elimina a "lavagem de furo" de óleo do furo através da gotícula de água líquida formada a jusante do compressor ou pós-arrefecedor. A remoção de gotículas de água do gás de escape recirculado impede que as gotículas passem para o compressor, evitando, desse modo, danos às lâminas de compressor resultante das gotículas de água que colidem nas lâminas de compressor de velocidade alta. O reaquecimento do gás de escape após o mesmo passar através do eliminador de névoa 39 garante que as lâminas de compressor de turbocompressor não sejam danificadas pela colisão de gotícula de água líquida. O sistema de EGR 9 aprimora a durabilidade do compressor ao usar a EGR de pressão baixa e possibilita a operação segura de um motor de EGR. A remoção de gotículas de água da EGR minimiza ou elimina a corrosão do sistema de ingresso. O sistema de EGR 9 pode ser implantado em um sistema de EGR de pressão baixa ilustrado na Figura 2, um sistema de EGR de pressão alta ilustrado na Figura 3 ou qualquer combinação de modo que o gás de EGR flua a partir da pressão mais alta para a pressão mais baixa, com tais exemplos mostrados nas Figuras 4, 5 e 6. Nas Figuras 5 e 6, uma turbina de potência 82 pode ser substituída pela válvula de controle de gás de escape variável 23. Em um sistema de EGR de pressão baixa, a passagem para a EGR é fornecida a partir de a jusante da turbina 73 para o lado a montante do compressor 77. Em um sistema de EGR de pressão alta, a EGR é passada de a montante da turbina 73 para a jusante do compressor 77.

Em sistemas de EGR alternativos, a passagem para a EGR é encaminhada a fluir a EGR de uma localização de pressão de escape superior para uma localização de pressão de entrada inferior.

Uma realização de um arrefecedor tal como o arrefecedor de primeiro estágio 27 e o arrefecedor de segundo estágio 29 na forma de um trocador de calor de casco e tubo 91 é ilustrada na Figura 7. O trocador de calor de casco e tubo 91 pode incluir um alojamento 93 com um par de folhas de tubo 95 dispostos internamente em extremidades opostas do alojamento 93. As folhas de tubo 95 sustentam um feixe de tubo 97. O alojamento 93 é dotado de uma porta de admissão de gás de escape 99 e uma porta de emissão de gás de escape 101 e uma porta de admissão de fluido de arrefecimento 103 e uma porta de emissão de fluido de arrefecimento 105. Uma disposição de fluxo de fluido de arrefecimento de fluxo paralelo também pode ser usada; em que o fluido de arrefecimento entra na porta de admissão de fluido de arrefecimento 105 e sai na porta de saída 105. O gás de escape entra na porta de admissão de gás de escape 99 e passa através do feixe de tubo 97. O fluido de arrefecimento (ou fluido de aquecimento no caso de um reaquecedor) entra na porta de admissão de fluido de arrefecimento 103 e flui em volta do feixe de tubo 97 removendo o calor (ou adicionando o calor no caso de um reaquecedor) do gás de escape que passa através do feixe de tubo 97.

Uma realização de um eliminador de névoa do tipo malha 107 que pode ser usado como um eliminador de névoa 39 no sistema de EGR 9 ilustrado na Figura 1 é ilustrada na Figura 8. O eliminador de névoa 107 inclui um alojamento de eliminador de névoa 109 que tem uma porta de admissão de gás de escape 111 e uma porta de emissão de gás de escape 113. O alojamento de eliminador de névoa 109 também pode ser dotado de uma porta de emissão de condensado 115. O alojamento de eliminador de névoa 109 sustenta um núcleo cilíndrico 117 no qual uma malha metálica 119 é disposta. O gás saturado entra na porta de admissão de gás de escape 111 e um condensado é precipitado através da malha metálica 119 e removido através da porta de emissão de condensado 115. Outros tipos de eliminadores de névoa 39 podem ser usados, tais como, por exemplo, um tipo de palheta, um tipo centrífugo, um tipo sônico, um tipo eletromagnético, um tipo de difusor e um tipo eletroestático. A Figura 9 é um diagrama de processo que ilustra um método de tratamento de gás de EGR 125 de acordo com uma realização da presente invenção. Na etapa 127, o método pode resfriar o gás de EGR com o uso do arrefecedor de primeiro estágio 27 para uma primeira temperatura. Em uma realização, o gás de escape pode ser resfriado para a temperatura do fluido de arrefecimento da camisa do motor. Na etapa 129, o método de tratamento de gás de EGR 125 pode resfriar o gás de escape para uma temperatura abaixo da temperatura de saturação através do uso, por exemplo, do arrefecedor de segundo estágio 29. Resfriando-se a EGR a uma temperatura alvo abaixo da temperatura de saturação, a porcentagem de vapor de água no gás de escape pode ser controlada. Isso pode ser realizado com o uso do arrefecedor de segundo estágio 29 em combinação com uma fonte de fluido de arrefecimento auxiliar (não mostrada) tal como uma fonte de água mantida em uma temperatura inferior. Em uma realização, a temperatura da fonte de água auxiliar pode ser aproximadamente 55 °C. Na etapa 131, o método de tratamento de gás de EGR 125 pode remover o condensado tal como as gotículas de água do gás de escape. Em uma realização, isso pode ser realizado com o eliminador de névoa 39. A remoção do condensado também serve para remover outros contaminantes de partículas que podem danificar os componentes do sistema de EGR 9. Após a remoção do condensado, uma mistura de gás de escape saturado permanece. Na etapa 133, o método de tratamento de gás de EGR 125 pode reaquecer o gás de escape para uma temperatura acima da temperatura de saturação. Em uma realização, isso pode ser realizado com um reaquecedor 4 em que o fluido de aquecimento é um fluido de resfriamento de camisa. O reaquecimento do gás de escape saturado garante que nenhuma das gotículas de líquido passe para as lâminas de compressor. Na etapa 135 o método de tratamento de gás de EGR 125 pode misturar o gás de escape com ar para fornecer uma mistura de gás de escape e ar para o motor 11. A invenção revelada pode ser usada com vários tipos de motores alternativos tais como motores de ignição comandada e de ignição por compressão que queimam combustíveis de hidrocarboneto tais como combustível diesel, combustível de gás natural, gasolina e similares. Adicionalmente, o sistema de EGR pode ser usado com uma turbina ou outros tipos de motores de combustão que podem se beneficiar de um sistema de EGR.

Os fluxogramas e diagramas de etapas nas Figuras ilustram a arquitetura, funcionalidade e operação de possíveis implantações de sistemas e métodos, de acordo com várias realizações da presente invenção. Deve-se observar também que, em algumas implantações alternativas, as funções destacadas na etapa podem ocorrer fora da ordem indicada nas Figuras. Por exemplo, duas etapas mostradas sucessivamente podem ser, na verdade, executadas substancialmente de modo simultâneo, ou as etapas podem ser executadas, algumas vezes, na ordem inversa, dependendo da funcionalidade envolvida. Será observado também que cada etapa dos diagramas de etapa e/ou da ilustração de fluxograma, e combinações de etapas nos diagramas de etapa e/ou na ilustração de fluxograma, podem ser implantadas através de sistemas com base em hardware de propósito especial que realizam as ações ou funções especificadas, ou combinações de instruções de computador e hardware de propósito especial. A terminologia usada no presente documento é para o propósito de descrição de realizações particulares somente e não é destinada a limitar a invenção. Onde a definição de termos sai do significado comumente usado do termo, a requerente pretende utilizar as definições fornecidas abaixo, a menos que indicado especificamente. Conforme usado no presente documento, as formas singulares “um”, “uma” e “a/o” são destinadas a incluir as formas plurais também, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Será entendido adicionalmente que os termos “compreende” e/ou “que compreende,” quando usados nesse relatório descritivo, especificam a presença de recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes indicados, mas não excluem a presença ou adição de um ou mais outros recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos. Será entendido que, embora os termos primeiro, segundo, etc. possam ser usados no presente documento para descrever vários elementos, esses elementos não devem ser limitados por esses termos. Esses termos são usados somente para distinguir um elemento do outro. Por exemplo, um primeiro elemento pode ser denominado um segundo elemento, e, de modo similar, um segundo elemento pode ser denominado um primeiro elemento, sem sair do escopo de realizações exemplificativas. Conforme usado no presente documento, o termo "e/ou" inclui qualquer, e todas, as combinações de um ou mais dos itens listados associados. Conforme usado no presente documento, as expressões “acoplado à” e “acoplado com” conforme usadas no relatório descritivo e nas reivindicações contemplam acoplamento direto ou indireto.

Esta descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para possibilitar que qualquer indivíduo versado na técnica pratique a invenção, incluindo a criação e o uso de quaisquer dispositivos ou sistemas e a realização de quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorrem àqueles indivíduos versados na técnica. Tais outros exemplos são destinados para estarem dentro do escopo das reivindicações se os mesmos tiverem elementos estruturais que não divergem da linguagem literal das reivindicações, ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais das linguagens literais das reivindicações.

Claims

1. SISTEMA PARA A RECIRCULAÇÃO DE GÁS DE ESCAPE, que compreende: um subsistema de resfriamento configurado para resfriar o gás de escape; um subsistema de remoção de condensação; e um subsistema de ajuste de temperatura.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que o subsistema de resfriamento é configurado para resfriar o gás de escape a uma temperatura abaixo de uma temperatura de saturação.

3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que o subsistema de ajuste de temperatura é configurado para aumentar a temperatura do gás de escape a uma temperatura acima da temperatura de saturação.

4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que o subsistema de resfriamento compreende um primeiro componente de resfriamento configurado para resfriar o gás de escape a uma primeira temperatura intermediária e um segundo componente de resfriamento configurado para resfriar o gás de escape a uma temperatura abaixo de uma temperatura de saturação.

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que o subsistema de resfriamento compreende um trocador de calor.

6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 5, em que o trocador de calor compreende um trocador de calor selecionado a partir de um grupo que consiste em um trocador de calor de casco e tubo; um trocador de calor de placa; um trocador de calor de placa e casco; e um trocador de calor de placa aletada.

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que o subsistema de remoção de condensação compreende um eliminador de névoa configurado para remover o condensado do gás de escape.

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que o subsistema de remoção de condensação compreende um eliminador de névoa configurado para funcionar como um absorvedor.

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, em que o subsistema de remoção de condensação compreende um eliminador de névoa configurado para funcionar como um depurador.

10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 7, em que o subsistema de remoção de condensação compreende adicionalmente um conduto para a remoção do condensado do eliminador de névoa.

11. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 10, em que o condensado compreende uma mistura de água, compostos orgânicos dissolvidos e partículas sólidas.

12. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 7, em que o eliminador de névoa compreende um eliminador de névoa selecionado a partir de um grupo que consiste em um eliminador de névoa do tipo malha, do tipo palheta, do tipo centrífugo, do tipo sônico, do tipo eletromagnético, do tipo de difusor e do tipo eletrostático.

13. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 12, que compreende adicionalmente uma válvula disposta no conduto.

14. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 13, que compreende adicionalmente um subsistema de controle para controlar a válvula.

15. MOTOR, que compreende: uma câmara de combustão em que o combustível é queimado produzindo um gás de escape em uma primeira temperatura; um sistema de escape acoplado à câmara de combustão que coleta o gás de escape; um sistema de resfriamento de gás de escape configurado para reduzir a temperatura do gás de escape a uma temperatura abaixo de uma temperatura de saturação; um sistema de remoção de condensado acoplado ao sistema de resfriamento de gás de escape configurado para precipitar um condensado do gás de escape; e um sistema de ingresso acoplado ao sistema de remoção de condensado e a câmara de combustão.

16. MOTOR, de acordo com a reivindicação 15, em que o sistema de resfriamento de gás de escape compreende: um primeiro arrefecedor configurado para resfriar o gás de escape a uma primeira temperatura; e um segundo arrefecedor configurado para resfriar o gás de escape a uma temperatura abaixo da temperatura de saturação.

17. MOTOR, de acordo com a reivindicação 15, em que o sistema de remoção de condensado compreende um eliminador de névoa.

18. MOTOR, de acordo com a reivindicação 17, que compreende adicionalmente um conduto acoplado ao eliminador de névoa configurado para remover água e material particuiado.

19. MOTOR, de acordo com a reivindicação 15, que compreende adicionalmente um sistema de reaquecimento de gás de escape configurado para reaquecer o gás de escape a uma temperatura acima da temperatura de saturação.

20. MÉTODO DE RECIRCULAÇÃO DE GÁS DE ESCAPE, que compreende: resfriar o gás de escape a uma temperatura abaixo de uma temperatura de saturação; remover o condensado do gás de escape; e aquecer o gás de escape a uma temperatura acima da temperatura de saturação.

21. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, em que resfriar o gás de escape a uma temperatura abaixo de uma temperatura de saturação compreende: resfriar o gás de escape a uma primeira temperatura intermediária; e resfriar o gás de escape a uma temperatura abaixo de uma temperatura de saturação de vapor.

22. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, em que remover o condensado do gás de escape compreende passar o gás de escape através de um eliminador de névoa para remover o condensado e as partículas.

23 MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, em que aquecer o gás de escape a uma temperatura acima da temperatura de saturação compreende passar o gás de escape através de um trocador de calor configurado para reaquecer o gás de escape a uma temperatura acima da temperatura de saturação de vapor.

24. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, que compreende adicionalmente o controle de uma taxa de fluxo de massa do gás de escape.

25. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, em que remover o condensado do escape compreende remover as gotículas de condensado e sólidos fixados às gotículas de condensado.

26. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, em que remover o condensado do escape compreende remover as gotículas de condensado e líquidos fixados às gotículas de condensado.

27. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, em que remover o condensado do escape compreende remover as gotículas de condensado e líquidos dissolvidos nas gotículas de condensado.

28. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, em que remover o condensado do escape compreende remover as gotículas de condensado e componentes gasosos absorvidos nas gotículas.