CN104919154A - 氢气冲刷式燃烧室 - Google Patents

氢气冲刷式燃烧室 Download PDF

Info

Publication number
CN104919154A
CN104919154A CN201380070036.0A CN201380070036A CN104919154A CN 104919154 A CN104919154 A CN 104919154A CN 201380070036 A CN201380070036 A CN 201380070036A CN 104919154 A CN104919154 A CN 104919154A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen
gas
reformer
air
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380070036.0A
Other languages
English (en)
Inventor
米歇尔·希里罗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Energy Solutions GmbH
Original Assignee
Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Energy Solutions GmbH filed Critical Caterpillar Energy Solutions GmbH
Publication of CN104919154A publication Critical patent/CN104919154A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/12—Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0644—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/10—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone
    • F02M25/12—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone the apparatus having means for generating such gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
    • F02M27/02—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by catalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种火花点火式燃气发动机1，其具有废气导管6和气缸盖1.2，所述气缸盖1.2具有至少一个火花塞2，所述火花塞上有预燃室2.1和喷射器2.2，所述喷射器4连接到所述预燃室2.1，用于使用氢气冲刷所述预燃室2.1，并且所述喷射器4具有用于产生氢气的热重整器5，而所述热重整器5供应有水并且按照下列反应式把水转化成氢气：R1：MOred+H2O《-》MOox+H2或R2：MOox《-》MOred+O2，并且所述热重整器5连接到废气导管6的至少一部分，从而对热重整器5供热，并且存在附加加热装置7.1、7.2，所述加热装置7.1、7.2由为所述发动机提供动力的燃气提供动力，以完成如下放热氧化反应：R3：CH4+O2《-》2H2O+CO2，或R3'：CnHm+(n/2)O2《-》(m/2)H2+nCO，由此加热装置7.1、7.2热力学联接到所述热重整器5，用于额外加热所述热重整器5。

Description

氢气冲刷式燃烧室
技术领域
本发明涉及一种用于运行具有生成废气流的燃烧室、氢源和喷射器的火花点火式燃气发动机的步骤，所述燃烧室具有至少一个预燃室火花塞，所述氢源给所述火花塞的预燃室提供氢气，所述喷射器连接到所述预燃室，用于使用氢气冲刷所述预燃室，由此燃烧室装载有值λ至少为1.6的燃气空气混合物。
背景技术
EP0770171 B1公开了内燃机点火装置，更具体来说是用于提升燃烧效率的氢气辅助射流点火(HAJI)装置。在本申请说明书中术语“氢气”意在包括氢气和其他快速燃烧的燃料。稀薄燃烧方法的优点在下文做了理论解释。过量空气通过增加总的比热比、通过减少由于燃烧产物的分解造成的能量损失、并且通过减少发动机冷却系统的热损失，提高发动机热效率。此外，当火焰温度随着燃料空气混合比的降低而下降时，NOx生成大幅减少，而过量空气可以促进CO和从裂隙和淬火层排出的碳氢燃料排放物更充分的反应。该发明还进一步公开其研究了在全油门(全动力)情况下将主燃烧室的燃料比从1＝1变动到3.5所造成的影响，以及在部分油门情况下较小范围内的变动所造成的影响；即使是在全动力情况下，通过增加相对空气/燃料比，可以将每循环所做的功we(以及转矩)降低到零；正常点火的该发动机的稀薄极限在l＝1.64时出现，然而在wc的可用范围内，对于氢气辅助射流点火HAJI则不存在稀薄极限。
发明内容
本发明的目的是配置和布置一种用于Otto燃气发动机的燃料系统以实现氢气的有效供给。
根据本发明，实现上述目的在于
a)所述氢源是一种热重整器，根据至少一个如下反应将水转化成氢气：
R1：MOred+H2O<<->>MOox+H2，
R2：MOox<<->>MOred+O2，
在于，该重整器供有水以及来自废气流的至少一部分的热，且在于，存在附加加热装置，所述加热装置由为发动机提供动力的燃气的一部分提供动力以实现以下放热氧化反应：R3：CH4+O2<<->>2H2O+CO2，或
R3'：CnHm+(n/2)O2<<->>(m/2)H2+nCO，
由此该加热装置与所述重整器热力学联接并且额外地加热该重整器和/或
b)所述氢源是一种转化器，其根据以下反应中的至少一个把更高的碳氢化合物转化成氢气，所述碳氢化合物由n个碳原子和m个氢原子组成：
-CnHm+nH2O<<->>(m/2+n)H2+nCO，
-CnHm+(n/2)O2<<->>(m/2)H2+nCO，
-CnHm+nCO2<<->>(m/2)H2+2nCO，
由此该重整器供有水、燃气以及来自所述废气流的至少一部分的热。
将生产的氢气注入预燃室并由此至少部分地与燃烧室中的燃气混合物混合。该氢气增加燃烧率并由此提高发动机的效率。此外，在燃烧室中具有至少1.6或者1.6至2.6之间的值λ的极贫气体-空气混合物导致与更低的NOx(氮氧化物)部分燃烧。增高的燃烧率允许较晚的燃烧点，其导致较高程度的效率。进一步的效率优点部分起因于用于氧化反应R3、R3'的甲烷，因为有利用废气能量产生的氢气再充的能量。
化学反应生成H2的效率如同热力学循环过程不受限制。因此，用于此化学工艺中的热废气能量以提升许多的效率被重组，导致更好的总体效率。
此外，再充此生成的氢气导致氮氧化物(NOx)和甲醛的还原，即甲醛(CH2O)的排放，因为添加的氢气对燃烧具有催化效应。因此，发动机的效率也得到增高。
驱动至少一个压缩机，用于通过发动机(例如，电动机)用空气-燃气-混合物加载燃烧室，这也是有利的。除反应R3、R3'的能源之外，涡轮增压机的废气涡轮机能够被替换而空气压缩机能够由电或流体驱动。这允许废气保留更多的热能，即大约550℃到600℃的较高废气温度，这个温度比在废气涡轮机情况下高出100℃到150℃。这些温度用于反应R1和R2。在这种情况下，效率度升高到大约53％。
此外，它能够对为预燃室供应燃气和氢气的混合物有利。在这种情况下，额外注入氢气带来两方面的优点，即，在废气中存在较少的碳微粒物质，以及达到较高的燃烧率。这是因为点火通过使用附加的氢气是更强有力的。此外，在预燃室之内的焦油的重建减少。
燃烧率的另一增加是通过为预燃室提供氢气和空气的混合物或氢气和天然气和空气的混合物实现，上述混合物具有空气a和氢气h的比率A如下：1<＝λ＝a/h或1.2<＝λ＝a/h<＝1.5。
此外，如果用于为燃烧室加载空气-燃气-混合物的至少一个压缩机通过马达(例如，电力)驱动，这可以是有利的。为此，所连接的废气涡轮机可以去掉。因此，在进入重整器时，废气具有高出100℃到150℃的温度。此较高温度帮助改进重整器或相应反应器的操作，使得加热装置可以产生更少的热量输出。
如果发动机具有废气涡轮机以及用于发电的至少一个另一发电机，这可以是有利的；所述另一发电机通过废气涡轮机进行机械驱动，所述废气涡轮机位于所述源的下游。可从废气中获得的能量可以在此阶段中获得并用于产生加热过程或供电过程所需的能源。
此外，如果在转换器中转换至少具有两个或三个碳原子的更高的碳氢化合物，这可以是有利的。对于优化可用天然气的甲烷值，更有效的是首先转换更高的碳氢化合物，即，甲烷本身不可被转换，并因此通过氢气连接。
附图说明
本发明的其他优点和细节详见权利要求书和说明书，且如附图所示，其中：
图1显示具有H2重整器的发动机发电机组的供应链的示意图；
图2显示类似于图1的具有电驱动压缩机的示意图；
图3显示具有燃气转化器的发动机发电机组的供应链的示意图；
图4显示具有燃烧室的气缸盖的示意图。
具体实施方式
图1的示意图显示具有空气-燃气混合物的火花点火式燃气发动机1的供应链。
从其中环境空气通过气口11.1与燃烧气体混合的气体混合器11开始，燃料导管12经由压缩机8和燃料冷却器12.2导通至所述燃气发动机1或所述燃气发动机1的燃烧室1.1。在这个燃料导管12中紧接所述燃气发动机1上游设置基于所述燃气发动机1的输出来控制的节流阀14。所述燃气发动机1连接至发电机26，例如作为发电机组的一部分。
所述燃气发动机1包括废气导管6，其中在用于驱动上述压缩机8的燃气发动机1的下游设置废气涡轮机15。在通过所述废气涡轮机15后，所述废气通过重整器5传导，在此它将热分别散发至所述重整器5或第一反应器5.1或第二反应器5.2。所述废气经由两个分别通过用于废气的阀16联结或控制的以及与反应器5.1、5.2分别关联的独立废气流并行地流经所述重整器5。用于废气的阀16之后紧接着分别是换热器或过热器17以及用于下文描述的水回路19的下游蒸发器18。在下游所述废气被携带至废气系统(此处未示出)之前设置废气换热器20。
设置具有排水口19.1的所述水回路或输水管19，从而向所述重整器5供水以制备氢气。首先，其中携带的水通过耦合到所述燃料导管12的水换热器12.1进行预热，其中热取自所述压缩废气-空气混合物。然后在上述提到的蒸发器18中加热水，并且在蒸汽通过用于水(即蒸汽)的对应的阀21返回到所述重整器5的两个反应器5.1、5.2之一前，在下游过热器17中相应地过度加热该蒸汽。在重整期间制备的氢气通过氢气导管22和冷凝器22.1供应给火花塞2的预燃室2.1。此外，可以设置混合段9，在其中环境空气或燃气通过空气口9.1和燃气口9.2与氢气混合来获得氢气-燃气或氢气-燃气-空气混合物。在氢气生产期间产生的氧气通过废气门5.3被排放到环境中。
为了分别达到在反应器5.1、5.2中或在重整器5中所需的温度，对应的反应器5.1、5.2还包括也供有被供至燃气发动机1的空气-燃气混合物的加热装置7.1、7.2。为此目的，燃料导管12包括燃料阀12.3，经由其所需的空气-燃气混合物通过燃料导管13和燃料阀13.1被供至对应的反应器5.1、5.2或者对应的加热装置7.1、7.2。在运转各加热装置7.1、7.2时产生的CO2废气经由废气门5.3被运走。
此外，燃气发动机1包括用于冷却燃气发动机1的配有冷却水热交换器24.1的冷却回路24。冷却回路24还与油冷交换器25相连。
根据在图2中显示的功能图，压缩机8由电动机10驱动。如图1中所示的连接的废气涡轮机被省去。因此，废气在进入重整器5时具有高出100℃至150℃的温度。此较高的温度有助于改进重整器5或对应的反应器5.1、5.2的运转从而加热装置7.1、7.2只需产生较少的热输出。
可选地，具有位于重整器5下游的配有用于发电的相连发电机15.1的废气涡轮机15。此电力可以用于，例如，与重整器5相连的其他加热装置或者过热器17或蒸发器18。
图3中的示意图显示具有燃气转化器的火花点火式燃气发动机1的供应链。
从气体混合器11开始，在其中环境空气经由空气口11.1加入并与经由燃气导管13提供的燃烧气体混合，燃料导管12经由压缩机8和燃料冷却器12.2引导至火花点火式燃气发动机1或者火花点火式燃气发动机1的燃烧室1.1。在这个燃料导管12中紧挨着火花点火式燃气发动机1的上游处提供根据火花点火式燃气发动机1的输出而受控制的节流阀14。
压缩机8由电动机10驱动。因此，不需要连接废气涡轮机。排气在进入下述重整器3时具有比在废气涡轮机的情况中高出100℃至150℃的温度。此较高的温度促成重整器3的增强运转。
火花点火式燃气发动机1包括排气导管6，其中在火花点火式燃气发动机1的下游提供用于燃气的重整器3。废气的热经由未示出的热交换器部分地散逸至重整器3。
在重整器3的下游，废气涡轮机15设置有与它联接的发电机15.1。废气的进一步膨胀产生也可用于电动机10的电。
废气涡轮机15之后是用于下述水回路19的热交换器或过热器19和蒸发器18。在废气被运送至此处未示出的排气系统之前的下游提供废气换热器20。
为了向重整器3供应用于生产重整燃气的水蒸汽，提供具有水口19.1的水回路或水导管19。首先，运载于其中的水通过与燃料导管12耦连的水换热器12.1进行预热，其中该热获取自压缩的废气-空气混合物。然后水在上述蒸发器18中被加热，并且蒸汽在被排入重整器3中之前相应地在下游的过热器19中被过度加热。
将用于向水蒸汽添加燃烧气体的燃气-蒸汽混合物点13.2设置在蒸发器18和过热器19之间。该混合点13.2经由用于气体的气阀13.1与燃气导管13相连。可以将在重整期间产生的重整燃气供至混合器11，并由此经由重整燃气导管22和冷凝器22.1供至空气-燃气混合物用于在火花点火式燃气发动机1中燃烧。
可选地或另外地，可以将重整燃气经由喷射器4供至下述火花塞2的预燃室2.1。在重整燃气导管22内有混合段9，具有空气口9.1和气口9.2，允许在它被注入预燃室2.1之前使燃气和/或空气混合到重整燃气。
根据图4，燃气发动机1包括配有具有预燃室2.1的火花塞2的气缸盖1.2。预燃室火花塞2或预燃室2.1分别经由喷射器4供有氢气或者氢气和燃气和/或空气的混合物。通过用此燃料冲刷预燃室2.1，在其中产生高爆炸性气体混合物，从而在燃烧室1.1中即使是具有至少1.6或在1.6和2.6之间的值λ的极贫气体-空气混合物也是可燃的，导致具有较低NOx(氮氧化物)部分的燃烧和增高的燃烧率。增高的燃烧率允许较晚的燃烧点，其导致较高程度的效率。
标号表
1 燃气发动机
1.1 燃烧室
1.2 气缸盖
2 火花塞，预燃室火花塞
2.1 预燃室
3 氢源，转化器
4 喷射器
5 氢源，热重整器
5.1 反应器
5.2 反应器
5.3 重整器的废气门
6 废气导管，废气流
7.1 加热装置
7.2 加热装置
8 压缩机
9 用于燃气和/或空气的混合段
9.1 空气口
9.2 燃气口
10 电动机，马达
11 气体混合器
11.1 空气口
12 燃料导管
12.1 热交换器
12.2 燃料冷却器
12.3 燃料阀
13 燃料导管
13.1 燃料阀
13.2 混合点
14 节流阀
15 废气涡轮机
15.1 另一个发电机
16 废气阀
17 过热器
18 蒸发器
19 水回路，水导管
19.1 水口
20 废气热交换器
21 水阀
22 氢气导管
22.1 冷凝器
24 冷却系统/回路
24.1 冷却水热交换器
25 油冷交换器
26 发电机
λ 比率 空气实际/空气化学计量

Claims (7)

1.一种用于运行火花点火式燃气发动机(1)的步骤，所述火花点火式燃气发动机(1)具有：利用至少一个预燃室火花塞(2)产生废气流(6)的燃烧室(1.1)；氢源(3、5)，所述氢源(3、5)对所述火花塞(2)的预燃室(2.1)供应氢气；以及喷射器(4)，所述喷射器(4)连接到所述预燃室(2.1)，以便用氢气冲刷所述预燃室(2.1)，由此所述燃烧室(1.1)装有具有在1.6至2.6之间的值λ的燃气空气混合物，其特征在于，
a)所述氢源(5)是按照下面反应中的至少一个将水转化为氢气的热重整器，所述反应如下：
R1：MOred+H2O<<->>MOox+H2，
R2：MOox<<->>MOred+O2，并且其特征在于，给所述重整器(5)供应水并且供应来自所述废气流(6)的至少一部分的热，并且其特征在于，存在附加加热装置(7.1、7.2)，所述加热装置(7.1、7.2)由为所述发动机(1)提供动力的燃气的一部分提供动力，以便实现下面的放热氧化反应：
R3：CH4+O2<<->>2H2O+CO2，或
R3'：CnHm+(n/2)O2<<->>(m/2)H2+nCO，由此所述加热装置(7.1、7.2)热力学联接到所述重整器(5)，并且另外地加热所述重整器(5)，和/或
b)所述氢源(3)是按照下面反应中的至少一个将较高的碳氢化合物转化成氢气的转换器，所述碳氢化合物包括n个碳原子和m个氢原子，所述反应如下：-CnHm+nH2O<<->>(m/2+n)H2+nCO，-CnHm+(n/2)O2<<->>(m/2)H2+nCO，-CnHm+nCO2<<->>(m/2)H2+2nCO，由此给所述重整器(3)供应了水、燃气以及来自所述废气流(6)的至少一部分的热。
2.根据权利要求1所述的步骤，其中，给所述预燃室(2.1)供应燃气和氢气的混合物。
3.根据权利要求1所述的步骤，其中，给所述预燃室(2.1)供应氢气和空气的混合物或供应氢气、燃气和空气的混合物，所述混合物的空气a和氢气h的比λ如下：1<＝λ＝a/h或
0,1<＝λ＝a/h<＝1。
4.根据权利要求1所述的步骤，其中，用于使所述燃烧室(1.1)装有空气-燃气-混合物的至少一个压缩机(8)由马达(10)驱动。
5.根据权利要求5所述的步骤，其中，电力地驱动所述压缩机(8)。
6.根据权利要求1所述的步骤，其中，所述发动机(1)具有废气涡轮机(15)和用于发电的至少一个发电机(15.1)，所述发电机(15.1)通过所述废气涡轮机(15)机械地驱动，所述废气涡轮机(15)位于所述重整器(3、5)的下游。
7.根据权利要求1所述的步骤，其中，在所述转换器(3)中仅转换具有至少两个或三个碳原子的较高碳氢化合物。
CN201380070036.0A 2013-01-16 2013-01-16 氢气冲刷式燃烧室 Pending CN104919154A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2013/050728 WO2014111138A1 (en) 2013-01-16 2013-01-16 Hydrogen flushed combustion chamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104919154A true CN104919154A (zh) 2015-09-16

Family

ID=47722220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380070036.0A Pending CN104919154A (zh) 2013-01-16 2013-01-16 氢气冲刷式燃烧室

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2946085A1 (zh)
CN (1) CN104919154A (zh)
WO (1) WO2014111138A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112901337A (zh) * 2021-04-02 2021-06-04 贵州华气动力有限责任公司 一种大功率低浓度瓦斯发动机及其供气方法
CN113047940A (zh) * 2021-04-02 2021-06-29 贵州华气动力有限责任公司 一种利用低浓度瓦斯的预燃室
CN113719374A (zh) * 2021-07-29 2021-11-30 东风商用车有限公司 应用于侧置式射流点火系统的燃料供给通道

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH717411A1 (de) * 2020-05-14 2021-11-15 Liebherr Machines Bulle Sa Aufgeladene Verbrennungskraftmaschine mit optimierter Abgasrückführung.
US11674464B2 (en) * 2021-07-28 2023-06-13 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for engine cold-start

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996002742A1 (en) * 1994-07-13 1996-02-01 The University Of Melbourne Internal combustion engine ignition device
CN101855427A (zh) * 2007-11-09 2010-10-06 瓦锡兰芬兰有限公司 内燃机的预燃室装置
WO2011092364A1 (es) * 2010-02-01 2011-08-04 Diaz Escano Jesus Manuel Motor de combustión interna que utiliza para su funcionamiento combustibles alternativos.
CN102395709A (zh) * 2009-02-17 2012-03-28 麦卡利斯特技术有限责任公司 在电解过程中用于气体捕获的装置和方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51127923A (en) * 1975-04-30 1976-11-08 Nissan Motor Co Ltd Thermal engine
JP2013519512A (ja) * 2010-02-13 2013-05-30 マクアリスター テクノロジーズ エルエルシー 連動する熱化学反応装置およびエンジンならびに関連するシステムおよび方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996002742A1 (en) * 1994-07-13 1996-02-01 The University Of Melbourne Internal combustion engine ignition device
CN101855427A (zh) * 2007-11-09 2010-10-06 瓦锡兰芬兰有限公司 内燃机的预燃室装置
CN102395709A (zh) * 2009-02-17 2012-03-28 麦卡利斯特技术有限责任公司 在电解过程中用于气体捕获的装置和方法
WO2011092364A1 (es) * 2010-02-01 2011-08-04 Diaz Escano Jesus Manuel Motor de combustión interna que utiliza para su funcionamiento combustibles alternativos.

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112901337A (zh) * 2021-04-02 2021-06-04 贵州华气动力有限责任公司 一种大功率低浓度瓦斯发动机及其供气方法
CN113047940A (zh) * 2021-04-02 2021-06-29 贵州华气动力有限责任公司 一种利用低浓度瓦斯的预燃室
CN113719374A (zh) * 2021-07-29 2021-11-30 东风商用车有限公司 应用于侧置式射流点火系统的燃料供给通道

Also Published As

Publication number Publication date
EP2946085A1 (en) 2015-11-25
WO2014111138A1 (en) 2014-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104718359A (zh) 氢气冲洗的预燃室
CN104919154A (zh) 氢气冲刷式燃烧室
US10060301B2 (en) Gas turbine unit operating mode and design
JP5923261B2 (ja) 水素リッチ燃料を生成するためのシステム及び方法
RU2708957C1 (ru) Газотурбинная установка газоперекачивающего агрегата
US20150321155A1 (en) Fuel delivery system and method of operating a power generation system
WO2004072451A1 (en) Pulse detonation engine system for driving turbine
US4429534A (en) Methanol fueled spark ignition engine
RU2008113706A (ru) Способ создания водородного энергохимического комплекса и устройство для его реализации
JP2013241931A (ja) 水素リッチ燃料を生成するためのシステム及び方法
CA2715493A1 (en) Methods and systems for integrated boiler feed water heating
CA3012085C (en) Method and equipment for combustion of ammonia
KR101440191B1 (ko) 고효율 연료전지 하이브리드 시스템
CN203486894U (zh) 燃气轮机余热反应器及其燃气发电机组
CN104919156A (zh) 氢气冲洗式燃烧室
CN103097694B (zh) 使用离子传输膜发电的系统和方法
JP2002266655A (ja) 燃料電池と連続燃焼エンジンの併用法
JP2001152846A (ja) 燃料改質装置を備えたエンジン
CN104736832A (zh) 具有电动机驱动的压缩机的燃气重整器
EP2904256B1 (en) Hydrogen generation out of water
CN116122992B (zh) 一种基于等离子体裂解技术的氨燃料发动机系统
WO2024014962A1 (en) Carbon capture system comprising a gas turbine with two burners
KR100650911B1 (ko) 제철공정 발전 보일러용 비상발전기
CN114988364A (zh) 一种基于天然气制氢与燃料电池技术的发电系统
JPH09213354A (ja) 燃料電池発電設備

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150916