CZ2002426A3 - Zvlhčovací systém sání nebo přivádění plynu - Google Patents

Zvlhčovací systém sání nebo přivádění plynu Download PDF

Info

Publication number
CZ2002426A3
CZ2002426A3 CZ2002426A CZ2002426A CZ2002426A3 CZ 2002426 A3 CZ2002426 A3 CZ 2002426A3 CZ 2002426 A CZ2002426 A CZ 2002426A CZ 2002426 A CZ2002426 A CZ 2002426A CZ 2002426 A3 CZ2002426 A3 CZ 2002426A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
hydrophilic membrane
air
water
gas stream
contact
Prior art date
Application number
CZ2002426A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ298320B6 (cs
Inventor
Mark Christopher Tonkin
Mark Elden Schuchardt
Mark Andrew Young
Original Assignee
E. I. Du Pont De Nemours And Company
Design Technology And Irrigation Limited
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 E. I. Du Pont De Nemours And Company, Design Technology And Irrigation Limited filed Critical E. I. Du Pont De Nemours And Company
Publication of CZ2002426A3 publication Critical patent/CZ2002426A3/cs
Publication of CZ298320B6 publication Critical patent/CZ298320B6/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • 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
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F02M25/0224—Water treatment or cleaning
    • 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
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • F02M25/028—Adding water into the charge intakes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • 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

Description

Oblast techniky
Vynález se týká obecně zvlhčovacího systému sá'ní nebo přivádění''' plynu'/ a zvláště, nikoliv však., výlučně, zvlhčovacího systému sání nebo přivádění vzduchu motoru s vnitřním spalováním a zvlhčovacího systému sání nebo přivádění plynu pro palivový článek.
Λ
Dosavadní stav techniky .V systémech ..pro přeměnu energie obecně se pro získání energie spojuje palivo a oxidant. V tomto procesu se chemická, energie přeměňuje na kinetickou^, .energii nebo - elektřinu a teplo. ...... -· ......., . -......- - . ·- · V motorech s vnitřním spalováním, zahrnujících například dvoutaktní, čtyřtaktní, rotační a dieselové motory, se spalují směsi '-paliva a vzduchu - pro získání chemické energie. Před spalováním se musí palivo·; rozptýlit v proudu nasávaného vzduchu .pomocí přímého vstřikování nebo v karburátoru, a samotné spalování může. být spouštěno elektrickou jiskrou, žhaveným drátkem nebo jednoduše kompresním teplem palivo-vzduchové směsi. Ve všech motorech s vnitřním spalováním náhlý nárůst tlaku vyvolaný spalováním palivo-vzduchové směsi uvádí do pohybu součásti motoru, a •4 ‘ propůjčuje tak kinetickou energii poháněnému vozidlu.
Účinnost s jakou se chemická energie přeměňuje na Využitelnou kinetickou energii nebo elektřinu se řídí mnoha faktory, které minimalizují neproduktivní teplo, které je vždy souběžně produkováno. Klíčové proměnné pro maximalizaci
99
9 9 '9
9 »
9 9
9 9
9999
-79 9 9
9 9 • 9 • 9 <99 9 · 9 9 • 9 ··
9 9
9 9 9 *
9 9 9
99 účinnosti motoru s vnitřním spalováním zahrnují maximalizaci tlaku vytvářeného v průběhu spalovacího procesu a minimalizaci teplot nasávaného vzduchu a spalovací komory. Chladněji spalující motor nabízí také ekologickou výhodu snížení množství oxidů dusíku emitovaných jako- vedlejší produkt-i reakcí-· atmosférického dusíku s kyslíkem v průběhu spalovacího procesu.
Navíc'k palivu á vzduchu mohou být do spalovací' komory zaváděny chemické inertní materiály pro absorbování tepla a vytváření tlaku, čímž ''se dosahuje obou výše uvedených požadavků pro 'optimalizaci účinnosti motoru. Zejména může být pro dosažení tohoto účinku použita voda.
V automobilovém průmyslu je známo například používat pro válce motoru selektivní systém chlazení vstřikováním vody. Nicméně, složitost tohoto systému a vysoké náklady pro jeho implementaci společně mohou převážit přínosy získané při provádění · způsobu ve velkém měřítku. Konkrétněji, systém .. vstřikování vody do válců motoru dosud vyžadoval zdroj energie, přesné řízení' a vysoké provozní tlaky, přičemž každý z těchto - požadavků sám . představuje značné omezení potenciální realizace. ’ .. . . -·-·.< . /.
Jiné systémy sánínebo přivádění -plynu, ve kterých je vhodné zvlhčování, zahrnují palivové články, , zejména ’ · ·- Λ ....... . ·...·;
protonměničové membrány (PEM), ve kterých .plyny konstantně procházejí vpřes membránu, která pro optimální provoz musí být udržována vlhká. V souvislosti _s následujícím .vynálezem může být uvažováno také zvlhčování cirkulujícího vzduchu ve sklenících.
Podstata vynálezu
Podle prvního aspektu vynálezu je uspořádán zvlhčovači systém sání nebo přivádění plynu obsahující hydrofilní
• 00 00 -00 00 00
00 0 0 0 9 0 0 0 0' 0
• » • • 00» 0 0 Λ
9
0 · t • 0 0 0 0' 0
000 ···· 00 00 00 0000
-^membránový povrch.
Zvlhčovači systém sání nebo přivádění plynu s výhodou dále obsahuje vodní zásobník vytvořený integrálně s hydrofilním membránovým povrchem.
Může ' ' být·’’· 'uspořádán- -kryt - pro regulaci., plochy hydrofilního membránového povrchu vystavené . vodnímu zásobníků a systému sání nebo přivádění plynu.
Podle dalšího aspektu vynálezu je vytvořen motor obsahující zvlhčovači systém' sání nebo přivádění vzduchu mající hydrofilní’ membránový povrch.
-.....- Motor s výhodou dále zahrnuje vodní zásobník integrálně-·’-.....
spojený s hydrofilním membránovým povrchem.
Podle dalšího aspektu vynálezu vynálezu je vytvořeno motorové vozidlo obsahující zvlhčovači systém sání nebo přivádění vzduchu..mající hydrofilní membránový povrch.
Motorové vozidlo s výhodou dále zahrnuje vodní zásobník integrálně spojený s hydrofilním membránovým povrchem.
Může být uspořádán kryt ’ prd regulací plochy1 hydrofilního membránového' povrchu ’ vystavené vodnímu zásobníku nebo systému sání 'vzduchu. ' * - - > .. ’ - x - - , . ' . / ' , „Výfukový systém motoru odvádí výfukové plyny z procesu vnitřního spalování, a tyto výfukové plyny mohou být využity v teplosměnné spirále ve vodním zásobníku pro .ohřev vody obsažené ve vodním zásobníku.
Podle dalšího vytvoření motorové vozidlo dále zahrnuje' palivovou nádrž mající hydrofilní membránový povrch, skrze který se odpařuje vodní pára, a kanál nacházející se vedle hydrofilní membrány spojený s vodním zásobníkem, přičemž tento kanál je opatřen buď kondenzačním lapačem pro vodní.
• ·· V* 99 99 99
9 9 ♦ 9 • 9 • 9 9 9 9
• · 9 9 999 • 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9 9
999 9999 99 99 9· 9999
páru-íodpařenou přes membránu z palivové nádrže a je připojen k vodnímu zásobníku, nebo prostředky pro vedení vodní páry uvolňované hydrofilní membránou přímo do· p‘roudu vstupujícího vzduchu. Použití membrány pro odpouštění vody z palivové ’ nádrže však může být realizováno také nezávisle ve zvláštním systému. · - . - .. . .... . ...... „ ,,, , .. . . .
Vynález s výhodou umožňuje selektivní přidávání vodní páry do systémů sání vzduchu, například v automobilovém motoru, které je dosaženo snadno (v·termínech jednoduchosti mechaniky a řízení) a· s' poměrně nízkými (ne-lí zanedbatelnými) náklady. Použití' systému podle vynálezu je skutečně velmi žádoucí, neboť omezuje emise z automobilových 'motorů (a podbných), přičemž také zlepšuje účinnost a výkon těchto motorů. ’
Podle dalšího aspektu vynálezu je vytvořen palivový článek obsahující zvlhčovači systém sání nebo přivádění plynu mající hydrofilní membránový povrch. ................ ________
Vynález s'výhodou umožňuje přidávání vodní páry do jednoho nebo více proudů plynu .palivového článku, zejména v palivových článcích s protonměničovou membránou, což chrání protonměničovou membránu.. před vyschnutím a optimalizuje tak provoz palivového článku.
V systémech podle vynálezuje možno'' použít normální .vodovodní vodu nebo vodu ž jiných zdrojů (místo drahé destilované vody), neboť hydrofilní membrána odstraňuje korozivní a poškozující nečistoty. Dále,” konstantní přivádění vodní páry do systému sání vzduchu motoru zamezuje všem problémům apojeným s nemísitelností vodý a automobilních paliv, a také korozním problémům spojeným s přítomností kapalné vody, a konstantní přivádění vodní páry do jednoho nebo více plynů palivového článku optimalizuje jeho provoz zabráněním vyschnutí protonměničové
-5membrány.:.
Přehled obrázků na výkresech
Příkladné vytvoření vynálezu bude popsáno za pomoci přiložených výkresů,na*kterých-představuje· ’ ' Obr. 1 schéma výhodného zvlhčovacího systému sání vzduchu podle vynálezu, kde systém sání vzduchu je znázorněn v souvislosti s motorem motorového vozidle nebo podobně, /•Obr. 2 schéma, .výhodného zvlhčovacího-.-. systému sání . nebo - . .T -.přivádění , plynu podle-- ř.vynál-e.zu znázorněného v souvislosti s·palivovým článkem s protonměničovou membránou,
Obr. 3 schéma palivového článku s protonměničovou membránou. .. podle .obr...... 2.. , ..zahrnujícího další.
zvlhčovači systém sání nebo přivádění plynu.
Příklady provedení vynálezu
Bylo zjištěno, že motory vozidel například vyvíjejí větší výkon při nominálních otáčkách při ranní mlze, přičemž toto zvýšení je důsledkem vlhkosti ve vzduchu. ’ Vynález
- - vychází ze zjištění, ' že existují skutečně významné 'výhody a přínosy například ze vstřikování vody (ve formě vodní páry) ' ' . do. válců motoru. Například omezené .množství vodní páry ve •j. -5- i válci v průběhu procesu stlačení Ja zapálení vede ke. z.výš.ení kompresního poměru aniž by vznikal škodlivý efekt zvonění nebo klepání. Dále, pokud se týká celkového spalovacího procesu ve válci, vodní pára čistí spalovací komoru a zlepšuje spalování paliva (změnami hustoty páry a tepelné kapacity palivo-vzduchové směsi) což vede ke snížení emisí. Navíc, přítomnost vodní páry ve spalovací komoře má chladicí
účinek,.který chladí spalování. Jinými slovy, vysoké výparné teplo vody zapříčiňuje že motor běží chladněji, což umožňuje efektivnější funkci maziva. Při obsahu vodní páry ve válcích také lze -pozorovat zlepšení spotřeby paliva.
Na obr. 1 je znázorněno schéma zvlhčovacího systému 10 sání nebo přiváděni vzduchu podle ' výhodného provedení . vynálezu. Systém sání vzduchu je ve skutečnosti znázorněn v souvislosti s motorem 12 motorového vozidla 14 nebo podobně, tento systém sání vzduchu však může -stejně dobře použit v jakémkoliv jiném systému vyžadujícím 'zvýšení vlhkosti. .....Vstupní potrubí . či . rozvaděč. .16 vzduchu., zpravidla umístěný za vzduchovým filtrem, (neznázorněným) obsahuje hydrofilní membránový povrch 18, který odděluje vodní zásobník 20 od vstupního potrubí 16 vzduchu. Vstupní potrubí 16 je spojeno s karburátorem 21 obsahujícím vstup 22 paliva zahrnující -konvenční _ ·jehlový_______ventil...._ -.24- - (karburátor samozřejmě může být nahrazen jakýmkoliv obvyklým systémem přivádění paliva, například vstřikovacím systémem paliva nebo podobně) . Hydrofilní membránový povrch 18 může být ... obklopen škrtícím prvkěrri '(ci krytem) 26, 'který reguluje _ i plochu hydrofilního’ membránového povrchu· 18, vystavenou buď vstupnímu potřubí 16 vzduchu, nebo -vodnímu -zásobníku 20. -Škrtící prvek 26 může .být mechanicky-řízen, avšak-ve * spojení s motorem vozidla je vhodnější regulace mikroprocesorem .,28. Jak bylo výše. popsáno,' karburátor 21 zahrnuje-. Venturiho . trgbici 30, která' zvyšuje rychlost vzduchu a· podporuje ^.odpaření uhlovodíkového paliva z přívodu 22 ;palivaPaliyo-,v-} vzduchová směs 32 je pak přiváděna do vstupních ventilů 3436 v hlavách 38-40 válců bloku 42 motoru. Pro účely i jednoduchosti je na obr. 1 příkladně znázorněn dvouválcový motor.
Vodní zásobník 20 samozřejmě může být vzdálen od
hydrofilní.....'membrány, přičemž přívod vody na povrch.
hydrofilní - membrány .:. může být realizován pouze napájecím potrubím -Vzdáleným od vstupního potrubí vzduchu.. . ;· . ·
Povrch hydrofilní membrány může být jakéhokoliv požadovaňého tvaru a může být vlnitý nebo plochý, s tvarem přispívajícím k maximálnímu prosazení páry odpařující se přes membránu- z vodního zásobníku. Je zřejmé, že obecně určuje rychlost odpařování’přeš membránu ' rychlost, jakou je vodní pára odstraňována z povrchu membrány (a gradient tlaku páry napříč membránou). Dokonce i- když motor- nepracuje, nastává určité odpařování - přes membránu, avšak je • zanédbatelné a nemá účinek vzhledem k tomu, - že se vzduch v systému sání vzduchu; nepohybuje, 'a‘‘. zbytková vlhkost zůstává v tomto otevřeném systému.
V závislosti ne různých stupních činnosti válce (sání, stlačení, výbuch a výfuk) se otevírají výfukové ventily 44... - spojené s každým - válcem 38-40 pro vypuzení- výfukových plynů 48 (s určitým malým množstvím nespáleného paliva) do výfukového systému 50 motorového vozidla’14. Výfukový systém 7 50 volitelně může být zaveden . do teplosměnné spirály 52 nacházející se ve vodním ~ zásobní ku - 20, :j'ejíž pomocí se zvyšuje teplota vody ve vodním zásobníku 20. To je výhodné ze dvou ' důvodů, ’ předně j sou u výfukové· plyny odevzdávány '-•'relativně chladnější (a tedy méně-ekologicky škodlivé-) , -a za :druhé - zvýšená teplota- vody zvyšuje 7 rychlost 'procesu -- odpařování .'přes -hydrofilní membránový povrch 18 . -Jakmile výfukové plyny 48 projdou skrze tepldsměnnou spirálu .52, ;; . jsou vypouštěny z motorového vozidla 14-.:. (například ..po dalším, čištění v katalyzátorovém konvertoru) - prostřednictvím výfukového potrubí.
Protože teplota vody ve vodním zásobníku by měla být omezena na specifické pracovní rozmezí, teploměr 54 (nebo podobně) předává hodnotu teploty mikroprocesoru 28, který
-8• · '···'·· · ♦ * · ♦ ··* » pak může regulovat ohřev vody otevíráním a uzavíráním ventilu a obtokového systému 56. Alternativně nebo navíc, teplota vodyrve· vodním zásobníku může být nastavenavpomocí obvyklého topného zařízení, například pomocí mikroprocesorem řízené topné spirály. Jestliže má být ve vodním zásobníku dosažena vysoká teplota (např. 60 °C nebo .vyšší), může být nezbytné uspořádat pro hydrofilní membránový povrch 18 opěrnou strukturu, neboť jestliže není membrána podepřena, v závislosti na zvoleném materiálu hydrofilní membrány, může změknout nebo se může deformovat.
Za provozu membránový povrch prochází vodní 18 a ·vstupuje pára skrze ‘hydrofilní do ·' p roudu v s t upu jící ho vzduchů. Jestliže-'motor běží rychleji, což vyžaduje, zvýšenou rychlost pohybu pístu v každém válci, v souladu s tím narůstá množství vodní páry odebrané z povrchu membrány, t j . tento systém je samoregulující v závislosti na požadavku nasávání vzduchu, ačkoliv škrticí prvek 26 může dále regulovat ' množství ' vodní páry dodávané z vodního zásobníku 20.
Vodní .-zásobník' 20 je s výhodou .«umístěn. v motoru . v takové poloze,' aby když nastane proražení hydrofilní rriembrány, voda v něm umístěná nevstupovala do motoru. V této ’ ’ situaci je nevyhnutelná ztráta ' účinnosti' raotoru· (stejná'jako kdýž je vodní'· zásobní k za '.provozu suchý),; av-šak nenastane --poškození motoru. Jestliže hladina vody ve-, vodním, zásobníku -v· -20 příliš poklesne, mikroprocesor může. upozornit řidiče. -. .
Další aspekt, který může být realizován či může fungovat nezávisle na systému podle obr. 1, představuje odstraňování vody
60, která zásobuje zahrnuje hydrofilní z palivové nádrže karburátor 21. Palivová nádrž 60 membránový povrch 62, který je s výhodou umístěn na dně 64 palivové nádrže 60. Protože uhlovodíkové palivo je lehčí než voda, vyloučí se veškerá voda přítomná v palivové nádrži
-9z palivové nádrže .^-60 prostřednictvím odpařování přes membránu. Vodní párayprocház-ející skrze membránu 62 se může dostávat přímo -zpět 'do proudu vstupu vzduchu, buď čerpáním nebo tím, že je.* palivová nádrž umístěna tak, že membrána ,62 dodává vodu odpařenou přes membránu přímo do vstupu 16 vzduchu.. .Alternativně může být. vodní. pára... kondenzována _ na kapalnou vodu 65· a shromažďována ,v kanálu 16 spojeném ?· s vodním zásobníkem prostřednictvím, čerpadla. . .16. Tento systém je zvláště vhodný v souvislosti s dieselovými motory, zejména v námořním zařízení, kde jsou nechráněné dieselové motory jinak náchylné k poruchám, jestliže voda vnikne do palivové nádrže a zmrzne. Při tomto vytvoření vynálezu je samozřejmě nezbytné pečlivě volit materiál, z něhož je hydrofilní membrána” konstruována, ábý se její' struktura nepoškodila dlouhodobým stykem s palivem a také aby přes membránový’ povrch 62 ’ neprocházelo v podstatě žádné ’ nebo alespoň ne významné množství paliva nebo jeho složek do proudu nasávaného vzduchu nebo do vodního zásobníku 20.
V souhrnu, hydrofilní membrána 18 slouží k prostorovému oddělení kapalné vody (včetně vodovodní vody a jiných druhů znečištěné vody obsahující organické nebo anorganické sole, suspenzí nebo emulzí) od objemu vzduchu nasávaného do motoru 12 s vnitřním spalováním nebo podobně. Hydrofilní membrána funguje jako filtr této kapalné vody tak, že skrze tuto hydrofilní membránu se odpaří jen čistá vodní pára. Tato čistá vodní pára je pak kontinuálně dodávána do systému sání vzduchu motoru. Množství čistě vodní* páry dodávané do systému' vzduchu- je samoregulující, přičemž je jí dodáváno více, ’ když se proud vzduchu pohybuje kolem hydrofilní membrány rychleji.
Podle druhého vytvoření vynálezu je vytvořen palivový článek .zahrnující zvlhčovači systém sání nebo přivádění plynu obsahující hydrofilní membránu, zvláště palivový článek s protonměničovou membránou.
- 1099 9 9
Palivové články, ssiprotonměničovými membránami fungují tak, že spojují vodí kr-s* atmosférickým nebo čistým kyslíkem1 za pomoci katalyzátoru, přičemž generují využitelnou*-.··,, elektřinu, a vodu j.ako. vedlejší produkt přes protonměničovou· -- membránu a katalyzátor. Vodík účinkuje jako anoda a · .
-atmosférický .nebo čistý · kyslík , jako. katoda. ...Nosič _ .proudu-.·----který proudí přes -protonměničovou -membránu, pro proces - . vyvíjení,, elektřiny .tvoří. protony.. Pro efektivní, funkci musí , ...
být .protonměničová membrána udržována vlhká, protože .pro transport protonů (.spíše H3O+, než H+) přes membránu a tím vyvíjení proudu je potřebná voda. Čím vyšší je relativní vlhkost plynů nasávaných do palivového článku, tím vyšší je účinnost tohoto zařízení pro přeměnu energie při výrobě elektřiny.
Zvlhčení protonměničové membrány- se. dosahuje zvlhčením nasávaného proudu vodíkového plynu, volitelně také zvlhčením nasávaného proudu vzduchu nebo kyslíkového plynu. Zvlhčování nasávaných proudů vodíku a vzduchu nebo kyslíku je možno provádět recirkulací vody vyvíjené, jako vedlejší produkt činnosti palivového článku, nebo- je možno použít samostatně přídavnou vodu.
; Vodíkový plyn -je' zpravidla dostupný ve stlačené formě v tlakových lahvích a obsahuje' velmi málo vlKkdsti. Také vzduch nebo kyslikl-použitý jako druhý nasávaný*-proud plynu může ' vyžadovat zvlhčení, <-v závislosti · na jeho -původním obsahu vzduchu. -Jak se. pro- vyvíjení většího množství elektřiny zvyšuje’ sání plynných proudů vodíku a vzduchu nebo kyslíku, - stává se zvlhčování· zejména vodíku stále obtížnějším, což vede ke snížení účinnosti palivového článku při vyšší hustotě energie.
Dosavadní způsoby zvlhčování nasávaných proudů plynu používají drahé membránové materiály a jsou složité, takže existuje kritická potřeba účinného zvlhčovacího systému
- 11 s nízkými náklady.
- · . 'Γ £ '·??’ * >?'
Další vytvoření _ vynálezu tedy spočívá v použití hydrofilních membrán k oddělování nasávaných suchých plynných proudů, totiž vodíku a kyslíku nebo vzduchu, od vlhkého, o kyslík ochuzeného výfukového proudu plynu, takže voda může procházet skrze hydrofilní membránu z vlhkého výfukového vzduchu do suchého nasávaného proudu vodíku a vzduchu nebo kyslíku. Samoregulující funkce hydrofilní membrány umožňuje aby se více vody odpařilo přes membránu když je větší průtok plynu, což je právě to,’ co je třeba.
Obr. 2 představuje schéma palivového článku 100, kde je suchý proud 102 vodíkového plynu zvlhčován uvedením do styku s hydrofilní membránou 104, která je svou druhou stranou ve styku s vlhkým výfukovým vzduchem 106. Voda se tedy odpařuje přes hydrofilní membránu 104 a zvlhčuje proud vodíkového plynu 102 předtím, než vstoupí, do palivového článku.
Volitelně může být použita přídavná hydrofilní membrána 108, oddělující proud 102 vodíkového plynu od nádoby -110 naplněné. · kapalnou vodou výfukového vzduchu není vodíkového·-^ plynu, může
112. Jestliže vlhkost proudu dostatečná, pro. zvlhčení proudu být pomocí tohoto volitelného přídavného uspořádání ^poskytnuto odpařováním přes hydrofilní membránu 108 více vody.
Obr. 3' znázorňuje' další vytvoření. palivového článku podle vynálezu, kde še4 nejen zvlhčuje proud '102 suchého vodíkového · plynu,· ale také proud 114 vzduchu nebo 'kyslíkového plynů.' Obdobným ^způsobem-jako je zvlhčován proud· 102 vodíkového plynu, proud 114 vzduchu nebo kyslíkového plynu je ve styku s hydrofilní membránou 116, která je druhou, stranou ve styku s vlhkým výfukovým vzduchem 106. Voda prochází přes hydrofilní membránu .116 a zvlhčuje proud 114 vzduchu nebo kyslíkového plynu předtím, než vstoupí do »> ·· ·* »· % * » »· ·,
- 12palivového článku 100. .· r..·.
.í h. á. ' ' i
Jak je znázorněno naobrnJ, volitelně může být použita přídavná hydrofilní membrána 118, oddělující proud 114 vzduchu nebo kyslíkového plynu od nádoby 120 naplněné kapalnou vodou 122. Jestliže vlhkost proudu výfukového vzduchu není dostatečná prď zvlhčení proudu 114 vzduchu nebo kyslíkového plynu, může být pomocí tohoto ' volitelného přídavného uspořádání poskytnuto odpařováním přes hydrofilní membránu 118 více vody. ' - .... Množství vody uvolněné z volitelné přídavné hydrofilní membrány 108 nebo 118 může volitelně být řízeno například ohřevem . vody v, připojených nádobách 110 a 120 . nebo prostřednictvím krytu uspořádaného pro regulaci plochy povrchu hydrofilní membrány vystavené nasávaným proudům vodíku, kyslíku nebo vzduchu.
Hydrofilní membrány 18, 104, 108, 116, 118 volitelně, podle vytvoření vynálezu, mohou být tvarovány pro zajištění maximální, plochy povrchu ve styku s nasávaným plynem cv minimálním prostoru (např. mohou mít žlábkovaný nebo ·. svinutý tvar) . .. .. . .. . - ...... .. . - .
V souvislosti s popsaným uspořádáním, hydrofilní membrány pro použití vě 'zvlhčovačům systému sání nebo přivádění plynu podle vynálezu mohou být vyrobeny z hydrofilníhopolymeru . Termín- '„hydrofilní polymer znamená polymer, který ' ve - styku s kapalnou’ vodou při pokojové teplotě absorbuje vodu, podle- normy ISO 62 (ekvivalentní normě. ASTM D 57 0) . í = 7
Hydrofilní polymer může být jeden nebo směs několika polymerů. Hydrofilní polymer může být například kopolyesterový elastomer nebo směs dvou nebo více kopolyesterových elastomerů, jako např. polymery dostupné od
E.I. duPont de Nemours and Company pod obchodním názvem
- 13 φφ φφ ·♦ ·· • * · • φ φ φφφφ φφφ φ φ φφ φφ φφφφ
HYTREL®. Alternativně může- 'hydrofilní polymer být polyetherový blokový polyamid5 'nebo směs dvou nebo více polyetherových blokových polyamidů, jako jsou polymery od Elf-Atocfiem Company of Paris;--'Francie, dostupné pod názvem PEBAX™. Jiné hydrofilní polymery zahrnují polyetherurethany nebo jejich 'směsi, homópolymery nebo' kopolymery' polyvinylalkoholu a. jejich směsi, Výše uvedený seznam není 'vyčerpávající, avša'k' pouze. příkladně možný výběr hydrofilních polymerů.....
Zvláště výhodný polymer pro transport vodní páry podle vynálezu je kopolyetheresterový elastomer nebo směs dvou nebo více kopolyetheresterových. elastomerů mající množství opakujících se esterových jednotek s dlouhým řetězcem a esterových jednotek s krátkým.řetězcem, spojených esterovými vazbami, přičemž uvedené ' esterové jednotky s dlouhým řetězcem odpovídají vzorci
-...........- 0 -- 0 ------------------- - ...... ' ....... ' ·''..... ' '
II II
.. . -OGO-C-R-C- . ....(I) a esterové jednotky s krátkým řetězcem odpovídají vzorci
0 ... li H ’
-ODO-C-R-C- ·. . .· ‘kde ’ '
a) G je dvouvazný radikál zbývající po odstranění koncových hydroxylových skupin z póly(alkyleoxid)glykolu mající průměrnou molekulovou hmotno-st asi 40,0-4000; .
’ . · ’· ·'$
b) R je dvouvazný radikál zbývající po odstranění karboxylových skupin z dikarboxylové kyseliny mající molekulovou hmotnost menší než asi 300;
b) D je dvouvazný radikál zbývající po odstranění hydroxylových skupin z diolu mající molekulovou hmotnost
- 14·· · · #'»»· »« *,» · • fc fc fc ··· · ·' * fc. · fcfc fc · fcfcfc fcfc,fc fcfcfcfc fcfc fcfc ·· fcfcfcfc menší než asi 250; volitelně
d) kopolyetherester obsahuje 0 a.ž. 68 % hmotn., vztaženo na celkovou hmotnost kopolyetheresteru, ethylenoxidových skupin zabudovných v esterových jednotkách s dlouhým řetězcem v kopolyetheresteru;
e) kopolyetherester obsahuje „ asi 25-80 % . hmotn. esterových jednotek š krátkým řetězcem.
Výhodný polymerní film je vhodný pro zabudování do tenkých avšak pevných membrán, fólií ,a povlaků. Výhodné polymery, kopolyetheresterové elastomery a způsoby jejich výroby jsou v oboru známy, popsány např. v patentu u’S 4 725 481 pro kopolyetheresterový élastomer' s rychlostí prostupu ..vodní páry WVTR 3500 ,g/m2/24 h, nebo v patentu US 4 769 273 pro kopolyetheresterový - elastomer s WVTR 400-2500 g/m2/24 h.
......PoUžiťí ~ komerčně dostupných polymerů jako membrán- je v kontextu předloženého vynálezu možné, nicméně je výhodné aby měly co nejvyšší WVTR pro minimalizaci plochy povrchu hydrofilní membrány nezbytné pro zajištění daného množství vody v sání plynu. Předložený vynález nejvýhodněji používá komerčně dostupné membrány které poskytují WVTR vyšší než 3500 g/m2/24 h, měřeno na filmu použití ' vzduchu při 23 °C a rychlosti 3 m/s.
.Polymer může obsahovať ultrafialové i stabilizátory, barviva, pigmenty, plnidla, podobně. i
Vhodnou a zavedenou cestou fólií je vytlačování taveniny lince. To zhruba znamená zahřívání polymeru na teplotu nad o tloušťce 25 mikrometrů za 50%' relativní vlhkosti při antioxidační 4 stabilizátory, stabilizátory, hydrolýzy, antimikrobiální přísady a pro výrobu membrán ve formě polymeru v obvyklé extruzní
- 15• · · ’· · 9,4
94 ·« 9 ·> 4
99
9: 4
9 9 99 9 jeho bodem tavení a vytlačování. .skrze plochou nebo prstencovou formu, a poté odlévání fólie, za použití systému válců nebo Vyfukování fólie z taveniny. V konstruci membrány může být použit, podpěrný materiál,. . který může zahrnovat tkané, netkané nebo vázané papíry> tkaniny nebo síta, a anorganické polymery. stálé vůči . . vlhkosti, například polyethylen, polypropylen, skelná vlákna a podobně. Podpěrný *·' * ‘ , materiál zvyšuje pevnost,, a .chrání membránu. Podp.ě.rnýmateriál může být umístěn jen na jedné straně hydrofilní membrány, nebo na obou ‘stranách. Jestliže je podpěrný materiál umístěn jen na jedné straně, může být ve styku s vodou nebo odvrácen od ní.
Bez omezení nějakou .zvláštní' teorií, předpokládá se,, že čistící účinek hydrofilní membrány, vytvořené buď ve formě povlaku .nebo ve formě .nepodepřené membrány, .která je ve styku s vodou obsahující suspendované nebo rozpuštěné nečistoty, pevné látky a emulze, nastává proto, že výrazně dipólární molekuly, jako je voda, jsou absorbovány a transportovány přes membránu nebo povlak přednostně před ionty,, například sodnými a chloridovými. Když navíc, existuje gradient tlaku páry napříč membránou, je voda uvolňována na straně která není ve styku se zdrojem vody.
Pokud jde o hydrofilní membrány použité ve výhodných provedeních vynálezu, charakteristiky ·»> prostupu ’ vody se obecně stanovují za použití standardního zkušebního postupu . ASTM E96-95 - postup BW (dříve známého jako zkušební postup ASTM É96.-66'- postup BW) . .Tento 'zkušební- postup se používá pro stanovení rychlosti prostupu vodní , páry (WVTR, Water Vapor Transmission Rate) membránou, a využívá uspořádání s pohárkem pro vodu vapometru) s hladinou nepropustným (tzv. Thwing-Albertova
Pro vodu nepropustný pohárek obsahuje vodu asi devatenáct milimetrů pod horním okrajem pohárku (konkrétně 19±6 mm). Otvor pohárku je vodotěsně
- 16 φφ φ® • φ φ • Φ Φ Φ ·?
·♦ ΦΦ • ΦΦ Φ φ Φ> Φ » Φ Φ « ΦΦ ΦΦ uzavřen.pro vodu prostupnou memránou z testovaného materiálu která má být zkoušena, s ponecháním vzduchové mezery mezivodní hladinou . a. membránou. Při postupu. BW“ se pak pohárek obrátí, takže voda.j.e v přímém styku s.Aestovanou membránou. Zařízení se umístí v testovací komořejpři řízené teplotě a -vlhkosti, a přes . .vnější stranu membrány se dmýchá vzduch-stanovenou rychlostí. Pokusy- se provádějí dvakrát.. Hmotnost, sestavy pohárku., vody a .membrány se měří... v průběhu několikadní a.... výsledky se průměrují. Rychlost, jakou vodní pára prochází skrze membránu, označovaná jako „rychlost prostupu vodní páry, je měřena jako průměrný úbytek hmotnosti této setavy při dané tloušťce membrány, teplotě, vlhkosti a rychlosti vzduchu, a vyjadřuje se jako úbytek hmotnosti na jednotku plochy povrchu membrány za’’ jednotku času. WVTR membrán nebo filmů podle ASTM Ě96-95 ' postup BW se zpravidla měří na fíoii o tloušťce dvačetpěť mikrometrů 'a rychlosti proudění vzduchu tři metry za sekundu (3 m/s), při teplotě vzduchu dvacettři stupňů Celsia (23 °C) a padesátiprocentní (50%) relativní vlhkosti.
Je třeba poznamenat.,.’ že výše uvedený popis -je jen příkladný a že v rámci předloženého vynálezu jsou možné modifikace v podrobnostech. Například, zatímco výhodné provedení podle obr. 1 je konkrétně popsáno v souvislosti s dvouválcovým automobilovým motorem, tento - systém sání vzduchu může být použit pro jakýkoliv motor. Umístění neporézní membrány zvyšující vlhkost může být v některém z mnoha alternativních míst v motoru, včetně kteréhokoliv místa před nebo za vzduchovým filtrem, ve vstupním rozvaděči v místě za vytvořením směsi paliva se vzduchem nebo,dokonce ve válci samotném.
Použití neporézních hydrofilních membrán je nejvýhodnější neboť v soubě zahrnuje přirozené omezení průchodu vodní páry do systému sání, přičemž netrpí ucpáváním nčistotou nebo úlomky, protože není porézní. Kromě
00' • 9 0
0· 0 0
- 179 «000
0 0 0 0'0· 0
0 000 0 ·' 0
0 0 0 0) 0 0 0 0*09 0 0 0
00 09 '0 000 toho, neporézní hydrofilní membrána zaj išťuje;---;„-že tato část systému sání vzduchu, ýe hermeticky oddělena „odí.-zdroje vodní páry, který nemůže . tedy být ovlivněn normálním provozním rozmezím tlaku vzduchu v systému sání yyzduchu v průběhu provozu motoru. .
-18 ?V&o2~ 237 • 4 44 4· *9 *4
9« 4 4·· 4 4 4 9 • 4 4 4 99 9 4 » • » 4 44 9 4'· 4 4 « 4444 499
9499 99 49 ·· 4999
P A T E N.T O V E NÁROKY

Claims (21)

1. Zvlhčovači systém sání nebo- 'přivádění plynu obsahující hydrofilní membránový povrch. , „ .
, .
2. Zvlhčovači systém sání nebo přivádění plynu podle nároku 1, dále obsahující vodní zásobník vytvořený integrálně s hydrofilním membránovým povrchem.
3. Zvlhčovači systém sání nebo přivádění plynu podle nároku 2, dále obsahujici kryt uspořádány pro regulaci plochy hydrofilního membránového povrchu .vystavené vodnímu zásobníku nebo systému sání plynu.
4. Motor obsahující zvlhčovači systém sání nebo přivádění vzduchu mající hydrofilní membránový povrch.
5. Motor podle nároku 4, dále . obsahující vodní zásobník integrálně spojený s hydrofilním membránovým povrchem.
6. Motor., podle nároku 5, dále obsahující kryt uspořádaný pro regulaci plochy hydrofilního membránového povrchu vystavené vodnímu zásobníku nebo .systému, sání vzduchu.
7. Motor podle nároku 4, dále obsahující výfukový systém odvádějící výfukové plyny, .přičemž vodní· zásobník obsahuje teplosměnnou spirálu volitelně připojenou pro přijímání výfukových plynů.
8. Motor podle nároku 7, dále obsahující teplotní čidlo uspořádané pro regulaci průtoku výfukových plynů skrze • 9 99 • 9 9
9 · • 9 «9 «
9 9 9 « • φ
-19• 9 99 • 9 ί
99 9999 teplosměnnou spirálu.
9. Motorové vozidlo obsahující zvlhčovači systém sání nebo přivádění vzduchu mající hydrofilní membránový .povrch.
10. Motorové vozidlo* podle nároku 9, dále obsahující vodní zásobník integrálně spojený s hydrofilním membránovým .povrchem.
11. Motorové vozidlo podle nároku 10, dále obsahující kryt uspořádaný pro regulaci plochy hydrofilního membránového povrchu vystavené vodnímu zásobníku nebo
TO' Ó TV> 11 —> y 1 yotcmu ociii_L
12. Motorové vozidlo podle nároku 10, dále obsahující výfukový systém odvádějící výfukové plyny, přičemž vodní zásobník obsahuje teplosměnnou spirálu volitelně připojenou pro přijímání výfukových 'plynů.
13. Motorové vozidlo podle nároku 12, dále obsahující teplotní čidlo, uspořádané pro regulaci průtoku výfukových plynů skrze teplosměnnou spirálu.
14. Motorové, vozidlo podle nároku 13,, dále obsahující palivovou nádrž obsahující hydrofilní membránový povrch, skrze který se odpařuje vodní pára.
15. Palivový článek obsahující zvlhčovači systém sání nebo přivádění plynu mající hydrofilní membránový povrch.
16.. Palivový článek podle nároku 15, obsahující hydrofilní membránu mající alespoň dvě strany, přičemž první strana je ve styku s proudem vodíkového plynu a druhá strana je ve styku s vlhkým výfukovým vzduchem, takže vodní pára prostupuje přes hydrofilní membránu z vlhkého výfukového plynu do proudu vodíkového plynu. . - r -.
17. Palivový článek podle.; nároku 16, mající .-alespoň druhou hydrofilní membránu, . . přičemž , druhá -hydrofilní membrána má alespoň dvě strany, přičemž. pr-vní strana je ve styku s proudem vodíkového plynu.a druhá strana je ve styku s nádobou s kapalnou vodou, takže .vodní., pára se odpařuje přes druhou hydrofilní membránu z nádoby s kapalnou vodou do proudu vodíkového plynu.
18. Palivový článek podle nároku 16, mající alespoň třetí hydrofilní membránu, přičemž třetí hydrofilní membrána ma alespoň dvě strany, přičemž první strana je ve styku s proudem vzduchu nebo -kyslíkového plynu· a druhá· strana je ve styku s vlhkým výfukovým vzduchem, takže vodní pára prochází přes třetí hydrofilní- membránu z vlhkého výfukového plynu do proudu vzduchu nebo kyslíkového plynu.
19. Palivový článek podle nároku 17, mající alespoň třetí hydrofilní membránu, přičemž třetí hydrofilní membrána má alespoň dvě strany, '-.přičemž první strana je -ve styku s proudem vzduchu nebo kyslíkového plynu a druhá strana je ve styku s vlhkým výfukovým vzduchem, takže vodní pára prochází přes třetí hydrofilní membránu z vlhkého výfukového plynu do proudu vzduchu nebo kyslíkového plynu.
V < „ .
20. Palivový článek podle nároku 18, mající alespoň čtvrtou hydrofilní membránu, přičemž čtvrtá hydrofilní membrána má alespoň dvě strany, přičemž př-vní strana je ve styku s proudem vzduchu nebo kyslíkového plynu a druhá strana je ve styku s nádobou s kapalnou vodou, takže, vodní pára se odpařuje přes čtvrtou hydrofilní membránu z nádoby s kapalnou vodou do proudu vzduchu nebo kyslíkového plynu.
21. Palivový článek podle nároku 19, mající alespoň
-21 čtvrtou hydrofilní membránu, přičemž čtvrtá hydrofilní membrána má alespoň dvě strany,.přičemž první strana je ve. styku s proudem vzduchu nebo kyslíkového plynu a druhá*' ' strana je ve styku s nádobou s -kapalnou vodou, takže vodní pára se odpařuje přes čtvrtou hydrofilní membránu · z nádoby s kapalnou vodou-do proudu vzduchu.nebo.kyslíkového plynu.
CZ20020426A 1999-08-06 2000-08-03 Zarízení pro zvlhcování nasávaného nebo privádeného plynu, spalovací motor a motorové vozidlo CZ298320B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/369,803 US6511052B1 (en) 1999-08-06 1999-08-06 Humidifying gas induction or supply system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2002426A3 true CZ2002426A3 (cs) 2003-06-18
CZ298320B6 CZ298320B6 (cs) 2007-08-29

Family

ID=23456995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20020426A CZ298320B6 (cs) 1999-08-06 2000-08-03 Zarízení pro zvlhcování nasávaného nebo privádeného plynu, spalovací motor a motorové vozidlo

Country Status (12)

Country Link
US (2) US6511052B1 (cs)
EP (1) EP1200727A2 (cs)
JP (1) JP2003506656A (cs)
CN (3) CN101187445B (cs)
AU (1) AU6398100A (cs)
BR (1) BR0013068B1 (cs)
CA (1) CA2380134C (cs)
CZ (1) CZ298320B6 (cs)
MX (1) MXPA02001247A (cs)
PL (1) PL353638A1 (cs)
RU (1) RU2262614C2 (cs)
WO (1) WO2001011216A2 (cs)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6793824B2 (en) * 1998-02-05 2004-09-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Water purification apparatus
JP3389544B2 (ja) * 1999-12-24 2003-03-24 三洋電機株式会社 燃料電池発電システム
EP1261992B1 (en) * 2000-03-08 2011-05-04 BDF IP Holdings Ltd. Membrane exchange humidifier
EP1298749A1 (de) * 2000-11-30 2003-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Befeuchtungszelle und Brennstoffzelleneinrichtung
JP4806139B2 (ja) * 2001-07-05 2011-11-02 本田技研工業株式会社 燃料電池の加湿システム
CN100392252C (zh) * 2002-04-29 2008-06-04 上海神力科技有限公司 一种可为燃料电池输送空气的风机
GB0405637D0 (en) * 2004-03-12 2004-04-21 Danisco Protein
US7178339B2 (en) * 2004-04-07 2007-02-20 Lockheed Martin Corporation Closed-loop cooling system for a hydrogen/oxygen based combustor
DE102004028037B4 (de) * 2004-06-09 2009-04-02 Airbus Deutschland Gmbh Verdampferanordnung für ein Klimasystem eines Flugzeugs
US7344767B2 (en) * 2004-07-26 2008-03-18 Serena Giori Self-cooling beverage container with permeable wall
DE102004062055A1 (de) * 2004-12-23 2006-07-13 Daimlerchrysler Ag Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer Brennstoffzelle
US20060191260A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Aspen Engineering Services, Llc Venturi induction for heat recovery and low nox internal combustion engines
US7716850B2 (en) * 2006-05-03 2010-05-18 Georgia-Pacific Consumer Products Lp Energy-efficient yankee dryer hood system
JP2007323813A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Hitachi Ltd 固体高分子形燃料電池システム
US8499788B2 (en) * 2008-06-03 2013-08-06 Richard J. RAYMO, SR. Dry air fuel vent breather
US8101293B2 (en) * 2009-05-26 2012-01-24 The Invention Science Fund I, Llc System for altering temperature of an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using high thermal conductivity materials based on states of the device
US8802266B2 (en) * 2009-05-26 2014-08-12 The Invention Science Fund I, Llc System for operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using microchannels based on mobile device states and vehicle states
US8715875B2 (en) * 2009-05-26 2014-05-06 The Invention Science Fund I, Llc System and method of operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using thermal conductivity materials based on mobile device states and vehicle states
US20100304258A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Chan Alistair K System and method of altering temperature of an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using high thermal conductivity materials
US9433128B2 (en) 2009-05-26 2016-08-30 Deep Science, Llc System and method of operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device, during charge or discharge using microchannels and high thermal conductivity materials
WO2010137628A1 (ja) * 2009-05-26 2010-12-02 旭化成ケミカルズ株式会社 内燃機関の窒素酸化物削減方法、並びにその装置
US20100304259A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Searete Llc. A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Method of operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using high thermal conductivity materials during charge and discharge
KR20130029819A (ko) * 2010-08-24 2013-03-25 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤 내연 기관의 질소 산화물의 삭감 방법 및 그 장치
DE102014222466A1 (de) * 2014-11-04 2016-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
RU2579310C1 (ru) * 2014-12-29 2016-04-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Система приготовления и подачи водно-топливной смеси в двигатели внутреннего сгорания
WO2016141901A1 (en) * 2015-03-09 2016-09-15 Prihoda S.R.O. Air duct with regulation membrane
US10018156B1 (en) * 2016-12-19 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine water injection
DE102017207833B3 (de) 2017-05-09 2018-06-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wassereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine
WO2019008058A1 (en) * 2017-07-05 2019-01-10 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research VEHICLE SYSTEM AND METHOD FOR INJECTING AN AQUEOUS SOLUTION IN THE COMBUSTION CHAMBER OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE102018205394B3 (de) 2018-04-10 2019-09-05 Audi Ag Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
DE102018003025A1 (de) * 2018-04-13 2019-10-17 Mann+Hummel Gmbh Wasserverteiler für einen Verbrennungsmotor

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1259123A (en) * 1918-03-12 Peter Orance Combined manifold and humidified-air-injecting device for internal-combustion engines.
US1097380A (en) * 1913-07-07 1914-05-19 Louis Weglein Jr Device for moistening and heating the air-supply for internal-combustion engines.
US1273356A (en) * 1915-02-03 1918-07-23 Good Inventions Co Fuel-supply means for combustion-engines.
US4003969A (en) * 1975-08-07 1977-01-18 Robinson William C Carburetor system for internal combustion engine
US4023538A (en) * 1975-10-24 1977-05-17 Econo Fuel Systems, Inc. Hot fuel gas generator
US4068625A (en) * 1976-05-12 1978-01-17 Charles Lester Brown Engine intake air moisturizer
US4188928A (en) * 1977-02-23 1980-02-19 Faustinos Carlos Q Fuel vaporizing apparatus for internal combustion engines
US4101294A (en) * 1977-08-15 1978-07-18 General Electric Company Production of hot, saturated fuel gas
GB2048112A (en) 1979-05-04 1980-12-10 Robert R C Air filter for ic engine intake
EP0035464B1 (en) 1980-02-21 1985-06-05 THOMAS MARK COSWAY &amp; EDNA DOREEN COSWAY System for adding liquid to the combustion air of an internal combustion engine
GB2139110B (en) 1982-12-27 1987-05-20 Gen Electric Water vapor exchange system
JPS61216701A (ja) * 1985-03-21 1986-09-26 Nippon Denso Co Ltd 燃料フイルタ
US4800848A (en) 1986-02-14 1989-01-31 Hubbard Von J Water injection apparatus for internal combustion engines
US4758350A (en) * 1986-08-19 1988-07-19 Pitts Jerry O Process and apparatus to remove separated water from contained hydrocarbon fuel
US4725481A (en) * 1986-10-31 1988-02-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Vapor-permeable, waterproof bicomponent structure
US4769273A (en) * 1987-12-28 1988-09-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Bicomponent moisture barrier poly(etherimide) ester films
US4818637A (en) * 1988-05-20 1989-04-04 United Technologies Corporation Hydrogen/halogen fuel cell with improved water management system
JPH02150640A (ja) * 1988-11-30 1990-06-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 加湿器
JPH02192528A (ja) * 1989-01-20 1990-07-30 Matsushita Refrig Co Ltd 加湿器
JPH0370848A (ja) * 1989-08-09 1991-03-26 Miyazawa Seisakusho:Kk 水の分子を燃焼室へ添加供給する方法及び装置
US4973530A (en) * 1989-12-21 1990-11-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fuel cell water transport
US5122264A (en) * 1991-01-11 1992-06-16 Facet Quantek, Inc. Liquid fuel dispensing system including a filtration vessel within a sump
US5200278A (en) * 1991-03-15 1993-04-06 Ballard Power Systems, Inc. Integrated fuel cell power generation system
DE4201836A1 (de) * 1992-01-24 1993-07-29 Karl Dipl Ing Hein Verbrennungskraftmaschinen mit kraftstoffaufbereitungseinrichtungen fuer die in ihnen verbrannten kraftstoffe
US5348691A (en) * 1993-06-11 1994-09-20 United Technologies Corporation Atmosphere membrane humidifier and method and system for producing humidified air
NL9500253A (nl) 1995-02-10 1996-09-02 Stichting Energie Werkwijze voor het bevochtigen van brandstofgassen alsmede vaste polymeer brandstofcel.
JPH08219504A (ja) * 1995-02-10 1996-08-30 Japan Gore Tex Inc 加湿エレメント及び加湿ユニット
CA2163955A1 (en) * 1995-03-09 1996-09-10 Nicholas F. Didomenico Humidification device
JP3659706B2 (ja) * 1995-08-21 2005-06-15 ジャパンゴアテックス株式会社 加湿エレメント本体、加湿エレメント及び加湿ユニット
US5595690A (en) * 1995-12-11 1997-01-21 Hamilton Standard Method for improving water transport and reducing shrinkage stress in membrane humidifying devices and membrane humidifying devices
US6106965A (en) * 1996-03-29 2000-08-22 Mazda Motor Corporation Polymer electrolyte fuel cell
US5662878A (en) * 1996-04-25 1997-09-02 University Of Chicago Process for the production of hydrogen peroxide
JPH1019279A (ja) * 1996-06-28 1998-01-23 Japan Gore Tex Inc 暖房加湿装置
JP3581495B2 (ja) 1996-09-02 2004-10-27 本田技研工業株式会社 燃料電池用ガスの加湿装置
DE19654977C2 (de) 1996-11-21 1999-11-18 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden und Schwarzrauch in Abgasen von Dieselmotoren sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JPH116640A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Kinzo Miura エアコンディショナーの加湿装置
US5998054A (en) * 1997-07-23 1999-12-07 Plug Power, L.L.C. Fuel cell membrane hydration and fluid metering
US6015633A (en) * 1998-10-07 2000-01-18 Plug Power, L.L.C. Fluid flow plate for water management, method for fabricating same, and fuel cell employing same

Also Published As

Publication number Publication date
RU2262614C2 (ru) 2005-10-20
US20030025219A1 (en) 2003-02-06
CN101187445A (zh) 2008-05-28
CA2380134C (en) 2010-02-09
CN1369034A (zh) 2002-09-11
CZ298320B6 (cs) 2007-08-29
CN1641201A (zh) 2005-07-20
US7611792B2 (en) 2009-11-03
CN101187445B (zh) 2013-01-02
MXPA02001247A (es) 2004-05-21
WO2001011216A2 (en) 2001-02-15
CA2380134A1 (en) 2001-02-15
CN1196852C (zh) 2005-04-13
US6511052B1 (en) 2003-01-28
WO2001011216A3 (en) 2001-08-23
JP2003506656A (ja) 2003-02-18
EP1200727A2 (en) 2002-05-02
BR0013068B1 (pt) 2008-11-18
AU6398100A (en) 2001-03-05
PL353638A1 (en) 2003-12-01
BR0013068A (pt) 2002-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2002426A3 (cs) Zvlhčovací systém sání nebo přivádění plynu
CA2368925C (en) Fuel cell system
CA2339508A1 (en) Fuel cell system
US7314680B2 (en) Integrated fuel cell power module
US20020006537A1 (en) Gas-supplying apparatus, gas-supplying mechanism and gas-supplying process in fuel cell
KR20090128005A (ko) 연료전지용 가습 시스템 및 이를 이용한 연료전지 시스템
MXPA03002659A (es) Calentador/humidificador de contacto para sistemas de celdas de combustible.
KR101743336B1 (ko) 내연 기관의 질소 산화물의 삭감 방법 및 그 장치
CN102170004B (zh) 被动排水装置
CN103069222A (zh) 燃料电池加湿器
JP2003031245A (ja) 燃料電池の加湿システム
US20060101994A1 (en) Device and method for humidifying a gas flow
AU2003236384A1 (en) Humidification of Reactant Streams in Fuel Cells
US20070087239A1 (en) Fuel cell fluid management system
JP2001216986A (ja) 燃料電池用加湿システム
WO2007045103A2 (en) Fuel cell fluid management system
KR102603656B1 (ko) 물관리가 최적화된 계단식 연료 전지 스택 및 연료 전지 시스템
KR20220108569A (ko) 연료전지 막가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템
JP2007298230A (ja) 加湿装置
JP2020095862A (ja) 燃料電池システム
US20230056281A1 (en) Fuel cell and fuel cell system
CA2523640A1 (en) Fuel cell fluid management system
KR20220108570A (ko) 연료전지 막가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템
KR20220108568A (ko) 연료전지 막가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템
KR20220108567A (ko) 연료전지 막가습기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20140803