ES2315521T3 - Procedimiento y aparato para el control de un aparato de pulverizacion. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para controlar un aparato de pulverización, concebido para la humidificación del aire de admisión de un motor, comprendiendo dicho aparato por lo menos dos boquillas de pulverización (1a, 1b, 1c, 1d) para pulverizar un líquido en el aire de admisión, caracterizado porque, de acuerdo con las instrucciones del sistema de control, cuando aumenta la cantidad requerida de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas, los pasos de flujo de líquido se abren para más boquillas (1a, 1b, 1c, 1d) y/o el flujo de líquido se dirige a un paso de flujo que conduce a una boquilla que permite un flujo de líquido mayor a través de la misma por unidad de tiempo, y cuando disminuye la cantidad requerida de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas, los canales de flujo de líquido se cierran por lo menos para algunas de las boquillas (1a, 1b, 1c, 1d) y/o el flujo de líquido se dirige a una boquilla que permite un flujo de líquido menor a través de la misma por unidad de tiempo, y porque una cantidad sustancialmente constante de líquido por unidad de tiempo se alimenta en el tubo de suministro (4) y por lo menos una parte de la cantidad de líquido suministrada que no se dirige a las boquillas se transporta al tubo de retorno (5), de manera que el valor de la suma de los valores k activados se mantiene sustancialmente constante, siendo el valor k la resistencia al flujo de una boquilla.

Description

Procedimiento y aparato para el control de un aparato de pulverización.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 1 para controlar un aparato de pulverización concebido para la humidificación del aire de admisión de un motor.

La invención se refiere asimismo a un aparato tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 12.

Los gases de escape de los motores de pistón, en particular los motores diésel, contienen muchos tipos de productos de combustión nocivos. A las elevadas temperaturas de combustión, el proceso de combustión en los cilindros de un motor de pistón produce óxidos de nitrógeno (NOx), que se emiten al aire junto con los gases de escape. Debido a los efectos perjudiciales para el medioambiente de las emisiones de óxido de nitrógeno, se están realizando esfuerzos para minimizar su producción.

Como es conocido, añadir agua al proceso de combustión reduce la generación de óxidos de nitrógeno. Ese fenómeno se basa en el efecto refrigerante del agua. En la práctica, la introducción de agua en el proceso de combustión se realiza a menudo inyectando agua en el aire de admisión. Estas disposiciones son ventajosas en cuanto a la eficiencia del motor. La cantidad máxima de agua introducida en el espacio de combustión del motor puede ser ventajosamente la cantidad que permanecerá en forma gaseosa en la presión de aire de admisión y condiciones de temperatura.

El documento US-A-3.107.657 describe un dispositivo para suministrar aire cargado de humedad al colector de admisión de un motor de combustión interna. El documento describe un dispositivo muy complicado que comprende una reserva para el agua, un par de depósitos de vacío que presenta cada uno un conducto de entrada de pulverización en comunicación con la reserva. El vacío del colector de admisión 10 se aplica al interior de uno de los depósitos de vacío. Esto tiene como resultado que se extraiga el agua hacia arriba a través del conducto de suministro conectado con el depósito de vacío y el flujo de agua a través de los conductos y hacia fuera de la boquilla, al interior del depósito de vacío. Esta agua atomizada o aire que transporta gotas de agua se aspira hacia arriba a través del conducto en el colector, en el que se mezcla con la mezcla combustible-aire del carburador. El dispositivo según el documento no puede funcionar con precisión dado que el agua no se pulveriza directamente al conducto de aire de admisión (colector).

El objetivo de la invención consiste en proporcionar un tipo de sistema de control completamente nuevo que permita que el aire de admisión se humidifique de una manera deseada en diferentes condiciones de carga del motor.

Otro objetivo de la invención consiste en proporcionar un aparato de control que permita la humidificación del aire de entrada en diferentes condiciones de carga del motor.

El procedimiento de la invención está caracterizado porque, de acuerdo con las instrucciones del sistema de control, cuando aumenta la cantidad requerida de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas, los pasos de flujo de líquido están abiertos para más boquillas y/o el flujo de líquido se dirige al paso de flujo que conduce a una boquilla que permite un mayor flujo de líquido a través de la misma, por unidad de tiempo, y cuando disminuye la cantidad requerida de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas, los canales de flujo de líquido se cierran por lo menos para algunas de las boquillas y/o el flujo de líquido se dirige a una boquilla que permite un menor flujo de líquido a través de ella, por unidad de tiempo, y que una cantidad prácticamente constante de líquido por unidad de tiempo se alimente en un tubo de suministro y por lo menos una parte de la cantidad líquida suministrada, que no se dirija a las boquillas, se transporte al tubo de retorno, de manera que el valor de la suma de los valores k activados (abiertos) se mantenga prácticamente constante.

El procedimiento de la invención está asimismo caracterizado por lo que se establece en las reivindicaciones 2 a 11.

El aparato de la invención está caracterizado por lo que se establece en las reivindicaciones 12 a 21.

La solución de la invención presenta numerosas ventajas importantes. Mediante la aplicación del procedimiento de la invención, puede obtenerse un control muy exacto de un aparato de pulverización utilizando una unidad de bomba relativamente económica. Proporcionando al cabezal de pulverización boquillas que presenten diferentes propiedades, pueden modificarse la cantidad y/o características de la neblina de agua que debe inyectarse, de la manera que se desee, abriendo y cerrando los canales del medio que conducen a las diferentes boquillas en el cabezal de pulverización. Proporcionando un bomba de salida constante y una línea de retorno cuyo valor k siempre corresponda con el valor k de las boquillas cerradas, se obtiene un sistema en el que la suma de los valores k es siempre prácticamente constante. Utilizando un medio de presión para controlar las válvulas en la línea de retorno, puede reducirse el número de las válvulas solenoides necesarios. El medio de presión utilizado para el control de las válvulas de la línea de retorno y/o un seguro medio de presión, puede circularse a las boquillas para mantenerlas limpias cuando no pase ningún líquido que deba inyectarse a través de las mismas.

Breve descripción de las figuras

A continuación, se describirá la invención con mayor detalle mediante un ejemplo haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que

la figura 1 presenta un diagrama que representa un aparato según la invención,

la figura 2 ilustra el suministro de una cantidad de líquido por unidad de tiempo dependiendo de la carga del motor en el aparato de la invención,

la figura 3 presenta una segunda forma de realización de la solución de la invención en forma de diagrama, y

la figura 4 presenta una tercera forma de realización de la solución de la invención en forma de diagrama.

Descripción detallada de la invención

La figura 1 presenta un diagrama que representa el procedimiento y el sistema de la invención en forma de diagrama. El sistema comprende por lo menos dos boquillas 1a, 1b, 1c, 1d, que están dispuestas en el conducto de entrada de aire del motor o en un espacio correspondiente que conduce a la cámara de combustión del motor para la humidificación del aire de admisión. En el caso representado en la figura, se ilustran cuatro boquillas, con un canal 2a, 2b, 2c, 2d que conducen a cada boquilla desde un conducto de suministro 4 que suministra un medio de presión, preferentemente un líquido acuoso. El medio de presión se alimenta al tubo de suministro por una bomba 6, accionada por un dispositivo de accionamiento 7. La bomba bombea el medio de presión desde una fuente de medio de presión 10, tal como un depósito. Los números de referencia 8 y 9 indican un conducto y una válvula de descarga a través de la cual el líquido puede fluir en caso de que la presión de la bomba y la presión en el tubo 8 superen un cierto valor límite preajustable. Los números de referencia 13 y 15 indican las válvulas, y el número de referencia 14 indica un filtro. El filtro impide que las partículas que pudieran obstruir las válvulas 1a, 1b, 1c, 1d del cabezal de pulverización entren en el sistema de pulverización. Cuando la superficie líquida en el recipiente 10 cae por debajo de un cierto nivel, un conmutador de nivel 11 abrirá la válvula abierta 13. El conmutador 24 cerrará la válvula cuando el nivel de agua en el recipiente 10 se haya elevado a una cierta altura.

La bomba 6 es preferentemente una bomba de salida constante que siempre bombea la misma cantidad Q de medio de presión por unidad de tiempo al tubo de suministro 4, cuando está en funcionamiento. El accionamiento 7 de la bomba es preferentemente un motor, por ejemplo un motor accionado eléctricamente de corriente directa, que acciona la bomba a una velocidad constante. Los canales 2a, 2b, 2c, 2d que conducen a las boquillas, están provistos de elementos de válvula A1, B1, C1, D1, que pueden abrirse y cerrarse tal como ordene el sistema de control. El sistema de control controla normalmente las válvulas A1, B1, C1, D1 según la cantidad requerida de líquido que debe pulverizarse, preferentemente de acuerdo con la carga del motor, de modo que la cantidad de líquido suministrado a la admisión de aire aumenta normalmente con la carga del motor. El sistema comprende un tubo de retorno 5, a través del cual la cantidad de líquido no alimentado en el aire de admisión regresa al depósito 10. Entre el tubo de suministro 4 y el tubo de retorno 5 están dispuestos unos elementos de válvula A2, B2, C2, D2, que pueden abrirse y cerrarse según ordene el sistema de control. Para cada canal de alimentación cerrado 2a, 2b, 2c, 2d que conduce a las boquillas 1a, 1b, 1c, 1d está previsto un canal correspondiente 3a, 3b, 3c, 3d que se abre en el tubo de retorno 5. Si están abiertas todas las válvulas A1, B1, C1, D1 del canal de alimentación de boquilla, entonces las válvulas A2, B2, C2, D2 en los pasos de flujo que conducen al tubo de retorno 5 están cerradas, y viceversa. La suma de los valores k de los canales de retorno corresponde sustancialmente con la suma de los valores k de las boquillas cerradas y los de sus canales de alimentación. En la forma de realización representada por la figura, cada canal 3a, 3b, 3c, 3d que conduce al tubo de retorno 5 está provisto de un elemento estrangulador, que se ajusta para coincidir con el valor k de la boquilla en estado cerrado. Así pues, la suma de los valores k en el sistema permanece prácticamente constante. En el caso de la Figura 1, el elemento de válvula A1, en el canal de alimentación 2a que conduce desde el tubo de suministro a la válvula 1a, está abierto, permitiendo así que el líquido fluya a la boquilla. Las válvulas B1, C1, D1 en los canales de alimentación que conducen a las válvulas, están cerradas, impidiendo así que el líquido fluya a las válvulas 1b, 1c, 1d. De manera correspondiente, la válvula A2 en el canal 3a, que conduce al tubo de retorno 5, está cerrado, impidiendo que el líquido fluya a través del canal 3a al tubo de retorno. Las válvulas B2, C2, D2, en los otros canales 3b, 3c, 3d, dispuestas entre el tubo de suministro y el tubo de retorno, están abiertas, permitiendo que el líquido fluya a través de las mismas al tubo de retorno 5. Los canales están provistos de un estrangulamiento 17b, 17c, 17d o equivalente, que corresponde a los valores k de las boquillas cerradas. Proporcionado boquillas que presentan diferentes características y diferentes capacidades de cantidad de flujo, puede cubrirse con precisión un intervalo de control muy amplio. En el caso de la Figura 1, mediante el uso de una bomba con una capacidad de salida de 15 l/min., cuando la boquilla 1a presenta una salida de 1 l/min., la boquilla 1b una salida de 2 l/min., la boquilla 1c una salida de 4 l/min., y la boquilla 1d una salida de 8 l/min., puede cubrirse el intervalo total de 1-15 l/min., abriendo y cerrando las válvulas. Normalmente la presión es constante en el sistema. Cuando aumenta la carga del motor, se aumenta la cantidad de líquido que fluye al aire de admisión a través de las boquillas, mediante el aumento del número de boquillas y/o seleccionado una boquilla que permita que fluya a través de la misma una mayor cantidad de líquido, en una unidad de tiempo. Cuando disminuye la carga del motor, se reduce la cantidad de líquido que fluye al aire de admisión a través de las boquillas, mediante la reducción del número de boquillas y/o seleccionado una boquilla que permita que fluya a través de la misma una menor cantidad de líquido, en una unidad de tiempo. En relación con la operación descrita anteriormente, la cantidad de agua suministrada en el tubo de retorno por la ruta de "derivación" se ajusta correspondientemente en proporción inversa a la cantidad de agua alimentada a través de las boquillas. De manera correspondiente, se ajusta el estrangulamiento de modo que por lo menos cuando se inyecta el líquido al aire de admisión en el sistema, la suma de los valores k (\Sigmak) permanece prácticamente constante independientemente de si el líquido pasa a través de las boquillas o a través del tubo de retorno o si una parte de la cantidad de líquido pasa a través de las boquillas y otra parte, prácticamente el resto del mismo, a través del tubo de retorno. El caudal para una boquilla es proporcionado por la fórmula Q=k\surd\rho, en la que Q es el caudal, \rho es la presión que fuerza al medio a través de la boquilla y k es la resistencia de la boquilla. El valor del factor k depende del área de la abertura de la boquilla, entre otras cosas. En el caso de abertura circular, el valor del factor k depende del diámetro d de la abertura de acuerdo con la ecuación k=0,78*d^{2}, cuando la abertura es una denominada abertura corta. La resistencia del tubo de retorno se adapta para corresponder con la resistencia de las boquillas cerradas.

La figura 3 presenta una segunda forma de realización del aparato de la invención. En este caso, está prevista una segunda fuente 20 de medio de presión, por ejemplo una unidad de bomba para bombear aire presurizado, en conexión con el aparato de pulverización. El segundo medio de presión se suministra a través de un tubo de suministro 21 al canal 2a, 2b, 2c, 2d que conduce a las boquillas 1a, 1b, 1c, 1d, a través de unos segundos canales de alimentación 25a, 25b, 25c, 25d. Los canales de alimentación 25a, 25b, 25c, 25d están conectados a los canales que conducen a las boquillas a un punto entre los elementos de válvula A1, B1, C1, D1 y las boquillas 1a, 1b, 1c, 1d. Las segundas válvulas A2, B2, C2, D2 dispuestas en conexión con los canales que conducen al tubo de retorno 5 se controlan utilizando la presión del primer medio de presión. Cuando el sistema de presión proporciona una señal y se abre por lo menos uno de los primeros elementos de válvula A1, B1, C1, D1, el primer medio de presión, normalmente agua que debe inyectarse, puede entrar en el segundo canal de alimentación 25a, 25b, 25c, 25d dispuesto entre las válvulas y las boquillas. El medio de presión puede actuar sobre el regulador 24a, 24b, 24c, 24d controlando el segundo elemento de válvula A2, B2, C2, D2, siendo esta presión mayor que la carga elástica del regulador, con el resultado de que se cierra por lo menos uno de los elementos de válvula. Un segundo medio de presión, por ejemplo líquido o gas o una mezcla de éstos, se suministra a través de los canales 25a, 25b, 25c, 25d a las boquillas que no están en funcionamiento. La presión del segundo medio de presión es normalmente inferior a la presión del primer medio de presión en el tubo de suministro 4. En consecuencia, cuando se abre el primer elemento de válvula, el primer medio de presión puede entrar en el segundo tubo de suministro independientemente de la presión del segundo medio de presión que actúa allí. Cada uno de los segundos canales de alimentación 25a, 25b, 25c, 25d está provisto de una válvula de verificación 23 para impedir que el primer medio de presión entre en el segundo tubo de suministro 21. Después de que la boquilla haya detenido la pulverización, el sistema funciona de manera inversa. Así pues, cuando el primer elemento de válvula está cerrado, la presión en el segundo canal de suministro cae, con el resultado de que la fuerza elástica en el regulador del segundo elemento de válvula supera la fuerza contraria del medio de presión y abre la segunda válvula. El segundo medio de presión puede entonces fluir al segundo canal de alimentación, forzando al primer medio de presión que permanece en el mismo a fluir a la boquilla antes del mismo. El segundo medio de presión puede entonces fluir a través de la boquilla, impidiendo así que las boquillas se obturen en el conducto de admisión de aire. La presión del segundo medio de presión en los tubos es por ejemplo de 6 bares. La fuerza producida por el elemento elástico del regulador del segundo elemento de válvula corresponde a una presión de por ejemplo 10 bares, de modo que el segundo elemento de válvula se cerrará cuando la presión en el segundo canal de alimentación supere los 10 bares. Naturalmente, en lugar de un elemento elástico, pueden utilizarse también otros elementos que puedan actuar de manera correspondiente.

Procedimiento para controlar un aparato de pulverización, especialmente un aparato de pulverización concebido para la humidificación del aire de admisión, comprendiendo dicho aparato por lo menos dos boquillas de pulverización 1a, 1b, 1c, 1d para inyectar líquido en el aire de admisión. De acuerdo con las instrucciones del sistema de control, cuando aumenta la cantidad necesaria de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas, los pasos de flujo de líquido se abren para más boquillas 1a, 1b, 1c, 1d y/o el flujo de líquido se dirige a un canal de flujo que conduce a una boquilla que permite un mayor flujo de líquido a través de la misma, por unidad de tiempo, y cuando disminuye la cantidad necesaria de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas, los canales de flujo de líquido se cierran por lo menos para algunas de las boquillas y/o el flujo de líquido se dirige a una boquilla que permita un menor flujo de líquido a través de la misma, por unidad de tiempo. Una cantidad prácticamente constante de líquido por unidad de tiempo se alimenta en el tubo de suministro 4 y por lo menos una parte de la cantidad de líquido suministrada que no se dirige a las boquillas se transporta al tubo de retorno 5. La presión en el tubo de suministro 4 se mantiene prácticamente constante, independientemente del número de boquillas cabezales de pulverización. El valor k (resistencia) de por lo menos uno de los canales que conducen al tubo de retorno 5 se ajusta para hacer que corresponda con el valor k (resistencia) de las boquillas cerradas. La suma de los valores k activados (resistencia) se mantiene en un valor prácticamente constante. El líquido que debe alimentarse en la línea de retorno se transporta a través de por lo menos un canal de retorno 3a, 3b, 3c, 3d en el tubo de retorno. El canal de retorno 3a, 3b, 3c, 3d está provisto de por lo menos un elemento de válvula A2, B2, C2, D2, que está controlado sobre la base impulsos proporcionados por el sistema de control. En por lo menos un canal de retorno 3a, 3b, 3c, 3d, se utiliza un elemento estrangulador 17a, 17b, 17c, 17d o equivalente, que tiene un valor k adaptado para corresponder al valor k de por lo menos una de las boquillas cerradas. La cantidad de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas 1a, 1b, 1c, 1d se ajusta dependiendo de la carga del motor. A través de las boquillas 1a, 1b, 1c, 1d, se inyecta una neblina líquida, especialmente una neblina de agua. La neblina líquida se inyecta a una presión de 10-300 bares. El tamaño máximo de gota de la neblina líquida inyectada es normalmente 200 micrómetros. Un segundo medio se transporta a la boquilla cuando está en ella en estado cerrado para impedir la obturación de la boquilla.

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Aparato para suministrar una neblina líquida al aire de admisión de un motor, comprendiendo dicho aparato por lo menos dos boquillas para inyectar una neblina líquida en el conducto de admisión de aire. El aparato comprende por lo menos dos canales de alimentación 2a, 2b, 2c, 2d provistos de elementos de válvula A1, B1, C1, D1, un sistema de control, que da impulsos sobre la base de los cuales los elementos de válvula anteriormente mencionados se abren y cierran, unos medios de suministro de líquido 4, 6, 10 para suministrar un líquido acuoso en un canal de alimentación 2a, 2b, 2c, 2d que conducen a por lo menos una boquilla. El aparato comprende además un tubo de salida 5 y por lo menos un canal de salida 3a, 3b, 3c, 3d, a través del cual puede abrirse y cerrarse una conexión al tubo de salida desde el tubo de suministro 4 que conduce a las boquillas. El canal de salida 3a, 3b, 3c, 3d está provisto de un elemento de válvula A2, B2, C2, D2 que se ha dispuesto para cerrarse cuando se abre el elemento de válvula correspondiente A1, B1, C1, D1 en el canal de alimentación 2a, 2b, 2c, 2d que conduce a la boquilla, y abrirse cuando se cierra el elemento de válvula en el canal de alimentación correspondiente, que conduce a la boquilla. El aparato comprende unos medios para mantener la resistencia de flujo (suma de valores k) constante. El aparato comprende varios canales de alimentación 2a, 2b, 2c, 2d que conducen a las boquillas y un número correspondiente de canales de retorno 3a, 3b, 3c, 3d así como elementos de válvula para cada canal de alimentación y canal de retorno, estando controlado conjuntamente cada canal de alimentación - canal de retorno de modo que cuando se abre el canal de alimentación, el canal de retorno se cierra, y viceversa. Los canales de retorno están provistos de un elemento estrangulador 3a', 3b', 3c', 3d' o equivalente. Los medios de suministro de líquido comprenden una fuente de líquido 10 y una bomba 6. El sistema de control ha sido adaptado para controlar el aparato sobre la base de la carga del motor. El aparato comprende unos medios 20, 21, 25a, 25b, 25c, 25d para transportar un segundo medio de presión a boquillas 1a, 1b, 1c, 1d cuyo canal de alimentación está cerrado para impedir la obturación de la boquilla.

Está directamente conectado por lo menos un cabezal de pulverización 1a, 1b, 1c, 1d del aparato de pulverización a las estructuras de conductos de admisión de aire, y se produce directamente en el aire de admisión una fina niebla producida por el cabezal de pulverización que comprende por lo menos una boquilla, en el tubo de admisión de aire. Cuando se utiliza la solución de la invención, no son necesarias cámaras adicionales ni otros recipientes en el tubo de admisión de aire. Las boquillas alimentan neblina de agua a una presión elevada al tubo de admisión de aire. La presión es normalmente de más de 10 bares, preferentemente de más 30 bares, más preferentemente por encima de 50 bares. La presión puede estar normalmente entre 10 y 300 bares. El agua presenta la forma de una neblina fina. Preferentemente el 50% del volumen de agua (Dv50) está en la forma de gotas que tienen normalmente un tamaño inferior a 200 micrómetros, preferentemente por inferior a 100 micrómetros y más preferentemente inferior a 50 micrómetros. En condiciones de carga elevada, el tamaño de la gota puede ser mayor.

Las boquillas en el cabezal de pulverización pueden presentar diferentes propiedades, que han sido adaptadas según la colocación de cada boquilla. El orificio del cabezal de pulverización, el número de boquillas y su orientación puede variar dependiendo de la aplicación. Es también posible suministrar diferentes medios a la boquilla, tales como agua y gas. La figura no representa las boquillas en detalle, pero pueden sustituirse dependiendo de la aplicación.

La Figura 4 presenta otra solución según la invención. Comprende boquillas 1a, 1b, 1c, 1d dispuestas en canales de alimentación 2a, 2b, 2c, 2d, teniendo cada canal un número diferente de boquillas colocadas en diferentes posiciones en el conducto de admisión de aire K. En esta forma de realización, también, los elementos de válvula A1-A2, B1-B2, C1-C2, D1-D2 que controlan el flujo de líquido que entra en los canales de alimentación de boquilla 2a, 2b, 2c, 2d y el canal de retorno 3a, 3b, 3c, 3d, se controlan en pares. Estos pares de elementos de válvula se controlan más apropiadamente por medio de elementos de válvula solenoides A1', B1', C1', D1'. Los canales de retorno están provistos de estranguladores variables 17a, 17b, 17c, 17d por medio de los cuales puede ajustarse el flujo como se desee. De manera correspondiente, la presión puede también variarse abriendo y cerrando los elementos estranguladores en el canal de retorno. En esta forma de realización, los elementos de válvula y estranguladores están dispuestos en bloques de control, indicados en la figura por el número 39 y una línea discontinua. Esta forma de realización comprende también un sistema de limpieza de las boquillas, en el cual un medio de presión, tal como aire presurizado, se suministra desde un medio de presión a través de una tubería 21 por medio de una bomba. La línea 21 de suministro del medio de presión del sistema de limpieza está provista de un estrangulador variable para el control del flujo. El sistema de control comprende además un sistema de regulación de la temperatura, mediante el cual puede ajustarse la temperatura del líquido que debe inyectarse. El sistema comprende un elemento termointercambiador 33 dispuesto en la línea de retorno 5, al cual puede suministrarse calor a través de una línea y la válvula 38. Cuando debe inyectarse una pequeña cantidad de líquido, la mayor parte de la cantidad de líquido suministrada por la bomba vuelve a través de la línea de retorno. La presión se convierte por lo menos parcialmente en calor a medida que pasa a través de los elementos estranguladores 17a-17d, calentándose así el líquido que entra en la línea de retorno. Desde la línea de retorno, por lo menos parte del líquido puede transportarse directamente a la bomba 6 o al depósito 10. En este caso, el termointercambiador 33 puede ser innecesario dado que el mismo sistema genera suficiente calor en el líquido. Por ejemplo, en condiciones de carga baja, si sólo el 10% de la salida de la bomba pasa al aire de admisión, hasta un 90% de la energía del motor de la bomba se transferirá para calentar el líquido. De igual modo, el intercambiador 33 puede también recuperar el calor y transferirlo a otra parte. En el sistema, es posible obtener calor para el líquido que debe pulverizarse incluso sin un termointercambiador. La línea de retorno 5 está también provista preferentemente de un filtro 34 para retirar impurezas del líquido.

Las boquillas son en consecuencia de un tipo tal que producen un chorro de neblina fina cuando se alimenta con líquido a alta presión. Se conocen muchos tipos de boquillas de esta categoría, por ejemplo de la tecnología contra incendios que emplea neblina de agua. Por ejemplo, las patentes WO 92/20454 y WO 94/06567 describen boquillas que producen una neblina de agua a alta presión. Naturalmente, pueden utilizarse otros tipos de boquillas, por ejemplo la patente WO 01/45799 describe otra boquilla.

La cantidad de agua suministrada a través de las boquillas aumenta normalmente con el aumento de carga del motor. Así, cuando la carga del motor es baja, es posible suministrar agua únicamente a algunas de las boquillas y aumentar el número de boquillas cuando aumente la carga. De igual modo, el cabezal pulverizador puede estar provisto de boquillas que tengan diferentes propiedades, tales como caudal, tamaño de gota producido por las boquillas, etc. Es así posible formar diferentes combinaciones, que pueden adaptarse a una amplia gama de diferentes aplicaciones, diferentes tipos de motor, diferentes colocaciones y condiciones.

El aparato de la invención puede hacer un uso total de la cantidad de calor necesaria para la evaporación el agua, refrigerando el aire de admisión en cada punto de inyección a un temperatura próxima a la temperatura en bulbo húmedo (o temperatura de saturación adiabática, que en el caso de una mezcla agua-aire es prácticamente lo mismo), es decir a la temperatura en que es posible la temperatura del aire mediante la vaporización del agua.

De este modo, la humedad del gas que entra en el cilindro y en consecuencia la formación de óxidos de nitrógeno se controla dentro de los límites deseados.

Resulta evidente para el experto en la materia que la invención no se limita a las formas de realización descritas anteriormente, sino que pueden introducirse modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones presentadas a continuación.

Claims (21)

1. Procedimiento para controlar un aparato de pulverización, concebido para la humidificación del aire de admisión de un motor, comprendiendo dicho aparato por lo menos dos boquillas de pulverización (1a, 1b, 1c, 1d) para pulverizar un líquido en el aire de admisión, caracterizado porque, de acuerdo con las instrucciones del sistema de control, cuando aumenta la cantidad requerida de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas, los pasos de flujo de líquido se abren para más boquillas (1a, 1b, 1c, 1d) y/o el flujo de líquido se dirige a un paso de flujo que conduce a una boquilla que permite un flujo de líquido mayor a través de la misma por unidad de tiempo, y cuando disminuye la cantidad requerida de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas, los canales de flujo de líquido se cierran por lo menos para algunas de las boquillas (1a, 1b, 1c, 1d) y/o el flujo de líquido se dirige a una boquilla que permite un flujo de líquido menor a través de la misma por unidad de tiempo, y porque una cantidad sustancialmente constante de líquido por unidad de tiempo se alimenta en el tubo de suministro (4) y por lo menos una parte de la cantidad de líquido suministrada que no se dirige a las boquillas se transporta al tubo de retorno (5), de manera que el valor de la suma de los valores k activados se mantiene sustancialmente constante, siendo el valor k la resistencia al flujo de una boquilla.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en el tubo de suministro (4) se mantiene una presión constante independientemente del número de boquillas que inyectan.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el valor k (resistencia) de por lo menos uno de los canales que conducen al tubo de retorno (5) se ajusta para hacer que corresponda con el valor k de las boquillas en estado cerrado.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el líquido que debe alimentarse en la línea de retorno se transporta a través de por lo menos un canal de retorno (3a, 3b, 3c, 3d) al tubo de retorno.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el canal de retorno (3a, 3b, 3c, 3d) está provisto de por lo menos un elemento de válvula (A2, B2, C2, D2) que está controlado sobre la base de los impulsos proporcionados por el sistema de control.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, en por lo menos un canal de retorno (3a, 3b, 3c, 3d) se utiliza un elemento estrangulador (17a, 17b, 17c, 17d) o equivalente, que presenta un valor k adaptado para corresponder con el valor k de por lo menos una boquilla cerrada.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la cantidad de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas (1a, 1b, 1c, 1d) se ajusta en función de la carga del motor.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque a través de las boquillas (1a, 1b, 1c, 1d) se inyecta una neblina líquida, especialmente una neblina de agua.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la neblina líquida se inyecta a una presión de 10-300 bares.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el tamaño máximo de gota de la neblina líquida inyectada es típicamente de 200 micrómetros.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque un segundo medio es transportado a la boquilla cuando está en estado cerrado para impedir el atasco de la boquilla.

12. Aparato para suministrar una neblina líquida en el aire de admisión de un motor, comprendiendo dicho aparato por lo menos dos boquillas para pulverizar una neblina líquida en el conducto de admisión de aire, y por lo menos dos canales de alimentación (2a, 2b, 2c, 2d) con elementos de válvula (A1, B1, C1, D1) dispuestos en los mismos, un sistema de control que da impulsos sobre la base de los cuales los elementos de válvula mencionados anteriormente son abiertos y cerrados, y unos medios de suministro de líquido (4, 6, 10) para suministrar un líquido acuoso en un canal de alimentación (2a, 2b, 2c, 2d) que conducen a por lo menos una boquilla, caracterizado porque sobre la base de los impulsos proporcionados por el sistema de control, los elementos de válvula (A1, B1, C1, D1) se abren y cierran de manera que cuando aumenta la cantidad requerida de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas, los pasos de flujo de líquido están abiertos para más boquillas (1a, 1b, 1c, 1d) y/o el flujo de líquido se dirige al paso de flujo que conduce a una boquilla que permite un flujo de líquido mayor a través de la misma por unidad de tiempo, y cuando disminuye la cantidad requerida de líquido que debe suministrarse a través de las boquillas, los canales de flujo de líquido se cierran por lo menos para algunas de las boquillas (1a, 1b, 1c, 1d) y/o el flujo de líquido se dirige a una boquilla que permite un flujo de líquido menor a través de ella por unidad de tiempo, y porque el aparato comprende asimismo un tubo de retorno (5) al que puede ser abierta y cerrada una conexión desde el tubo de suministro (5), que conduce a las boquillas, y unos medios para mantener constante la suma de los valores k, siendo el valor k la resistencia al flujo de una boquilla.

13. Aparato según la reivindicación 12, caracterizado porque el aparato comprende además por lo menos menos un canal de retorno (3a, 3b, 3c, 3d), a través del cual puede abrirse y cerrarse una conexión al tubo de retorno desde el tubo de suministro (4) que conduce a las boquillas.

14. Aparato según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el canal de retorno (3a, 3b, 3c, 3d) está provisto de un elemento de válvula (A2, B2, C2, D2) dispuesto para cerrarse cuando se abre el elemento de válvula correspondiente (A1, B1, C1, D1) en el canal de alimentación (2a, 2b, 2c, 2d) que conduce a la boquilla y para abrirse cuando se cierra el elemento de válvula en el canal de alimentación correspondiente que conduce a la boquilla.

15. Aparato según la reivindicación 12 a 14, caracterizado porque el aparato comprende varios canales de alimentación (2a, 2b, 2c, 2d) que conducen a las boquillas y un número correspondiente de canales de retorno (3a, 3b, 3c, 3d) así como elementos de válvula para cada canal de alimentación y canal de retorno, estando controlado conjuntamente cada par de canal de alimentación-canal de retorno de manera que cuando se abre el canal de alimentación, se cierra el canal de retorno, y viceversa.

16. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque los canales de retorno están provistos de un elemento estrangulador (3a', 3b', 3c', 3d') o equivalente.

17. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque los medios de suministro de líquido comprenden una fuente de líquido (10) y una bomba (6).

18. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque el sistema de control se ha adaptado para controlar el aparato sobre la base de la carga del motor.

19. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizado porque el aparato comprende unos medios (33) para regular la temperatura del primer medio de presión.

20. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 19, caracterizado porque el aparato comprende unos medios (20, 21, 25a, 25b, 25c, 25d) para transportar un segundo medio de presión a una boquilla (1a, 1b, 1c, 1d) cuyo canal de alimentación está en estado cerrado, para impedir la obturación de la boquilla.

21. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 20, caracterizado porque comprende unos medios (34, 36, 14) para filtrar por lo menos el primer medio de presión.