ES2660825T3 - Sistema de propulsión de barco y método para operar un sistema de propulsión de barco - Google Patents

Sistema de propulsión de barco y método para operar un sistema de propulsión de barco Download PDF

Info

Publication number
ES2660825T3
ES2660825T3 ES15178884.1T ES15178884T ES2660825T3 ES 2660825 T3 ES2660825 T3 ES 2660825T3 ES 15178884 T ES15178884 T ES 15178884T ES 2660825 T3 ES2660825 T3 ES 2660825T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
gas
gasification tank
propulsion system
electrolysis chamber
chamber
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.)
Active
Application number
ES15178884.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Dirk Hoffmann
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.)
Fuelsave GmbH
Original Assignee
Fuelsave 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 Fuelsave GmbH filed Critical Fuelsave GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2660825T3 publication Critical patent/ES2660825T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/14—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven relating to internal-combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • 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
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
    • 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
    • F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
    • 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
    • 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
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0607—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • 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
    • 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
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0665—Tanks, e.g. multiple tanks
    • 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
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0668—Treating or cleaning means; Fuel filters
    • F02D19/0671—Means to generate or modify a fuel, e.g. reformers, electrolytic cells or membranes
    • 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
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0673—Valves; Pressure or flow regulators; Mixers
    • F02D19/0681—Shut-off valves; Check valves; Safety valves; Pressure relief valves
    • 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
    • F02D19/08—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 simultaneously using pluralities of fuels
    • 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
    • F02D19/08—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 simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/081—Adjusting the fuel composition or mixing ratio; Transitioning from one fuel to the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • 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
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
    • F02B2043/106—Hydrogen obtained by electrolysis
    • 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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • 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
    • 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
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

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)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Un sistema de propulsión de barco, caracterizado porque comprende: - un motor de combustión interna (50) para impulsar un barco, - en donde el motor de combustión interna (50) tiene una cámara de combustión (52) para quemar un combustible fósil, en particular un combustible diesel, - una cámara de electrólisis (20) para producir gas hidrógeno y gas oxígeno, - un turbocargador (40), - una línea de suministro (38), la cual está diseñada de modo que una mezcla de gas puede ser transportada a través de un compresor (42) del turbocargador (40) a la cámara de combustión (52), la mezcla de gas incluyendo al menos una parte del gas hidrógeno y el gas oxígeno, y en donde - se proporciona una bomba de vacío (25) para arrastrar el gas hidrógeno y el gas oxígeno de la cámara de electrólisis (20), - se proporciona un tanque de gasificación (30) con compuestos orgánicos volátiles ahí recibidos, en particular metanol o etanol, - además del turbocargador (40) hay un compresor de aire (35) para bombear aire dentro del tanque de gasificación (30), la mezcla de gas, la cual es guiada a través de la línea de suministro (38) a la cámara de combustión (52), también incluye compuestos orgánicos gasificados del tanque de gasificación (30).

Description

imagen1
DESCRIPCION
Sistema de propulsión de barco y método para operar un sistema de propulsión de barco.
5 La presente invención se refiere a un sistema de propulsión de barco de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Además, la invención se refiere a un método para operar un sistema de propulsión de barco de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 9.
Los sistemas de propulsión de barco que son la materia sujeto de esta divulgación pueden accionar un barco
10 diseñado básicamente en forma arbitraria solo o en conjunto con otro sistema de propulsión. Dicho sistema de propulsión de barco puede ser un motor diesel auxiliar, por ejemplo, el cual puede ser proporcionado además de un sistema de propulsión que queme petróleo crudo para impulsar el barco.
Un sistema de propulsión de barco genérico comprende al menos un motor de combustión interna para impulsar un barco, en donde el motor de combustión interna tiene una cámara de combustión para 15 quemar un combustible fósil, en particular un combustible diesel.
Un método genérico para operar un sistema de propulsión de barco comprende los pasos de impulsar un barco con al menos un motor de combustión interna. Para esto, un combustible fósil, por ejemplo un combustible diesel, es introducido en una cámara de combustión del motor de combustión interna.
Iniciando a partir de los sistemas de propulsión de barco conocidos, en particular debido a las
20 regulaciones de emisiones cada vez más exigentes, existe la necesidad de diseñar el proceso de combustión del motor de combustión interna de modo que se alcancen niveles de emisión particularmente bajos. Simultáneamente, la eficacia del motor de combustión interna debiera ser particularmente alta.
KR 2011 0119055 A. US 2012/0067304 A1, EP 2 602 358 A1, US 2006/0179819 A1, y WO 2008/033107 A2 describen motores de combustión interna con los cuales se utilizan gas hidrógeno y gas 25 oxígeno para reducir contaminantes en el escape. En US 2012/0067304 A1 y US 2006/0179819 A1, por
ejemplo, el gas hidrógeno y gas oxígeno son producidos en una unidad de electrólisis.
Un objetivo de la invención puede ser que se proporcione un sistema de propulsión de barco y un método para operar un sistema de propulsión de barco en el cual un motor de combustión interna opere con una eficiencia particularmente alta y tenga emisiones particularmente bajas.
30 Este objetivo se resuelve con el sistema de propulsión de barco que comprende las características de la reivindicación 1 y con el método para operar un sistema de propulsión de barco que comprende las características de la reivindicación 9. De manera conveniente, variantes del sistema de propulsión de barco inventivo y el método inventivo son la materia sujeto de las reivindicaciones dependientes y también se explican en la siguiente descripción.
35 El sistema de propulsión de barco del tipo al que se hizo referencia antes comprende, de acuerdo con la invención, una cámara de electrólisis para producir gas hidrógeno y gas oxígeno, y una bomba de vacío para extraer el gas hidrógeno y el gas oxígeno de la cámara de electrólisis. Además, se proporciona un tanque de gasificación con compuestos orgánicos volátiles, en particular metanol o etanol, recibidos y gasificados ahí, es
40 decir, estos son al menos parcialmente transferidos a un estado gaseoso. Adicionalmente se proporciona una línea de suministro para suministrar una mezcla de gas a la cámara de combustión, la mezcla de gas
2
imagen2
incluyendo compuestos orgánicos gasificados (que es una parte de los compuestos orgánicos volátiles que son transferidos al estado gaseoso) y al menos una parte del gas hidrógeno y el gas oxígeno producidos en la cámara de electrólisis. La línea de suministro y el tanque de gasificación entonces están acomodados de modo que una mezcla de gas, conforme a lo antes definido, es abastecida a la cámara de combustión durante
5 la operación del sistema de propulsión de barco.
El método del tipo al que se hace referencia antes comprende, de acuerdo con la invención: producir gas hidrógeno y gas oxígeno en una cámara de electrólisis, extraer el gas hidrógeno y el gas oxígeno de la cámara de electrólisis con una bomba de vacío, gasificar compuestos orgánicos volátiles, en particular metanol o etanol, en una tanque de gasificación, y suministrar una mezcla de gas que comprende compuestos
10 orgánicos gasificados y al menos una parte de los gases hidrógeno y gases oxígeno producidos en la cámara de electrólisis dentro de la cámara de combustión. Como una idea importante de la invención, el gas hidrógeno y el gas oxígeno producidos mediante electrólisis únicamente son suministrados a la cámara de combustión junto con compuestos orgánicos volátiles gaseosos, esto significa en particular junto con metanol y/o etanol gasificado. Dicha mezcla de gas
15 puede reducir la producción de NOX y puede provocar una combustión particularmente rápida del diesel en la cámara de combustión. Una combustión rápida puede producir una presión más elevada en un punto en tiempo definido, lo cual eventualmente permite una transmisión de potencia más eficiente. La mezcla de gas siempre es suministrada además de un combustible fósil/portador de energía fósil dentro de la cámara de combustión y es quemada ahí. La fracción de energía liberada más grande, por
20 ejemplo al menos 70% o al menos 90%, proviene del combustible fósil, por ejemplo un combustible diesel. La mezcla de gas complementaria entonces no sirve principalmente como un reemplazo para una fuente de energía sino que ayuda a provocar un proceso de combustión deseado. De esta manera, es posible producir menos contaminantes/emisiones y, además, el proceso de combustión puede ocurrir más rápido lo que provoca una posible transmisión de fuerza más eficiente.
25 Los compuestos orgánicos volátiles en principio pueden ser un compuesto orgánico específico o una mezcla de diferentes compuestos orgánicos. El término compuestos orgánicos "volátiles" se puede entender como todos los compuestos orgánicos que pueden ser principalmente gaseosos a temperatura ambiente y/o tener un punto de ebullición por debajo de 100°C o por debajo de 200°C o 300°C. Compuestos orgánicos en particular pueden ser hidrocarburos y/o todos los compuestos que consisten predominantemente de átomos
30 de hidrógeno y carbono. Ejemplos de dichos compuestos orgánicos son los alcanoles (tal como metanol y etanol) o alcanos (tal como metano o etano). El tanque de gasificación en principio puede ser entendido como cualquier contenedor en el cual estén contenidos compuestos orgánicos volátiles. Ahí, al menos parte de los compuestos orgánicos volátiles puede ser transferida desde un estado líquido a un estado gaseoso. La bomba de vacío y el tanque de
35 gasificación preferiblemente pueden estar acomodados de modo que el gas hidrógeno y el gas oxígeno son al menos parcialmente transportados por la bomba de vacío desde la cámara de electrólisis hacia el tanque de gasificación. La mezcla de gas entonces es producida en el tanque de gasificación. La línea de suministro entonces puede iniciar en el tanque de gasificación y puede transportar la mezcla de gas desde ahí en la dirección de la cámara de combustión.
40 El tanque de gasificación entonces puede comprender una entrada conectada con la cámara de electrólisis, y una salida para emitir compuestos orgánicos que han sido gasificados (han sido transferidos al
3
imagen3
estado gaseoso) así como gas hidrógeno y gas oxígeno que están siendo pasados a través del mismo. El tanque de gasificación además puede comprender una abertura de llenado para rellenar compuestos orgánicos líquidos, por ejemplo etanol.
Preferiblemente éste puede ser para suministrar gas hidrógeno y gas oxígeno dentro del tanque de
5 gasificación a través de varias boquillas que son proporcionadas en una parte/porción inferior del tanque de gasificación. En particular, la mitad inferior o la cuarta parte inferior del tanque de gasificación pueden ser vistas como la parte inferior. Esta introducción en la parte inferior de manera conveniente conduce a una gasificación más fuerte. Al utilizar varias boquillas, los gases introducidos pueden fluir a través del tanque de gasificación distribuidos de manera más uniforme, lo cual nuevamente es conveniente para una gasificación
10 más fuerte. La línea de suministro como tal se puede extender a la cámara de combustión. Sin embargo, en principio, es suficiente si la línea de suministro se conecta con un dispositivo/medio de suministro que conduzca la mezcla de gas a la cámara de combustión. Es preferible que la línea de suministro se conecte con un componente colector de entrada de aire/componente de extracción de aire del motor de combustión
15 interna. En la invención, se proporciona un turbocargador y la línea de suministro está diseñada de modo que la mezcla de gas puede ser suministrada a la cámara de combustión a través de un compresor del turbocargador. Como una ventaja, la cámara de combustión y los componentes directamente adyacentes del sistema de propulsión de barco inventivo pueden ser construidos de manera similar como en los sistemas de
20 propulsión de barco convencionales. Además, esta modalidad de la invención permite un control particularmente eficiente de la cantidad de la mezcla de gas suministrada a la cámara de combustión. Esto se explica en forma adicional a continuación con más detalle. La cámara de electrólisis generalmente se puede entender como cualquier dispositivo que produce gas hidrógeno y gas oxígeno, en particular H2 y O2, utilizando energía eléctrica. Una sustancia de partida de la
25 electrólisis puede ser agua o una mezcla hidrosa/acuosa. Se prefiere si la cámara de electrólisis y un sistema de suministro/línea de suministro de la cámara de electrólisis al tanque de gasificación son diseñados de modo que el gas hidrógeno y has oxígeno producidos sean transportados conjuntamente o de forma no separada como oxihidrógeno. Con una construcción comparativamente simple, esto permite una temporización precisa del encendido en el motor de combustión al introducir el oxihidrógeno.
30 La bomba de vacío puede ser una bomba/compresor de un tipo generalmente arbitrario. Este crea una baja presión/presión reducida la cual succiona gas hidrógeno y gas oxígeno fuera de la cámara de electrólisis. La bomba de vacío también puede consistir de varias unidades de bomba. Esto es en particular conveniente si el gas hidrógeno y gas oxígeno producidos son succionados separadamente, es decir, no como oxihidrógeno.
35 Además de transportar el gas hidrógeno y gas oxígeno desde la cámara de electrólisis, la bomba de vacío también puede mejorar la eficiencia de la cámara de electrólisis. Para una electrólisis es deseable que los electrodos de la cámara de electrólisis sean rodeados por un electrolito líquido. La cavitación o producción de burbujas, es decir, gases tales como el gas hidrógeno y gas oxígeno producidos, dificultan la electrólisis y hacen necesarias temperaturas superiores. Esto se puede evitar en una variante preferida de la invención en
40 la cual la bomba de vacío produce una presión reducida en la cámara de electrólisis, en particular una presión por debajo de 1 bar, en particular entre 200 mbar y 700 mbar, en particular entre 300 mbar y 600 mbar o entre
4
imagen4
340 mbar y 580 mbar. Dicha presión comparativamente baja permite operar la cámara de electrólisis a una temperatura por debajo de 40°C, en particular a una temperatura de 38 a 39°C lo cual incrementa la eficiencia de la electrólisis.
La bomba de vacío puede ser operada para succionar tanto gas (en particular gas hidrógeno y gas
5 oxígeno producidos) fuera de la cámara de electrólisis de modo que máximo un cuarto de la cámara de electrólisis, preferiblemente máximo 10% de la cámara de electrólisis, es llenado con gas durante la operación de la cámara de electrólisis.
El motor de combustión interna del sistema de propulsión de barco puede ser un motor diseñado en una manera principalmente conocida la cual proporcione energía térmica y, por lo tanto, energía de
10 movimiento para la propulsión del barco mediante la combustión de un portador de energía (en particular fósil). Un ejemplo de un portador de energía fósil es el diesel, es decir, un combustible diesel, en donde la composición exacta del combustible diesel puede ser variable en formas sustancialmente conocidas.
El sistema de propulsión de barco también comprende un filtro de escape para limpiar el escape, por ejemplo, un filtro de partículas de hollín. La limpieza del filtro de gas de escape es importante para tener una 15 vida preferiblemente larga del filtro de escape. Esto se puede lograr con el gas oxígeno. Si se agrega oxígeno al escape corriente arriba del filtro de gas de escape, éste puede actuar como un radical en el filtro y puede entonces ayudar en la limpieza del filtro. Esto se logra en una modalidad preferida de la invención. Se puede proporcionar un separador, por ejemplo, un diafragma, para separar el gas hidrógeno y el gas oxígeno que pueden ser producidos en la cámara de electrólisis. Además, se proporciona una línea/conducto para
20 suministrar una parte del gas oxígeno al filtro de escape, en donde la mezcla de gas que es suministrada a través de la línea de suministro a la cámara de combustión puede comprender el gas oxígeno remanente (es decir, la parte del gas oxígeno que no es conducida al filtro de escape) y el gas hidrógeno así como los compuestos orgánicos gasificados. La separación del gas oxígeno y gas hidrógeno producidos se puede llevar a cabo en principio en
25 cualquier ubicación. También es posible suministrar gas oxígeno y gas hidrógeno desde la cámara de electrólisis no separada de la cámara de combustión, mientras que una parte de esta mezcla de oxihidrógeno (es decir, la mezcla de gas oxígeno y gas hidrógeno) es canalizada hacia una línea separada y únicamente ahí es separada con el separador en gas oxígeno y, separado del gas oxígeno, gas hidrógeno. La cámara de electrólisis es abastecida con una corriente eléctrica con la cual se producen el gas
30 hidrógeno y el gas oxígeno en la cámara de electrólisis. Además, se introduce agua a partir de la cual se producen el gas hidrógeno y el gas oxígeno. Preferiblemente se proporciona un controlador y está configurado para controlar la corriente eléctrica y/o una introducción de agua dentro de la cámara de electrólisis y/o una potencia de bombeo de la bomba de vacío que depende de una propiedad momentánea de una operación del motor de combustión interna. El control en particular se puede llevar a cabo de modo que la cantidad de la
35 mezcla de gas introducida es la más grande, la cantidad más grande de combustible fósil es suministrada a la cámara de combustión. La mezcla de gas producida entonces no sirve como un reemplazo para un combustible fósil/portador de energía. La mezcla de gas es más bien utilizada como un aditivo que tiene influencia en el proceso de combustión en una forma deseada. El controlador puede establecer la corriente eléctrica y la potencia de bombeo en particular de modo que una relación del diesel inyectado a la mezcla de
40 gas introducida es sustancialmente constante, es decir, sustancialmente independiente de una velocidad de inyección y una cantidad inyectada de diesel. "Sustancialmente constante" se puede ver como comprendiendo
5
imagen5
variaciones hasta del 10%, preferiblemente no mayor que 5%, de la relación antes mencionada.
En una variante preferida, el controlador está configurado para utilizar una presión de arranque en un colector de admisión del motor de combustión interna como la propiedad momentánea de la operación del motor de combustión interna, en función a la cual se controla la corriente eléctrica y/o la potencia de bombeo.
5 La presión de arranque indica una presión de gas/aire en una ruta de admisión/colector de admisión del motor de combustión interna. El controlador se puede configurar para establecer la corriente eléctrica y la potencia de bombeo lo más grande posible, con la presión de arranque más elevada. En lugar de la presión de arranque, es posible utilizar otra presión que dependa de ésta para el control, por ejemplo una presión de escape, en particular corriente arriba del turbocargador. Para obtener la presión de arranque y/u otra presión
10 utilizada para el control, se pueden proporcionar sensores de presión apropiados. En lugar de la presión, se puede utilizar otra cantidad asociada con la potencia del motor para el control, por ejemplo, una velocidad de motor. No obstante, puede ser el caso que el uso de dichas señales eléctricas genere errores con más probabilidad en comparación con un control basado en la presión (de arranque). Se puede preferir que adicionalmente se proporcione un compresor de aire para transportar aire/gas
15 dentro del tanque de gasificación. El aire puede ser aire ambiental, en particular una mezcla de cualesquiera gases. Mientras más aire es bombeado al tanque de gasificación, más grande es la cantidad de compuestos orgánicos gasificados. Esto incrementa la cantidad de la mezcla de gas producida. Esto es deseable cuando el motor de combustión interna quema combustibles fósiles con una velocidad particularmente alta y, en consecuencia, se debiera añadir una cantidad particularmente grande de mezcla de gas producida.
20 Para añadir una cantidad más grande de mezcla de gas producida en caso que se proporcione una cantidad más grande de combustible fósil, puede ser preferible operar la bomba de vacío con potencia de bombeo en incremento en caso que aumente la presión de arranque. Se puede establecer que la bomba de vacío sea operada con una potencia de bombeo máxima cuando la presión de arranque alcance un umbral de presión de arranque predefinido. Si la presión de arranque pasa por encima del umbral de presión de
25 arranque predefinido, sería deseable añadir una cantidad incluso más grande de mezcla de gas. La cantidad de gas oxígeno y gas hidrógeno es limitada debido a la bomba de vacío y la cámara de electrólisis, no obstante, una cantidad más grande de compuestos orgánicos gasificados puede ser añadida por medio del compresor de aire. Por lo tanto se puede establecer que el compresor de aire sea operado adicionalmente cuando la presión de arranque aumente por encima del umbral de presión de arranque predefinido. En
30 particular, una potencia del compresor de aire puede ser establecida como la más elevada, de modo que más presión de arranque aumenta por arriba del umbral de presión de arranque predefinido. En estos casos, la bomba de vacío siempre es operada con una potencia de bombeo máxima. Debido al compresor de aire, la composición de la mezcla de gas cambia; no obstante, esto sigue siendo mejor que una cantidad insuficiente de mezcla de gas disponible. En este control, en lugar de la presión de arranque también se puede utilizar otra
35 presión la cual dependa de la presión de arranque (por ejemplo, una presión de escape). Además, en lugar de la presión de arranque se puede utilizar otra cantidad/propiedad que incremente con el aumento de la potencia del motor, por ejemplo, la velocidad del motor.
Puede ser preferible que se proporcione un tanque de almacenamiento y que esté conectado con el tanque de gasificación. El tanque de almacenamiento incluye compuestos orgánicos y sirve para llenar el 40 tanque de gasificación. Una mezcla de gas producida en el tanque de gasificación debiera tener una relación deseada entre compuestos de oxihidrógeno y orgánicos, y para este fin el tanque de gasificación no debiera
imagen6
ser excesivamente grande. No obstante, una cantidad lo suficientemente grande de compuestos orgánicos debiera estar disponible/ser llevada, para cuyo fin un volumen del tanque de almacenamiento puede ser al menos 3 veces, preferiblemente al menos 5 veces tan grande como un volumen del tanque de gasificación.
La introducción de la mezcla de gas de manera conveniente puede disparar el encendido de un
5 combustible fósil introducido en la cámara de combustión. La combustión puede ocurrir más rápido debido a la mezcla de gas que comprende oxihidrógeno. Puede ser preferible si una temporización del encendido es provocada a un ángulo de cigüeñal de menos de 20°, en particular entre 17° y 19°, en particular entre 17.5° y 18.5°, antes del punto muerto superior (de un pistón del motor de combustión interna). Esta temporización del encendido puede ser definida y establecida por la temporización de la introducción de la mezcla de gas dentro
10 de la cámara de combustión. En esta variante, la temporización del encendido ocurre de forma más apretada antes del punto muerto superior que lo común. Dicha temporización de encendido tardía puede ser elegida debido a que la invención permite una combustión particularmente rápida. En un punto deseado en tiempo, esto es posible entonces para crear una presión más grande. La invención también se refiere a un barco que comprende un sistema de propulsión de barco tal
15 como aquí se describe. Variantes del método de la invención son el resultado del uso pretendido de las modalidades descritas del sistema de propulsión de barco. Además, modalidades preferidas del sistema de propulsión de barco de la invención, en particular su controlador, se pueden configurar para llevar a cabo las variantes descritas del método de la invención.
20
Ventajas y características adicionales de la invención se describirán a continuación con referencia a las figuras esquemáticas acompañantes, en donde: La figura 1 es una representación esquemática de una modalidad de un sistema de propulsión de barco de la invención, y 25 La figura 2 es una representación esquemática de una modalidad adicional de un sistema de propulsión de barco de la invención.
La figura 1 muestra de forma esquemática una modalidad de un sistema de propulsión de barco 100 de acuerdo con la invención. Este puede ser parte de un barco de acuerdo con la invención (que no se muestra).
30 Además del sistema de propulsión de barco 100, el barco puede comprender otro sistema de propulsión, por ejemplo, un motor de combustión para petróleo crudo. Además, el barco puede comprender varios sistemas de propulsión de barco 100 los cuales pueden estar formados como se describe a continuación.
Como componentes principales, el sistema de propulsión de barco 100 comprende una cámara de electrólisis 20 para producir gas hidrógeno y gas oxígeno, un tanque de gasificación 30 para gasificar 35 compuestos orgánicos volátiles, y un motor de combustión interna 50, el cual es abastecido con combustible
fósil así como el gas hidrógeno producido, el gas oxígeno y los compuestos orgánicos gaseosos. Al agregar esta mezcla de gas, la combustión del diesel u otro combustible fósil puede ocurrir más rápido y la cantidad de contaminantes o emisiones emitidas en el gas de escape se reduce. En un primer paso, agua u otro material de partida es convertido en la cámara de electrólisis 20 con 40 la ayuda de energía eléctrica en gas hidrógeno, gas oxígeno y posiblemente componentes adicionales. El gas hidrógeno producido y el gas oxígeno producido son transportados a través de un sistema de
7
imagen7
suministro o sistema de línea 28. Estos dos gases en particular pueden ser proporcionados como una mezcla, es decir, oxihidrógeno. Para el transporte, se proporciona una bomba de vacío 25 en el sistema de suministro
28. La bomba de vacío 25 produce una presión reducida en la cámara de electrólisis 20, succionando así el gas oxígeno y el gas hidrógeno.
5 Además, la presión reducida en la cámara de electrólisis 20 reduce la cantidad de electrolito (la cual está presente en la cámara de electrólisis 20) que se transfiere del estado líquido a un estado gaseoso. De esta manera, se puede incrementar la eficiencia de la cámara de electrólisis 20.
El sistema de suministro 28 suministra el gas oxígeno y el gas hidrógeno al tanque de gasificación
30. Compuestos orgánicos tales como metanol y/o etanol son proporcionados en el tanque de gasificación 30
10 y experimentan una gasificación de superficie debido a la introducción del gas hidrógeno y el gas oxígeno. Para este fin, el gas hidrógeno y el gas oxígeno son introducidos dentro del tanque de gasificación 30 en una parte inferior del mismo, en particular en su fondo. De esta manera se forma una mezcla de gas dentro del tanque de gasificación 30, comprendiendo al menos gas hidrógeno, gas oxígeno y compuestos orgánicos gasificados, en particular metanol y/o etanol. Esta mezcla de gas entonces es reenviada a través de una línea
15 de suministro 38. En lugar de reenviar el oxihidrógeno a través del tanque de gasificación 30, alternativamente también es posible dirigir los compuestos orgánicos gaseosos fuera del tanque de gasificación y únicamente juntarlos con el oxihidrógeno.
El tamaño del tanque de gasificación 30 puede ser elegido de modo que una cantidad deseada de compuestos orgánicos es transferida al estado gaseoso y forma una mezcla con un gas hidrógeno y gas 20 oxígeno, cuando el gas hidrógeno y el gas oxígeno son pasados a través del tanque de gasificación 30. Un barco que comprende el sistema de propulsión de barco de la invención debiera llevar cantidades más grandes de lo que es posible con el tanque de gasificación, y para este fin se puede proporcionar un tanque de almacenamiento 32. El tanque de almacenamiento 32 suministra compuestos orgánicos al tanque de gasificación 30 y en sí mismo no es abastecido con gas hidrógeno o gas oxígeno producido. Se puede
25 proporcionar un sensor de nivel en el tanque de gasificación 30 con el cual se puede controlar la introducción de compuestos orgánicos desde el tanque de almacenamiento 32 al tanque de gasificación 30. La línea de suministro 38 conduce la mezcla de gas producida desde el tanque de gasificación 30 a un compresor 42 de un turbocargador 40. La mezcla de gas puede ser transportada al compresor 42 junto con aire ambiental. Para esta fusión, se puede proporcionar una línea correspondiente (que no se muestra). La
30 mezcla de gas es conducida desde el turbocargador 40 a una cámara de combustión 52 del motor de combustión interna 50. En la cámara de combustión 52, la mezcla de gas se enciende y provoca la combustión del combustible fósil inyectado, por ejemplo combustible diesel inyectado. Los gases de escape son guiados desde la cámara de combustión 52 a través de una línea de escape 54 a una turbina de escape 44 del turbocargador 40. Una presión del gas de escape entonces es
35 utilizada por la turbina de escape 44 para transportar la mezcla de gas con el compresor 42 en la dirección del motor de combustión interna 50. Corriente abajo de la turbina de escape 44, el gas de escape alcanza un filtro de escape opcional 60.
Un suministro de la mezcla de gas dentro de la cámara de combustión 52 debiera ser incrementado en caso que la cantidad de combustible fósil inyectado/introducido sea incrementada. Para este propósito, 40 entre otras cosas, se utiliza el turbocargador 40. El compresor 42 del turbocargador 40 es accionado por la turbina de escape 44. La turbina de escape 44 acciona el compresor 42 con más potencia en caso que se
incremente una presión de escape en la turbina de escape 44. Si únicamente se queman pequeñas cantidades de combustible en la cámara de combustión 52, entonces la presión en la turbina de escape 44 es pequeña y el compresor 42 solamente produce una pequeña succión en la línea de suministro 38. Por otra parte, si se queman cantidades más grandes de diesel en la cámara de combustión 52, entonces el
5 compresor 42 provocará una succión más fuerte de la mezcla de gas desde la línea de suministro 38.
Además, la cantidad de la mezcla de gas producida puede ser controlada de acuerdo con la demanda. Para este fin, se puede proporcionar el controlador 10 el cual en particular se puede configurar para ajustar una corriente eléctrica a través de la cámara de electrólisis 20 y entonces se puede fijar la cantidad de gas hidrógeno y gas oxígeno que se va a producir. Adicionalmente, el controlador 10 puede controlar la
10 bomba de vacío 25 y entonces puede establecer la cantidad de gas hidrógeno y gas oxígeno que es transportada desde la cámara de electrólisis 20 hacia el tanque de gasificación 30. Para incrementar la cantidad de mezcla de gas producida, se puede establecer una corriente eléctrica más grande y una potencia de bombeo superior de la bomba de vacío 25. La cantidad de mezcla de gas producida se puede fijar para que sea más grande, de modo que sea superior la velocidad o cantidad de diesel inyectado dentro de la
15 cámara de combustión 52. La presión de arranque del motor de combustión interna 50 se puede utilizar como una medida para esto. El controlador 10 entonces se puede configurar para incrementar la potencia de bombeo de la bomba de vacío 25 y la corriente eléctrica en la cámara de electrólisis 20 con una presión de arranque en incremento. Para este propósito se pueden proporcionar medios de medición de presión. En el ejemplo mostrado, se proporcionan medios de medición de presión 12 que miden una corriente arriba de
20 presión de escape del turbocargador 40. También esta presión de escape se puede utilizar para controlar la cantidad producida de mezcla de gas. Puede ser deseable suministrar cantidades incluso más grande de mezcla de gas al turbocargador 40 o el motor de combustión interna 50 tal como se puede lograr con una corriente máxima a través de la cámara de electrólisis 20 y una potencia de bombeo máxima de la bomba de vacío 25. En particular para
25 dicho caso, se puede proporcionar un compresor de aire adicional 35. El compresor de aire 35 bombea aire, en particular aire ambiental, dentro del tanque de gasificación 30 y, por lo tanto, provoca una gasificación incrementada de los compuestos orgánicos. Puede ser deseable si una línea del compresor de aire 35 y el sistema de línea 28 terminan en la bomba de vacío 25 dentro de una línea común de modo que el aire del compresor de aire 35 y el gas hidrógeno y gas oxígeno producidos por la electrólisis pueden pasar a través de
30 las mismas boquillas dentro del tanque de gasificación 30. No obstante, en otras variantes, puede ser preferible que el aire del compresor de aire 35 y el gas hidrógeno y gas oxígeno producidos lleguen al tanque de gasificación 30 a través de líneas separadas.
El controlador 10 también establece una potencia de bombeo del compresor de aire 35. Se puede establecer que el compresor de aire 35 únicamente sea operado cuando la cámara de electrólisis 20 sea 35 abastecida con una corriente máxima y la bomba de vacío 25 opere con una potencia de bombeo máxima.
También es preferible si únicamente se puede introducir gas dentro del tanque de gasificación 30 a través del compresor de aire 35 y no a través de la bomba de vacío 25. De esta manera, la cantidad de compuestos orgánicos introducidos dentro del motor de combustión interna 50 es ajustable independientemente de la cantidad de oxihidrógeno suministrada al motor de combustión interna.
40 Para limpiar el filtro de escape 60 en forma particularmente eficiente, éste puede ser abastecido con gas oxígeno proveniente de la cámara de electrólisis 20. En la modalidad mostrada, se proporciona una línea
9
62 para este propósito la cual conduce desde la cámara de electrólisis 20 al filtro de escape 60. Dependiendo de la modalidad ejemplar, se puede preferir un diseño de cámara de electrólisis 20 en la cual ya sea gas oxígeno es guiado a través de la línea 62 separado del gas hidrógeno y sin dicho gas hidrógeno, o gas oxígeno y gas hidrógeno sean transportados juntos a través de la línea 62.
5 Al suministrar la mezcla de gas producida al portador de energía fósil en la cámara de combustión 52, se vuelve posible una combustión particularmente rápida. Esto permite que ocurra el encendido muy poco tiempo antes de un punto muerto superior del pistón del motor de combustión interna 50 lo que vuelve posible una eficiencia superior. Además, la cantidad de contaminantes producidos en el escape se reduce.
Una modalidad adicional de un sistema de propulsión de barco 100, de acuerdo con la invención, se
10 muestra de forma esquemática en la figura 2. Componentes con los mismos números de referencia que en la figura 1 pueden ser construidos de manera similar y tienen el mismo efecto que se describió con respecto a la figura 1, o viceversa.
Como componentes importantes, el sistema de propulsión de barco 100 comprende nuevamente una cámara de electrólisis 20, un tanque de gasificación 30 y un turbocargador 40 así como un motor de 15 combustión interna 50.
Tal como se describió con respecto a la figura 1, la cámara de electrólisis 20 produce gas hidrógeno y gas oxígeno. Junto con los hidrocarburos volátiles gaseosos del tanque de gasificación 30, el gas hidrógeno y oxígeno son suministrados a través del turbo cargador 40 al motor de combustión interna 50.
Adicionalmente se muestra un tanque de almacenamiento 32 el cual incluye un suministro de
20 hidrocarburos volátiles, en particular, un suministro de etanol o en general otros compuestos orgánicos volátiles. Estos pueden ser introducidos de manera ajustable dentro del tanque de gasificación 30 a través de una línea 31. Además, se muestra un suministro de aire 33 para suministrar aire comprimido dentro del tanque de gasificación 30. Este suministro de aire 33 es importante para producir cantidades más grandes de
25 hidrocarburos volátiles gaseosos en el tanque de gasificación 30, a fin de suministrar cantidades más grandes de hidrocarburos volátiles gaseosos al turbocargador 40 y el motor de combustión interna 50. La compresión del aire se puede lograr con el compresor de aire que no se muestra aquí.
Mientras que aire ambiental comprimido, es decir, una mezcla en su mayoría de nitrógeno y oxígeno, puede ser introducida en el tanque de gasificación 30 con el suministro de aire 33, también es posible 30 proporcionar un tanque de CO2 36 desde el cual se puede suministrar CO2 al tanque de gasificación 30,
controlado con una válvula 37. La cámara de electrólisis 20 se puede conectar a una colector de condensado 21 o acumulador de
condensado 21 en el cual el electrolito y la mezcla producida de hidrógeno y oxígeno se pueden separar. El electrolito se condensa en el colector de condensado 21 y entonces puede ser bombeado de
35 regreso a la cámara de electrólisis 20 con una bomba de circulación de electrolito 15. El colector de condensado 21 entonces protege de manera conveniente el motor de combustión interna 50 contra la entrada de líquidos. Gases de oxígeno e hidrógeno gaseosos, en contraste, son sacados del colector de condensado 21 con la bomba de vacío 25.
El oxihidrógeno (que es los gases de hidrógeno y oxígeno producidos) transportado con la bomba de 40 vacío 25 es transportado junto con hidrocarburos u otros compuestos orgánicos fuera del tanque de gasificación 30 y a través de una línea 28 a un diafragma 39 del turbocargador 40.
imagen8
Se puede dirigir agua a través de una entrada de agua 23 dentro de la cámara de electrólisis 20 en donde es convertida en gas hidrógeno y gas oxígeno. La bomba de circulación de electrolito 15 puede también ser utilizada para transportar agua desde la entrada de agua 23 a la cámara de electrólisis 20, lo cual permite un ajuste más fácil y eficiente en costo. Tal como se muestra, una línea de agua desde la entrada de
5 agua 23 y una línea de electrolito desde el colector de condensador 21 pueden conducir a una guía común lo cual, a su vez, conduce a la bomba de circulación de electrolito 15.
La cámara de electrólisis 20, la cual produce el oxihidrógeno fácilmente incendiable, puede ser acomodada en un área a prueba de explosión 19. Esta área a prueba de explosión 19 en particular puede estar formada por un encerramiento hermético al aire y/o puede comprender transmisores galvánicamente
10 separados para señales eléctricas. Además de la cámara de electrólisis 20, también el tanque de gasificación 30, el colector de condensado 21 y la bomba de vacío 25 pueden ser acomodados en el área a prueba de explosión 19. Para evitar un tamaño grande indebido del área a prueba de explosión 19, el tanque de almacenamiento 32, en contraste, preferiblemente está acomodado fuera del área a prueba de explosión 19. El turbocargador 40 y su diafragma 39 también están acomodados fuera del área a prueba de explosión 19.
15 El sistema de propulsión de barco de la invención permite operar un motor de combustión interna particularmente en forma eficiente agregando oxihidrógeno y compuestos orgánicos volátiles adicionales. Además, de esta forma se reduce la producción de contaminantes/emisiones.

Claims (11)

  1. imagen1
    REIVINDICACIONES
    5 1.-Un sistema de propulsión de barco, caracterizado porque comprende: -un motor de combustión interna (50) para impulsar un barco, -en donde el motor de combustión interna (50) tiene una cámara de combustión (52) para quemar un
    combustible fósil, en particular un combustible diesel, -una cámara de electrólisis (20) para producir gas hidrógeno y gas oxígeno, 10 -un turbocargador (40),
    -una línea de suministro (38), la cual está diseñada de modo que una mezcla de gas puede ser transportada a través de un compresor (42) del turbocargador (40) a la cámara de combustión (52), la mezcla de gas incluyendo al menos una parte del gas hidrógeno y el gas oxígeno, y
    en donde 15 -se proporciona una bomba de vacío (25) para arrastrar el gas hidrógeno y el gas oxígeno de la cámara de electrólisis (20), -se proporciona un tanque de gasificación (30) con compuestos orgánicos volátiles ahí recibidos, en particular metanol o etanol, -además del turbocargador (40) hay un compresor de aire (35) para bombear aire dentro del tanque 20 de gasificación (30), la mezcla de gas, la cual es guiada a través de la línea de suministro (38) a la cámara de combustión (52), también incluye compuestos orgánicos gasificados del tanque de gasificación (30).
  2. 2.-El sistema de propulsión de barco de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la bomba de vacío (25) y el tanque de gasificación (30) están acomodados de modo que el gas 25 hidrógeno y el gas oxígeno pueden ser transportados al menos parcialmente a través de la bomba de vacío
    (25) desde la cámara de electrólisis (20) al tanque de gasificación (30) para producir la mezcla de gas.
  3. 3.-El sistema de propulsión de barco de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la cámara de electrólisis (20) y un sistema de tubería son formados desde la cámara de electrólisis
    (20) al tanque de gasificación (30) de modo que gas hidrógeno y gas oxígeno pueden ser transportados, sin 30 ser separados, como oxihidrógeno.
  4. 4.-El sistema de propulsión de barco de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque el gas hidrógeno y el gas oxígeno transportados al tanque de gasificación (30) son introducidos a través de una pluralidad de boquillas en una parte inferior del tanque de gasificación (30).
  5. 5.-El sistema de propulsión de barco de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 35 4, caracterizado porque se proporciona un tanque de almacenamiento (32) y está conectado al tanque de gasificación (30) para llenar el tanque de gasificación (30) con compuestos orgánicos.
  6. 6.-El sistema de propulsión de barco de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la cámara de electrólisis (20) es abastecida con una corriente eléctrica, a través de la cual el gas hidrógeno y el gas oxígeno se obtienen en la cámara de electrólisis (20), y
    40 hay medios de control (10), los cuales están configurados para controlar la corriente eléctrica y/o una introducción de agua dentro de la cámara de electrólisis (20) y/o una capacidad de bombeo de la bomba de
    12
    imagen2
    vacío (25) que depende de una propiedad momentánea de una operación del motor de combustión interna.
  7. 7.- El sistema de propulsión de barco de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado
    porque los medios de control (10) están configurados para utilizar, como una propiedad momentánea de la
    operación del motor de combustión interna en función a la cual se controlan la corriente eléctrica, la
    5 introducción del agua y/o la capacidad de bombeo de la bomba de vacío (25), una presión de arranque del motor de combustión interna (50), y los medios de control (10) están configurados para establecer la corriente eléctrica y la capacidad de bombeo para que sean superiores, de esta manera incrementando la presión del arranque. 8.-Un barco caracterizado porque comprende un sistema de propulsión de barco de 10 conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
  8. 9.- Un método para operar un sistema de propulsión de barco, caracterizado porque un barco
    es impulsado con un motor de combustión interna (50) y, para esto, se introduce un combustible fósil dentro
    de una cámara de combustión (52) del motor de combustión interna (50),
    en donde, en una cámara de electrólisis (20) se produce un gas hidrógeno y gas oxígeno,
    15 en donde una mezcla de gas es transportada a través de un compresor (42) de un turbocargador (40) a la cámara de combustión (52), la mezcla de gas incluyendo al menos una parte del gas hidrógeno y el gas oxígeno,
    en donde con una bomba de vacío (25), el gas hidrógeno y el gas oxígeno son extraídos de la cámara de electrólisis (20), 20 en un tanque de gasificación (30) se gasifican compuestos orgánicos volátiles, en particular metanol
    o etanol, en donde con un compresor de aire (35), el cual es proporcionado además del turbocargador (40), se bombea aire dentro del tanque de gasificación (30), la mezcla de gas, la cual es guiada a la cámara de combustión (52), también incluye compuestos 25 orgánicos gasificados del tanque de gasificación (30).
  9. 10.- El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque en la cámara de
    electrólisis (20) se genera una presión reducida mediante la bomba de vacío (25), en particular una presión
    por debajo de 1 bar, en particular entre 200 mbar y 700 mbar, en particular entre 300 mbar y 600 mbar.
  10. 11.-El método de conformidad con la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque la bomba de 30 vacío (25) extrae mucho gas de la cámara de electrólisis (20) de modo que, durante la operación de la cámara de electrólisis (20), máximo un cuarto de la cámara de electrólisis (20) es llenada con gas.
  11. 12.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado
    porque se efectúa una temporización de encendido a un ángulo de cigüeñal de menos de 20°, en particular
    entre 17° y 19°, en particular entre 17.5° y 18.5°, antes del punto muerto superior.
    35 13.-El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque la bomba de vacío (25) es operada con una capacidad de bombeo máxima cuando un parámetro para una operación de motor, en particular una presión de arranque del motor de combustión interna (50), alcanza un valor de umbral predefinido, y además el compresor de aire (35) es operado, el cual bombea aire dentro del tanque de gasificación (30), cuando el parámetro excede el valor de umbral predefinido.
    40
    13
ES15178884.1T 2015-07-29 2015-07-29 Sistema de propulsión de barco y método para operar un sistema de propulsión de barco Active ES2660825T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15178884.1A EP3124781B1 (de) 2015-07-29 2015-07-29 Schiffsantriebssystem und verfahren zum betrieb eines schiffsantriebssystems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2660825T3 true ES2660825T3 (es) 2018-03-26

Family

ID=53836400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15178884.1T Active ES2660825T3 (es) 2015-07-29 2015-07-29 Sistema de propulsión de barco y método para operar un sistema de propulsión de barco

Country Status (23)

Country Link
US (2) US10495032B2 (es)
EP (1) EP3124781B1 (es)
JP (1) JP6852070B2 (es)
KR (1) KR20180041684A (es)
CN (1) CN108350836B (es)
AU (1) AU2016300964B2 (es)
BR (1) BR112018001732A2 (es)
CA (1) CA2993471A1 (es)
CO (1) CO2018001909A2 (es)
CY (1) CY1120004T1 (es)
DK (1) DK3124781T3 (es)
ES (1) ES2660825T3 (es)
GB (1) GB2557488B (es)
HK (1) HK1256562A1 (es)
HR (1) HRP20180390T1 (es)
MX (1) MX2018001186A (es)
PH (1) PH12018500204A1 (es)
PL (1) PL3124781T3 (es)
RU (1) RU2741953C2 (es)
SA (1) SA518390809B1 (es)
SG (1) SG11201800650PA (es)
WO (1) WO2017016970A1 (es)
ZA (1) ZA201800999B (es)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3124780B1 (de) 2015-07-29 2017-09-13 Fuelsave GmbH Fahrzeugantriebssystem und verfahren zum betrieb eines fahrzeugantriebssystems
PL3124781T3 (pl) * 2015-07-29 2018-06-29 Fuelsave Gmbh Napędowy układ statku i sposób działania napędowego układu statku
EP3543502A1 (de) 2018-03-20 2019-09-25 Fuelsave GmbH Heizsystem für ein schiff und verfahren zum betreiben desselben
EP3543501A1 (de) 2018-03-20 2019-09-25 Fuelsave GmbH Schiffsantriebssystem und umrüstungsverfahren für ein schiffsantriebssystem
KR102377797B1 (ko) * 2020-04-29 2022-03-22 한국조선해양 주식회사 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박
US11384708B1 (en) 2021-06-23 2022-07-12 Caterpillar Inc. Engine system operating strategy apportioning fuel injection between upstream and downstream injection locations
IT202200008465A1 (it) * 2022-04-28 2023-10-28 Nicola Santoro Sistema di alimentazione per motori a combustione interna con gas ossidrogeno prodotto elettroliticamente
WO2024032899A1 (en) * 2022-08-12 2024-02-15 Man Energy Solutions, Filial Af Man Energy Solutions Se, Tyskland A large turbocharged two-stroke uniflow crosshead internal combustion engine
CN115230932A (zh) * 2022-08-31 2022-10-25 广船国际有限公司 一种甲醇水混合动力系统及船舶

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6132530U (ja) * 1984-07-30 1986-02-27 日野自動車株式会社 過給機付きエンジン
GB8500064D0 (en) * 1985-01-03 1985-02-13 Thomas I Electrolysis unit
SU1636574A1 (ru) * 1988-06-29 1991-03-23 А.П.Васин, А.А.Васин и М.М.Трифонов Система питани дл двигател внутреннего сгорани
KR0119055Y1 (ko) * 1995-06-16 1998-06-01 김광호 음식쓰레기 처리기
US6326703B1 (en) * 2000-03-01 2001-12-04 John W. Clark Power apparatus
WO2006037155A2 (en) * 2004-10-04 2006-04-13 Paul Gerard Joseph Johnston Method of and apparatus for co-fuelling diesel engines
US20060179819A1 (en) * 2005-02-14 2006-08-17 Sullivan John T System and method for reducing vehicle emissions and/or generating hydrogen
RU2280181C1 (ru) * 2005-03-01 2006-07-20 Пензенский государственный университет Система питания двигателя внутреннего сгорания
CA2534454A1 (en) * 2006-01-30 2007-07-30 Hy-Drive Technologies Ltd. Hydrogen generating system for operation with engine turbo condition
WO2008033107A2 (en) * 2006-09-13 2008-03-20 Siong Cheak Steven Mok System for generating brown gas and uses thereof
SG141247A1 (en) * 2006-09-13 2008-04-28 Siong Cheak Steven Mok System for generating brown gas and uses thereof
US20100012090A1 (en) * 2008-07-17 2010-01-21 H2 Solutions, Llc Hydrogen delivery system and method for an internal combustion engine
CN201273231Y (zh) * 2008-09-26 2009-07-15 陈旭 一种内燃机节油用氢氧发生器
CN101428552B (zh) * 2008-12-10 2011-05-11 吴峻 车载氢气与燃油混合动力系统
JPWO2011125976A1 (ja) * 2010-04-02 2013-07-11 株式会社マサインタナショナル 熱機関および該熱機関を用いた発電システム
KR20110119055A (ko) * 2010-04-26 2011-11-02 삼성중공업 주식회사 브라운 가스를 이용하는 엔진 유닛
JP2012031488A (ja) * 2010-07-31 2012-02-16 Kanji Hosokawa ブラウンガス発生システム
WO2012036748A1 (en) * 2010-09-16 2012-03-22 Littmann Robert J Economical hybrid fuel
JP2012117504A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Intect Planning:Kk ディーゼルエンジン及び発電装置における燃料節減システム
EP2602358A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-12 David Harvey An electrolysis cell
JP5983449B2 (ja) * 2013-02-06 2016-08-31 株式会社デンソー 燃料改質システム
PL3124781T3 (pl) * 2015-07-29 2018-06-29 Fuelsave Gmbh Napędowy układ statku i sposób działania napędowego układu statku
EP3124780B1 (de) * 2015-07-29 2017-09-13 Fuelsave GmbH Fahrzeugantriebssystem und verfahren zum betrieb eines fahrzeugantriebssystems

Also Published As

Publication number Publication date
GB201802274D0 (en) 2018-03-28
AU2016300964A1 (en) 2018-02-22
CY1120004T1 (el) 2018-12-12
PH12018500204A1 (en) 2018-08-13
SG11201800650PA (en) 2018-02-27
RU2741953C2 (ru) 2021-02-01
MX2018001186A (es) 2018-09-12
RU2018104152A3 (es) 2020-01-16
PL3124781T3 (pl) 2018-06-29
WO2017016970A1 (de) 2017-02-02
AU2016300964B2 (en) 2020-03-12
GB2557488B (en) 2020-12-30
US10495032B2 (en) 2019-12-03
CN108350836A (zh) 2018-07-31
US10697401B2 (en) 2020-06-30
ZA201800999B (en) 2018-11-28
DK3124781T3 (en) 2018-03-19
JP2018526580A (ja) 2018-09-13
BR112018001732A2 (pt) 2018-09-18
RU2018104152A (ru) 2019-08-29
CN108350836B (zh) 2020-09-22
EP3124781B1 (de) 2017-12-20
CO2018001909A2 (es) 2018-02-28
JP6852070B2 (ja) 2021-03-31
HK1256562A1 (zh) 2019-09-27
EP3124781A1 (de) 2017-02-01
GB2557488A (en) 2018-06-20
CA2993471A1 (en) 2017-02-02
US20180216579A1 (en) 2018-08-02
HRP20180390T1 (hr) 2018-05-04
SA518390809B1 (ar) 2021-06-01
KR20180041684A (ko) 2018-04-24
US20200080521A1 (en) 2020-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2660825T3 (es) Sistema de propulsión de barco y método para operar un sistema de propulsión de barco
US11098660B2 (en) Drive system and method for operating a drive system
JP2009228488A (ja) 燃料タンクシステム
AU2009100335A4 (en) Improvement of Diesel Engine Combustion Efficiency by addition of HHO Gas
TWM542067U (zh) 節能裝置
CN1309953C (zh) 内置式燃料泵
CN209278038U (zh) 一种用于汽油发动机的抽吸式减排搭载装置
EP2609309B1 (fr) Dispositif d'alimentation d'une machine thermique à combustion en gaz enrichi en dihydrogène et dioxygène
JP5438286B2 (ja) 舶用燃料供給システムおよび船外機
JP2007255322A (ja) 燃料タンク
CN109404184A (zh) 一种用于汽油发动机的抽吸式减排搭载装置
JP2008303755A (ja) 燃料タンクシステム
CN102203406A (zh) 燃料分配管排放系统
RU67653U1 (ru) Система питания карбюраторного двигателя
JP2014185548A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
KR101271756B1 (ko) 브라운 가스를 이용한 선박 구동장치
ITMI20080419A1 (it) Sistema di alimentazione per motori a combustione interna per veicoli a due ruote
TWM418832U (en) Fuel supplying device for motorcycle engine