KR20170056686A

KR20170056686A - 조절 가능한 연료 대 공기 혼합비를 갖는 기화기 엔진

Info

Publication number: KR20170056686A
Application number: KR1020177010490A
Authority: KR
Inventors: 래리 제이. 마코우스키; 티모시 씨. 시몬스
Original assignee: 아이엔아이 파워 시스템즈, 인크
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2017-05-23
Also published as: CA2961611A1; US20180320636A1; IL251208A0; PH12017500522A1; WO2016048752A1; CN107076057A; JP2017528654A; US9909534B2; US20160084201A1; MY182842A; US20200003161A1; MX2017003566A; EP3198130A1

Abstract

간이 엔진은, (1) 실린더, 및 실린더 내의 스파크 플러그; (2) 실린더에 유동적으로 연결되는 기화기; (3) 대기를 기화기에 유동적으로 연결하는 주요 공기 흡입 경로; (4) 기화기를 통과하지 않고, 공기를 실린더에 유동적으로 연결하는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로; 및 (5) 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 따라 있고, 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 통해 공기의 유동을 제어하기 위한 밸브를 포함한다.

Description

조절 가능한 연료 대 공기 혼합비를 갖는 기화기 엔진{CARBURETED ENGINE HAVING AN ADJUSTABLE FUEL TO AIR RATIO}

아래의 설명은 조절 가능한 연료 대 공기 혼합비를 갖는 기화기 엔진에 관한 것이다.

전기를 생산하기 위한 발전기는 잘 알려져 있고, 오랫동안 상용화 되어왔다. 이러한 장치들은 일반적으로 내부 연소 엔진(internal combustion engine)을 포함한다. 이것들은 120 또는 240 볼트 및 50 ~60 Hz에서 표준 2 갈래 또는 3 갈래 플러그 리시버를 통해 교류(AC)전기를 공급하고, 또한 납 축전지(lead acid batteries)들을 충전하기 위해 추가적인 12 볼트 DC 전원 포트가 일반적이다. JP-8, 디젤 연료, 제트 연료 또는 등유와 같은 중질 연료 또는 가솔린 연료만을 사용하는 장치들을 사용할 수 있다.

가솔린은 낮은 인화점(-20도 이하) 및 높은 자연 발화 온도(autoignition temperature, 200도 이상)를 가진다. 작동 시, 가솔린은 적절한 공기 대 연료 혼합비 및 점화를 유도하고 유지하기 위한 스파크(spark)을 필요로 한다. 스로틀(throttle) 및/또는 연료 인젝터(fuel injector)는 작동 중에 엔진의 실린더들(cylinders) 내로 흡입되는 연료/공기 혼합물(fuel/air mixture)을 측정하는데 사용된다. 낮은 인화점 및 가솔린의 휘발성은, 일반적으로 -20도 내지 55도의 넓은 온도 범위에서 작동할 수 있도록 동결 온도 이하에서 스파크 점화 엔진(spark ignition engine)의 시동을 허용한다. 수용 가능한 효율을 얻기 위해서, 8:1 ~ 12:1의 압축비(compression ratio)가 엔진의 가솔린-전용 엔진(gasoline-only engine)에 바람직하고, 이는 엔진의 수동 당김-시동(pull-starting)을 허용하고, 알루미늄으로 만들어진 간이 경량 휴대용 엔진 장치들(simple lightweight portable engine devices)의 제작을 허용할 만큼 충분히 낮다.

휴대용 가솔린 발전기들(Portable gasoline generators)은 가볍고 비용이 적게 들고 내구성을 유지할 수 있도록 단순한 설계를 갖는다. 이러한 장치는 공기와 연료를 혼합하기 위한 기화기(carbureotr)를 갖는 엔진을 포함하고, 연료 분사기를 포함하지 않는다. 기화기 제트(carburetor jet)는 기화기를 떠나는 공기-연료 혼합물에 있는 연료의 최대량을 제어하고, 초크(choke)는 엔진을 시동하기 위해 공기-연료 혼합물 내의 공기량을 줄이는데 사용된다. 제트의 크기는 25도의 주위 온도에 및 해발 고도와 같은 일반적인 조건에서 엔진의 최대 출력에서 우수한 성능을 제공하도록 선택된다. 엔진의 환경이 일반적인 조건에서 벗어남에 따라서, 엔진의 성능은 변경된다. 환경이 너무 많이 벗어나는 경우, 다른 제트가 공기-연료 혼합비를 증가시키는데 사용되지 않는다면 엔진을 적절하게 작동시킬 수 없다. 예를 들어, 5000 피트 이상의 고도에서 대부분의 소형 휴대용 가솔린 발전기들은 다른 제트가 설치되어 있지 않으면 작동하지 않는다. 현대의 자동차들에서 볼 수 있는 정교한 엔진들은, 산소 센서 및 연료 인젝터를 이용하여 공기-연료 혼합물에서 공기를 증가시켜 엔진이 높은 고도 및 정상 온도보다 높은 곳에서 효율적으로 작동하도록 한다. 따라서, 다양한 고도와 같이 다양한 조건에서 허용할 수 있는 소형 휴대용 발전기를 사용하기 위해서, 발전기를 열고 기존의 제트를 제거하기 위한 적절한 도구들, 크기가 다양한 제트의 선택, 각 고도에 맞는 올바른 제트를 선택하기 위한 적절한 차트(chart), 발전기가 작동할 고도를 결정하기 위한 지도 또는 고도계가 필요로 한다. 또한 소형 휴대용 가솔린 발전기에서 제트를 변경하는 것은 엔진을 열고 가솔린에 노출된 부품을 다루는 다소 복잡한 작업으로 일반 소비자들에게 바람직하지 않고, 특히 발전기를 사용할 위치에서 바람직하지 않다.

제 1 양태에서, 본 발명은 간이 엔진(simple engine)으로서, (1) 실린더, 및 상기 실린더 내의 스파크 플러그(spark plug); (2) 상기 실린더에 유동적으로 연결되는 기화기; (3) 대기를 상기 기화기에 유동적으로 연결하는 주요 공기 흡입 경로(primary air intake path); (4) 상기 기화기를 통과하지 않고, 공기를 상기 실린더에 유동적으로 연결하는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(carburetor bypass air intake path); 및 (5) 상기 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 따라 있고, 상기 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 통해 공기의 유동을 제어하기 위한 밸브;

를 포함한다.

제 2 양태에서, 본 발명은 간이 엔진을 포함하는 발전기이다.

제 3 양태에서, 본 발명은 간이 엔진을 포함하는 가변 연료 발전기(flexible fuel generator)이다.

제 4 양태에서, 본 발명은, 간이 엔진을 작동시키는 방법으로, 공기 연료 혼합물을 생산하기 위해, 기화기에 공기 및 연료를 공급하는 단계; 실린더에 공기-연료 혼합물을 공급하는 단계; 추가적인 공기를 실린더에 공급하는 단계; 및 엔진을 구동하기 위해 실린더 내의 연료를 점화시키는 단계를 포함한다. 추가적인 공기는 기화기를 통하지 않는다.

제 5 양태에서, 본 발명은 전기를 발생시키는 방법으로서, 상기 방법에 의해 간이 엔진을 작동시키는 단계를 포함한다. 간이 엔진은 발전기의 일부이다.

제 6 양태에서, 본 발명은 간이 엔진으로서 (i) 실린더, 및 실린더 내의 스파크 플러그; (ii) 실린더에 유동적으로 연결되는 기화기; (iii) 대기를 기화기에 유동적으로 연결하는 주요 공기 흡입 경로; 및 (iv) 기화기 바이패스를 포함한다. 기화기 바이패스는, (a) 공기에 유동적으로 이어지는 인렛 튜브(inlet tube); (b) 인렛 튜브에 유동적으로 연결되는 밸브; 및 (c) 실린더에 유동적으로 연결되는 아웃렛 튜브(outlet tube)를 포함한다. 기화기 바이패스는 기화기를 바이패스 하는 실린더에 공기를 제공한다.

제 7 양태에서, 본 발명은 간이 엔진으로부터 수정된 엔진을 만드는 방법이다. 상기 간이 엔진은, 실린더, 상기 실린더 내의 스파크 플러그, 상기 실린더에 유동적으로 연결되는 기화기 및 공기를 상기 기화기에 유동적으로 연결하는 주요 공기 흡입 경로를 구비한다. 상기 방법은, 상기 간이 엔진에 기화기 바이패스를 추가하는 단계를 포함하고, 상기 기화기 바이패스는, (a) 상기 공기에 유동적으로 이어지는 인렛 튜브; (b) 상기 인렛 튜브에 유동적으로 연결되는 밸브; 및 (c) 상기 실린더에 유동적으로 연결되는 아웃렛 튜브를 포함한다. 상기 기화기 바이패스는 상기 기화기를 바이패스 하는 상기 실린더에 공기를 제공한다.

중질 연료(heavy fuel)는 디젤 연료, 디젤 1, 디젤 2, 등유, JP-8, JP-5, F-76, DF2 항공 연료 및 바이오 디젤을 포함한다. 중질 연료 또는 가솔린은 윤활유(lubricant)를 함유하지 않는 2 스트로크 엔진에서 사용하기 위한 연료-윤활유 혼합물을 형성하기 위해 오일과 같은 상당량의 윤활유와 때때로 혼합된다. 바람직하게, 중질 연료 또는 가솔린은 그러한 연료-윤활유 혼합물로서 존재하지 않는다.

디젤 연료는 디젤 1, 디젤 2, JP-8, JP-5, F-76, DF2 항공 연료(DF2 aviation fuel) 및 바이오 디젤을 포함한다. 디젤 연료는 등유를 포함하지 않는다.

기체 상의(gaseous) 낮은-인화점 연료는 수소, 합성 가스, 프로판 및 부탄을 포함한다.

낮은-비등점 낮은-인화점 연료들(Low-boiling point low-flashpoint fuels)은 디에틸 에테르(diethyl ether) 및 가솔린을 포함한다. 이 연료들은 0도 아래의 인화점 및 15도 내지 50도의 비등점을 갖는다.

연료는 높은 인화점 및 낮은 자연 발화 온도, 기체 상의 낮은-인화점 연료, 낮은-비등점 낮은-인화점 연료 및 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올(isopropanol)과 같은 높은 인화점 및 높은 자연 발화 연료(high autoignition fuel)를 포함한다. 연료들은 예를 들어, 연소를 개선하거나 배기 가스를 감소시키기 위한 첨가제를 포함할 수 있다.

“휴대용 가솔린 발전기”는 내부 연소 엔진이고, 당김-시동 및 기화기를 포함하고, 엔진에서 연료를 점화하기 위해 스파크를 사용하고 엔진의 시동시키기 위한 배터리를 포함하지 않는다. 엔진에서 사용되는 압축비는 8.0:1 이상이고, 보다 바람직하게는 8.1:1 내지 12.0:1이다. 바람직하게, 엔진은 공냉식(air-cooled)이고, 알루미늄 실린더 또는 실린더들을 가지고, 고정된 스파크 플러그 점화 타이밍(fixed spark plug ignition timing)을 사용한다. 바람직하게, 엔진은 4 사이클 50cc 엔진이다. 휴대용 가솔린 발전기의 예로서는 YAMAHA 인버터 EF1000iS, EF2000iS 및 EF2000iSH뿐만 아니라 HONDA EU1000i, EU2000i 및 EB2000i가 있다.

엔진 작동의 맥락에서 “등온(isothermal)” 또는 “등온적(isothermally)”이라는 용어는 실린더의 온도가 엔진 RPM 또는 주변 외부 온도에 관계없이 원하는 온도 범위 내에서 실질적으로 균일하게 유지된다는 것을 의미한다.

“스텝-다운 가스 레귤레이터(step-down gas regulator)” 는 0.5~1 psi의 압력에서 가스를 전달하게 하는 가스 레귤레이터로서 흡입 시에만 가스를 공급한다. 이러한 레귤레이터의 예로는 “GARRETSON”라는 브랜드 이름으로 판매 중이다.

“엔진”이라는 용어는 적어도 하나의 실린더, 실린더 내부에서 움직이는 피스톤, 스파크 플러그, 실린더로의 연료-공기 인렛(fuel-air inlet), 실린더로부터의 배기 아웃렛(exhaust outlet) 및 피스톤과 함께 움직이는 구동 샤프트를 포함하는 내부 연소 엔진을 의미한다. “간이 엔진(simple engine)”이라는 용어는 기화기, 고정된 제트를 포함하고, 연료 인젝터를 포함하지 않는 엔진을 의미한다.

“작동 연료(running fuel)”라는 용어는 엔진을 작동시키기 위해 사용되는 연료를 의미하며 “시동 연료(starting fuel)”는 엔진을 시동시키는데 사용되는 연료를 의미한다.

“공기 흡입 경로(air intake path)”라는 용어는 주요 공기 흡입 경로(primary air intake path) 및 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(carburetor bypass air intake path) 모두를 포함한다. 공기 흡입 경로는 발전기 외부의 대기를 엔진에 유동적으로 연결하여 연료의 연소를 위한 공기를 공급한다. “주요 공기 흡입 경로(primary air intake path)”는 실린더에 들어가기 전에 기화기를 통과하는 공기 흡입 경로이다. “기화기 바이패스 공기 흡입 경로”는 기화기를 통과하지 않고, 실린더에 공기를 공급하는 공기 흡입 경로이다. 주요 공기 흡입 경로 및 기화기 바이패스 공기 흡입 경로는 각 경로의 일부분을 공유하고, 예를 들어 두 공기 흡입 경로는 별도의 경로로 분리되기 전에 공기 필터를 통과하는 공통 흡입구(common intake)를 공유한다.

도 1 및 도 2는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 포함하는 간이 엔진을 갖는 가변 연료 발전기를 도시한다.
도 3은 가변 연료 발전기의 시동 모듈을 도시한다.
도 4는 가변 연료 발전기의 시동 연료 인클로저를 도시한다.
도 5 및 도 6은 각각의 가변 연료 발전기의 시동 연료 탱크가 있거나 없는 시동 모듈의 내부를 도시한다.
도 7 및 도 8은 가변 연료 발전기의 열 컨트롤러의 세부사항을 제공하는, 가변 연료 발전기의 후방의 구성을 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 가변 연료 발전기 분해도의 일부를 도시한다.
도 11은 기화기 바이패스를 도시한다.
도 12는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(“최적화 되지 않은”)가 없거나 효율을 극대화 하기 위해 밸브가 열리는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(“최적화 된”)가 있는 정상 모드(normal mode) 및 절약 모드(econ mode)에서 JP-8 연료로 작동하는 2kW의 가변 연료 발전기의 연료 소비량의 그래프이다.
도 13은 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(정사각형)가 없거나 효율을 극대화 하기 위해 밸브가 열리는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(삼각형)가 있는 고정된 제트와 함께 JP-8 연료에서 작동하는 1kW의 가변 연료 발전기에 대한 CO배출량의 그래프이다. 점선은 50 cc 엔진에 대한 미국 EPA 제한을 나타낸다.
도 14는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(정사각형)가 없거나 효율을 극대화 하기 위해 밸브가 열리는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(삼각형)가 있는 고정된 제트와 함께 JP-8 연료에서 작동하는 1kW의 가변 연료 발전기에 대한 연소 효율의 그래프이다.

JP-8과 같은 가솔린 및 중질 연료에서 작동 될 수 있는 소형 휴대용 발전기가 최근 개발되었다(이하,”가변 연료 발전기”라 칭함): 국제 공개 출원 WO 2013/103542 참조. 이 발전기는 간이 엔진(simple engine)을 포함하며 소형 휴대용 가솔린 발전기와 유사하지만 120 내지 180도의 온도 범위에서 작동하도록 설계되었다. 이 장치는 엔진을 시동하기 위해 공기 흡입구(air intake)를 통해 기화기에 적은 양의 낮은-비등점 낮은-인화점 연료(low-boiling point low-flashpoint fuel)를 공급하는 시동 모듈(start module)이 포함되어 있다. 이 발전기는 가솔린을 쉽게 이용할 수 없는 멀리 떨어진 현장에서 사용하기 위한 것이다. 그러나, 이 발전기는 제트를 갖는 기화기를 사용하기 때문에, 간이 엔진을 갖는 다른 발전기의 경우와 같이, 제트를 변경하지 않고서 높은 고도에서 적절하게 작동할 수 없다.

본 발명은 대기를 실린더에 연결하고 기화기로 바이패스(bypass)하는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로의 포함은 실린더에 들어가는 공기-연료 혼합비(air-fuel ratio)를 증가시킬 수 있다는 발견에 기초한다. 이러한 증가된 공기 연료 혼합비는 높은 고도 및/또는 높은 주변 온도에서 대기 중의 감소된 산소 농도를 보완하기 위해 사용될 수 있다. 사용자에 의해 조작되거나 산소 센서에 커플링을 통해 자동화 되어 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 따르는 밸브의 경우, 증가된 공기 연료 혼합비가 제공되어 기화기 제트를 교체하는데 필요한 장비 및 노동력의 필요 없이 겪게 되는 임의의 고도 및/또는 온도를 보상할 수 있다. 이 기화기 바이패스 공기 흡입 경로는 간이 엔진에 기화기 바이패스를 추가함으로써 간이 엔진에 포함될 수 있다. 간이 엔진을 갖는 장치의 예로는 소형 휴대용 발전기들; 잔디 깎는 기계; 리프 블로워(leaf blower), 연료 인젝터가 없는 모터 사이클, 모페드(moped), ATVs; 및 비포장 도로용 오토바이(dirt bike)와 같은 발전기들을 포함한다.

놀랍게도, 기화기 바이패스 공기 흡입 경로가 기화기가 이미 공기-연료 혼합물을 준비한 시점에서 공기를 공급하더라도, 엔진은 부드럽게 작동한다. 더욱 놀라운 사실은, 엔진이 가변 연료 발전기(flexible fuel generator)의 일부이고, 연료가 가솔린만큼 휘발성이 아닌 디젤 연료와 같은 중질 연료인 것이다.

놀랍고 예기치 않은 이점은, 발전기가 기화기를 포함하지 않고 작동 할 때, 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 따라 밸브를 조절하는 것은 간이 엔진을 갖는 발전기의 효율을 조건(주변 온도 및 고도)극적으로 개선시키는데 사용될 수 있다는 것이다. 연료 효율은 약 30% 향상되고 발전기의 배기는 장치에서 사용되는 연료에 따라 약 30% 감소한다. 이 수준의 향상은 기화기 바이패스 공기 흡입 경로가 추가될 때 간이 엔진을 포함하는 모든 장치에서 기대될 것이다. 또한, 개선점은 엔진의 탄소 퇴적물의 감소로 이어져 오일 교환 및 스파크 플러그 교체와 같은 유지 보수가 줄어든다. 적은 그을음 입자들(Fewer soot particles)은 스파크 어레스터(spark arrestor)의 교체 빈도를 줄여준다.

도 11은 간이 엔진에서 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 제공하기 위한 기화기 바이패스(100)를 도시한다. 기화기 바이패스는 인렛 튜브(122), 핸들(110, 개방 위치에 있는)을 구비하는 밸브(108) 및 아웃렛 튜브(114)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 아웃렛 튜브는 개스킷 스페이서(102, gasket spacer)를 통해 공기를 공급한다. 아웃렛 튜브는 다수의 부품들을 포함할 수 있다; 도시된 바와 같이, 제 1 튜브(106) 및 제 2 튜브(104)를 포함한다. 유사하게, 인렛 튜브는 또한 제 1 튜브 및 제 2 튜브를 포함할 수 있다. 가솔린 발전기에 설치될 때, 스페이서는 기화기 및 실린더 사이에 위치된다. 인렛 튜브, 아웃렛 튜브 및 그것들의 부품들은 금속 또는 플라스틱으로 제조될 수 있지만, 바람직하게 엔진의 그 부품들에서 겪게 되는 온도에 견딜 수 있는 재료로 제조된다. 예를 들어, 제 1 튜브는 황동일 수 있고, 제 2 튜브는 고무일 수 있고, 인렛 튜브는 고무일 수 있다. 개스킷 스페이서는 페놀 수지와 같은 플라스틱 재료일 수 있지만, 바람직하게, 스페이서는 황동과 같은 금속일 수 있다. 바람직하게, 가변 연료 발전기의 경우, 개스킷 스페이서는 두께가 3/8인치를 갖는 황동일 수 있고 밸브는 1/4인치인 볼 밸브(ball valve)일 수 있고, 개스킷 스페이서에 들어가는 튜브는5/16 인치인 황동일 수 있고, 실린더를 향해 30도 각도로 자른다.

기화기 바이패스의 포함은 기화기 바이패스에 의해 정의되는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 생성한다. 이러한 기화기 바이패스는 기호기 바이패스 공기 흡입 경로를 잔디 깎는 기계; 리프 블로워, 연료 인젝터가 없는 모터 사이클, 모페드, ATVs; 및 비포장 도로용 오토바이와 같은 소형 휴대용 발전기들(가솔린 또는 가변 연료(flexible fuel))와 같은 발전기의 임의의 간이 엔진에 추가되는데 사용된다.

사용 시에, 사용자는 초크가 닫힌 상태에서 엔진을 시동시킨 다음, 초크를 열고, 그 다음, 닫힌 위치에서 시작하여 기화기 바이패스 밸브를 조절한다. 엔진을 듣는 동안, 엔진이 탁탁 소리를 내기 시작(starts to sputter)할 때까지 밸브가 천천히 열린다(예를 들어, 실린더의 피스톤 운동이 불규칙 해짐). 이는 연료가 희박(lean)하다는 것을 나타낸다(즉 공기-연료 혼합비가 너무 높음). 그 다음 엔진이 부드럽게 작동하고 엔진의 탁탁 소리가 멈출 때까지 밸브가 천천히 닫혀서, 공기-연료 혼합비가 최대 효율로 선택되었음을 나타낸다. 대안적으로, 밸브의 움직임은 산소 센서에 의해 커플링 되고, 연료 인젝터와 함께 사용되는 것과 동일한 방식으로 최대 효율을 위해 원하는 공기-연료 혼합비가 선택될 때를 결정하는 산소 센서를 사용하여 자동화 될 수 있다.

인렛 튜브는 발전기의 외부로부터 직접 공기를 흡입하거나, 주요 공기 흡입 경로와 공유되는 공기 흡입 경로로부터 공기를 흡입할 수 있다. 바람직하게 인렛 튜브는, 예를 들어, 주요 공기 흡입 경로를 위한 공기를 필터링(filter)하는 공기 필터(air filter) 뒤에서 필터링된 공기를 흡입한다. 흡입 튜브가 발전기 외부에서 직접 공기를 흡입하는 경우, 기화기 바이패스를 통해 너무 많은 공기가 실린더로 흡입되는 것을 방지하기 위해 일부 필터, 수축(constriction), 또는 배플(baffle)이 필요할 수 있다.

본 발명의 엔진을 포함하는 발전기는 YAMAHA 인버터 EF1000iS, EF2000iS 및 EF2000iSH 뿐만 아니라 HONDA EU1000i, EU2000i 및 EB2000i 또는 가변 연료 발전기와 같은 휴대용 가솔린 발전기를 수정함으로써 제공될 수 있다. 이 경우, 기화기 바이패스는, 기화기 바이패스의 설치를 통해, 실린더로부터 기화기를 분리하는 개스킷 스페이서로, 밸브를 통해, 공기 필터 뒤로부터 공기를 끌어당기는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 만드는데 사용된다.

발전기는 선택적으로 시동 모듈을 포함할 수 있다. 시동 모듈은 시동 연료 탱크(starting fuel tank)를 공기 흡입 경로(주요 공기 흡입 경로 또는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로 또는 2 개의 흡입 경로들 중 공통 부분들)에 유동적으로 연결하기 위해, 시동 연료 라인(starting fuel line) 및 시동 연료 탱크 홀더(starting fuel tank holder)를 포함한다. 바람직하게, 시동 모듈은, 다음을 포함한다. 시동 유체(starting fluid)로서 일반적으로 구할 수 있는 가압된 디에틸 에테르의 스프레이 캔(spray can)과 같이 바람직하게 가압된 낮은-비등점 낮은-인화점 연료를 포함하는 시동 연료 탱크; 스프레이 캡(spray cap) 또는 작은 기계적인 액체 펌프와 같이, 낮은-비등점 낮은-인화점 연료를 분배하기 위한, 시동 연료 디스펜서(starting fuel dispenser); 시동 연료 디스펜서에 접근하기 위한 시동 연료 버튼 접근(starting fuel button access)을 갖는 시동 연료 인클로저(starting fuel enclosure), 낮은-비등점 낮은-인화점 연료의 우발적인 분배(accidental dispense)를 방지하기 위한 시동 연료 버튼 커버, 시동 연료 탱크 위에 시동 연료 인클로저(starting fuel enclosure)를 부착하기 위한 인클로저 볼트 구멍들(enclosure bolt holes). 존재하는 경우, 인클로저는 볼트들에 의해 유지보수 패널(maintenance panel)에 부착될 수 있다. 바람직하게, 시동 연료 탱크 홀더는 유지보수 패널과 같이 발전기 하우징에 부착된다. 시동 연료 탱크 홀더는 (도 6에 도시된 바와 같이) 클립들(clips), 접착 스트립(adhesive strip) 또는 스트랩(strap)일 수 있다.

바람직하게, 발전기는 공기 흡입 경로(주요 공기 흡입 경로 및/또는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로 또는 2개의 공기 흡입 경로들의 공통 부분들)에 따른 공기 필터를 포함한다. 시동 연료 모듈이 존재 할 때, 낮은-비등점 낮은-인화점 연료로부터의 화학적 반응 또는 손상에 저항성이 있는 간이 플라스틱 튜브(simple plastic tube)일 수 있는 시동 연료 라인이 라인도 존재할 수 있고, 시동 연료 라인은 낮은-비등점 낮은-인화점 연료를 미스트(mist)로 공기 필터의 공기 출구 측(후방)으로 또는 공기 필터 및 실린더 사이의 다른 지점들로 바람직하게 전달한다.

낮은-비등점 낮은-인화점 연료는 바람직하게 시동 유체와 같은 디에틸 에테르이다. 바람직하게, 낮은-비등점 낮은-인화점 연료는 시동 연료 탱크에 존재하고, 더욱 바람직하게는, 가압된 유체로 존재한다. 디에틸 에테르는 특히 시동 유체의 형태인 것이 바람직하다(예를 들어, 실린더 윤활유를 갖는 VALVOLINE? Extra Strength 시동 유체). 이것은 편리한 크기의 가압된 캔들(pressurized cans)에 공급되기 때문에; 몇 초 동안 캔 상단을 간단히 누르면 원하는 양의 시동 유체 미스트(starting fluid mist)가 분배된다. 가솔린도 사용될 수 있지만, 조성(composition) 및 인화점이 다양하기 때문에 덜 바람직하다.

1.0, 1.5, 2.0 및 2.5 그램을 포함하고 0.1 내지 10.0 그램 사이, 보다 바람직하게는 0.3 내지 3.0 그램 사이의 양을 가진 낮은-비등점 낮은-인화점 연료는 엔진을 시동시키고 중질 연료의 연소를 지속시키기에 충분하다. 낮은-비등점 낮은-인화점 연료는 공기 흡입 경로를 따라 제공되기 때문에 증기(vapor)로 엔진에 유입된다. 엔진은 주요 연료 탱크(primary fuel tank)에서의 임의의 액체 연료 및 공기 흡입 경로에서의 연료 증기(fuel vapor)의 조합으로 시동되고 작동한다. 낮은-비등점 낮은-인화점 연료가 증발함에 따라서, 발전기는 자동적으로 주요 연료 탱크에서의 액체 연료로 완전히 신속하게 전환될 수 있다.

중질 연료, 가솔린, 또는 알코올 및 혼합물들은 주요 연료 탱크로부터의 액체 연료로서 사용될 수 있다. 하나의 변형에서, 연료는 디젤 연료이다. 바람직하게, 중질 연료는 JP-8이다. 주요 연료 탱크에서의 액체 연료의 점도 및 예상되는 온도를 보상하기 위해 발전기 내의 제트(jet)의 크기를 조절하는 것이 바람직할 수 있다. 중질 연료의 화염 속도가 더 빠르기 때문에, 가솔린 엔진에 비해 스파크 플러그 점화 타이밍(the spark plug ignition timing)을 지연시키는 것이 바람직할 수 있다. 주요 연료 탱크는 엔진에 유동적으로 연결되고, 기화기에 액체 연료를 공급한다.

선택적인 열 컨트롤러(thermal controller)는 발전기를 통하는 냉각제(coolant)의 흐름을 조절한다. 바람직하게, 냉각제는 공기이다. 예를 들어, 공기 팬(air fan)이 발전기를 통해 공기를 실린더 외부로 끌어당기고 실린더를 냉각시킨 다음 공기 아웃렛에서 내보낼 수 있다. 이러한 구성에서, 열 컨트롤러는, 냉각 공기 경로(cooling air path)를 딸 임의의 지점에서 공기 흐름의 양을 차단할 수 있는 움직임 가능한 금속 또는 플라스틱 시트(sheet)(열적 도어(thermal door))일 수 있다. 열 컨트롤러는 냉각 공기 아웃렛(cooling air outlet)의 크기를 증가시키거나 감소시키기 위해서 움직일 수 있다. 대안적인 구성에서, 배플들(baffles)은 냉각 공기 아웃렛(air outlet) 또는 인렛(air inlet)의 크기를 증가시키거나 감소시키는데 사용될 수 있거나 냉각 공기 경로를 따라 있을 수 있다. 다른 대안적인 구성에서, 열 컨트롤러는 원하는 온도 범위 내에서 온도를 유지하기 위해 냉각제 흐름을 증가 또는 감소시키는 온도 센서 또는 서모스탯(thermostat)에 연결된 펌프 또는 팬(fan)일 수 있다.

선택적으로, 열적 도어와 같은 열 컨트롤러는 실린더의 온도를 120-180도, 바람직하게 130-175도, 보다 바람직하게는 150-170도, 예를 들어 155-165도로 유지하는데 사용된다. 온도가 너무 낮거나 높으면, 냉각제의 흐름을 증가시키거나 감소시키기 위해서 열 컨트롤러가 사용될 수 있다. 발전기의 온도는 바람직하게, 열전대 온도 센서(thermocouple temperature sensor)(예를 들어, TRAIL TECH로부터 구할 수 있는 스파크 플러그 온도 센서)를 사용하여 스파크 플러그에서 편리하게 측정될 수 있는 실린더의 온도이다.

선택적으로, 발전기는 완전한 실린더 냉각(full cylinder cooling)을 가질 수 있다. 완전한 실린더 냉각을 갖는 발전기에서, 엔진의 등온 작동(isothermal operation)이 유지될 수 있다. 바람직하게, 실린더는 발전기의 무게를 낮게 유지하는 알루미늄을 포함하고(즉, 엔진 블록은 알루미늄을 포함함), 알루미늄의 높은 열 전도율 때문에 엔진의 등온 작동이 유지된다. 바람직하게, 완전한 실린더 냉각은 실린더를 연료 입구 및/또는 배기 출구에서 냉각시키는 것을 포함한다. 3/8인치의 황동 개스킷 스페이서와 같은 열 전도성 개스킷 스페이서를 사용함으로써 전체 실린더 냉각은 더 큰 발전기들에서 달성될 수 있다. 이러한 개스킷 스페이서는 HONDA EU2000i 및 EB2000i 및 유사한 5kW 장치들뿐만 아니라 YAMAHA 인버터 EF2000iSH에서 완전한 실린더 냉각(full cylinder cooling)을 제공하는데 특히 유용할 수 있다.

엔진이 120-180도의 등온 범위에서 작동하고 완전한 실린더 냉각을 갖는지를 결정하는 것은 다음과 같이 수행될 수 있다. 엔진의 온도는 스파크 플러그에서 측정되고, 여기서 엔진의 온도는 예를 들어, 와셔(washer)에 부착된 열전대에 의해 엔진 블록에 나사 고정된 스파크 플러그에서 측정된다. 엔진은 JP-8 연료로 작동된다. 엔진이 적어도 5분 동안 노크(knock)하지 않고, 그 기간 동안 엔진의 온도가 120-180도로 유지되면 엔진은 120-180도에서 등온적으로 작동한다. 또한, 그러한 5분 동안의 작동은 엔진이 완전한 실린더 냉각을 갖는지 확인한다. 다중 실린더들이 있는 엔진의 경우, 각각의 스파크 플러그가 5분 동안 120-180도로 유지되고 노킹(knock)이 발생하지 않으면, 엔진은 120도에서 등온적으로 작동한다. 또한 그러한5분 동안의 작동은 엔진이 완전한 실린더 냉각을 갖는지 확인한다. 완전한 실린더 냉각의 예는, 공기가 연료 입구(fuel entrance) 및/또는 배기 출구(exhaust exit)에서 실린더를 냉각하기 위한 공기를 허용하는 YAMAHA 인버터 EF1000iS이다.

바람직하게는, 실린더는 8.2:1, 8.3:1, 8.4:1, 8.5:1, 8.6:1, 8.7:1, 8.8:1, 8.9:1, 9.0:1 및 9.5:1을 포함하는 8.0:1보다 큰 압축비(compression ratio), 예를 들어 8.1:1 에서 12:1 또는 10:1을 갖는다. 바람직하게, 엔진은 공냉식이고, 알루미늄 블록을 가지고, 고정된 타이밍을 사용한다. 바람직하게 엔진은 4 사이클이고 50cc 엔진이다.

가변 연료 발전기는 공낵식이고, 알루미늄 블록을 가지고, 고정된 타이밍을 사용하고, 4 사이클, 50cc 엔진이고, 8.2:1의 압축비를 갖는 YAMAHA 인버터 EF1000iS와 같은 국제 출원 공보 WO 2013/103542에 기술된 휴대용 가솔린 발전기를 개조함으로써 제조 될 수 있다. 도면들은 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 포함하는 가변 연료 발전기를 도시한다. 예시된 바와 같이, 디에틸 에테르와 같은 낮은-비등점 낮은-인화점 연료를 공기 필터의 후방으로 전달하는 시동 모듈이 추가된다. 열 컨트롤러는 발전기의 뒤쪽에 추가된다. 스파크 플러그에서의 온도를 표시하는 온도 디스플레이가 추가된다. 고정된 스파크 플러그 점화 타이밍은 스파크 점화 코일(spark ignition coil)이 원래 위치에서 시계방향으로 움직임으로써 지연된다. 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 제공하는 기화기 바이패스가 추가된다. 시동 연료 디스펜서와 함께 시동 연료 탱크가 존재하고, JP-8 연료와 같은 중질 연료가 주요 연료 탱크에 존재하는 경우, 발전기는 먼저 1 내지 3초 동안 디스펜서를 가압함으로써 시동될 수 있다. 그 다음 열적 도어가 대부분의 냉각 공기 아웃렛을 막음과 함께 당김-시동(pull -start)이 발전기를 시동시키는데 사용된다. 온도 디스플레이에서의 온도가 120-180도에 도달하면, 열적 도어가 해당 온도를 유지하도록 조절될 수 있다. 발전기가 완전한 실린더 냉각을 가짐에 따라, 발전기의 설계는 등온 작동에 대한 수정을 필요로 하지 않는다. 윤활유로서 AMSOIL? SAE 10W-40 합성 모터 오일과 같이 열 파괴에 강한 고품질의 오일을 사용하거나 엔진의 고온 작동으로 인해 윤활유를 더 자주 교체하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 중질 연료로부터 탄소 퇴적물들(carbon deposits)을 제거하기 위해 엔진 플러시 처리(engine flush treatment)를 수행하는 것이 바람직할 수 있다.

스텝-다운 레귤레이터(step-down regulator)를 사용하여 기체 상의 낮은-인화점 연료를 기화기로 직접 수용하도록 개조된 휴대용 가솔린 발전기와 같은 경우, 오직 기체 상의 낮은-인화점 연료만을 사용하여 발전기를 시동할 수 있다. 120-180도의 온도에 도달하면 기체 상의 저-인화점 연료를 시동 연료로 사용하고, 중질 연료를 동작 연료로 사용하는 주요 연료 탱크에서 디젤 연료와 같은 중질 연료로 연료 공급을 전환할 수 있다. 그러나, 연소를 유지하기 위해 낮은-비등점 낮은-인화점 연료와 비교할 때 더 많은 양의 기체 상의 낮은-인화점 연료가 필요하고, 주요 연료 탱크로의 전환은 사용자에 의해 수행되어야 한다.

본 출원의 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 갖는 간이 엔진을 포함하는 가변 연료 발전기의 예가 도면에 도시된다.

도 1 및 도 2는 기화기 바이패스를 갖는 가변 연료 발전기(10)를 도시한다. 발전기는 발전기 엔진(미 도시)을 둘러싸는 발전기 하우징(14)을 포함한다. 발전기 엔진으로부터의 배기는 배기 아웃렛(미 도시)를 통해 배출된 다음 배기 아웃렛에 부착된 배기 호스(12)를 통해 배출된다. 발전기 하우징은 유지보수 패널(16)및 연료 공급 포트(22, fueling port)를 포함한다. 유지보수 도어에 부착된 것은 시동 모듈(18)이다. 발전기 하우징 상의 온도 디스플레이(20)는 발전기 엔진의 내부 온도를 표시한다. 보조 디스플레이(24, auxiliary display)는 발전기가 작동된 시간의 길이와 같은 다른 정보를 표시한다. 엔진을 수동으로 시동시키기 위한 당김 시동(26)은 발전기 하우징을 통과한다. 제어 패널(28, control panel)은 발전기 하우징 상에 존재하고, 전기 플러그 리시버들(electrical plug receivers), 시작, 중단 버튼들 및 발전기의 작동을 제어하기 위한 다른 제어들을 포함한다. 또한 하우징 외부에 위치한 밸브(108, 미도시)의 핸들(열린 위치에서 110, 닫힌 위치에서 116)가 도시되어 있다. 공기 필터(118)를 구비한 개구(opening)는 공기를 인렛 튜브(112, 미도시)에 직접 제공한다.

도 3은 시동 모듈(18)을 도시한다. 시동 모듈은 유지보수 패널(16)에 부착된다. 시동 모듈은 시동 연료 버튼 커버(32) 및 시동 연료 버튼 접근(34)을 갖는 시동 연료 인클로저(30, starting fuel enclosure)를 포함한다. 또한 시동 연료 인클로저를 유지보수 패널에 부착하는데 사용되는 인클로저 볼트들(36, enclosure bolts)이 도시된다. 도 4는 시동 연료 인클로저(30)를 도시한다. 시동 연료 인클로저(30)는 시동 연료 버튼 커버(32, starting fuel button cover) 및 시동 연료 버튼 접근(34, starting fuel button access)를 갖는다. 인클로저 볼트들을 위한 인클로저 볼트 구멍들(38)이 도시된다.

도 5및 도 6은 시동 연료 탱크가 있는 경우와 없는 경우 각각 시동 연료 인클로저가 제거된 시동 모듈을 도시한다. 유지보수 패널(16, maintenance panel)이 도시된다. 패널에 부착된 시동 연료 탱크 홀더들(40, starting fuel tank holders)은 시동 연료 탱크(48)를 고정하기 위한 것이다. 시동 연료 디스펜서(42)는 시동 연료 탱크에 부착되어 시동 연료를 분배할 수 있다. 시동 연료 디스펜서에 부착되고 유지보수 패널을 통과하는 시동 연료 라인(44)은 시동 연료를 발전기의 공기 흡입 경로로 이송한다. 또한, 시동 연료 인클로저를 발전기 하우징의 유지보수 패널에 부착하기 위한 인클로저 볼트들을 수용하기 위해, 유지보수 패널에 부착된 인클로저 볼트 탭들(46, enclosure bolt tabs)이 도시된다.

도 7 및 도 8은 열적 도어의 세부 사항을 제공하는 가변 연료 발전기의 후방의 2 개의 구성을 도시한다. 이 도면은 발전기 하우징(14), 배기 호스(12, exhaust hose)가 부착된 배기 포트(58, exhaust port)를 나타낸다. 열적 도어(50)는 냉각 공기 아웃렛(54) 위의 클래스프들(56, clasps)에 의해 발전기 하우징의 후방에 슬라이드 가능하게 부착된다. 도 7에서, 열적 도어는 냉각 공기 아웃렛을 거의 완전히 차단하고, 도 8에서, 열적 도어는 냉각 공기 아웃렛의 작은 부분만을 차단한다.

도 9는 기화기 바이패스를 갖는 가변 연료 발전기(10)의 분해도이다. 여기서, 발전기 하우징(14)은 다른 숨겨진 요소들을 나타내기 위해 분리되어 있다. 도 1에 도시된 가변 연료 발전기와 달리, 기화기 바이패스 공기 흡입 경로는, 공기 필터(62)뒤에서 공기를 끌어당긴다. 공기 필터 하우징은 전방 패널(60, front panel) 및 후방 패널(64, rear panel)을 포함하고, 공기 필터(62)는 이들 두 패널 사이에 위치하고; 이러한 요소들은 공기 흡입 경로(기화기 바이패스 공기 흡입 경로 및 주요 공기 흡입 경로 모두)의 일부이다. 공기는 발전기로 들어가고 후방 패널의 하부 통해 전방 패널의 하부로 끌어당겨지고, 그리고 전방 패널을 따라 공기 필터를 통하고, 최종적으로, 후방 패널의 상부 뒤쪽으로 나오거나 기화기 바이패스의 인렛 튜브(122)로 향한다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 기화기 바이패스는 구성 부품들(constituent parts) 엔진의 다른 부품들과의 관계를 명료하게 하기 위해, 구성 부품들로 분리된다. 기화기 바이패스 공기 흡입 경로는 인렛 튜브(112)를 포함하고, 이 도면에 도시된 밸브(108)(이 도면에서 밸브의 핸들(열린 위치에서 110, 닫힌 위치에서 116)만이 도시됨)에 도입된 다음 제 1 튜브(106) 및 제 2 튜브(104), 마지막으로 개스킷 스페이서(102)로 도입된다. 또한, 시동 연료를 공기 필터의 뒤쪽(즉, 후방 패널을 향한 공기 필터의 측부)으로 전달하는 시동 연료 라인(44)이 도시된다. 비록 도 9에는 도시되지 않았지만, 시동 연료 공급 라인의 입구 단부(entrance end)는 시동 연료 디스펜서에 부착되어 시동 연료 탱크 및 공기 흡입 경로 사이의 유체 연결을 형성한다. 시동 연료 디스펜서의 작동에 의해, 예를 들어, 시동 연료 디스펜서의 상부를 가압함으로써, 시동 연료는 공기 필터의 후방으로 분배된다. 냉각제(이 장치에서는 공기)는 연료 입구(63) 및 연료 출구(65)에 실린더에서 부분을 포함하는 실린더(68) 위로 유동한다. 또한 도 9에는 스파크 플러그(6), 온도 센서(67, 스파크 플러그의 온도를 측정하고 온도 디스플레이에 연결됨), 기화기(69) 및 주요 연료 탱크(74)가 도시되어 있다.

도 10은, 도 9에 도시된 가변 연료 발전기의 분해도의 일부의 세부 사항을 도시한다. 실린더(68), 공기 팬(72) 및 스파크 점화 코일(70)이 도시된다. 스파크 점화 코일의 위치는 스파크 플러그의 타이밍을 제어한다. 이는 스파크 플러그가 공기 팬(구동 샤프트에 연결됨) 상의 자석에 의한 구동 샤프트의 움직임에 연결되기 때문이다; 공기 팬이 회전함에 따라, 자석은 스파크 점화 코일을 작동시킨다. 스파크 점화 코일이 스파크 플러그에 전기적으로 연결되기 때문에, 스파크 점화 코일이 작동 될 때, 스파크 플러그가 실린더 내에서 스파크를 발생시킨다. 또한, 공기 팬은 공기를 발전기를 통해 실린더 외부로 끌어당겨 실린더를 냉각시킨 다음 냉각 공기 아웃렛에서 배출시킨다. 도 9에서 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 실린더의 외측은 외부의 전체 길이에 따라 냉각 핀들(cooling fins)을 포함하여, 실린더가 상부 및 하부 모두에서 냉각되고, 따라서, 완전한 실린더 냉각을 갖는다.

실시 예 1: 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 포함하는 가변 연료 발전기로 수정된 간이 엔진을 갖는 발전기

YAMAHA 인버터 EF1000iS는 도면에 도시된 바와 같이, 기화기 바이패스, 시동 모듈 및 열 컨트롤러(열적 도어)를 포함하도록 수정되어 있다. 또한, 더 큰 기화기 제트가 사용되었고, 스파크 플러그 점화 타이밍이 지연되었다.

실시 예 2: JP-8 연료로 작동하는 2kW 가변 연료 발전기의 연료 효율.

도 12는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(“최적화 되지 않은”)가 없거나 효율을 극대화 하기 위해 밸브가 열리는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(“최적화 된”)가 있는 정상 모드(normal mode) 및 절약 모드(econ mode)에서 JP-8 연료로 작동하는 2kW의 가변 연료 발전기의 연료 소비량의 그래프이다.

실시 예 3: 1kW 가변 연료 발전기의 연소 효율 및 CO 배출량.

도 13은 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(정사각형)가 없거나 효율을 극대화 하기 위해 밸브가 열리는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(삼각형)가 있는 고정된 제트와 함께 JP-8 연료에서 작동하는 1kW의 가변 연료 발전기에 대한 CO배출량의 그래프이다. 점선은 50 cc 엔진에 대한 미국 EPA 제한을 나타낸다.

도 14는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(정사각형)가 없거나 극대화 하기 위해 밸브가 열리는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로(삼각형)가 있는 고정된 제트와 함께 JP-8 연료에서 작동하는 1kW의 가변 연료 발전기에 대한 연소 효율의 그래프이다.

Claims

간이 엔진으로서,
(1) 실린더, 및 상기 실린더 내의 스파크 플러그;
(2) 상기 실린더에 유동적으로 연결되는 기화기;
(3) 대기를 상기 기화기에 유동적으로 연결하는 주요 공기 흡입 경로;
(4) 상기 기화기를 통과하지 않고, 공기를 상기 실린더에 유동적으로 연결하는 기화기 바이패스 공기 흡입 경로; 및
(5) 상기 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 따라 있고, 상기 기화기 바이패스 공기 흡입 경로를 통해 공기의 유동을 제어하기 위한 밸브;
를 포함하는 간이 엔진.
제 1 항에 있어서,
상기 엔진은 공기 필터를 더 포함하고,
상기 기화기 바이패스 공기 흡입 경로는, 상기 공기 필터를 통해 공기를 끌어당기는 간이 엔진.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 엔진은 공기 필터를 더 포함하고,
상기 주요 공기 흡입 경로 및 상기 기화기 바이패스 공기 흡입 경로 모두는 상기 공기 필터를 통해 공기를 끌어당기는 간이 엔진.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔진은 상기 기화기 및 상기 실린더 사이의 개스킷 스페이서를 더 포함하고,
상기 기화기 바이패스 공기 흡입 경로는 상기 개스킷 스페이서로 공기를 공급하는 간이 엔진.
간이 엔진에 있어서,
(i) 실린더, 및 상기 실린더 내의 스파크 플러그;
(ii) 상기 실린더에 유동적으로 연결되는 기화기;
(iii) 대기를 상기 기화기에 유동적으로 연결하는 주요 공기 흡입 경로; 및
(iv) 기화기 바이패스를 포함하고,
상기 기화기 바이패스는,
(a) 공기에 유동적으로 이어지는 인렛 튜브;
(b) 상기 인렛 튜브에 유동적으로 연결되는 밸브; 및
(c) 상기 실린더에 유동적으로 연결되는 아웃렛 튜브를 포함하고,
상기 기화기 바이패스는 상기 기화기를 바이패스하는 상기 실린더에 공기를 제공하는 간이 엔진.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔진은 공기 필터를 더 포함하고,
상기 기화기 바이패스는 상기 공기 필터를 통해 공기를 끌어당기는 간이 엔진.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔진은 공기 필터를 더 포함하고,
상기 주요 공기 흡입 경로 및 상기 기화기 바이패스 모두는 상기 공기 필터를 통해 공기를 끌어당기는 간이 엔진.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기화기 바이패스는 상기 아웃렛 튜브에 부착되는 개스킷 스페이서를 더 포함하고,
상기 개스킷 스페이서는 상기 기화기 및 상기 실린더 사이에 있는 간이 엔진.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개스킷 스페이서는 금속을 포함하는 간이 엔진.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개스킷 스페이서는 황동을 포함하는 간이 엔진.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 상기 간이 엔진을 포함하는 발전기.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 상기 간이 엔진을 포함하는 가변 연료 발전기.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 가변 연료 발전기에 있어서,
(6) 상기 기화기에 유동적으로 연결되는 주요 연료 탱크;
(7) 상기 실린더를 냉각시키는 냉각제를 위한 유동 경로를 제공하는 냉각제 경로;
(8) 상기 냉각제 경로를 따라 있는 열 컨트롤러; 및
(9) 시동 연료 탱크 홀더 및 시동 연료 라인을 포함하는 시동 모듈을 더 포함하고,
상기 시동 연료 라인은 상기 주요 공기 흡입 경로 또는 상기 기화기 바이패스 공기 흡입 경로에 유동적으로 연결되는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발전기는 1 kW, 2kW 또는 5 kW 발전기인 발전기.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발전기는 공냉식인 가변 연료 발전기.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 간이 엔진은 잔디 깎는 기계, 리프 블로워, 연료 분사기가 없는 모터 사이클, 모페드, ATV 또는 비포장 도로용 오토바이의 부품인 간이 엔진.
제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실린더는 알루미늄을 포함하는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실린더를 둘러싸는 발전기 하우징을 더 포함하고,
상기 시동 모듈은 상기 발전기 하우징에 부착되는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시동 연료 라인에 유동적으로 연결되는 시동 연료 탱크를 더 포함하는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시동 연료 탱크를 상기 시동 연료 라인에 유동적으로 연결하는 시동 연료 디스펜서를 더 포함하는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시동 모듈은 시동 연료 인클로저를 더 포함하는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시동 인클로저는 시동 연료 버튼 엑세스 및 시동 연료 버튼 커버를 포함하는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시동 연료 탱크는, 저-비등점 저-인화점 연료를 포함하는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저-비등점 저-인화점 연료는, 디에틸 에테르인 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시동 연료 탱크 내의 저-비등점 저-인화점 연료는 가압되는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각제 경로는, 상기 발전기로 들어가는 공기를 위한 입구 및 상기 발전기를 나가는 공기를 위한 출구를 구비하고,
상기 열 컨트롤러는 열적 도어이고,
상기 열적 도어는 상기 냉각제 경로의 상기 출구에 있는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주요 연료 탱크는 연료를 포함하고, 상기 연료는 중질 연료를 포함하는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주요 연료 탱크는 연료를 포함하고, 상기 연료는 디젤 연료를 포함하는 가변 연료 발전기.
제 11 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실린더를 둘러싸는 발전기 하우징을 더 포함하고, 상기 시동 모듈은 상기 발전기 하우징에 부착되고,
상기 발전기는 공냉식이고,
상기 실린더는 알루미늄을 포함하고,
상기 발전기는 배터리를 포함하지 않고,
상기 시동 모듈은 시동 연료 인클로저를 더 포함하고,
상기 시동 연료 라인은 상기 공기 필터 및 상기 실린더 사이에 공기 흡입 경로에 연결되고,
상기 냉각제 경로는 상기 발전기로 들어가는 공기를 위한 입구 및 상기 발전기를 나가는 공기를 위한 출구를 구비하고,
상기 열 컨트롤러는 열적 도어이고,
상기 열적 도어는 상기 냉각제 경로의 상기 출구에 있는 가변 연료 발전기.
간이 엔진을 작동시키는 방법에 있어서,
공기 연료 혼합물을 생산하기 위해, 기화기에 공기 및 연료를 공급하는 단계;
실린더에 상기 공기-연료 혼합물을 공급하는 단계;
추가적인 공기를 상기 실린더에 공급하는 단계, 상기 추가적인 공기는 상기 기화기를 통하지 않음; 및
상기 엔진을 구동하기 위해, 상기 실린더 내의 연료를 점화시키는 단계를 포함하는 방법.
전기를 발생시키는 방법에 있어서,
제 30 항에 따른 방법에 의해 간이 엔진을 작동시키는 단계를 포함하고,
상기 간이 엔진은 발전기의 일부인 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 발전기는 가변 연료 발전기인 방법.
제 30 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가변 연료 발전기는 기화기 바이패스를 포함하는 방법.
제 30 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연료는 중질 연료인 방법.
제 30항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중질 연료는 디젤 연료인 방법.
간이 엔진으로부터 수정된 엔진을 만드는 방법에 있어서,
상기 간이 엔진은, 실린더, 상기 실린더 내의 스파크 플러그, 상기 실린더에 유동적으로 연결되는 기화기 및 공기를 상기 기화기에 유동적으로 연결하는 주요 공기 흡입 경로를 구비하고, 상기 방법은,
상기 간이 엔진에 기화기 바이패스를 추가하는 단계를 포함하고,
상기 기화기 바이패스는,
(a) 상기 공기에 유동적으로 이어지는 인렛 튜브;
(b) 상기 인렛 튜브에 유동적으로 연결되는 밸브; 및
(c) 상기 실린더에 유동적으로 연결되는 아웃렛 튜브를 포함하고,
상기 기화기 바이패스는 상기 기화기를 바이패스하는 상기 실린더에 공기를 제공하는 방법.
제 36 항에 있어서,
상기 간이 엔진은, 공기 필터를 더 포함하고,
상기 기화기 바이패스는, 상기 공기 필터를 통해 공기를 끌어당기는 방법.
제 36 항 또는 제 37 항에 있어서,
상기 간이 엔진은 공기 필터를 더 포함하고,
상기 주요 공기 흡입 경로 및 상기 기화기 바이패스 공기 흡입 경로 모두는 상기 공기 필터를 통해 공기를 끌어당기는 간이 엔진.
제 36 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기화기 바이패스는, 상기 아웃렛 튜브에 부착되는 개스킷 스페이서를 더 포함하고,
상기 개스킷 스페이서는 상기 기화기 및 상기 실린더 사이에 있는 방법.
제 36 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개스킷 스페이서는 금속을 포함하는 방법.
제 36 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개스킷 스페이서는 황동을 포함하는 방법.
제 36 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 간이 엔진은 발전기의 일부인 방법.
제 36 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 간이 엔진은 가변 연료 발전기의 일부인 방법.
제 36 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발전기는 1 kW, 2kW or 5 kW 발전기인 방법.