MXPA06000184A

MXPA06000184A - Aparatos para generar energia y un sistema de vaporizacion de combustible hibrido para el mismo

Info

Publication number: MXPA06000184A
Application number: MXPA/A/2006/000184A
Authority: MX
Inventors: O Pellizari Robert
Original assignee: Chrysalis Technologies Incorporated; Moran James; Pellizzari Roberto O
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2007-04-20

Abstract

Un sistema de vaporización de combustible híbrido y un aparato para producir energía de una fuente de combustible líquido. Elsistema de vaporización de combustible líquido comprende:(a) cuando menos un pasaje capilar de flujo, por lo menos dicho pasaje capilar de flujo tiene un extremo de entrada y un extremo de salida, dicho extremo de entrada esta en comunicación fluida con la fuente de combustible líquido;(b) una fuente de calor dispuesta a lo largo de cuando menos un pasaje capilar de flujo, dicha fuente de calor puede operar para calentar a un nivel suficiente el combustible líquido en por lo menos dicho pasaje capilar de flujo para cambiar por lo menos una parte del combustible, de un estado líquido a un estado evaporado;y (c) un elemento de vaporización que tiene una primera superficie y una segunda superficie, dicha primera superficie se expone al calor producido por el aparato al quemarse el combustible, dicho elemento de vaporización se coloca de manera que el combustible sale a dicho extremo de salida de por lo menos dicho pasaje capilar de flujo que interfiere en dicha segunda superficie, por lo que una corriente del combustible sustancialmente evaporado se alimenta para la combustión.

Description

APARATOS PARA GENERAR ENERGÍA Y UN SISTEMA DE VAPORIZACIÓN DE COMBUSTIBLE HÍBRIDO PARA EL MISMO. [0001] La presente invención se relaciona con un aparato para producir energía y con un sistema de vaporización de combustible para el mismo. [0002] En años recientes ha surgido la necesidad de equipos electrónicos, sistemas de transmisión de telecomunicaciones, dispositivos médicos y otros equipos con energía portátil para servicios en campos remotos, incrementándose la demanda de sistemas con energía móvil altamente eficientes. Estas aplicaciones requieren fuentes de energía que proporcionan un valor alto de energía y una alta densidad de energía, mientras que también requieren fuentes de energía con un tamaño y peso mínimos, de bajas emisiones y bajo costo. [0003] Hasta la fecha, las baterías han sido los elementos principales para proporcionar fuentes de energía portátiles. Sin embargo, debido a su tamaño y peso, así como también al tiempo requerido para recargarlas, las baterías han demostrado ser inconvenientes para aplicaciones de uso continuo. Además, las baterías portátiles generalmente están limitadas a una producción de energía que varía desde los diversos miliwats hasta pocos wats y, por lo tanto, no puede dirigirse a la necesidad de niveles importantes de una producción de energía móvil con peso ligero. [0004] También se han usado pequeños generadores activados por motores de combustión interna, ya sean alimentados de gasolina -o de diesel-. Sin embargo, las características de ruido y emisión de tales generadores han hecho que sean totalmente inadecuados para una amplia gama de sistemas de energía móviles e inseguros para usarse en el interior. En tanto que motores térmicos convencionales activados por combustibles líquidos con una alta densidad de energía ofrecen ventajas en relación con consideraciones de tamaño, escalas termodinámicas y costos que han tenido una tendencia en favor de su uso en plantas de energía más grandes . [0005] En vista de estos factores, existe un vacío en relación con los sistemas de energía con un tamaño que varía aproximadamente de 5.1 a 51 kg-m/seg. (50 a 500 wats) . Además, con el fin de tomar ventaja de combustibles con alta densidad de energía, se necesitan sistemas de preparación de combustibles mejorados y sistemas de alimentación de combustibles mejorados capaces de un bajo régimen de alimentación de combustible. Adicionalmente, tales sistemas, también deben permitir una combustión altamente eficiente con las mínimas emisiones.

[0006] En la Patente de los E.U.A. No. 5,127,822 se propone un dispositivo de combustión, en donde el combustible es atomizado por un dispositivo de atomización ultrasónico. De acuerdo con esta patente, se han propuesto atomizadores, en donde el combustible se suministra a una cámara de combustión, en gotitas finas para acelerar la vaporización del combustible y reducir el tiempo de residencia del dispositivo de combustión que se requiere para lograr una eficiencia aceptable en la combustión. [0007] La Patente de los E.U.A. No. 5,127,822 propone un arreglo, en donde se suministra el combustible a un régimen de 5 cc/min y el combustible se atomiza en gotitas que tienen un Diámetro Promedio Sauter (DPS) de 40 µm. En las Patentes de los E.U.A. Nos. 6,095,436 y 6,102,687 se proponen otras técnicas de atomización. En la Patente de los E.U.A. No. 4,986,248 se propone un atomizador ultrasónico para suministrar combustible a un motor de combustión interna. [0008] La Patente de los E.U.A. No. 4,013,396 propone un aparato para suministrar combustible en aerosol, en donde se suministra un combustible de hidrocarburos (por ejemplo, gasolina, aceite combustible, queroseno, etc.) en un área de condensación con la intención de formar un combustible suministrado en aerosol con gotitas de un tamaño relativamente menor a un 1 de diámetro.

[0009] En la Patente de los E.U.A. No. 5,472,645 se propone dicho dispositivo para la vaporización de combustible que identifica los problemas asociados con la combustión incompleta de los combustibles en aerosol en los motores de combustión interna. De acuerdo con la Patente de los E.U.A. No. 5,472,645, a causa de que las gotitas de combustible en aerosol no se encienden ni queman completamente en los motores de combustión interna, los residuos de combustible no quemados salen del escape del motor como contaminantes, tales como hidrocarburos (HC) , monóxido de carbono (CO) y aldehidos con una producción concomitante de óxidos de nitrógeno (NOx) . La propuesta de la Patente de los E.U.A. No. 5,472,645 se tiene la intención de mejorar la combustión de los combustibles en aerosol al descomponer el combustible líquido dentro de la corriente de circulación de aire de los elementos evaporados o en una fase gaseosa que contienen ciertos aerosoles no evaporados que contienen hidrocarburos con un peso molecular más pesado, dichos destilados de combustible de peso más ligero que se evaporan más rápidamente a la fase gaseosa, se mezclan con aire y van a ser alimentados a un motor de combustión interna, mientras que las partes de combustible más pesadas son aquellas que van a ser transformadas a un estado evaporado de fase gaseosa antes de que salgan a un dispositivo aerodinámico de turbulencia y entren al múltiple de admisión del motor. [0010] La Patente de los E.U.A. No. 4,344,404 propone un aparato para suministrar gotitas de combustible en aerosol mezcladas con aire a un motor de combustión interna o un quemador, dichas gotitas de combustible tienen tamaños que varía de 0.5 a 1.5 µm. Se tiene la intención que el combustible líquido en la forma de aerosol sea mezclado con aire en una proporción de aire con respecto al combustible de aproximadamente 18:1 para producir cuando menos emisiones de CO, HC y NOx desde el motor. [0011] Se han propuesto diversos dispositivos para calentar combustibles en un combustible evaporado que es quemado por un quemador. Por ejemplo, ver las Patentes de los E.U.A. Nos. 4,193,755, 4,320,180 y 4,784,599. [0012] La Patente de los E.U.A. No. 3,716,416 da a conocer un dispositivo dosificador de combustible que se propone para usarse en un sistema de celdas de combustible. Se propone que el sistema de celdas de combustible se auto-regule, que produce energía a un nivel predeterminado. El sistema dosificador de combustible propuesto incluye un dispositivo de control de flujo capilar para estrangular la circulación de combustible en respuesta de la energía producida en la celda de combustible, antes que proporcione una preparación de combustible mejorada para una combustión subsecuente. Más bien, se propone que el combustible sea alimentado a un dispositivo reformador de combustible para la conversión a H2 y para que posteriormente sea alimentado a una celda de combustible. En una modalidad preferida, los tubos capilares son elaborados de un metal y los mismos elementos capilares se usan como una resistencia, que esta en contacto eléctrico con la energía producida en la celda de combustible. Debido a que la resistencia de la circulación de un vapor es mayor que la de un líquido, la circulación es estrangulada conforme se incremente la energía producida. Los combustibles sugeridos para usarse, incluyen cualquier fluido que se transforme fácilmente de una fase líquida a una fase de vapor al aplicar calor y circular libremente a través del elemento capilar. Parece ser que la vaporización se logra en la manera en que ocurre el bloqueo por evaporación en los motores automotrices. [0013] La Patente de los E.U.A. No. 6,276,347 propone un atomizador supercrítico o casi-supercrítico y un método para lograr la atomización o vaporización de un líquido. El atomizador supercrítico de la Patente de los E.U.A. No. 6,276,347 se dice que permite el uso de combustibles pesados para encender pequeños motores de pistón con encendido por chispa, con una baja proporción de compresión y de peso ligero que típicamente queman gasolina. Se propone que el atomizador forme un rocío de finas gotitas de combustibles líquidos o combustibles similares a los líquidos, al mover los combustibles hacia su temperatura supercrítica y liberar los combustibles en una región de baja presión en el campo de la estabilidad del gas en diagrama de fase asociado con los combustibles, que da lugar a una atomización o vaporización fina del combustible. Se da a conocer la utilidad para aplicaciones, tales como motores de combustión, equipo científico, procesamientos químicos, control de eliminación de desechos, limpieza, grabado al ácido, control de insectos, modificación de superficies, humidificación y vaporización. [0014] Para reducir al mínimo la descomposición, las Patentes de los E.U.A. Nos. 6,276,347 y 6,390,076, proponen cada una mantener el combustible abajo de la temperatura supercrítica hasta que pase el extremo más alejado del centro de un dispositivo limitador de la atomización. Para ciertas aplicaciones, se desea calentar justamente la punta del dispositivo limitador para reducir al mínimo el potencial de las precipitaciones o reacciones químicas. Es decir para reducir los problemas asociados con las impurezas, reactivos o materiales en la corriente del combustible que de otra manera tienden a ser accionados fuera de la solución, obstruyendo las tuberías y los filtros . Operar a presiones supercríticas o casi-supercríticas sugiere que el sistema de alimentación de combustible opera en una gama de 21.1 a 56.2 kg/cm2 (300 a 800 psig) . En tanto que el uso de presiones y temperaturas supercríticas puede reducir la obstrucción del atomizador, parece ser que requiere el uso de una bomba de combustible relativamente más costosa, así como también, de tuberías, accesorios y lo similar para el combustible que son capaces de operar a estas temperaturas elevadas . [0015] Se proponen arreglos para la conversión de la energía en las Patentes de los E.U.A. Nos. 4,638,172, 5,836,150, 5,874,798, 5,932,940, 6,109,222 y 6,198,038. De estas patentes, la Patente de los E.U.A. No. 4,638,172 propone un generador de corriente directa acoplado de manera operativa a un motor de combustión interna pequeño, dicho generador produce entre 4 voltios (V) 150 miliampers (mA) a 110 Voltios y arriba de 250 mA. La Patente de los E.U.A. No. 5,836,150 propone un micro-generador térmico y [0016] [0017] fuerza motriz que se puede usar como una fuente de fuerza motriz para un micro-generador turbo-eléctrico maquinado. La Patente de los E.U.A. No.5, 874, 798 propone a dispositivo generador de micro-turbinas, en donde el aire es alimentado en el dispositivo para generar electricidad para usarse con productos electrónicos portátiles. La Patente de los E.U.A. No. 5,932,940 propone a motor de micro-turbinas de gas que incluyen una cámara de combustión usada para accionar a un micro-generador, el cual se tiene la intención que produzca de 11.0 a 3.1 kg-m/seg. (10 a 30 wats) de energía eléctrica para la substitución de las baterías en los dispositivos electrónicos portátiles, en tanto que producen 20 veces la energía para el mismo peso y volumen (por ejemplo, la substitución de las baterías para las computadoras portátiles, radios, teléfonos, herramientas activadas con energía, calentadores, refrigeradores, aplicaciones militares, etc.). La Patente de los E.U.A. No. 6,109,222 propone un micro-motor térmico que se propone que genere de 1.0 a 3.1 kg-m/seg. (10 a 30 wats) de energía eléctrica, en donde un pistón libre se mueve de manera recíproca por un proceso de combustión periódica. [0018] La presente invención proporciona un sistema de vaporización de combustible híbrido para usarse en un aparato que produce energía de una fuente de combustible líquido. El sistema de vaporización del combustible híbrido para usarse en un aparato para quemar combustible de una fuente de combustible líquido que comprende: (a) cuando menos un pasaje capilar de flujo, por lo menos dicho pasaje capilar de flujo tiene un extremo de entrada y un extremo de salida, dicho extremo de entrada esta en comunicación fluida con la fuente del combustible líquido; (b) una fuente de calor dispuesta a lo largo de cuando menos un pasaje capilar de flujo, dicha fuente de calor puede operar para calentar el combustible líquido en por lo menos dicho pasaje capilar de flujo a un nivel suficiente para cambiar por lo menos una parte del combustible, de un estado líquido a un estado evaporado; y (c) un elemento de vaporización que tiene una primera superficie y una segunda superficie, dicha primera superficie se expone al calor producido por el aparato al quemarse el combustible, dicho elemento de vaporización se coloca de manera que el combustible sale a dicho extremo de salida de por lo menos dicho pasaje capilar de flujo que interfiere en dicha segunda superficie, por lo que una corriente del combustible sustancialmente evaporado se alimenta para la combustión. [0019] La presente invención también proporciona un aparato para producir energía de una fuente de combustible líquido. El aparato para producir energía de una fuente de combustible líquido comprende: (a) cuando menos un pasaje capilar de flujo, dicho por lo menos un pasaje capilar de flujo que tiene un extremo de entrada y un extremo de salida, dicho extremo de entrada esta en comunicación fluida con la fuente de combustible líquido; (b) una fuente de calor dispuesta a lo largo de cuando menos un pasaje capilar de flujo, dicha fuente de calor puede operar para calentar a un nivel suficiente el combustible líquido en por lo menos dicho pasaje capilar de flujo para cambiar por lo menos una parte del combustible, de un estado líquido a un estado evaporado; (c) un elemento de vaporización que tiene una primera superficie y una segunda superficie, dicha primera superficie se expone al calor producido por el aparato para quemar el combustible, dicho elemento de vaporización se coloca de manera que el combustible salga a dicho extremo de salida de dicho por lo menos un pasaje capilar de flujo que interfiere en dicha segunda superficie para producir una corriente de un combustible substancialmente evaporado; (d) una cámara de combustión para quemar la corriente del combustible substancialmente evaporado y el aire, dicha cámara de combustión esta en comunicación con dicha primera superficie de dicho elemento de vaporización; y (e) un dispositivo de conversión puede operar para convertir el calor liberado por la combustión en dicha cámara de combustión en energía mecánica y/o eléctrica. [0020] También se proporciona un método para generar energía. El método para generar energía comprende: (a) suministrar combustible líquido cuando menos a un pasaje capilar de flujo, cuando menos dicho pasaje capilar de flujo se coloca de manera que el combustible salga de cuando menos dicho pasaje capilar de flujo que interfiere en el elemento de vaporización que tiene una primera superficie y una segunda superficie; (b) calentar el combustible que 'interfiere en el elemento de vaporización y que da lugar a que se forme una corriente de combustible substancialmente vaporizado; (c) quemar el combustible evaporado en una cámara de combustión; y (d) convertir el calor producido por combustión del combustible evaporado en la cámara de combustión a energía mecánica y/o eléctrica empleando un dispositivo de conversión, en donde la primera superficie del elemento de vaporización se coloca de manera próxima a la cámara de combustión, de manera que el calor producido de la combustión es efectivo para calentar el combustible que interfiere en la segunda superficie del elemento de vaporización y suministra la corriente del combustible substancialmente evaporado para la combustión. [0021] En un aspecto de la invención, se proporciona un generador de energía que tiene un sistema de elaboración de combustible con la capacidad de formar pequeñas gotitas de combustible y/o de vapor, la alimentación de combustible opera a bajas presiones, tiene características de una pérdida baja de energía parasitaria y esta provisto para controlar la suciedad, la obstrucción y el espesamiento. [0022] En otro aspecto de la invención, el pasaje capilar de flujo puede incluir un tubo capilar y la fuente de calor puede incluir un elemento de calentamiento por resistencia, una sección del tubo se calienta al pasar la corriente eléctrica a través del mismo. [0023] Además, en otro aspecto de la invención, el dispositivo de conversión incluye -una micro-turbina, una micro-turbina con un generador eléctrico, un motor de combustión externa, tal como un motor Stirling, un motor de combustión externa, tal como un motor Stirling, con un generador eléctrico, un dispositivo termoeléctrico o un dispositivo termo-fotoeléctrico. [0024] En otro aspecto, se proporciona un intercambiador térmico, el cual incluye un ducto de escape a través del cual los gases de escape removidos de la cámara de combustión se hacen circular y un pasaje de aire a través del cual se hace circular el aire, el intercambiador térmico calienta previamente el aire en el pasaje de aire al transferir el calor de los gases de escape en el ducto del escape hacia el aire. Este aspecto también puede incluir un ventilador de aire que suministra aire bajo presión a la cámara de combustión de manera que el aire a presión se mezcla con el combustible evaporado en la proporción deseada de aire-combustible, que es adecuada para la combustión de la mezcla de aire-combustible. [0025] Para indicar los problemas asociados con la formación de depósitos durante el calentamiento del combustible líquido, otro aspecto de la invención proporciona elementos para limpiar los depósitos formados durante la operación. [0026] Ahora se describirá de manera más detallada la invención con referencia a las modalidades preferidas de la invención, proporcionadas únicamente a manera de ejemplo y con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que: [0027] La FIGURA 1, en sección transversal parcial, presenta un dispositivo que evapora el combustible híbrido, el cual incluye un pasaje capilar de flujo y una cámara de vaporización de acuerdo con una modalidad de la invención; [0028] La FIGURA 2 muestra un dispositivo que evapora el combustible híbrido que tiene un montaje de múltiples elementos capilares y una cámara de vaporización que se puede usar para implementar el dispositivo y el sistema de la FIGURA 4; [0029] La FIGURA 3 muestra una vista en secciones del dispositivo mostrado en la FIGURA 2, tomada a lo largo de la línea 3—3;

[0030] La FIGURA 4 muestra detalles de un dispositivo que puede usarse para evaporar los depósitos de combustible y óxido en un dispositivo que evapora el combustible híbrido que tiene un montaje de múltiples elementos capilares y una cámara de vaporización para suministrar el combustible substancialmente evaporado para usarse en la práctica de la invención; [0031] La FIGURA 5 muestra una vista esquemática de un dispositivo de control para suministrar el combustible y opcionalmente un gas oxidante a un dispositivo que evapora el combustible híbrido, que tiene un pasaje capilar de flujo y una cámara de vaporización; [0032] La FIGURA 6 es una vista esquemática de un aparato para generar energía de acuerdo con la invención, en donde se usa un motor de combustión externa, tal como un motor Stirling, para generar electricidad de acuerdo con una modalidad de la invención; [0033] La FIGURA 7 muestra una vista esquemática en sección transversal parcial de un dispositivo que produce energía de acuerdo con otra modalidad de la invención; [0034] La FIGURA 8 muestra todavía una vista esquemática en sección transversal parcial de otro dispositivo que produce energía de acuerdo con otra modalidad de la invención;

[0035] La FIGURA 9 es una gráfica de distribución de las gotitas que muestra el porcentaje de las gotitas, como una función del diámetro de la gotita que demuestra los beneficios de los dispositivos de vaporización de combustible que utilizan pasajes capilares de flujo; y [0036] La FIGURA 10 compara los resultados de las pruebas de obstrucción/desobstrucción cíclicas que demuestran el beneficio de la capacidad operativa a largo plazo del sistema de vaporización del combustible híbrido. [0037] Ahora se hace referencia a las modalidades ilustradas en las FIGURAS 1-10, en donde se usan números similares para designar partes semejantes en toda la invención. [0038] La presente invención proporciona un aparato que produce energía y un sistema de alimentación de combustible para el mismo, el cual quema de manera ventajosa un combustible líquido alta densidad de energía. El aparato incluye por lo menos un pasaje capilar de flujo con la dimensión del elemento capilar conectado a una alimentación de combustible, una fuente de calor esta dispuesta a lo largo del pasaje de flujo para calentar suficientemente el combustible líquido en el pasaje de flujo para suministrar una corriente de combustible evaporado desde la salida del pasaje capilar de flujo, una cámara de vaporización de combustible en comunicación fluida con la salida del pasaje de combustible para suministrar y evaporar el combustible líquido para la combustión, una cámara de combustión en la que el combustible evaporado es quemado y un dispositivo de conversión que convierte el calor producido por la combustión en la cámara de combustión a una energía mecánica y/o eléctrica. [0039] De manera ventajosa, el pasaje de flujo capilar puede ser calentado inicialmente durante el arranque para evaporar el combustible y el combustible evaporado puede ser quemado de manera subsecuente para producir una flama. La cámara de vaporización de preferencia se localiza en la región de la flama, con el fin de proporcionar un calentamiento rápido y ocasionar que sea evaporado cualquier combustible líquido que se introduzca. Brevemente después del arranque, la energía eléctrica en el pasaje capilar de flujo puede reducirse gradualmente, de manera que el combustible suministrado al vaporizador convencional es substancialmente un líquido previamente calentado. El combustible sale de la cámara de vaporización y entra la corriente de aire para la combustión a través de los orificios, localizados y configurados para promover el adecuado mezclado del combustible y el aire para la combustión. El porcentaje de flujo de combustible a través del sistema capilar de vaporización del combustible híbrido puede ser controlado por medio del uso de una velocidad variable, una bomba de desplazamiento constante o, de manera alterna, energía eléctrica alimentada al pasaje capilar de flujo para que pueda ser modulado y controlado para que varíen sus características de flujo/caída de la presión, según sea necesario. Al aplicar el calor al pasaje capilar de flujo, la alimentación de combustible a presión fija, causa una reducción en el porcentaje del flujo de combustible, mientras que auxilia simultáneamente a la evaporación del combustible. [0040] Se ha observado en la operación de los pasajes capilares de flujo calentados continuamente empleando calentamiento eléctrico que el porcentaje del flujo de combustible en comparación con el desempeño de la caída de la presión se reduce conforme se forman los depósitos de carbono y obstruyen el pasaje capilar de flujo. Adicionalmente, la energía eléctrica debe suministrarse constantemente al elemento capilar, limitando toda la eficacia del aparato. [0041] Durante el arranque, se usa el pasaje capilar de flujo eléctricamente calentado para proporcionar un vapor de combustible para su encendido. El pasaje capilar de flujo inyecta el combustible vaporizado directamente a la cámara de vaporización. Debido a su proximidad preferida con la cámara de combustión, la temperatura de la cámara de vaporización se eleva, permitiendo que la energía eléctrica suministrada al pasaje capilar se reduzca y eventualmente se elimine. El combustible líquido circula directamente dentro de la cámara de vaporización, que en este momento esta lo bastante caliente para una función suficiente. Durante la operación en estado constante, el alto porcentaje del flujo líquido a través del elemento capilar ayuda a mantener las bajas temperaturas del flujo líquido para reducir al mínimo la obstrucción. El alto porcentaje del flujo líquido a través del elemento capilar remueve los depósitos formados durante el arranque. Ambos efectos ayudan a prevenir que el elemento capilar se obstruya. Como se prefiere, los orificios de flujo de la cámara de vaporización son mucho más grandes en relación con el pasaje capilar de flujo y, por lo consiguiente, son menos vulnerables a su obstrucción. [0042] Durante la operación en estado constante, la energía térmica requerida para la vaporización se obtiene directamente del sistema de combustión. Cuando se emplea en sistemas de energía solo de reserva, que extraen energía térmica directamente del sistema de combustión, es mucho más eficiente que generar electricidad para una potencia con una resistencia más grande. [0043] El porcentaje del flujo de combustible a través del vaporizador de combustible híbrido se puede controlar por diversos elementos. La presión de la alimentación de combustible puede ser regulada, con el fin de que varíe el flujo, según se quiera y/o en respuesta automática a las variaciones en las pérdidas de presión del sistema que resultan de las variaciones en el porcentaje de vaporización del combustible y la ubicación de la vaporización del combustible dentro del vaporizador de combustible híbrido. La energía eléctrica suministrada al elemento capilar calentado mediante resistencia, también puede variar para regular el flujo en reconocimiento a las características de pérdida de presión del pasaje capilar de flujo pueden ser reguladas en un amplia gama al controlar el proceso de calentamiento previo/vaporización/sobrecalentamiento del vapor. De manera alternativa, el porcentaje de flujo de combustible puede controlarse por medio del uso de una bomba de desplazamiento positivo, regulada por la velocidad. [0044] Como se indicó, el pasaje capilar de flujo puede ser un tubo capilar calentado mediante un calentador de resistencia, una sección del tubo se calienta al pasar la corriente eléctrica a través de la misma. El pasaje capilar de flujo también se caracteriza por tener una baja inercia térmica, de manera que el pasaje capilar puede ser traído a la temperatura deseada para una vaporizar el combustible más rápidamente, por ejemplo, dentro de los 2.0 segundos, de preferencia dentro de los 0.5 segundos, y de mayor preferencia dentro de 0.1 segundo. El pasaje capilar de flujo con la dimensión del elemento capilar se forma de preferencia en el cuerpo capilar, tal como un cuerpo de una sola capa o de múltiples capas de metal, cerámica o de vidrio. El pasaje tiene un volumen encerrado que abre en una entrada y en una salida. El calentador puede formarse por una parte del cuerpo, tal como una sección del tubo de acero inoxidable o el calentador puede ser un alambre o capa discreta de un material de calentamiento resistivo incorporado en el cuerpo capilar. [0045] El pasaje de fluido puede estar configurado de cualquier configuración que comprenda un volumen encerrado que abre en una entrada y en una salida y a través del cual puede pasar el fluido. El pasaje de fluido puede tener cualquier sección transversal deseada con una sección transversal preferida que es un círculo con un diámetro uniforme. Otras secciones transversales del pasaje capilar de fluido incluyen formas no circulares, tales como triangular, cuadrada, rectangular, ovalada u otra configuración y la sección transversal del pasaje de fluido no necesita ser uniforme. El pasaje de fluido puede extenderse de manera rectilínea o no rectilínea y puede ser un pasaje de fluido de una sola trayectoria o un pasaje de fluido de múltiples trayectorias.

[0046] El pasaje capilar de flujo con la dimensión del elemento capilar puede estar provisto con un diámetro hidráulico que de preferencia es menor a los 2 mm, de mayor preferencia es menor de 1 mm y aún el más preferido menor de 0.5 mm. El diámetro hidráulico" es un parámetro usado para calcular las características de circulación del fluido a través de un elemento que transporta el fluido y se define como cuatro veces el área de flujo del elemento que transporta el fluido dividido por el perímetro del límite sólido en contacto con el fluido (generalmente denominado como el perímetro "humedecido") . Para un tubo que tiene un pasaje de flujo circular, el diámetro hidráulico y el diámetro real son equivalentes. En el caso en donde el pasaje capilar se defina por un tubo capilar metálico, el tubo puede tener un diámetro interno de 0.01 a 3 mm, de preferencia de 0.1 a 1 mm, de mayor preferencia de 0.15 a 0.5 mm. De manera alterna, el pasaje capilar puede definirse por un área en sección transversal del pasaje que puede ser de 8 x 10~5 a 7 mm2, de preferencia de 8 x 10-3 a 8 x 10-1 mm2 y de mayor preferencia de 2 x 10~3 a 2 x 10_1 mm2. Muchas combinaciones de un simple elemento capilar o de múltiples elementos capilares, de diversas presiones, diversas longitudes del elemento capilar, cantidad de calor aplicado al elemento capilar y diferentes configuraciones y/o áreas en sección transversal se adaptarán a una aplicación dada. [0047] El dispositivo de conversión puede ser un motor de combustión externa, tal ^como un motor Stirling, una micro-turbina/generador u otro dispositivo adecuado para convertir el calor a una energía mecánica o eléctrica con un generador opcional capaz de producir aproximadamente hasta 510 kg-m/seg. (5,000 wats) de energía. El combustible líquido puede ser de cualquier tipo de combustible de hidrocarburo, tal como un combustible para turbinas, gasolina, queroseno o aceite diesel, ún oxigenado, tal como etanol, metanol, eterbutilterciario de metilo o las mezclas de cualquiera de estos y el combustible de preferencia se suministra al pasaje de flujo a presiones de preferencia menores de 7.0 kg-m/seg. (100 psig), de mayor preferencia menores de 3.5 kg-m/seg. (50 psig), aún de mayor preferencia menores de 0.7 kg-m/seg. (10 psig), y el más preferido a presiones menores de 0.4 kg-m/seg. (5 psig) . El combustible evaporado puede mezclarse con aire para formar un aerosol que tenga un tamaño de gotita promedio de 25 µm o un tamaño menor, de preferencia de 10 µm o un tamaño menor, permitiendo así la limpieza y eficientes capacidades de encendido. [0048] De acuerdo con una forma preferida, el combustible evaporado puede mezclarse con aire a la temperatura ambiental, que es atraído a los pasajes de alimentación que conducen a la cámara de combustión. De manera alterna, el combustible evaporado puede mezclarse con aire que ha sido previamente calentado mediante un intercambiador térmico que calienta de manera previa el aire con el calor de los gases de escape retirados de la cámara de combustión. Si se desea, el aire puede estar a presión, por un ventilador antes de mezclarse con el combustible evaporado. [0049] Como se indicó, durante la vaporización el combustible líquido en un pasaje capilar calentado, pueden acumularse los depósitos de carbono y/o de hidrocarburos pesados en las paredes capilares y puede restringirse severamente el flujo de combustible, que finalmente puede conducir a una obstrucción del pasaje de flujo capilar. El porcentaje en el que estos depósitos se acumulan es una función de la temperatura de lá pared capilar, el porcentaje de flujo de combustible y el tipo de combustible. Mientras que los aditivos de combustible pueden ser útiles para reducir tales depósitos, que desarrollarán una obstrucción, el dispositivo de vaporización de combustible híbrido pueden proporcionar de manera opcional elementos para limpiar los depósitos formados durante la operación.

[0050] El pasaje capilar de flujo calentado del sistema de vaporización de combustible híbrido tiene la capacidad de formar un aerosol de pequeñas gotitas de combustible (por ejemplo, de 25 µm o uno menor, de preferencia de 10 µm o uno menor) cuando el combustible evaporado se mezcla con el aire a la temperatura ambiental, opera el combustible líquido a presiones abajo de 7.0 kg-m/seg. (100 psig), de preferencia menor de 3.5 kg-m/seg. (50 psig), de mayor preferencia menor de 0.7 kg-m/seg. (10 psig) y aún de mayor preferencia menor de 0.4 kg-m/seg. (5 psig). El sistema de vaporización de combustible híbrido que inicia rápidamente posee la capacidad de quemar combustible a una baja presión de alimentación (por ejemplo, abajo de 50.80 mm H20 (2 en H20) ) , esta provisto para controlar la suciedad, obstrucción y el espesamiento, opera a niveles reducidos de emisiones de gases de escape y requiere baja energía de encendido para encender la mezcla de combustible-aire. [0051] La ventaja provista por el sistema de vaporización de combustible híbrido del aparato para generar energía esta en sus características de requerimiento de energía de encendido. Mínima energía de encendido es un término usado para describir lo rápido con que una mezcla de combustible/aire atomizada puede ser encendida, típicamente con un dispositivo de encendido tal como una fuente de encendido por chispa. El dispositivo de acuerdo con la invención puede proporcionar el combustible evaporado y/o el aerosol con las gotitas que tienen un Diámetro Promedio Sauter (DPS) menor de 25 µm, de preferencia menor de 10 µm y de mayor preferencia menor de 5 µm, tales aerosoles de finos son útiles para mejorar las características del arranque y la estabilidad de la flama en las aplicaciones de turbinas de gas. Adicionalmente, se pueden lograr reducciones muy importantes con un mínimo de energía de encendido para combustibles que tienen valores del DPS de 25 µm o abajo de este valor. Por ejemplo, como se discutió en Lefebvre, se muestra la Combustión de Turbinas de Gas (de Hemisphere Publishing Corporation, 1983) en la página 252, Emin, un término que correlaciona lo rápido con que una mezcla de combustible/aire puede ser encendida, que disminuye repentinamente conforme el DPS disminuye. La mínima energía de encendido es lo suficientemente proporcional al cubo del Diámetro Promedio Sauter (DPS) de las gotitas de combustible en el aerosol. El DPS es el diámetro de una gotita cuya proporción de superficie con respecto al volumen es igual al de toda la atomización y se relaciona con las características de transferencia de masa de la atomización. La relación entre Emin y el DPS para diversos combustibles se muestra en Lefebvre que es bastante aproximada a la siguiente relación: log Emin = 4.5 (log DPS) + k; en donde Ep?n es medido en mJoules, DPS es medido en µm, y k es una constante relacionada con el tipo de combustible. [0052] De acuerdo con Lefebvre, el aceite combustible pesado tiene un mínimo de energía de encendido de aproximadamente 800 mJ en un DPS de 115 µm y un mínimo de energía de encendido de aproximadamente 23 mj en un DPS de 50 µm. El isooctano tiene un mínimo de energía de encendido de aproximadamente 9 mJ en un DPS SMD de 90 µm y un mínimo de energía de encendido de aproximadamente 0.4 mJ en un DPS de 40 µm. Para el combustible de diesel, cuando el DPS es igual a 100 µm, la Ep?n es aproximadamente de 100 mJ. Una reducción en el DPS a 30 µm producirá una reducción en la Emin de alrededor de 0.8 mJ. Como se puede apreciar, los requerimientos del sistema de encendido se reducen de manera substancial para DPS con valores menores de 25 µm. [0053] Se ha encontrado que el aparato de conversión de energía de acuerdo con la presente invención muestra requerimientos de baja energía de encendido altamente deseables. Un requerimiento de baja energía de encendido incrementa los beneficios de producir energía de la presente invención al reducir el peso de todo el sistema e incrementar al máximo la producción de energía a través de la reducción de las pérdidas de energía asociadas con el sistema de encendido. [0054] En virtud de los beneficios descritos anteriormente en la presente, se prefieren los dispositivos de encendido por chispa de baja energía para el dispositivo de encendido del aparato productor de energía. Los pequeños dispositivos de encendido piezoeléctricos preferidos capaces de proporcionar energía por chispa en la gama aproximada de 5 a 7 milijoules (mJ) . Tales dispositivos se conocen por ser simples, compactos y no presentan problemas de carga parásita. La vaporización de combustible ultra-fino provisto por el sistema de vaporización de combustible híbrido coopera para proporcionar excelentes características de encendido con dispositivos de encendido piezoeléctricos de baja energía. [0055] Se conocen las características de las emisiones de los dispositivos de combustión alimentados con combustible líquido por ser sensibles a la calidad de la distribución del tamaño de las gotitas de combustible. La evaporación de combustible promueve atomizaciones de partículas finas de alta calidad y mejora el mezclado, reduciendo así la necesidad de una combustión rica en combustible y la generación a menudo concurrida de humo y hollín. Pequeñas gotitas prosiguen en las tuberías de la corriente de flujo y son menos propensas a impactarse en contra de las paredes del quemador. De manera inversa, grandes gotas pueden impactarse en contra de las paredes del quemador y causar un incremento de emisiones de CO e hidrocarburos y depósitos de carbono. Este problema es más notable en dispositivos en donde las flamas se confinan totalmente. [0056] El calor producido durante la combustión del combustible evaporado puede convertirse en energía eléctrica o mecánica. Por ejemplo, el calor puede convertirse en cualquier cantidad deseada de energía eléctrica o mecánica, por ejemplo, hasta 510 kg-m/seg. (5000 wats) de energía eléctrica o energía mecánica. El aparato de acuerdo con una modalidad preferida de la invención ofrece una fuente de energía limpia y silenciosa en una pequeña gama de cientos de wats en comparación con la tecnología de baterías portátiles que solo pueden proporcionar aproximadamente de 2.0 kg-m/seg. (20 Wats) durante pocas horas y ruidosa ruido y con un generador/motor de combustión interna con altas emisiones que produce arriba de 102 kg-m/seg. (1 kW) . [0057] Existen diversas tecnologías para la conversión del calor producido en la cámara de combustión en energía eléctrica o mecánica, de acuerdo con la invención. Por ejemplo, en la gama de 2.0 a 510 kg-m/seg. (20 a 5000 wats), se contemplan cuando menos las siguientes tecnologías: los motores de combustión externa, tales como un motor Stirling, para la conversión de calor en energía mecánica que puede usarse para accionar un generador termoeléctrico, micro-turbinas que pueden emplearse para accionar un generador, para la conversión directa de calor en electricidad y termo-fotoeléctricos para una conversión directa de energía radiante en electricidad.. [0058] Los dispositivos termoeléctricos ofrecen ventajas en términos de que son silenciosos y durables y acoplados con sistemas de combustión externa ofrecen un potencial para bajas emisiones y flexibilidad en cuanto al combustible. Diversos tipos de generadores termoeléctricos, los cuales pueden usarse como el dispositivo de conversión, incluyen aquellos dados a conocer en las Patentes de los E.U.A. Nos. 5,563,368, 5,793,119, 5,917,144 y 6,172,427. [0059] Los dispositivos termo-fotoeléctricos ofrecen ventajas en los términos que son silenciosos, que proporcionan una moderada densidad de la energía y acoplados con los sistemas de combustión externa ofrecen un potencial para bajas emisiones y una flexibilidad en cuanto al combustible. Diversos tipos de dispositivos de termo-fotoeléctricos, que pueden usarse como el dispositivo de conversión, incluyen aquellos dados a conocer en las Patentes de los E.U.A. Nos. 5,512,109, 5,753,050, 6,092,912 y 6,204,442. Como se muestra en la Patente de los E.U.A. No. 6,204,442, un cuerpo que radia calor puede usarse para absorber el calor de los gases de combustión y el calor radiado del cuerpo que radia calor se dirige a una fotocelda para la conversión a electricidad, protegiendo así a la fotocelda de una exposición directa a los gases de la combustión. [0060] Las micro-turbinas de gas pueden ser deseables en los términos de una alta energía específica. Los dispositivos de micro-turbinas, que pueden usarse como el dispositivo de conversión, incluyen aquellos dados a conocer en las Patentes de los E.U.A. Nos. 5,836,150, 5,874,798 y 5,932,940. [0061] Los motores Stirling ofrecen ventajas en relación con el tamaño, una operación silenciosa, la durabilidad y acoplado con los sistemas de combustión externa ofrecen un potencial para bajas emisiones una flexibilidad en cuanto al combustible. Los motores Stirling que pueden usarse como el dispositivo de conversión serán evidentes para aquellos con experiencia en la técnica. [0062] Con referencia ahora a la FIGURA 1, se muestra un dispositivo de vaporización de combustible híbrido para usarse en un dispositivo que genera energía. El dispositivo de vaporización de combustible híbrido 10, incluye un pasaje capilar de flujo 12, que tiene un extremo de entrada 14 y un extremo de salida 16. Un elemento vaporizador de combustible, que puede ser una cámara de vaporización de combustible 130, como se muestra, se coloca de manera que una primera superficie 136 esta expuesta a una cámara de combustión (no se muestra) , mientras que el combustible sale del extremo de salida 16 del pasaje capilar de flujo 12, que esta en comunicación fluida con la cámara de vaporización de combustible 130, interfiere en una segunda superficie 134. Cuando se llega a la temperatura de operación o cerca de esta temperatura, el calor de la combustión calienta la cámara de vaporización de combustible 130, ocasionando que el combustible que interfiere la segunda superficie 134 se evapore. [0063] La cámara de vaporización de combustible 130 tiene cuando menos un orificio 132 para suministrar el combustible líquido vaporizado para la combustión. De manera opcional, una válvula de control 18 puede estar provista para colocar el extremo de salida 14 de un pasaje capilar de flujo 12 en comunicación fluida con la fuente de combustible líquido F e introducir el combustible líquido en un estado substancialmente líquido en el pasaje capilar de flujo 12. La válvula de control 18 puede ser operada por un solenoide (no se muestra) . Una fuente de calor 20 esta dispuesta a lo largo del pasaje capilar de flujo 12.

[0064] Como se prefiere de manera particular, la fuente de calor 20 esta provista para formar un pasaje capilar de flujo 12 de un tubo de un material eléctricamente resistivo, una parte del pasaje capilar de flujo 12 que forma un elemento calentador cuando una fuente de corriente eléctrica se conecta al tubo en las conexiones 22 y 24 para la alimentación de la corriente en el mismo. Durante el arranque del aparato, o según se quiera, la fuente de calor 20 puede operar para calentar a un nivel suficiente el combustible líquido en el pasaje capilar de flujo 12 para cambiar cuando menos una parte del combustible de un estado líquido a un estado de vapor y suministrar una corriente del combustible substancialmente evaporado desde el extremo de salida 16 del pasaje capilar de flujo 12 a la cámara de vaporización 130. Substancialmente evaporado significa que cuando menos el 50% del combustible líquido se evapora; de preferencia cuando menos el 70%, y de mayor preferencia por lo menos el 80% del combustible líquido se evapora. [0065] El dispositivo de vaporización de combustible 10 puede incluir opcionalmente elementos para limpiar los depósitos formados durante la operación. Los elementos para limpiar los depósitos mostrados en la FIGURA 1 incluyen a la válvula de control 18, la cual puede ser una válvula de tres conductos para colocar alternativamente el pasaje capilar de flujo 12 en comunicación fluida con una fuente de combustible líquido F o una fuente de un oxidante C y una fuente de calor 20. En operación, la fuente de calor 20 se usa para calentar a un nivel suficiente el oxidante C en el pasaje capilar de flujo 12 para oxidar los depósitos formados durante el calentamiento del combustible líquido F. En uña modalidad, para cambiar de un modo de alimentación de combustible a un modo de limpieza, la válvula de control del oxidante 26 es operable para alternar entre la introducción del oxidante C en el pasaje capilar de flujo 12 y permite la limpieza in situ del pasaje capilar de flujo cuando el oxidante se introduce en el pasaje capilar de flujo. [0066] Una técnica para oxidar los depósitos incluye pasar el aire o la corriente a través del pasaje capilar de flujo. Como se indica, el pasaje capilar de flujo de preferencia se calienta durante la operación de limpieza, de manera que el proceso de oxidación se da inicio y es alimentado hasta que los depósitos son consumidos. Para mejorar esta operación de limpieza, se puede emplear una sustancia catalítica, ya sea como un recubrimiento sobre la pared capilar o como un componente de la misma pared, para reducir la temperatura y/o el tiempo que se requiere para lograr la limpieza. Para una operación continúa del dispositivo de vaporización de combustible, más de un pasaje capilar de flujo 12 puede usarse, de manera que cuando se detecta una condición de obstrucción, por el uso de un sensor, la circulación del combustible puede desviarse a otro pasaje capilar de flujo 12 y se da inicio a la circulación del oxidante C a través del pasaje capilar de flujo obstruido para que sea limpiado. Como un ejemplo, un mecanismo de válvulas puede estar provisto para suministrar selectivamente el combustible líquido o el aire a cada pasaje de flujo. [0067] Alternativamente, el flujo de combustible puede dividirse de un pasaje capilar de flujo y dar inicio a la circulación del oxidante en intervalos previamente establecidos. La alimentación de combustible al pasaje capilar de flujo puede ser efectuado por un controlador. Por ejemplo, el controlador puede activar la alimentación de combustible durante un período de tiempo previamente establecido y desactivar la alimentación de combustible después del tiempo previamente establecido. El controlador también puede efectuar un ajuste de la presión del combustible líquido y/o la cantidad de calor suministrado al pasaje capilar de flujo con base en una o más condiciones detectadas. Las condiciones detectadas pueden incluir entre otras cosas: la presión del combustible, la temperatura del elemento capilar o la proporción de aire-combustible. El controlador también puede controlar uno o más pasajes capilares de flujo para limpiar los depósitos.

[0068] También se puede aplicar la técnica de limpieza a los dispositivos de combustión que tienen una pluralidad de dispositivos de vaporización de combustible híbrido con un solo pasaje capilar de flujo. El período de tiempo entre las limpiezas puede fijarse con base en las características de obstrucción determinadas experimentalmente, o se puede emplear un dispositivo de detección y control para detectar la obstrucción y dar inicio al proceso de limpieza, según se requiera. Por ejemplo, un dispositivo de control puede detectar el grado de obstrucción al detectar la presión de alimentación de combustible en el pasaje capilar de flujo del dispositivo de vaporización de combustible. [0069] Como se indica, también se pude aplicar la técnica de limpieza de oxidación a un solo dispositivo de vaporización de combustible híbrido, la cual se requiere para operar continuamente. En este caso, se emplean múltiples pasajes capilares de flujo. En las FIGURAS 2 y 3 se ilustra un dispositivo de vaporización de combustible con múltiples pasajes capilares de flujo híbrido 80. La FIGURA 2 presenta una vista esquemática de un vaporizador de combustible híbrido 80 que emplea un montaje con múltiples tubos capilares, integrado en un solo montaje capilar 94, cada tubo capilar tiene un extremo de entrada y un extremo de salida. Un elemento vaporizador de combustible, el cual nuevamente puede ser una cámara de vaporización de combustible 230, se coloca de manera que una primera superficie 236 esta expuesta a una cámara de combustión (no se muestra) , mientras que el combustible que sale por el extremo de salida del pasaje capilar de flujo, que esta en comunicación fluida con la cámara de vaporización 230, interfiere en una segunda superficie 234. Cuando se llega a la temperatura de operación o cerca de esta temperatura, el calor de la combustión calienta la cámara de vaporización de combustible, ocasionando que el combustible que interfiere en la segunda superficie se evapore . [0070] La cámara de vaporización 230 tiene cuando menos un orificio 232 para suministrar una corriente sustancialmente vaporizada para la combustión. Consistente con la FIGURA 2, se prefieren una pluralidad de orificios 232. La FIGURA 3 presenta una vista de extremo tomada a lo largo de la línea 3-3 de la FIGURA 2. Como se muestra, el montaje puede incluir tres tubos capilares 82A, 82B y 82C y un electrodo positivo 92, que puede incluir una varilla de acero inoxidable sólida. Los tubos y la varilla pueden ser soportados en un cuerpo 96 de un material eléctricamente aislante y se puede alimentar la energía a la varilla y a los tubos capilares por medio de accesorios 98. Por ejemplo, se puede suministrar corriente directa a los extremos corriente arriba de uno o más tubos capilares y una conexión 95 en los extremos corriente abajo de los mismos puede formar una trayectoria de retorno de la corriente a través de la varilla 92. [0071] Se hace referencia ahora a la FIGURA 4, en donde ' se muestra un sistema de vaporización con múltiples tubos capilares híbridos 80. El sistema incluye tubos capilares 82A a 82C, los cuales están cada uno en comunicación fluida con la cámara de vaporización 230, las tuberías de alimentación de combustible 84A a 84C, las tuberías de alimentación del oxidante 86A a C, las válvulas de control 88A a 88C, las líneas de alimentación de la energía 90A- 90C y la puesta en tierra común 91. El sistema 80 permite limpiar uno o más tubos capilares mientras que la alimentación de combustible continúa con uno o más tubos capilares. Por ejemplo, puede llevarse a cabo la combustión del combustible suministrado por medio de los pasajes capilares de flujo 82B y 82C durante la limpieza del pasaje capilar de flujo 82A. Se puede lograr la limpieza del pasaje capilar de flujo 82A al interrumpir la alimentación de combustible al tubo capilar 82A, y suministrar aire al pasaje capilar de flujo 82A con suficiente calor para oxidar los depósitos en el pasaje capilar de flujo. De manera que, se puede llevar a cabo la limpieza de uno o varios elementos capilares, en tanto que se suministra el combustible de manera continúa. Ya sea uno o más pasajes capilares de flujo que se limpian de preferencia se calientan durante el proceso de limpieza mediante un calentador de resistencia eléctrica o un dispositivo de retroalimentación térmico desde la aplicación. Nuevamente, el período de tiempo entre la limpieza de cualquier pasaje capilar de flujo dado puede establecerse con base en las características de obstrucción conocidas, determinadas experimentalmente, o se puede emplear un sistema de detección y control para detectar la formaciones de los depósitos y dar inicio al proceso de limpieza, según se requiera. [0072] La FIGURA 5 muestra una vista esquemática ejemplar de un sistema de control para operar un aparato de acuerdo con la presente invención, el aparato que incorpora una alimentación de gas oxidante para limpiar los pasajes capilares obstruidos. El sistema de control incluye un controlador 100 que puede conectarse operativamente a una alimentación de combustible 102 que alimenta combustible y opcionalmente aire a un pasaje de flujo, tal como un pasaje capilar de flujo, mismo que esta en comunicación fluida con la cámara de vaporización 330. La cámara de vaporización 330 posee cuando menos un orificio 332 para la entrega de combustible substancialmente evaporado. El controlador también puede operar conectado a una alimentación de energía 106 que alimenta energía a un calentador de resistencia o directamente a un pasaje capilar de flujo metálico 104 para calentar el tubo suficientemente para evaporar el combustible. En caso que se quiera, el sistema de combustión puede incluir múltiples canales de flujo y calentadores que pueden operar conectados al controlador 100. El controlador 100 puede ser operable conectado a uno o más dispositivos que envía señales, tales como un interruptor de encendido-apagado, un par térmico, un detector de la velocidad de circulación del combustible, el detector de velocidad de circulación del aire, el detector de la energía alimentada, el detector de la carga de la batería, etc., con lo cual, el controlador 100 puede ser programado automáticamente para una operación de control del sistema de combustión en respuesta a la(s) señal (es) suministrada (s) al controlador por los dispositivos que envían señales 108. [0073] Nuevamente con referencia a la FIGURA 1, en operación, el dispositivo de vaporización de combustible híbrido del aparato se coloca dentro de la cámara de combustión, de manera que el calor producido por la combustión calienta a la cámara de vaporización 130, de manera que, posterior al calentamiento y a la reducción o disminución del calentamiento del pasaje capilar, el combustible líquido calentado o sin calentar se calienta lo suficiente para evaporar sustancialmente el combustible líquido conforme pasa a través de los orificios de la cámara de vaporización 132, lo que reduce o elimina la necesidad de calentar eléctricamente el pasaje capilar de flujo 12. [0074] Como se apreciará, también se pueden usar el dispositivo de vaporización de combustible y el sistema asistente representados en las FIGURAS 1 a 5 en relación con otra modalidad de la presente invención. Nuevamente con referencia a la FIGURA 1, los elementos para limpiar los depósitos incluyen una válvula de control 18, que nuevamente puede ser una válvula de tres conductos, para colocar de manera alternativa el pasaje capilar de flujo 12 en comunicación fluida con un solvente o fuente del combustible líquido, que permite la limpieza in situ del pasaje capilar de flujo 12, cuando el solvente se introduce en el pasaje capilar de flujo 12. Mientras que se han utilizado una amplia variedad de solventes que tienen utilidad, el solvente pude comprender el combustible líquido de una fuente de combustible líquido. Cuando este es el caso, ninguna válvula de control puede requerirse ya que no existe la necesidad de alternar entre el combustible y el solvente, y la fuente de calor será descontinuada o desactivada durante la limpieza del pasaje capilar de flujo 12.

[0075] La FIGURA 6 muestra una vista esquemática de un aparato de acuerdo con la invención, que incluye un motor Stirling de pistón libre 30, una cámara de combustión 34, en donde el calor a una temperatura de 550-750°C se convierte en energía mecánica mediante un pistón de acción alternativa que acciona al alternador 32 para producir energía eléctrica. El ensamble también incluye un vaporizador de combustible híbrido 809, un ensamble calentador 36, un controlador 38, un rectificador/regulador 40, una batería 42, una alimentación de combustible 44, un recuperador 46, un ventilador de combustión 48, un dispositivo de enfriamiento 50 y un dispositivo de enfriamiento/ventilador 52. En operación, el controlador 38 puede operar para controlar la alimentación de combustible al vaporizador de combustible híbrido 80 y para controlar la combustión del combustible en la cámara 34, de manera que el calor de la combustión acciona un pistón del motor Stirling, ocasionando que el motor se alimente de electricidad por el alternador 32. En caso que sea deseable, el alternador/motor Stirling puede reemplazarse por un motor Stirling cinemático que se alimenta de energía mecánica. Los ejemplos de las cámaras de combustión y de los circuitos de calentamiento previo del aire se pueden encontrar en las Patentes de los E.U.A. Nos. 4,277,942, 4,352,269, 4,384,457 y 4,392,350.

[0076] La FIGURA 7 presenta una vista esquemática en sección transversal parcial de un dispositivo que produce energía de acuerdo con otra modalidad de la invención, que puede formar parte de un dispositivo de conversión de calor, tal como un montaje de motor Stirling. Como se muestra en la FIGURA 7, el aire alimentado a una entrada de aire por el ventilador de aire entra a la cámara de combustión 34 y se mezcla con el combustible evaporado en la cámara por el vaporizador de combustible híbrido 80. El calor de combustión de la cámara 34 calienta el extremo del motor Stirling 30 y el pistón deslizante se mueve de manera alternativa dentro de un alternador de manera que genere electricidad. La cámara 34 puede diseñarse para permitir que los gases del escape precalienten el aire entrante y de este modo disminuir los requerimientos de energía para quemar el combustible. Por ejemplo, el alojamiento puede incluir un montaje de múltiples paredes, el cual permite que el aire entrante circule en un elemento impelente, que es calentado por los gases del escape que circulan en un pasaje del escape. El aire de entrada (indicado por la flecha 55) puede causar una turbulencia en la cámara de combustión al pasar el aire a través de las paletas del dispositivo de turbulencia56 alrededor de la cámara de combustión 34. La mezcla de aire-combustible quemada calienta al dispositivo de conversión (motor Stirling) 30 y los gases del escape (indicados por las flechas 57) se remueven de la cámara de combustión. [0077] En la FIGURA 8, se muestra otra modalidad de un vaporizador de combustible híbrido como parte de un dispositivo de conversión de calor, que puede ser un montaje externo de un motor de combustión, tal como un motor Stirling. El vaporizador de combustible híbrido y el dispositivo de conversión de calor se muestra de manera esquemática en una sección transversal parcial. El dispositivo de vaporización de combustible híbrido 400, incluye un pasaje capilar de flujo 412, que tiene un extremo de entrada 414 y un extremo de salida 416, el extremo de salida 416 se coloca de manera próxima a un elemento de vaporización de combustible 530. El elemento de vaporización de combustible 530 se configura de manera ventajosa para tener una gran área superficial para auxiliar en la transferencia del calor de combustión de la cámara de combustión 600. Como se muestra, el elemento de vaporización de combustible 530 se coloca de manera que una primera superficie 536 esta expuesta a la cámara de combustión 600, en tanto que el combustible que sale del extremo de salida 416 del pasaje capilar de flujo 412 interfiere en la segunda superficie 534. Cuando el dispositivo de conversión de calor llega a la temperatura de operación o cerca de esta temperatura, el calor de la combustión calienta al elemento de vaporización de combustible 530, ocasionando que el combustible que interfiere en la segunda superficie 534 se evapore. [0078] El elemento de vaporización 530 tiene una periferia externa 532, que cuando se coloca dentro del pasaje 610, forma una separación periférica 532. Como se puede apreciar, cuando el pasaje 610 y el elemento de vaporización de combustible 530 están circulando en sección transversal, la separación periférica 532 será una separación anular. El combustible evaporado que sale de la separación periférica 432 circula a través del pasaje 610 para una vaporización subsecuente. Opcionalmente, una válvula de control 418 puede estar provista para colocar el extremo de entra 414 del pasaje capilar de flujo 412 en comunicación fluida con la fuente de combustible líquido F e introducir el combustible líquido en un estado substancialmente líquido dentro del pasaje capilar de flujo 412. la válvula de control 418 puede ser operada por un solenoide (no se muestra) . [0079] Una fuente de calor 420 esta dispuesta a lo largo del pasaje capilar de flujo 412. Como se prefiere particularmente, la fuente de calor 420 se proporciona al formar un pasaje capilar de flujo 412 A de un tubo de un material eléctricamente resistivo, una parte del pasaje capilar de flujo 412 que forma un elemento calentador cuando una fuente de corriente eléctrica se conecta al tubo en las conexiones 422 y 424 para alimentar la corriente a las mismas. Durante el arranque del aparato, o según se desee, la fuente de calor puede operar para calentar a un nivel suficiente el combustible líquido en el pasaje capilar de flujo 412, para cambiar cuando menos una parte del combustible de un estado líquido a un estado de vapor y suministrar la corriente de combustible sustancialmente evaporado desde el extremo de salida 416 del pasaje capilar de flujo 412. [0080] Como con las modalidades previamente descritas, el dispositivo de vaporización de combustible 400, opcionalmente puede incluir elementos para limpiar los depósitos formados durante la operación. Los elementos para limpiar los depósitos mostrados en la FIGURA 8 incluye una válvula de control, que puede ser una válvula de tres conductos para colocar al pasaje capilar de flujo en comunicación fluida de manera alterna ya sea con una fuente de combustible líquido F o una fuente de oxidante C y la fuente de calor 420. En operación, la fuente de calor 420 se usa para calentar a un nivel suficiente el oxidante C en el pasaje capilar de flujo 412 para oxidar los depósitos formados durante el calentamiento del combustible líquido F. En una modalidad, para cambia de un modo de alimentación de combustible al modo de limpieza, puede operar la válvula de control del oxidante 418 para alternar entre la introducción del combustible líquido F y la introducción del oxidante C dentro del pasaje capilar de flujo 12 y permitir la limpieza in-situ del pasaje capilar de flujo 412 cuando se introduce el oxidante dentro del pasaje capilar de flujo 412. [0081] Se puede pasar un vapor o aire a través del pasaje capilar de flujo 412. El pasaje capilar de flujo 412 de preferencia es calentado durante la operación de limpieza, de manera que el proceso de oxidación es iniciado y alimentado hasta que los depósitos sean consumidos. Para mejorar esta operación de limpieza, se puede emplear una sustancia catalítica, ya sea como un revestimiento sobre la pared capilar o como un componente de la pared capilar para reducir la temperatura y/o el tiempo requerido para lograr la limpieza. Para una operación continúa del dispositivo de vaporización de combustible, más de un pasaje capilar de flujo 412 puede usarse de manera tal que cuando se detecta una condición de obstrucción, tal como por el uso de un sensor, la circulación del combustible puede dividirse a otro pasaje capilar de flujo 412 y se da inicio a la circulación del oxidante a través del pasaje capilar de flujo obstruido para que se limpie, utilizando el sistema de válvulas para alimentar de manera selectiva el combustible líquido o el aire a cada pasaje de flujo.

[0082] La técnica de limpieza también puede aplicarse a los dispositivos de combustión que tienen un dispositivos de vaporización de combustible híbrido 400 con una pluralidad de pasajes capilares de flujo. El período de tiempo entre las limpiezas se puede fijar con base en las características de obstrucción experimentalmente determinadas o se puede emplear un dispositivo de detección y control para detectar la obstrucción y dar inicio al proceso de limpieza, según se requiera. Por ejemplo, un dispositivo de control puede detectar el grado de obstrucción al detectar la presión de alimentación del combustible en el pasaje capilar de flujo del dispositivo de vaporización de combustible híbrido 400. [0083] Se hace referencia particularmente al dispositivo de conversión de calor de la FIGURA 8, el aire de combustión puede ser alimentado a una entrada de aire mediante un ventilador de aire y entra a la cámara de combustión 600 mediante el vaporizador de combustible híbrido 400. Como con la modalidad de la FIGURA 7, el calor de combustión en la cámara de combustión 600 calienta el extremo del motor de combustión externa, tal como un motor Stirling, y el pistón deslizante se mueve recíprocamente dentro del alternador, de manera que se genere electricidad. La cámara 600 puede estar diseñada para permitir que los gases del escape precalienten el aire entrante y disminuir de esta manera los requerimientos de energía para quemar el combustible. Por ejemplo, el alojamiento puede incluir un montaje de múltiples paredes, el cual permite que el aire entrante circule en un elemento impelente, que es calentado por los gases del escape que circulan en el pasaje del escape. El aire entrante puede dar lugar a una turbulencia en la cámara de combustión 600 al pasar el aire a través de las paletas de un dispositivo de turbulencia (no se muestra) alrededor de la cámara de combustión 600. La mezcla de aire-combustible quemado calienta al dispositivo de conversión (un motor de combustión externa, tal como un motor Stirling) y se remueven gases del escape desde la cámara de combustión. [0084] Como puede apreciarse, se pueden usar conjuntamente dos vaporizadores de combustible híbrido en la misma cámara de combustión del aparato generador de energía, uno alimenta el combustible, mientras que el otro depura los depósitos a través de la oxidación o el solvente de limpieza, como se discutió anteriormente. [0085] En general, el aparato de conversión de energía puede incluir una fuente de combustible líquido, cuando menos un vaporizador de combustible híbrido que tiene uno o más tubos capilares a través de los cuales el combustible desde la alimentación de combustible se evapora y alimentado a la cámara de combustión, en donde el combustible evaporado es quemado y el calor producido en la cámara combustión se usa para accionar un motor de combustión externa, tal como un motor Stirling u otro dispositivo de conversión de calor. Se puede usar un intercambiador térmico para precalentar el aire cuando el aire viaja a través de los pasajes de aire en el intercambiador térmico, mediante lo cual se incrementa al máximo la eficiencia del dispositivo, es decir, al precalentar el aire mezclado con el combustible evaporado para soportar la combustión en la cámara, se necesita menos combustible para mantener el motor de combustión externa a la temperatura de operación deseada. El gas del escape puede viajar a través de los ductos del escape del intercambiador térmico, mediante lo cual el gas del escape puede transferirse al aire que es alimentado en la cámara de combustión. [0086] La cámara de combustión puede incorporar cualquier montaje adecuado, en donde se quema el aire mezclado con el combustible evaporado y/o la mezcla de aire-combustible. Por ejemplo, el combustible puede ser mezclado con aire en un tubo venturi para proporcionar una mezcla de aire-combustible y la mezcla de aire-combustible puede ser quemada en una zona generadora de calor, ubicada corriente abajo del tubo venturi. Con el fin de dar inicio a la combustión, la mezcla de aire-combustible puede estar confinada en una zona de encendido, en la que el dispositivo de encendido, tal como un generador por chispa enciende la mezcla. El dispositivo de encendido puede ser cualquier dispositivo capaz de encender el combustible, tal como un generador por chispa mecánico, un generador por chispa eléctrico, un alambre de encendido calentado por resistencia o lo similar. El generador por chispa eléctrica puede activarse por una fuente de energía, tal como una pequeña batería. Sin embargo, la batería puede ser colocada con un transductor piezoeléctrico operado manualmente que genera la corriente eléctrica cuando se activa. Con tal montaje, la corriente puede ser generada de manera electromecánica debido a la compresión del transductor. Por ejemplo, un dispositivo de golpeteo puede estar dispuesto con el fin de martillar al transductor con una fuerza predeterminada cuando se oprime el activador. La electricidad generada por el transductor puede ser alimentada al mecanismo generador por chispa mediante un sistema de circuitos adecuado. Tal montaje puede usarse para encender la mezcla de combustible-aire. [0087] Cierta energía eléctrica generada por el dispositivo de conversión puede ser almacenado en un dispositivo de almacenamiento adecuado, tal como una batería o un capacitor, que se puede usar para activar al dispositivo de encendido. Por ejemplo, se puede usar un interruptor operado manualmente para alimentar la corriente eléctrica a un elemento de calentamiento por resistencia o directamente a través de una parte de un tubo metálico, que evapora al combustible en el pasaje de flujo y/o puede alimentarse la corriente eléctrica a un dispositivo de encendido para dar inicio a la combustión de la mezcla de combustible-aire alimentada a la cámara de combustión. [0088] Si se desea, se puede usar el calor generado al quemar el combustible para operar cualquiera de los tipos de dispositivos que dependen de la energía eléctrica o mecánica. Por ejemplo, se puede usar una fuente de conversión de calor para generar la electricidad para el equipo eléctrico portátil, tal como los dispositivos de comunicación telefónica (por ejemplo teléfonos inalámbricos) , computadoras portátiles, herramientas eléctricas, equipo para campamento, equipo militar, equipo de transportación, tales como ciclomotores, sillas de ruedas activadas con energía y dispositivos marítimos de propulsión, dispositivos electrónicos de detección, equipo electrónico de supervisión, cargadores de baterías, equipo de alumbrado, equipo de calentamiento, etc. El dispositivo de conversión de calor también se puede usar para alimentar la energía a dispositivos que no son portátiles o en ubicaciones en donde el acceso a una rejilla de energía eléctrica no esta disponible o es inconveniente o no confiable. Tales ubicaciones y/o dispositivos que no son portátiles incluyen, cuarteles y campamentos militares remotos, máquinas vendedoras, equipo marítimo, etc. Ejemplo 1 [0089] Para demostrar el beneficio potencial de una preparación de combustible mejorada, se llevaron a cabo pruebas en donde el combustible para turbinas JP 8 se evaporo al alimentar combustible a un pasaje capilar de flujo a unan presión constante con un sistema de bombeo de micro-diafragmas . E [0090] En estas pruebas, se uso un tubo capilar de 0.025 DI/0.046 DE (0.010 DI/0.018 DE) (diámetro interno (DI) y diámetro externo (DE) , en cm (pulgada) ) . El tubo se construyo de acero inoxidable 304 que tiene una longitud de 7.6 cm (3 pulgadas). Se generó el calor para vaporizar el combustible líquido al pasar la corriente eléctrica a través de una parte del tubo metálico. La distribución del tamaño de la gotita se midió empleando un sistema de difracción de láser Spray-Tech fabricado por Malvern. La FIGURA 9 presenta los resultados de estas pruebas. Como se muestra, los resultados de esta prueba revelaron que las gotitas tienen un Diámetro Promedio Sauter (DPS) de 1.7 y 3.0 µm. El DPS es el diámetro de una gotita cuya proporción superficial con respecto al volumen es igual al de toda la pulverización y se relaciona con las características de transferencia de la masa en la pulverización. [0091] El aparato de acuerdo con la presente invención también produjo distribuciones de la pulverizaciones con un modo simple o bimodales que se pueden medir. Las mediciones revelaron un DPS de modo simple de 2.3 µm y un DPS bimodal de 2.8 µm, el modo simple que proporciona la mayoría de tamaños de la gotita en aerosol entre 1.7 y 4.0 µm, considerando que la distribución de pulverización bimodal proporcionaron el 80% o más de las gotitas en aerosol en una gama de 1.7 a 4.0 µm, el resto de los tamaños de las gotitas esta en la gama de 95 a 300 µm. Ej emplo 2 [0092] Se llevo a cabo una prueba para comparar las características de obstrucción y los beneficios del sistema de vaporización de combustible híbrido con aquellos del pasaje capilar calentado del Ejemplo 1. Se operó de manera continúa un vaporizador de combustible híbrido del tipo representado en la FIGURA 1 con las presiones de alimentación de combustible entre 0.4 a 0.5 kg/cm2 (6 a 7 psig) y con la sección del vaporizador colocada sobre una flama abierta. Se suministro la mínima alimentación de energía, 0.7 kg-m/seg. (7 Wats), al pasaje capilar de flujo durante esta prueba para auxiliar en el precalentamiento del combustible. La cámara de vaporización empleada tenía un diámetro de 0.64 cm (0.25") y 0.95 cm (0.375") de longitud y se construyó de acero inoxidable 304. El orificio de salida de la cámara de vaporización fue de 0.05 cm (0.02") de diámetro. [0093] Para hacer una comparación, se uso un pasaje capilar de flujo que consiste de un tubo capilar de acero inoxidable 304 de 0.025 DI/0.046 DE (0.010 DI/0.018 DE) (diámetro interno (DI) y diámetro externo (DE) , en cm (pulgadas)) y que tiene una longitud de 7.6 cm (3 pulgadas) . Se empleo un modo de prueba cíclica de obstrucción/desobstrucción de 5 minutos de evaporación de combustible y 5 minutos de circulación del aire a baja presión para una limpieza oxidante, a una presión de alimentación de combustible de aproximadamente de 1.4 kg/cm2 (19.5 psig). Los resultados de estas pruebas se presentaron en la FIGURA 10, en donde el beneficio de la limpieza a largo plazo se demostró para el sistema de vaporización de combustible híbrido divulgado en la presente. [0094] Mientras que la invención se ha descrito en detalle con referencia a las modalidades preferidas de la misma, será evidente para aquellos con experiencia en la técnica que se pueden hacer diversos cambios así como la utilización de equivalentes sin apartarse del alcance de la invención.

Claims

Lo que se reclama es: 1. Un sistema de vaporización de combustible híbrido para usarse en un aparato para quemar combustible de una fuente de combustible líquido que comprende: (a) cuando menos un pasaje capilar de flujo, por lo menos dicho pasaje capilar de flujo tiene un extremo de entrada y un extremo de salida, dicho extremo de entrada esta en comunicación fluida con la fuente del combustible líquido; (b) una fuente de calor dispuesta a lo largo de cuando menos un pasaje capilar de flujo, dicha fuente de calor puede operar para calentar a un nivel suficiente el combustible líquido en por lo menos dicho pasaje capilar de flujo para cambiar por lo menos una parte del combustible, de un estado líquido a un estado evaporado; y (c) un elemento de vaporización que tiene una primera superficie y una segunda superficie, dicha primera superficie se expone al calor producido por el aparato al quemarse el combustible, dicho elemento de vaporización se coloca de manera que el combustible sale a dicho extremo de salida de por lo menos dicho pasaje capilar de flujo que interfiere en dicha segunda superficie, por lo que una corriente del combustible sustancialmente evaporado se alimenta para la combustión.
2. El sistema de combustible de la reivindicación 1, en donde dicha fuente de calor comprende un elemento de calentamiento por resistencia.
3. El sistema de combustible de las reivindicaciones 1 o 2, que además comprende una válvula de control que controla la circulación del combustible líquido desde la fuente de combustible .
4. El sistema de combustible de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde por lo menos dicho pasaje capilar de flujo comprende cuando menos un tubo capilar.
5. El sistema de combustible de la reivindicación 4, en donde dicha fuente de calor comprende una sección de dicho tubo capilar calentado al pasar una corriente eléctrica a través del mismo.
6. El sistema de combustible de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde elementos para limpiar los depósitos formados durante la operación del sistema de combustible.
7. El sistema de combustible de la reivindicación 6, en donde los elementos para limpiar los depósitos incluyen la válvula de control y la fuente de calor, la válvula de control puede ser operada para colocar por lo menos dicho pasaje capilar de flujo en comunicación fluida con un oxidante, dicha fuente de calor también puede ser operada para calentar a un nivel suficiente el oxidante en por lo menos dicho pasaje capilar de flujo para oxidar los depósitos formados durante el calentamiento del combustible líquido, en donde dicha válvula de control puede ser operada para alternar entre la introducción del combustible líquido para alternar entre la introducción del combustible líquido y la introducción del oxidante dentro de dicho pasaje capilar de flujo y permite la limpieza insitu del pasaje capilar de flujo, cuando se introduce el oxidante dentro de por lo menos dicho pasaje capilar de flujo.
8. El sistema de combustible de la reivindicación 7, en donde cuando menos un pasaje capilar de flujo comprende una pluralidad de pasajes capilares de flujo, cada uno de los pasajes capilares de flujo esta en comunicación fluida con una alimentación de combustible y una alimentación de gas oxidante.
9. El sistema de combustible de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el oxidante consiste de aire, gases del escape y sus mezclas.
10. El sistema de combustible de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el aparato para quemar el combustible de una fuente de combustible líquido incluye un dispositivo de conversión seleccionado del grupo que consiste de una micro-turbina, una micro-turbina con un generador eléctrico, un motor de combustión externa, un motor de combustión externa con un generador eléctrico, un dispositivo termoeléctrico y un dispositivo termo-fotoeléctrico .
11. El sistema de combustible de la reivindicación 6, en donde el elemento para limpiar los depósitos incluye una válvula de control de fluido, la válvula de control de fluido puede ser operada para colocar cuando menos un pasaje capilar de flujo en comunicación fluida con un solvente, que permite la limpieza in-situ del pasaje capilar de flujo, cuando se introduce el solvente dentro de por lo menos dicho pasaje capilar de flujo.
12. El sistema de combustible de la reivindicación 11, en donde el solvente comprende un combustible líquido de la fuente de combustible líquido y en donde la fuente de calor es desactivada durante la limpieza de dicho pasaje capilar de flujo.
13. El sistema de combustible de cualesquiera de las reivindicaciones precedentes, que además comprende una fuente de combustible, dicha fuente de combustible es capaz de suministrar el combustible líquido a presión en cuando menos dicho pasaje capilar de flujo a una presión de 100 psig o un valor menor.
14. El sistema de combustible de cualesquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde se forma un aerosol que tiene una distribución para el tamaño de la partícula, cuya fracción es de 25 µm o un valor menor.
15. El sistema de combustible de cualesquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la cámara de vaporización se coloca para que sea calentada por el combustible quemado, de manera tal que el combustible en la cámara de vaporización se evapora.
16. El sistema de combustible de cualesquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el elemento de vaporización comprende una cámara de vaporización en comunicación fluida con el extremo de salida de cuando menos dicho pasaje capilar de flujo, la cámara de vaporización tiene cuando menos un orificio de salida para suministrar una corriente de combustible sustancialmente evaporado para la combustión.
17. El sistema de combustible de cualesquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el elemento de vaporización de combustible tiene una periferia externa colocada dentro de un pasaje, con el fin de formar una separación periférica.
18. El sistema de combustible de la reivindicación 17, en donde el pasaje y el elemento de vaporización de combustible se hacen circular en sección transversal y la separación periférica es una separación anular.
19. Un aparato para producir energía de una fuente de combustible líquido que comprende: (a) cuando menos un pasaje capilar de flujo, por lo menos dicho pasaje capilar de flujo que tiene un extremo de entrada y un extremo de salida, el extremo de entrada esta en comunicación fluida con la fuente del combustible líquido; (b) una fuente de calor dispuesta a lo largo de cuando menos dicho pasaje capilar de flujo, la fuente de calor puede ser operada para calentar a un nivel suficiente el combustible líquido en cuando menos dicho pasaje capilar de flujo para cambiar por lo menos una parte del combustible de un estado líquido a un estado de vapor; (c) un elemento de vaporización que tiene una primera superficie y una segunda superficie, la primera superficie esta expuesta al calor producido al quemar el combustible, el elemento de vaporización se coloca de manera que el combustible que sale del extremo de salida de por lo menos dicho pasaje capilar de flujo interfiere en la segunda superficie para producir una corriente de combustible sustancialmente evaporado; (d) una cámara de combustión para quemar la corriente del combustible sustancialmente evaporado y de aire, la cámara de combustión esta en comunicación fluida con la primera superficie del elemento de vaporización; y (e) un dispositivo de conversión puede ser operado para convertir el calor liberado por la combustión en la cámara de combustión en energía mecánica y/o eléctrica.
20. Un método para generar energía, que comprende : (a) alimentar el combustible líquido cuando menos a un pasaje capilar de flujo, por lo menos dicho pasaje capilar de flujo se coloca de manera que el combustible que sale cuando menos de un pasaje capilar de flujo interfiere en el elemento de vaporización que tiene una primera superficie y una segunda superficie; (b) calentar el combustible que interfiere en el elemento de vaporización y que causa la formación de una corriente de combustible sustancialmente evaporado; (c) quemar el combustible evaporado en una cámara de combustión; y (d) convertir el calor producido por la combustión del combustible evaporado en la cámara de combustión en energía mecánica y/o eléctrica empleando un dispositivo de conversión, en donde la primera superficie del elemento de vaporización se coloca de manera próxima a la cámara de combustión, de manera que el calor producido de la combustión es efectivo para calentar el combustible que interfiere en la segunda superficie del elemento de vaporización y suministra la corriente de combustible sustancialmente evaporada para la combustión.