RU2262614C2 - Система всасывания или подачи увлажняющего газа - Google Patents

Система всасывания или подачи увлажняющего газа Download PDF

Info

Publication number
RU2262614C2
RU2262614C2 RU2002105925/06A RU2002105925A RU2262614C2 RU 2262614 C2 RU2262614 C2 RU 2262614C2 RU 2002105925/06 A RU2002105925/06 A RU 2002105925/06A RU 2002105925 A RU2002105925 A RU 2002105925A RU 2262614 C2 RU2262614 C2 RU 2262614C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
water
proton exchange
membrane
exchange membrane
Prior art date
Application number
RU2002105925/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2002105925A (ru
Inventor
Марк Кристофер ТОНКИН (GB)
Марк Кристофер ТОНКИН
Марк Элден ШУХАРДТ (US)
Марк Элден ШУХАРДТ
Марк Эндрю ЯНГ (GB)
Марк Эндрю ЯНГ
Original Assignee
Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани
Дизайн Текнолоджи Энд Ирригейшн Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани, Дизайн Текнолоджи Энд Ирригейшн Лимитед filed Critical Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани
Publication of RU2002105925A publication Critical patent/RU2002105925A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2262614C2 publication Critical patent/RU2262614C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F02M25/0224—Water treatment or cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • F02M25/028—Adding water into the charge intakes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Air Humidification (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам всасывания или подачи увлажняющего газа в двигатель внутреннего сгорания. Изобретение позволяет упростить систему, снизить стоимость ее выполнения и повысить эффективность работы двигателя. Система всасывания или подачи увлажняющего газа содержит поверхность гидрофильной мембраны, резервуар для воды, выполненный неразъемно с поверхностью гидрофильной мембраны, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны, обращенной либо к резервуару для воды, либо к системе всасывания газа. Двигатель содержит систему всасывания или подачи увлажняющего воздуха, имеющую поверхность гидрофильной мембраны, резервуар для воды, неразъемно связанный с поверхностью гидрофильной мембраны, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны, обращенной либо к резервуару для воды, либо к системе всасывания воздуха. Топливный элемент с мембраной протонного обмена содержит систему всасывания или подачи увлажняющего газа, имеющую поверхность мембраны протонного обмена. Система всасывания или подачи увлажняющего газа содержит впускное отверстие для воздуха, резервуар для воды, поверхность не имеющей пор гидрофильной мембраны, которая отделяет резервуар для воды от впускного отверстия, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны. Двигатель содержит систему всасывания или подачи увлажняющего газа, включающую впускное отверстие для воздуха, резервуар для воды, поверхность не имеющей пор гидрофильной мембраны, которая отделяет резервуар для воды от впускного отверстия, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны. Моторизованное транспортное средство содержит вышеуказанный двигатель. 7 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Предпосылки создания изобретения
Данное изобретение касается, в общем, систем всасывания или подачи увлажняющего газа, и в частности, но не исключительно, системы всасывания или подачи увлажняющего воздуха двигателя внутреннего сгорания и системы всасывания или подачи увлажняющего газа для топливного элемента.
Краткое описание известного уровня техники
В общем, в системах преобразования энергии для обеспечения энергии объединяют топливо и окислитель. В этом процессе химическая энергия преобразуется в кинетическую энергию или электричество, а также в теплоту.
В двигателях внутреннего сгорания, включающих в себя, например, двухтактные, четырехтактные, роторные и дизельные двигатели, для обеспечения этой химической энергии сжигаются воздушно-топливные смеси. До сжигания топливо может быть диспергировано во всасываемый воздушный поток посредством прямых форсунок или карбюратора, и само сжигание может быть запущено электрической искрой, проводом накаливания или просто теплотой от сжатия воздушно-топливной смеси. Во всех двигателях внутреннего сгорания внезапное увеличение давления, вызванное горением воздушно-топливной смеси в камере сгорания, заставляет части двигателя перемещаться, таким образом передавая кинетическую энергию транспортному средству, приводимому в действие двигателем.
Много факторов управляют эффективностью, с которой химическая энергия преобразуется в полезную кинетическую энергию или электричество, в то же время минимизируя образование непроизводительного тепла, которое всегда производится наряду с ними. Ключевые переменные для максимизирования эффективности двигателя внутреннего сгорания включают в себя максимизирование давления, получаемого во время процесса горения, и минимизирование температур всасываемого воздуха и камеры сгорания. Радиатор двигателя внутреннего сгорания также предлагает преимущества, касающиеся окружающей среды, в части уменьшения количества оксидов азота, испускаемых в виде побочного продукта при реакции атмосферного азота с разновидностью кислорода во время процесса горения.
Кроме топлива и воздуха в камеру сгорания можно вводить химически инертные вещества с целью поглощения тепла и получения давления, таким образом удовлетворяя оба вышеупомянутых требования в отношении оптимизации эффективности двигателя. В частности, для выполнения этой функции можно использовать воду.
Известно, что в автомобилестроении, например, прежде использовали селективную систему охлаждения путем впрыска воды для цилиндров двигателей. Однако сложность такой системы и высокая стоимость ее выполнения входили в противоречие, перевешивая выгоды, получаемые от процесса, при организации крупномасштабного поточного производства. Более конкретно, системы впрыска воды в цилиндры двигателей требовали предварительного подведения энергии, точного управления и высоких рабочих давлений, причем любое из этих требований само накладывает значительное ограничение на потенциальное внедрение.
Другие системы всасывания или подачи газа, в которых увлажнение является ценным, включают в себя топливные элементы, в частности топливные элементы с мембраной протонного обмена (МПО), в которых газы постоянно проходят над мембраной, которая должна поддерживать влажность для оптимальной эффективности. Использование данного изобретения также можно рассматривать при увлажнении циркулирующего в теплицах воздуха.
Краткое изложение сущности изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения создана система всасывания или подачи увлажняющего газа, содержащая поверхность гидрофильной мембраны, резервуар для воды, выполненный неразъемно с поверхностью гидрофильной мембраны, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны, обращенной либо к резервуару для воды, либо к системе всасывания газа.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения создан двигатель, содержащий систему всасывания или подачи увлажняющего воздуха, имеющую поверхность гидрофильной мембраны, резервуар для воды, неразъемно связанный с поверхностью гидрофильной мембраны, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны, обращенной либо к резервуару для воды, либо к системе всасывания воздуха.
Двигатель может дополнительно содержать систему выпуска отработавших газов, обеспечивающую отработавшие газы, и в котором резервуар для воды включает в себя спираль теплообменника, по выбору подсоединяемую для приема отработавших газов, а также дополнительно включать в себя термочувствительный элемент, приспособленный для регулирования потока отработавших газов через спираль теплообменника.
Создано также моторизированное транспортное средство, содержащее систему всасывания или подачи увлажняющего воздуха, имеющую поверхность гидрофильной мембраны, резервуар для воды, связанный с поверхностью гидрофильной мембраны, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны, обращенной либо к резервуару для воды, либо к системе всасывания воздуха.
Моторизированное транспортное средство дополнительно содержит систему выпуска отработавших газов, обеспечивающую отработавшие газы, в котором резервуар для воды включает в себя спираль теплообменника, по выбору подсоединяемую для приема отработавших газов.
Моторизированное транспортное средство может дополнительно включать в себя термочувствительный элемент, приспособленный для регулирования потока отработавшего газа через спираль теплообменника, топливный бак, имеющий поверхность гидрофильной мембраны, через которую диффузионно испаряется водяной пар.
Также создан топливный элемент с мембраной протонного обмена, содержащий систему всасывания или подачи увлажняющего газа, имеющую поверхность мембраны протонного обмена.
Такой топливный элемент дополнительно содержит мембрану протонного обмена, имеющую по меньшей мере две поверхности, где первая поверхность находится в контакте с водородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с влажным отработавшим воздухом, так что водяной пар через мембрану протонного обмена проходит из влажного отработавшего газа в водородный газовый поток.
Топливный элемент согласно изобретению имеет по меньшей мере вторую мембрану протонного обмена, где вторая мембрана протонного обмена имеет по меньшей мере две поверхности, причем первая поверхность находится в контакте с водородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с контейнером жидкой воды, так что водяной пар проходит через вторую мембрану протонного обмена из контейнера жидкой воды и в водородный газовый поток.
Кроме того, топливный элемент согласно изобретению предпочтительно имеет по меньшей мере третью мембрану протонного обмена, где третья мембрана протонного обмена имеет по меньшей мере две поверхности, причем первая поверхность находится в контакте с воздушным или кислородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с влажным отработавшим воздухом, так что водяной пар проходит через третью мембрану протонного обмена из влажного отработавшего газа в воздушный или кислородный газовый поток.
В другом примере реализации топливный элемент согласно изобретению имеет по меньшей мере третью мембрану протонного обмена, где третья мембрана протонного обмена имеет по меньшей мере две поверхности, причем первая поверхность находится в контакте с воздушным или кислородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с влажным отработавшим воздухом, так что водяной пар проходит через третью мембрану протонного обмена из влажного отработавшего газа в воздушный или кислородный газовый поток.
Дополнительно топливный элемент может иметь по меньшей мере четвертую мембрану протонного обмена, где четвертая мембрана протонного обмена имеет по меньшей мере две поверхности, причем первая поверхность находится в контакте с воздушным или кислородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с контейнером жидкой воды, так что водяной пар проходит через четвертую мембрану протонного обмена из контейнера жидкой воды и в воздушный или кислородный газовый поток.
Топливный элемент имеет по меньшей мере четвертую мембрану протонного обмена, где четвертая мембрана протонного обмена имеет по меньшей мере две поверхности, причем первая поверхность находится в контакте с воздушным или кислородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с контейнером жидкой воды, так что водяной пар проходит через четвертую мембрану протонного обмена из контейнера жидкой воды и в воздушный или кислородный газовый поток.
Создана также система всасывания или подачи увлажняющего газа, содержащая впускное отверстие для воздуха, резервуар для воды, поверхность не имеющей пор гидрофильной мембраны, которая отделяет резервуар для воды от впускного отверстия, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны.
Создан двигатель, содержащий систему всасывания или подачи увлажняющего газа согласно изобретению.
Создано также моторизированное транспортное средство, содержащее указанный выше двигатель.
Предпочтительно данное изобретение обеспечивает возможность добавлять водяной пар к одному или больше газовых потоков топливного элемента, в частности, в топливных элементах с мембранами протонного обмена, предотвращая высыхание мембраны протонного обмена и, следовательно, оптимизируя характеристики топливного элемента.
В системах по изобретению можно использовать нормальную водопроводную воду или другие источники воды (а не дорогостоящую дистиллированную воду), поскольку гидрофильная мембрана удаляет коррозионные и повреждающие примеси. Кроме того, постоянная подача водяного пара во всасываемый воздушный поток системы двигателя исключает все проблемы, связанные с несмешиваемостью воды и автомобильных топлив, а также проблемы коррозии, связанные с присутствием жидкой воды; и постоянная подача водяного пара в один или больше газовых потоков топливного элемента оптимизирует характеристики посредством предотвращения высыхания мембраны протонного обмена.
Краткое описание чертежей
Теперь будут описаны примерные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет схематическое изображение предпочтительной системы всасывания увлажняющего воздуха в соответствии с настоящим изобретением, где система всасывания воздуха показана в связи с двигателем моторизированного транспортного средства или аналогичным устройством.
Фиг.2 представляет схематическое изображение предпочтительной системы всасывания или подачи увлажняющего газа, показанной в связи с топливным элементом с мембранами протонного обмена.
Фиг.3 представляет схематическое изображение топливного элемента с мембраной протонного обмена фиг.2, объединенной с дополнительной системой всасывания или подачи увлажняющего газа.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Должно быть понятно, что двигатели автомобилей, например, развивают большую мощность при номинальном числе оборотов по утрам при большой влажности, при этом увеличение возникает как следствие влажности в воздухе. Настоящее изобретение показало, что, фактически, значительные преимущества и выгоды получаются от впрыска воды (в форме водяного пара), например, в цилиндры двигателя. К примеру, ограниченные количества водяного пара в цилиндре во время сжатия и зажигания образуют повышенную степень сжатия без оказания вредного действия "детонации" или "стука". Кроме того, что касается процесса полного сгорания внутри цилиндра, водяной пар очищает камеру сгорания и улучшает горение топлива (посредством изменения плотности пара и теплоемкости воздушно-топливной смеси), вследствие чего приводя к более низким выделениям. Дополнительно, присутствие водяного пара в камере сгорания имеет охлаждающий эффект, который охлаждает горение. Другими словами, высокая удельная теплота испарения воды заставляет двигатель работать при более низкой температуре, и, следовательно, это приводит к тому, что смазочные материалы работают более эффективным образом. Точно также, с введением водяного пара в цилиндры получается улучшение расхода горючего.
Рассмотрим фиг.1, на которой показано схематическое изображение предпочтительной системы 10 всасывания (или впуска) увлажняющего воздуха согласно настоящему изобретению. Воздушная система всасывания, фактически, показана в связи с двигателем 12 моторизированного транспортного средства 14 или аналогичным устройством, хотя воздушную систему всасывания можно в равной степени хорошо использовать в любой другой системе, требующей увеличения влажности.
Впускная сеть или коллектор 16 для подвода воздуха, обычно размещаемый после воздушного фильтра (не показанного), содержит поверхность 18 гидрофильной мембраны, которая отделяет резервуар 20 для воды от впускной сети 16 для воздуха. Впускная сеть 16 для воздуха подсоединена к карбюратору 21, содержащему подачу 22 топлива, объединяющую стандартный игольчатый клапан 24 (карбюратор может, конечно, быть заменен любой стандартной системой подачи топлива, например системой впрыска топлива или аналогичным устройством). Гидрофильная поверхность 18 мембраны может быть окружена дросселем (или кожухом/обтекателем) 26, который регулирует площадь поверхности гидрофильной мембраны 18, обращенной либо к впускной сети 16 для воздуха, либо к резервуару 20 для воды. Дросселем 26 можно управлять механически, хотя что касается двигателя для автомобиля, то более вероятно, что он регулируется микропроцессором 28. Как описано выше, карбюратор 21 включает в себя конфигурацию 30 трубки Вентури, которая увеличивает скорость подачи воздуха и содействует испарению углеводородного топлива из топливной подачи 22. Затем воздушно-топливная смесь 32 подается к всасывающим клапанам 34-36 в соответственных головках 38-40 цилиндров блока 42 цилиндров двигателя. Ради простоты, посредством примера на фиг.1 показан двигатель с двумя цилиндрами.
Конечно, резервуар 20 для воды может быть удален от гидрофильной мембраны только при наличии подводящей трубки, эффективно обеспечивающей подачу воды к поверхности гидрофильной мембраны, удаленной от любого трубопровода/впускного отверстия для воздуха.
Поверхность гидрофильной мембраны может иметь любую требуемую форму и может быть волнистой или плоской, с формой, способствующей максимальной производительности диффузионного испарения из резервуара для воды. Следует понимать, что обычно скорость, с которой водяной пар удаляется с поверхности мембраны (и перепад давления пара через мембрану), определяет скорость диффузионного испарения. Следовательно, даже когда двигатель не работает, происходит некоторое диффузионное испарение, но оно незначительное и не имеет никакого эффекта, принимая во внимание, что там нет никакого перемещения воздуха внутри системы всасывания воздуха и остаточной влажности внутри этой формы открытой системы.
После различных стадий работы цилиндра (типа всасывания, сжатия, воспламенения и выбрасывания) выпускной клапан 44-46, связанный с каждым цилиндром 38-40, открывается, с целью выбрасывания отработавших газов (и в несколько меньшей степени несгоревшего топлива) 48, в систему 50 выпуска отработавших газов моторизированного транспортного средства 14. Систему 50 выпуска отработавших газов можно, по выбору, ввести в спираль 52 теплообменника, расположенную в резервуаре 20 для воды, с повышением температуры воды в резервуаре 20 для воды горячими отработавшими газами. Это является благоприятным по двум причинам, во-первых, отработавшие газы делаются относительно холоднее (а следовательно, оказывают меньший экологический вред), и, во-вторых, повышенная температура воды увеличивает скорость процесса диффузионного испарения через поверхность 18 гидрофильной мембраны. Как только отработавшие газы 48 проходят через спираль 52 теплообменника, они выводятся из моторизированного транспортного средства 14 (после дополнительной очистки, например, в каталитическом преобразователе) через выхлопную трубу.
Поскольку температура воды в резервуаре для воды в общем должна быть ограничена конкретным рабочим диапазоном, термометр (или аналогичное устройство) 54 обеспечивает для микропроцессора 28 информацию считывания температуры и, таким образом, микропроцессор способен регулировать нагрев воды посредством открывания и закрывания клапана и системы 56 обхода. В качестве альтернативы или дополнительно, температура воды в резервуаре для воды может регулироваться посредством обычного нагревательного устройства, например управляемой микропроцессором нагревательной спирали. Если в резервуаре для воды, как ожидается, достигаются высокие температуры (например, 60°С или выше), может возникнуть необходимость обеспечить опорную конструкцию для поверхности 18 гидрофильной мембраны, поскольку мембрана может ослабляться или деформироваться, если она не поддерживается, хотя это зависит, конечно, от выбранных материалов гидрофильной мембраны.
Во время работы водяной пар диффузионно испаряется через поверхность 18 гидрофильной мембраны и попадает во впускаемый поток воздуха. Когда двигатели работают быстрее, что требует повышенной скорости перемещения поршня в каждом цилиндре, количество водяного пара, забираемого с поверхности мембраны, увеличивается соответствующим образом, то есть система является саморегулирующейся в соответствии с потребностями всасывания воздуха, хотя дроссель 26 может дополнительно регулировать количество водяного пара, который обеспечивается из резервуара 20 для воды.
Резервуар 20 для воды предпочтительно размещают внутри двигателя в таком местоположении, что в случае пробивания гидрофильной мембраны накопленная в нем вода не попадает в двигатель. В такой ситуации неизбежно встречаются потери эффективности двигателя (таким же образом, как будто резервуар для воды становится сухим), но двигатель не будет подвергаться повреждению. Ясно, что как только уровень воды в резервуаре 20 для воды становится низким, микропроцессор 28 может оповещать водителя.
Дальнейший аспект, который может дополнять или работать независимо от системы фиг.1, включает в себя обезвоживание топливного бака 60, который питает карбюратор 21. Топливный бак 60 включает в себя поверхность 62 гидрофильной мембраны, которая, предпочтительно, располагается в днище 64 топливного бака 60. Следовательно, при углеводородном топливе, которое легче воды, любая вода, присутствующая в топливном баке, может быть выведена из топливного бака 60 посредством процесса диффузионного испарения. Водяной пар, проходящий через мембрану 62, может проходить непосредственно обратно в поток впускаемого воздуха либо с помощью закачивания, либо потому, что топливный бак 60 может быть установлен так, чтобы мембрана 62 поставляла диффузионно-испаряемый водяной пар непосредственно во впускное отверстие 16 для воздуха. В качестве альтернативы, водяной пар может конденсироваться в жидкую воду 65 и собираться в канале, который соединен с резервуаром 20 для воды через насос. Такая система, в частности, полезна для дизельных двигателей, особенно в морской окружающей среде, с незащищенными дизельными двигателями, в противном случае чувствительными к неисправной работе, когда вода проникает в резервуар с дизельным топливом и замораживается. В этом варианте осуществления изобретения, конечно, необходимо тщательно выбирать материалы, из которых образована поверхность 62 гидрофильной мембраны, так, чтобы структура не повреждалась при длительном контакте с топливом, а также так, чтобы по существу никакое (или по меньшей мере незначительное) количество топлива (или его компонентов) не передавалось через поверхность 62 мембраны во всасываемый воздушный поток или резервуар 20 для воды.
И наконец, гидрофильная мембрана 18 используется для пространственного отделения жидкой воды (включая водопроводную воду и другие формы загрязненной воды, имеющей органические или неорганические соли, суспензии или эмульсии) от воздушного объема, всасываемого в двигатель 12 внутреннего сгорания или аналогичное устройство. Гидрофильная мембрана действует с целью фильтрации этой жидкой воды таким образом, чтобы через гидрофильную мембрану диффузионно испарялась только чистая вода. Этот пар чистой воды затем непрерывно подается в воздушный поток всасывания двигателя. Количество пара чистой воды, поставляемого в воздушный поток, является саморегулирующимся, с большей подачей, когда воздушный поток перемещается через гидрофильную мембрану с большей скоростью.
Во втором варианте осуществления изобретения обеспечен топливный элемент, содержащий систему всасывания или подачи увлажняющего газа, имеющую гидрофильную мембрану, в частности топливный элемент с мембраной протонного обмена.
Топливные элементы с мембранами протонного обмена функционируют посредством объединения водорода и атмосферного или чистого кислорода при помощи катализатора, генерируя полезное электричество и воду в качестве побочного продукта через мембрану протонного обмена и над катализатором. Водород функционирует как анод, а атмосферный или чистый кислород - как катод. Носитель тока, который течет через мембрану протонного обмена для процесса производства электричества, имеет форму протонов. Для эффективного функционирования мембрана протонного обмена должна поддерживаться влажной, потому что вода необходима для транспортирования через нее этих протонов (скорее в виде Н3О+, чем Н+), и таким образом генерируя ток. Следовательно, чем выше относительная влажность вводимых газов в топливный элемент, тем большая эффективность этого устройства преобразования энергии в создании электричества.
Увлажнение мембраны протонного обмена достигается посредством увлажнения всасываемого газового водородного потока, и факультативно, также увлажнения всасываемых воздушного или кислородного газовых потоков. Увлажнение всасываемых водородного и воздушного или кислородного газовых потоков можно выполнять путем рециркуляции воды, образующейся как побочный продукт при работе топливного элемента, или можно отдельно использовать дополнительную воду.
Водородный газ, в частности, обычно имеется в сжатой форме в газовых баллонах и содержит очень мало влаги. Воздух или кислород, используемый в качестве другого газового потока всасывания, могут также нуждаться в увлажнении, в зависимости от их начального содержания воды. Поскольку всасываемые газовые потоки водорода и воздуха или кислорода увеличиваются, с целью вырабатывания все большего количества электричества, увлажнение водорода, в частности, становится все более трудным, приводя к снижению эффективности топливного элемента при более высокой удельной мощности.
В существующих способах увлажнения газовых потоков всасывания используются дорогостоящие материалы мембраны, и они являются сложными, так что имеется острая необходимость в эффективной системе увлажнения с низкой стоимостью.
Следовательно, дополнительный вариант осуществления данного изобретения обеспечивается использованием гидрофильных мембран для отделения всасывания потоков сухого газа, как водорода, так и кислорода или воздуха, от влажного, обедненного кислородом отработавшего воздушного газового потока, таким образом, чтобы вода могла диффузионно испаряться через гидрофильную мембрану из влажного отработавшего воздуха в сухие всасываемые потоки водорода и воздуха или кислорода. Функция саморегулирования гидрофильных мембран обеспечивает возможность большего диффузионного испарения воды через мембрану, когда имеется высокий газовый расход, что является именно тем, что требуется.
Фиг.2 представляет схематическое изображение топливного элемента 100, где сухой водородный газовый поток 102 увлажняется при контакте с гидрофильной мембраной 104, которая контактирует, другой поверхностью, с влажным отработавшим воздухом 106. Следовательно, вода диффузионно испаряется через гидрофильную мембрану 104 и увлажняет водородный газовый поток 102 прежде, чем он достигнет топливного элемента.
По выбору, можно использовать дополнительную гидрофильную мембрану 108, отделяющую водородный газовый поток 102 от контейнера 110, заполненного жидкой водой 112. Если влажность из потока отработавшего воздуха не достаточна для увлажнения водородного газового потока, можно обеспечивать больше воды посредством диффузионного испарения через гидрофильную мембрану 108 в таком факультативном дополнительном устройстве.
Фиг.3 представляет схематическое изображение дополнительного варианта осуществления топливного элемента по изобретению, где увлажняется не только сухой водородный газовый поток 102, но также и воздушный или кислородный газовый поток 114. Способом, аналогичным способу, которым увлажняется водородный газовый поток 102, воздушный или кислородный газовый поток 114 находится в контакте с гидрофильной мембраной 116, которая соприкасается, другой поверхностью, с влажным отработавшим воздухом 106. Следовательно, вода диффузионно испаряется через гидрофильную мембрану 116 и увлажняет воздушный или кислородный газовый поток 114 прежде, чем он достигает топливного элемента 100.
Как показано на фиг.3, также можно использовать по выбору дополнительную гидрофильную мембрану 118, отделяющую воздушный или кислородный газовый поток 114 от контейнера 120, заполненного жидкой водой 122. Если влажность из потока отработавшего воздуха не достаточна для увлажнения водородного газового потока 114, можно обеспечивать больше воды посредством диффузионного испарения через гидрофильную мембрану 118 в таком факультативном дополнительном устройстве.
Количеством воды, извлекаемой из факультативных дополнительных гидрофильных мембран (108 и 118), по выбору можно управлять, например, посредством нагревания воды в связанных контейнерах (110 и 120) или посредством обеспечения кожуха, размещаемого для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны, обращенной к всасываемым водородному, кислородному или воздушному потокам.
По выбору, гидрофильные мембраны 18, 104, 108, 116, 118 в варианте осуществления изобретения могут иметь форму, гарантирующую максимальную площадь поверхности соприкосновения с газом всасывания в минимальном пространстве (например, гофрированной или извилистой формы).
В связи с раскрытием, гидрофильные мембраны для использования в системе всасывания или подачи увлажняющего газа по настоящему изобретению могут быть сделаны из гидрофильных полимеров. Термин "гидрофильный полимер" означает полимер, который поглощает воду при нахождении в контакте с жидкой водой при комнатной температуре, согласно спецификации Международной организации по стандартизации ИСО 62 (эквивалентно спецификации Американского общества испытания материалов ASTM D 570).
Гидрофильным полимером может быть один полимер или смесь нескольких полимеров. Например, гидрофильным полимером может быть эластомер из сополимеров сложных эфиров (copolyetherester) или смесь двух или больше эластомеров из сополимеров сложных эфиров типа полимеров, имеющихся у фирмы E.I. du Pont de Nemours and Company под торговым названием HYTREL®. В качестве альтернативы, гидрофильным полимером может быть полиамид блока простых полиэфиров или смесь двух или больше полиамидов блоков простых полиэфиров типа полимеров компании Elf-Atochem Company в Париже, Франции, имеющихся под названием РЕВАХ™. Другие гидрофильные полимеры включают в себя полиэфирные уретаны или их смесь, гомополимеры или сополимеры поливинилового спирта и их смеси. Приведенный выше перечень не рассматривается, как исчерпывающий, а просто примерный из возможных вариантов гидрофильных полимеров.
Особенно предпочтительным полимером для передачи водяного пара в этом изобретении является эластомер из сополимеров сложных эфиров или смесь двух или больше эластомеров из сополимеров сложных эфировов, имеющих множество повторяющихся блоков сложного эфира с длинной цепью и блоков сложного эфира с короткой цепью, связанных посредством соединения сложных эфиров, где упомянутые блоки сложных эфиров с длинной цепью представлены формулой:
Figure 00000002
а упомянутые блоки сложных эфиров с короткой цепью представлены формулой:
Figure 00000003
где:
a) G - двухвалентный радикал, остающийся после удаления конечных гидроксильных групп из поли(алкиленоксид)гликоля, имеющий средний молекулярный вес приблизительно 400-4000;
b) R - двухвалентный радикал, остающийся после удаления карбоксильных групп из дикарбоновой кислоты, имеющий молекулярный вес меньше приблизительно 300;
c) D - двухвалентный радикал, остающийся после удаления гидроксильных групп из диола, имеющий молекулярный вес меньше приблизительно 250; по выбору
d) сополимер сложных эфиров содержит 0-68 весовых процентов, на основании всей массы групп из сополимеров сложных эфиров, этиленоксида, включенных в блоки сложных эфиров с длинной цепью из сополимеров сложных эфиров;
e) сополимер сложных эфиров содержит приблизительно 25-80 весовых процентов блоков сложных эфиров с короткой цепью.
Предпочтительная полимерная пленка является подходящей для изготовления тонких, но прочных мембран, пленок и покрытий. Предпочтительный полимер, эластомер из сополимеров сложных эфиров и способы их изготовления в технике известны, например, из описания в патенте США № 4725481 для эластомера из сополимеров сложных эфиров с СПВП (скорость переноса водяного пара) 3500 г/м2/24 часа или в патенте США № 4769273 для эластомера из сополимеров сложных эфиров с СПВП 400-2500 г/м2/24 часа.
В связи с настоящим изобретением возможно использование имеющихся в продаже гидрофильных полимеров в качестве мембран, хотя ясно, что предпочтительно иметь насколько возможно высокий СПВП, с целью минимизирования площади поверхности гидрофильной мембраны, необходимой для обеспечения заданного количества воды в поступающем газе. Наиболее предпочтительно в настоящем изобретении используются имеющиеся в продаже мембраны, которые дают СПВП больше, чем 3500 г/м2/24 часа, измеряемую на пленке толщиной 25 микрон, используя воздух при температуре 23°С и относительной влажности 50% при скорости 3 мс-1.
Полимер может содержать антиокислительные стабилизаторы, ультрафиолетовые стабилизаторы, стабилизаторы гидролиза, красители, пигменты, заполнители, антимикробные реагенты и т.п.
Полезный и известный способ изготовления мембран в форме пленок заключается в экструзии из расплава полимера на коммерческой экструзионной линии. Короче говоря, это приводит к нагреву полимера до температуры выше его температуры плавления и экструзии его через плоскую или кольцеобразную головку, а затем отливке пленки, используя систему валиков, или путем раздува пленки из расплава. При конструировании мембраны можно использовать материалы подложки и они могут включать в себя плетеные, неплетеные или скрепленные листы бумаги, ткани и экраны и неорганические полимеры, устойчивые к влажности, типа полиэтилена, полипропилена, стекловолокна и т.п. Материал подложки увеличивает прочность и защищает мембрану. Материал подложки может быть расположен только на одной стороне гидрофильной полимерной мембраны или с обеих сторон. Когда он расположен только на одной стороне, материал подложки может быть в контакте с водой или на расстоянии от нее.
Не ограничиваясь какой-либо определенной теорией, полагают, что действие очистки гидрофильной мембраны, реализованной либо в форме покрытия, либо мембраны без подложки при нахождении в контакте с водой, которая может содержать суспендированные или растворенные примеси, твердые вещества и эмульсии, происходит из-за того, что высокополярные молекулы, типа воды, преимущественно абсорбируются и переносятся через мембрану или покрытие, в отличие от ионов, типа натрия и хлорида. Когда, кроме того, существует перепад давления пара через мембрану, вода освобождается на стороне, не находящейся в контакте с источником воды.
Что касается гидрофильных мембран, используемых в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, характеристики переноса воды обычно определяют, используя стандартную методику испытаний ASTM E96-95 методику BW (ранее известную и называемую методикой испытаний ASTM E96-66 - методикой BW). Эти стандартные испытательные методики используются для определения скорости переноса водяного пара (СПВП) мембраны и используют узел, основанный на водонепроницаемой чаше (то есть, "Вапометер (измеритель пара) Твин-Альберта (Thwing-Albert)"). Водонепроницаемая чаша содержит воду с уровнем приблизительно на девятнадцать миллиметров ниже верхнего края чаши (в частности, 19 мм ±6 мм). Отверстие чаши герметизировано водонепроницаемым образом с водопроницаемой мембраной из испытываемого материала, подлежащего измерению, оставляя воздушный зазор между водной поверхностью и мембраной. В методике BW, чаша затем переворачивается так, чтобы вода находилась в непосредственном контакте с испытываемой мембраной. Аппаратуру помещают в испытательную камеру с управляемой температурой и влажностью и затем воздух продувают через внешнюю сторону мембраны с определенной скоростью. Эксперименты проводят дважды. Веса чаш, сборок воды и мембраны измеряют в течение нескольких дней, а результаты усредняют. Скорость, с которой водяной пар проникает через мембрану, называется "скорость прохождения водяного пара", измеряемая как средняя потеря веса сборки при данной толщине мембраны, температуре, влажности и скорости перемещения воздуха, выраженная как потеря массы на единицу площади поверхности мембраны и времени. СПВП мембран или пленок согласно ASTM E96-95 - методике BW обычно измеряют на пленке толщиной двадцать пять микрон и при скорости воздушного потока, равной три метра в секунду (3 мс-1), температуре воздуха двадцать три градуса по Цельсию (23°С) и относительной влажности пятьдесят процентов (50%).
Конечно, должно быть понятно, что приведенное выше описание дано только в качестве примера, и что можно делать модификации деталей в пределах объема настоящего изобретения. Например, хотя предпочтительный вариант осуществления фиг.1 специально описан относительно автомобильного двигателя с двумя цилиндрами, можно использовать систему всасывания воздуха для любого двигателя. Действительно, увеличивающую влажность, не имеющую пор мембрану можно располагать в одном из ряда альтернативных местоположений внутри двигателя, включая любую стадию до или после, и воздушный фильтр, в точке после образования воздушно-топливной смеси в выпускном коллекторе, или даже непосредственно в цилиндре.
Ясно, что использование не имеющей пор гидрофильной мембраны является наиболее предпочтительным, поскольку присущий ей характер ограничивает прохождение водяного пара во впускную систему, в то же время не имеет какого-либо засорения грязью или обломками, потому что она не является пористой. Кроме того, не имеющая пор гидрофильная мембрана гарантирует, что эта часть воздушной системы всасывания является герметизированной от источника воды, на которую, следовательно, не будет воздействовать нормальный рабочий диапазон давления воздуха в воздушной системе всасывания во время работы двигателя.

Claims (18)

1. Система всасывания или подачи увлажняющего газа, содержащая поверхность гидрофильной мембраны, резервуар для воды, выполненный неразъемно с поверхностью гидрофильной мембраны, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны, обращенной либо к резервуару для воды, либо к системе всасывания газа.
2. Двигатель, содержащий систему всасывания или подачи увлажняющего воздуха, имеющую поверхность гидрофильной мембраны, резервуар для воды, неразъемно связанный с поверхностью гидрофильной мембраны, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны, обращенной либо к резервуару для воды, либо к системе всасывания воздуха.
3. Двигатель по п.2, дополнительно содержащий систему выпуска отработавших газов, обеспечивающую отработавшие газы, и в котором резервуар для воды включает в себя спираль теплообменника, по выбору подсоединяемую для приема отработавших газов.
4. Двигатель по п.3, дополнительно включающий в себя термочувствительный элемент, приспособленный для регулирования потока отработавших газов через спираль теплообменника.
5. Моторизированное транспортное средство, содержащее систему всасывания или подачи увлажняющего воздуха, имеющую поверхность гидрофильной мембраны, резервуар для воды, связанный с поверхностью гидрофильной мембраны, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны, обращенной либо к резервуару для воды, либо к системе всасывания воздуха.
6. Моторизированное транспортное средство по п.5, дополнительно содержащее систему выпуска отработавших газов, обеспечивающую отработавшие газы, и в котором резервуар для воды включает в себя спираль теплообменника, по выбору подсоединяемую для приема отработавших газов.
7. Моторизированное транспортное средство по п.6, дополнительно включающее в себя термочувствительный элемент, приспособленный для регулирования потока отработавшего газа через спираль теплообменника.
8. Моторизированное транспортное средство по п.7, дополнительно содержащее топливный бак, имеющий поверхность гидрофильной мембраны, через которую диффузионно испаряется водяной пар.
9. Топливный элемент с мембраной протонного обмена, содержащий систему всасывания или подачи увлажняющего газа, имеющую поверхность мембраны протонного обмена.
10. Топливный элемент по п.9, дополнительно содержащий мембрану протонного обмена, имеющую по меньшей мере две поверхности, где первая поверхность находится в контакте с водородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с влажным отработавшим воздухом так, что водяной пар через мембрану протонного обмена проходит из влажного отработавшего газа в водородный газовый поток.
11. Топливный элемент по п.10, имеющий по меньшей мере вторую мембрану протонного обмена, где вторая мембрана протонного обмена имеет по меньшей мере две поверхности, причем первая поверхность находится в контакте с водородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с контейнером жидкой воды так, что водяной пар проходит через вторую мембрану протонного обмена из контейнера жидкой воды и в водородный газовый поток.
12. Топливный элемент по п.10, имеющий по меньшей мере третью мембрану протонного обмена, где третья мембрана протонного обмена имеет по меньшей мере две поверхности, причем первая поверхность находится в контакте с воздушным или кислородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с влажным отработавшим воздухом так, что водяной пар проходит через третью мембрану протонного обмена из влажного отработавшего газа в воздушный или кислородный газовый поток.
13. Топливный элемент по п.11, имеющий по меньшей мере третью мембрану протонного обмена, где третья мембрана протонного обмена имеет по меньшей мере две поверхности, причем первая поверхность находится в контакте с воздушным или кислородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с влажным отработавшим воздухом так, что водяной пар проходит через третью мембрану протонного обмена из влажного отработавшего газа в воздушный или кислородный газовый поток.
14. Топливный элемент по п.12, имеющий по меньшей мере четвертую мембрану протонного обмена, где четвертая мембрана протонного обмена имеет по меньшей мере две поверхности, причем первая поверхность находится в контакте с воздушным или кислородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с контейнером жидкой воды так, что водяной пар проходит через четвертую мембрану протонного обмена из контейнера жидкой воды и в воздушный или кислородный газовый поток.
15. Топливный элемент по п.13, имеющий по меньшей мере четвертую мембрану протонного обмена, где четвертая мембрана протонного обмена имеет по меньшей мере две поверхности, причем первая поверхность находится в контакте с воздушным или кислородным газовым потоком, а вторая поверхность находится в контакте с контейнером жидкой воды так, что водяной пар проходит через четвертую мембрану протонного обмена из контейнера жидкой воды и в воздушный или кислородный газовый поток.
16. Система всасывания или подачи увлажняющего газа, содержащая впускное отверстие для воздуха, резервуар для воды, поверхность не имеющей пор гидрофильной мембраны, которая отделяет резервуар для воды от впускного отверстия, и кожух, приспособленный для регулирования площади поверхности гидрофильной мембраны.
17. Двигатель, содержащий систему всасывания или подачи увлажняющего газа по п.16.
18. Моторизованное транспортное средство, содержащее двигатель по п.17.
RU2002105925/06A 1999-08-06 2000-08-03 Система всасывания или подачи увлажняющего газа RU2262614C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002105925A RU2002105925A (ru) 2003-09-10
RU2262614C2 true RU2262614C2 (ru) 2005-10-20

Family

ID=23456995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002105925/06A RU2262614C2 (ru) 1999-08-06 2000-08-03 Система всасывания или подачи увлажняющего газа

Country Status (12)

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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2579310C1 (ru) * 2014-12-29 2016-04-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Система приготовления и подачи водно-топливной смеси в двигатели внутреннего сгорания
RU2693282C2 (ru) * 2016-12-19 2019-07-02 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ (варианты) и система для впрыска воды в двигатель

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6793824B2 (en) * 1998-02-05 2004-09-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Water purification apparatus
JP3389544B2 (ja) * 1999-12-24 2003-03-24 三洋電機株式会社 燃料電池発電システム
EP1261992B1 (en) * 2000-03-08 2011-05-04 BDF IP Holdings Ltd. Membrane exchange humidifier
EP1298749A1 (de) * 2000-11-30 2003-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Befeuchtungszelle und Brennstoffzelleneinrichtung
JP4806139B2 (ja) * 2001-07-05 2011-11-02 本田技研工業株式会社 燃料電池の加湿システム
CN100392252C (zh) * 2002-04-29 2008-06-04 上海神力科技有限公司 一种可为燃料电池输送空气的风机
GB0405637D0 (en) * 2004-03-12 2004-04-21 Danisco Protein
US7178339B2 (en) * 2004-04-07 2007-02-20 Lockheed Martin Corporation Closed-loop cooling system for a hydrogen/oxygen based combustor
DE102004028037B4 (de) * 2004-06-09 2009-04-02 Airbus Deutschland Gmbh Verdampferanordnung für ein Klimasystem eines Flugzeugs
US7344767B2 (en) * 2004-07-26 2008-03-18 Serena Giori Self-cooling beverage container with permeable wall
DE102004062055A1 (de) * 2004-12-23 2006-07-13 Daimlerchrysler Ag Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer Brennstoffzelle
US20060191260A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Aspen Engineering Services, Llc Venturi induction for heat recovery and low nox internal combustion engines
US7716850B2 (en) * 2006-05-03 2010-05-18 Georgia-Pacific Consumer Products Lp Energy-efficient yankee dryer hood system
JP2007323813A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Hitachi Ltd 固体高分子形燃料電池システム
US8499788B2 (en) * 2008-06-03 2013-08-06 Richard J. RAYMO, SR. Dry air fuel vent breather
US9259688B2 (en) * 2009-05-26 2016-02-16 Asahi Kasei Chemicals Corporation Method for reducing nitrogen oxide from internal combustion engine and apparatus therefor
US20100304258A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Chan Alistair K System and method of altering temperature of an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using high thermal conductivity materials
US8101293B2 (en) * 2009-05-26 2012-01-24 The Invention Science Fund I, Llc System for altering temperature of an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using high thermal conductivity materials based on states of the device
US8802266B2 (en) * 2009-05-26 2014-08-12 The Invention Science Fund I, Llc System for operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using microchannels based on mobile device states and vehicle states
US9093725B2 (en) 2009-05-26 2015-07-28 The Invention Science Fund I, Llc System for altering temperature of an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using microchannels based on states of the device
US8715875B2 (en) * 2009-05-26 2014-05-06 The Invention Science Fund I, Llc System and method of operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using thermal conductivity materials based on mobile device states and vehicle states
US20100304259A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Searete Llc. A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Method of operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using high thermal conductivity materials during charge and discharge
US20130145748A1 (en) * 2010-08-24 2013-06-13 Asahi Kasei Chemicals Corporation Method and Apparatus for Reducing Nitrogen Oxides in Internal Combustion Engine
DE102014222466A1 (de) * 2014-11-04 2016-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
ES2961946T3 (es) * 2015-03-09 2024-03-14 Prihoda Sro Conducto de aire con membrana de regulación
DE102017207833B3 (de) 2017-05-09 2018-06-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wassereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine
EP3649336A1 (en) * 2017-07-05 2020-05-13 Plastic Omnium Advanced Innovation and Research Vehicle system and method for injecting an aqueous solution in the combustion chamber of the internal combustion engine
DE102018205394B3 (de) 2018-04-10 2019-09-05 Audi Ag Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
DE102018003025A1 (de) * 2018-04-13 2019-10-17 Mann+Hummel Gmbh Wasserverteiler für einen Verbrennungsmotor

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1259123A (en) * 1918-03-12 Peter Orance Combined manifold and humidified-air-injecting device for internal-combustion engines.
US1097380A (en) * 1913-07-07 1914-05-19 Louis Weglein Jr Device for moistening and heating the air-supply for internal-combustion engines.
US1273356A (en) * 1915-02-03 1918-07-23 Good Inventions Co Fuel-supply means for combustion-engines.
US4003969A (en) * 1975-08-07 1977-01-18 Robinson William C Carburetor system for internal combustion engine
US4023538A (en) * 1975-10-24 1977-05-17 Econo Fuel Systems, Inc. Hot fuel gas generator
US4068625A (en) * 1976-05-12 1978-01-17 Charles Lester Brown Engine intake air moisturizer
US4188928A (en) * 1977-02-23 1980-02-19 Faustinos Carlos Q Fuel vaporizing apparatus for internal combustion engines
US4101294A (en) * 1977-08-15 1978-07-18 General Electric Company Production of hot, saturated fuel gas
GB2048112A (en) 1979-05-04 1980-12-10 Robert R C Air filter for ic engine intake
ATE13708T1 (de) 1980-02-21 1985-06-15 Thomas Mark Cosway Vorrichtung zur zugabe von fluessigkeit zur verbrennungsluft einer brennkraftmaschine.
GB2139110B (en) 1982-12-27 1987-05-20 Gen Electric Water vapor exchange system
JPS61216701A (ja) * 1985-03-21 1986-09-26 Nippon Denso Co Ltd 燃料フイルタ
US4800848A (en) 1986-02-14 1989-01-31 Hubbard Von J Water injection apparatus for internal combustion engines
US4758350A (en) * 1986-08-19 1988-07-19 Pitts Jerry O Process and apparatus to remove separated water from contained hydrocarbon fuel
US4725481A (en) * 1986-10-31 1988-02-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Vapor-permeable, waterproof bicomponent structure
US4769273A (en) * 1987-12-28 1988-09-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Bicomponent moisture barrier poly(etherimide) ester films
US4818637A (en) 1988-05-20 1989-04-04 United Technologies Corporation Hydrogen/halogen fuel cell with improved water management system
JPH02150640A (ja) * 1988-11-30 1990-06-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 加湿器
JPH02192528A (ja) * 1989-01-20 1990-07-30 Matsushita Refrig Co Ltd 加湿器
JPH0370848A (ja) * 1989-08-09 1991-03-26 Miyazawa Seisakusho:Kk 水の分子を燃焼室へ添加供給する方法及び装置
US4973530A (en) 1989-12-21 1990-11-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fuel cell water transport
US5122264A (en) * 1991-01-11 1992-06-16 Facet Quantek, Inc. Liquid fuel dispensing system including a filtration vessel within a sump
US5200278A (en) 1991-03-15 1993-04-06 Ballard Power Systems, Inc. Integrated fuel cell power generation system
DE4201836A1 (de) * 1992-01-24 1993-07-29 Karl Dipl Ing Hein Verbrennungskraftmaschinen mit kraftstoffaufbereitungseinrichtungen fuer die in ihnen verbrannten kraftstoffe
US5348691A (en) * 1993-06-11 1994-09-20 United Technologies Corporation Atmosphere membrane humidifier and method and system for producing humidified air
JPH08219504A (ja) * 1995-02-10 1996-08-30 Japan Gore Tex Inc 加湿エレメント及び加湿ユニット
NL9500253A (nl) 1995-02-10 1996-09-02 Stichting Energie Werkwijze voor het bevochtigen van brandstofgassen alsmede vaste polymeer brandstofcel.
CA2163955A1 (en) * 1995-03-09 1996-09-10 Nicholas F. Didomenico Humidification device
JP3659706B2 (ja) * 1995-08-21 2005-06-15 ジャパンゴアテックス株式会社 加湿エレメント本体、加湿エレメント及び加湿ユニット
US5595690A (en) * 1995-12-11 1997-01-21 Hamilton Standard Method for improving water transport and reducing shrinkage stress in membrane humidifying devices and membrane humidifying devices
US6106965A (en) * 1996-03-29 2000-08-22 Mazda Motor Corporation Polymer electrolyte fuel cell
US5662878A (en) * 1996-04-25 1997-09-02 University Of Chicago Process for the production of hydrogen peroxide
JPH1019279A (ja) * 1996-06-28 1998-01-23 Japan Gore Tex Inc 暖房加湿装置
JP3581495B2 (ja) 1996-09-02 2004-10-27 本田技研工業株式会社 燃料電池用ガスの加湿装置
DE19654977C2 (de) 1996-11-21 1999-11-18 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden und Schwarzrauch in Abgasen von Dieselmotoren sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JPH116640A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Kinzo Miura エアコンディショナーの加湿装置
US5998054A (en) * 1997-07-23 1999-12-07 Plug Power, L.L.C. Fuel cell membrane hydration and fluid metering
US6015633A (en) * 1998-10-07 2000-01-18 Plug Power, L.L.C. Fluid flow plate for water management, method for fabricating same, and fuel cell employing same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2579310C1 (ru) * 2014-12-29 2016-04-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Система приготовления и подачи водно-топливной смеси в двигатели внутреннего сгорания
RU2693282C2 (ru) * 2016-12-19 2019-07-02 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ (варианты) и система для впрыска воды в двигатель

Also Published As

Publication number Publication date
BR0013068B1 (pt) 2008-11-18
CN101187445B (zh) 2013-01-02
MXPA02001247A (es) 2004-05-21
CZ2002426A3 (cs) 2003-06-18
CA2380134A1 (en) 2001-02-15
US6511052B1 (en) 2003-01-28
CA2380134C (en) 2010-02-09
CN1369034A (zh) 2002-09-11
CN1641201A (zh) 2005-07-20
AU6398100A (en) 2001-03-05
BR0013068A (pt) 2002-04-02
WO2001011216A3 (en) 2001-08-23
CN101187445A (zh) 2008-05-28
EP1200727A2 (en) 2002-05-02
US20030025219A1 (en) 2003-02-06
WO2001011216A2 (en) 2001-02-15
CZ298320B6 (cs) 2007-08-29
PL353638A1 (en) 2003-12-01
CN1196852C (zh) 2005-04-13
JP2003506656A (ja) 2003-02-18
US7611792B2 (en) 2009-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2262614C2 (ru) Система всасывания или подачи увлажняющего газа
CA2297130C (en) Fuel cell gas management system
CA2368925C (en) Fuel cell system
JP5504226B2 (ja) 過給式大型内燃機関
US8304123B2 (en) Ambient pressure fuel cell system employing partial air humidification
US6464854B2 (en) Water sources for automotive electrolyzers
US7264233B2 (en) Humidifier
JP7075953B2 (ja) 内燃機関の運転方法および空気供給装置
MXPA03002659A (es) Calentador/humidificador de contacto para sistemas de celdas de combustible.
KR101743336B1 (ko) 내연 기관의 질소 산화물의 삭감 방법 및 그 장치
US9259688B2 (en) Method for reducing nitrogen oxide from internal combustion engine and apparatus therefor
KR100952023B1 (ko) 연료전지 스택 가습 장치
AU2003236384A1 (en) Humidification of Reactant Streams in Fuel Cells
MXPA00000878A (en) Fuel cell gas management system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140804