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公開番号2025076379
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2024189993
出願日2024-10-29
発明の名称エンジンシステム、燃料気化システム、および二次液体燃料を気化させるための方法
出願人カミンズパワージェネレイションインコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人
主分類F02M 31/04 20060101AFI20250508BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】エンジンシステム、燃料気化システム、および二次液体燃料を気化させるための方法を提供すること。
【解決手段】エンジンシステムは、エンジンと、第1の燃料噴射システムと、第2の燃料噴射システムと、燃料気化システムとを備える。エンジンは吸気マニホールドを含む。吸気マニホールドは、チャージエアを受け入れる構造を有する。第1の燃料噴射システムは、第1の液体燃料をエンジン内に噴射するように構成される。第2の燃料噴射システムは、第2の液体燃料をチャージエア中に噴射するように構成される。第2の燃料は、第1の燃料とは異なり得る。燃料気化システムは、第2の液体燃料の気化を促進し、および/またはエンジンの燃焼特性を改善するために、第2の液体燃料がチャージエア中に噴射される場所の上流で(i)チャージエアまたは(ii)第2の液体燃料のうちの少なくとも一方を加熱するように構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
吸気マニホールドを含むエンジンであって、前記吸気マニホールドはチャージエアを受け取るように構成されている、エンジンと、
第１の液体燃料を前記エンジン内に噴射するように構成された第１の燃料噴射システムと、
第２の液体燃料を前記チャージエア中に噴射するように構成された第２の燃料噴射システムであって、前記第２の液体燃料は前記第１の液体燃料とは異なる、第２の燃料噴射システムと、
前記第２の液体燃料の気化を促進し、および／または前記エンジンの燃焼特性を改善するために、前記第２の液体燃料が前記チャージエア中に噴射される場所の上流で（ｉ）前記チャージエアまたは（ｉｉ）前記第２の液体燃料のうちの少なくとも一方を加熱するように構成された燃料気化システムと
を備える、エンジンシステム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記燃料気化システムは、前記第２の液体燃料が前記チャージエアに供給される場所の上流で前記チャージエアを加熱するように構成される、請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項３】
前記燃料気化システムは、前記第２の液体燃料が前記チャージエアに供給される場所の下流で前記チャージエアを加熱するように構成される、請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項４】
前記燃料気化システムは、前記第２の液体燃料が前記チャージエアに供給される場所の上流で前記第２の液体燃料を加熱するように構成される、請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項５】
前記燃料気化システムは、前記第２の液体燃料の流量、または燃料タイプのうちの少なくとも一方に基づき前記チャージエアまたは前記第２の液体燃料の加熱を制御するように構成される、請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項６】
前記燃料気化システムは、エンジン冷却液、戻り燃料、排気ガス、または前記チャージエアのうちの少なくとも１つからの廃熱を使用して前記第２の液体燃料を加熱するように構成される、請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項７】
前記燃料気化システムは、前記第２の液体燃料が前記チャージエアに供給される場所の下流に加熱された表面を備える、請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項８】
ターボチャージャーをさらに備え、前記燃料気化システムは、前記チャージエアの加熱を制御するために前記第２の液体燃料の燃料状態に基づき前記ターボチャージャーの動作を制御するように構成されたコントローラを備える、請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項９】
前記第２の燃料噴射システムは、前記第２の液体燃料を前記チャージエア中に噴射して空気燃料チャージを生成するように構成され、前記燃料気化システムは、
排気ガスを前記チャージエアおよび／または前記空気燃料チャージに再循環させて戻すように構成された再循環ループと、
前記第２の液体燃料の状態に基づき前記再循環ループの動作を制御するように構成されたコントローラと
を備える、請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項１０】
アフタークーラーをさらに備え、前記燃料気化システムは、前記第２の液体燃料の燃料状態に基づき前記アフタークーラーの動作を制御するように構成されたコントローラを備える、請求項１に記載のエンジンシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれている、２０２３年１０月３１日に出願された米国特許出願第６３／５９４，７２４号の利益および優先権を主張するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【０００２】
本開示は、一般的に、二元燃料内燃エンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
二元燃料内燃エンジンシステムは、２つの異なる燃料の混合物を使用して動作することができるエンジンを含む。たとえば、二元燃料エンジンは、ディーゼル燃料と、エタノールまたはメタノールなどのバイオ燃料（または別の低炭素燃料）との組合せを使用して動作し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の一実施形態は、エンジンシステムに関する。エンジンシステムは、エンジンと、第１の燃料噴射システムと、第２の燃料噴射システムと、燃料気化システムとを備える。エンジンは吸気マニホールドを含む。吸気マニホールドは、チャージエア（ｃｈａｒｇｅａｉｒ）を受け入れる構造を有する。第１の燃料噴射システムは、第１の液体燃料をエンジン内に噴射するように構成される。第２の燃料噴射システムは、第２の液体燃料をチャージエア中に噴射するように構成される。第２の燃料は、第１の燃料とは異なる。燃料気化システムは、第２の液体燃料の気化を促進するために、第２の液体燃料がチャージエア中に噴射される場所の上流で（ｉ）チャージエアまたは（ｉｉ）第２の液体燃料のうちの少なくとも一方を加熱するように構成される。
【０００５】
様々な実施形態において、燃料気化システムは、第２の液体燃料がエンジンに供給される場所の上流で、チャージエアを加熱するか、または空気をあまり冷却しないように構成される。他の実施形態において、燃料気化システムは、第２の液体燃料がエンジンに供給される場所の下流でチャージエアを加熱するように構成される。いくつかの実施形態において、燃料気化システムは、第２の液体燃料がエンジンに供給される場所の上流で第２の液体燃料を加熱するように構成される。いくつかの実施形態において、燃料気化システムは、チャージエアの温度および／または第２の液体燃料を制御することを、（ｉ）第２の液体燃料の流量、および（ｉｉ）燃料タイプに基づき行うように構成される。様々な実施形態において、燃料気化システムは、第２の液体燃料を加熱することを、エンジン冷却液、戻り燃料、および排気ガス、またはチャージエアのうちの少なくとも１つからの廃熱を使用して行うように構成される。いくつかの実施形態において、第１の液体燃料はディーゼル燃料であり、第２の液体燃料はバイオ燃料または別の低炭素液体燃料である。
【０００６】
本開示の別の実施形態は、燃料気化システムに関する。燃料気化システムは、加熱システムと、センサーと、コントローラとを備える。加熱システムは、第１の液体燃料と第２の液体燃料との組合せを使用して動作するように構成された二元燃料エンジンシステムのエンジンまたは燃料噴射システムに結合するように構成される。加熱システムは、第２の液体燃料の加熱を制御するように構成される。センサーは、第２の液体燃料の燃料状態を示すセンサーデータを生成するように構成される。コントローラは、加熱システムおよびセンサーに通信可能に結合される。コントローラは、センサーからセンサーデータを受信することと、第２の液体燃料の気化を促進し、および／またはエンジンの燃焼特性を改善するために、燃料状態に基づきエンジンへの噴射を行う前に第２の液体燃料を加熱するように、加熱システムの動作を制御することとを行うように構成される。
【０００７】
本開示のさらに別の実施形態は、二次液体燃料を気化させるための方法に関する。この方法は、二元燃料エンジンシステムに対する第２の液体燃料の燃料状態を示すデータを受信するステップを含む。二元燃料エンジンシステムは、第１の液体燃料と第２の液体燃料との組合せを使用して動作するように構成される。この方法は、第２の液体燃料の気化を促進し、および／またはエンジンの燃焼特性を改善するために、燃料状態に基づき二元燃料エンジンシステムのエンジン内に噴射する前に第２の液体燃料を加熱するように、二元燃料エンジンシステムに結合されている加熱システムの動作を制御するステップも含む。
【０００８】
前述の概念および以下でより詳しく説明されている追加の概念のすべての組合せは、本明細書で開示されている主題の一部であると企図されることは理解されるべきである。特に、本開示の末尾に追加される特許請求されている主題のすべての組合せは、本明細書で開示されている主題の一部であると企図される。
【０００９】
本開示の前記の特徴および他の特徴は、付属の図面を参照することで、以下の説明および付属の請求項からより完全に明らかになるであろう。これらの図面は、本開示によるいくつかの実装形態のみを示しており、したがってその範囲の制限と考えられるべきでないことを理解したうえで、本開示は、添付図面の使用を通じて追加の特異性および詳細とともに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一実施形態による、二元燃料エンジンの第２の液体燃料に対する燃料気化システムの概略図である。
一実施形態による、第２の液体燃料を加熱するために排ガス再循環システムからの廃熱を使用する二元燃料エンジンの第２の液体燃料に対する燃料気化システムの概略図である。
一実施形態による、二元燃料エンジンシステムのエンジンの水平断面図である。
一実施形態による、第２の液体燃料をエンジンに供給する前に第２の液体燃料を予熱するように構成された二元燃料エンジンの第２の液体燃料に対する燃料気化システムの概略図である。
一実施形態による、二元燃料エンジンシステムに対する燃料気化システムのコントローラのブロック図である。
一実施形態による、二元燃料エンジンシステムに対する第２の液体燃料の気化を確実にする方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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