混合块的制作方法
【专利摘要】用于将可调节节流阀的氢和空气混合物供给至内燃机(107)的混合块(100)包括孔(106)，该孔穿过空气入口侧(102)和发动机进气侧(104)之间的混合块。与孔正交且与其相交的滑块室(202)，该滑块室容纳可移动滑块(330)，该可移动滑块偏置以至少部分地阻塞孔但仍可调节节流阀，从而克服偏置并且降低孔的阻塞；与滑块室(202)平行且与其相交的喷射室(212)，该喷射室(212)延伸离开滑块室一个距离，该距离足以容纳流体控制器(340)，其中，流体控制器(340)连接到滑块的一侧上，从而当滑块(330)在滑块室(202)内移动时，流体控制器(340)在喷射室内移动。
【专利说明】混合块
【技术领域】
[0001]本申请要求2011年4月I日提交的美国临时专利申请61 / 470，902和2011年9月19日提交系列号为13 / 236，263美国专利申请的权益。
【背景技术】
[0002]在内燃机领域，越来越多地需要提高发动机寿命、降低排放并且减少对不太稳定的贸易伙伴的燃料或原材料的依赖。下文详细描述了一些或全部对现有内燃机的改进。
【发明内容】
[0003]结合在说明书中并构成其一部分的附图示出了各种示例性系统、方法等，它们示出了本发明各方面的不同实施例。应该意识到，附图中所示的元件边界(例如，框、框组或其他形状)代表边界的一个实例。本领域普通技术人员将意识到，一个元件可以设计成多个元件，或者多个元件可以设计成一个元件。另一元件中作为内部元件所示出的元件可以实施为外部组件，反之亦然。此外，附图中的元件可能未按比例绘制，重点在于清楚地示出本公开文本的原理。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]图1是示例性混合块的立体图。
[0005]图2是示例性混合块的横截面视图。
[0006]图3是滑块组件的实施方式的分解图。
[0007]图4是沿图3的IV-1V线截取的仰视图。
[0008]图5是沿图3的V-V线截取的俯视图。
[0009]图6是示例性混合块的俯视图。
[0010]图7是内燃机系统的视图。
[0011]图8是在内燃机样本上的示例性RPM时使用的氢的图表，以立方英尺每小时为单位。
【具体实施方式】
[0012]参考图1，示出了示例性氢气和空气混合块100。混合块100可以以机器制造、铸造、注塑或以其他方式形成，从而包括空气入口侧102，该空气入口侧102可以配置用于与空气过滤器(未示出)连接，以降低进入混合块的颗粒或其他污染物。混合块100还可以包括发动机进气侧104，其配置用于与内燃机(未示出)的燃料/空气入口相连。在空气入口侧102和发动机进气侧104之间，孔106形成为穿过混合块100。混合块100还包括气体入口 108，其用于与加压氢气源相连。如下文将更完整地描述的那样，混合块100也可包括氮气灭弧室，换言之，燃料断路，在图1中作为电控螺线管110示出。
[0013]参考图2，示出了示例性混合块200的横截面视图。滑块腔202形成在混合块200内，滑块腔202成形为容纳滑块组件(未示出)，下文更完整地描述了该滑块组件。滑块腔202从混合块的第一顶侧204延伸，并且部分穿过混合块主体，与在空气入口侧和发动机进气侧之间延伸的孔206相交。滑块帽208连接到混合块的顶侧204上。滑块帽208保持内部元件(在下文中更完整地描述)并且允许节流阀钢缆(throttle cable)的通道穿过螺入到滑块帽208中的支柱210。喷射室212也形成在混合块200内，该喷射室212成形为容纳气流控制设备(未示出)，例如下文中更完整地描述的成形针。喷射室212连接滑块室202和加压氢气源并且允许其间的流体连通。
[0014]现在参考图3，示出了滑块组件300。在所示实施方式中，滑块组件包括偏置机构310 (例如弹簧)、保持器320、滑块330和流体控制器340 (例如成形针)。当安装在混合块中时，偏置机构310的第一侧342由连接至混合块的滑块帽机械地保持。保持器320位于偏置机构与第一侧342相对的第二侧344上。在所示实施方式中，保持器320包括周唇部345以在第二侧344上接合偏置机构。保持器320还紧密地适配在保持腔348中，该保持腔348形成在滑块330中。在一种实施方式中，保持器320包括延伸远离保持器的柄352，该柄的形状能够紧密地适配到滑块330中的互补接收器(未示出)中。流体控制器340穿过滑块330并且在流体控制器连接354处连接到保持器320上。保持器320和流体控制器340可以整体制成或者通过夹具、螺纹及类似手段连接。实现的偏置使得滑块330至少部分地中断空气进入侧和发动机进气侧之间的孔，降低或防止空气通入到发动机中，同时还将流体控制器340容纳在喷射室中，降低或防止氢气通入到发动机中。在其他实施方式中，滑块330和互补形状的滑块室202和/或孔106可以是所示的圆柱形、矩形、锥形或其他形状以及能够提供期望功能的形状组合。
[0015]如图4最佳展示的那样，保持器320包括中断410，该中断410部分径向向内延伸并且贯穿保持器主体，从而允许节流阀钢缆穿过保持器。保持器320还包括:用于接合滑块并保持节流阀钢缆的柄352 ;以及流体控制器连接354。
[0016]如图5最佳展示的那样，滑块330包括节流阀钢缆保持器510。在所示实施方式中，节流阀钢缆保持器510包括钥匙孔形状，用于接收钢缆的保持器端。在安装期间，钢缆端插入穿过较大直径侧520并且滑入到较小侧530以保持钢缆端。一旦就位，保持器320上的柄352适配到将钢绳保持在滑块中的较大直径侧520中。
[0017]现在参考图6，混合块600还可包括燃料补给联锁系统。在一种实施方式中，燃料补给联锁系统包括连接到用户开关620的电力源610，该用户开关620可以是用户操作的以将系统置于安全状态，或者换言之，将系统置于无电力连接的状态。用户开关620可以采取拨动式开关、钥匙、按钮或其他电路中断器的形式。用户开关620以串联的方式与真空开关630电连接。真空开关630位于混合块的发动机进气侧并且感知当内燃机运转时形成的真空。当感知到真空时，真空开关630关闭通过开关建立的电连接。真空开关630与螺线管640通过串联进行电连接，并且进而接地，完成电路。当通电时，螺线管640运行以允许加压氢气进入混合块600中。
[0018]参考图7，内燃机700包括与混合块720流体连通的氢气源710。混合块基于用户输入(包括进气门730设置)设置氢气/空气校准。内燃机还包括曲柄输出轴或驱动器740，其可以连接到任何已知或未来的能够由内燃机驱动的各种机器750上，包括但不限于为车辆提供机动力的变速器、为电池系统或电驱动设备提供电力的交流发电机或发电机、或者用于液压或其他流体驱动设备的泵。在另一种实施方式中，混合块可以包括用于碳氢燃料源(例如汽油或柴油)以及氢燃料源的输入。
[0019]实验的混合块已经被应用于多种内燃机，并且在工业级可商购的氢气燃料源的情况下运行累积已经超过400小时。举几个例子代为参考。
[0020]实例1-利用高压清洗器配置的6马力(HP)发动机
[0021]表1
【权利要求】
1.一种适于将可调节节流阀的氢和空气混合物供给至内燃机的混合块，该混合块包括: 穿过空气入口侧和发动机进气侧之间的混合块的孔； 与孔正交且与其相交的滑块室，该滑块室容纳可移动滑块，该可移动滑块偏置以至少部分地阻塞孔但仍可调节节流阀，从而克服偏置并且降低孔的阻塞； 与滑块室平行且与其相交的喷射室，该喷射室延伸离开滑块室一个距离，该距离足以容纳流体控制器，其中，流体控制器连接到滑块的一侧上，从而当滑块在滑块室内移动时，流体控制器在喷射室内移动；及 在大体上与滑块室相对的位置上与喷射室相交的氢入口。
2.根据权利要求1所述的混合块，还包括: 真空开关，该真空开关在感知到孔中的至少部分真空之后，允许穿过真空开关的电连接。
3.根据权利要求1所述的混合块，还包括: 螺线管，放置以使得在施加电信号之后，选择性地允许来自氢入口的氢气流进入喷射室;及 与孔连通的真空开关，从 而在从内燃机感知到至少部分真空之后，通过真空开关建立电连接； 其中，螺线管与真空开关电串联。
4.根据权利要求1所述的混合块，其中，流体控制器包括成形针，该成形针计量氢气流量并且可移动滑块计量进入内燃机的空气流量。
5.—种机器,包括: 具有发动机进气口的内燃机； 连接至发动机进气口的混合块，该混合块包括: 空气入口侧和发动机进气口之间的孔； 与孔相交的滑块室，其中，该滑块室容纳滑块，该滑块偏置以至少部分地阻碍空气入口侧和发动机进气口之间的孔中的流体连通，其中滑块是可移动的以克服偏置并且降低孔的阻塞；及 与滑块室平行且与其相交的喷射室，该喷射室延伸离开滑块室一距离，该距离足以容纳成形针，其中，该针连接到滑块的一侧上，从而当滑块在滑块室内移动时，针在喷射室内移动；及 与喷射室选择性流体连通的加压氢气源。
6.根据权利要求5所述的机器，其中，混合块还包括弹簧，用于偏置滑块以至少部分地阻碍空气入口侧和发动机进气口之间的孔中的流体连通。
7.根据权利要求5所述的机器，其中，与喷射室选择性流体连通的加压氢气源包括: 电力源； 与电力源电串联的真空开关，其中，在从内燃机感知到至少部分真空之后，真空开关从电不导通的状态变化为电导通的状态； 与电力源和真空开关电串联的螺线管，其中，在真空开关从电不导通的状态变化为电导通的状态之后，螺线管允许加压氢气流入喷射室中。
8.根据权利要求7所述的机器，其中，在内燃机中失去真空之后，螺线管防止加压氢气流入喷射室中。
9.根据权利要求5所述的机器，其中，混合块还包括用于支撑节流阀钢缆的节流阀钢缆支柱，从而允许用户通过移动滑块和为内燃机提供更多的空气和氢气而调节内燃机节流阀。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的机器，还包括:连接至内燃机并由该内燃机驱动的负载，其中，该负载选自 发电机、交流发电机、变速器或泵。
【文档编号】F02M21/04GK103477060SQ201280017214
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年3月29日 优先权日:2011年4月1日
【发明者】R·M·萨科内 申请人:氢能源系统有限责任公司