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公开了一种用于燃烧设备的空气导入系统，所述系统包括空气分离器(16、116、216、316)，所述空气分离器具有用于接收空气的入口和出口，所述出口适用于连接到燃烧设备的空气导入口，其中，空气分离器包括适于从被接收到其中到空气中吸收一部分氮气的沸石材料。在一个实施例中，所述燃烧设备为内燃机(14、114、214、314)。

1、  一种用于燃烧设备的空气导入系统，所述系统包括空气分离器，所述空气分离器具有用于接收空气的入口和出口，所述出口适于连接到燃烧设备的空气导入口，其中，空气分离器包括沸石材料，所述沸石材料适于从被接收到其中的空气中吸收一部分氮气。

2、  根据权利要求1所述的空气导入系统，适于与包括发动机的燃烧设备一起使用，其中所述空气导入系统的出口适于连接到所述发动机的空气导入口。

3、  根据权利要求2所述的空气导入系统，其中，所述发动机是内燃机。

4、  根据权利要求1所述的空气导入系统，适用于与包括炉子等的燃烧设备一起使用。

5、  根据前述任一权利要求所述的空气导入系统，其中，所述空气分离器包括包含有沸石材料的罐，其中所述罐限定用于接收空气的流体入口和用于排出处理后的空气的第一流体出口。

6、  根据权利要求5所述的空气导入系统，其中，所述罐被设置成受到用于驱动空气穿过该罐的、在流体入口和第一流体出口之间的压力差。

7、  根据权利要求6所述的空气导入系统，其中，所述沸石材料适于在所述罐受到压力差时从被接收到罐中的空气中吸收氮气。

8、  根据权利要求6或7所述的空气导入系统，其中，所述罐被设置成受到正压力差。

9、  根据权利要求6或7所述的空气导入系统，其中，所述罐被设置成受到负压力差。

10、  根据前述任一权利要求所述的空气导入系统，还包括用于输送增压空气穿过所述空气分离器的增压装置。

11、  根据权利要求10所述的空气导入系统，其中，所述增压装置位于空气分离器的上游并连接到其流体入口。

12、  根据权利要求10所述的空气导入系统，其中，所述增压装置位于空气分离器的下游并连接到其出口。

13、  根据权利要求10所述的空气导入系统，其中，所述增压装置形成所述空气分离器的一部分。

14、  根据权利要求13所述的空气导入系统，其中，所述增压装置包括至少一个包含用于从空气中吸收氮气的沸石材料的操作部件。

15、  根据权利要求10到14中任一项所述的空气导入系统，其中，所述增压装置适于在所述空气被空气分离器处理后将增压空气输送到燃烧设备的空气导入口。

16、  根据权利要求10到15中任一项所述的空气导入系统，其中，所述增压装置包括压缩机。

17、  根据权利要求10到16中任一项所述的空气导入系统，其中，所述增压装置包括增压器单元。

18、  根据权利要求17所述的空气导入系统，其中，所述增压器单元包括适于从在其中被压缩的空气中吸收氮气的沸石材料。

19、  根据权利要求10到16中任一项所述的空气导入系统，其中，所述增压装置包括涡轮增压器。

20、  根据权利要求19所述的空气导入系统，其中，所述涡轮增压器的至少一部分包含沸石材料。

21、  根据前述任一权利要求的空气导入系统，还包括，用于在空气被导向所述燃烧设备之前冷却空气的装置。

22、  根据权利要求21所述的空气导入系统，其中，所述空气冷却装置位于所述空气分离器的下游并连接到其出口。

23、  根据权利要求21或22所述的空气导入系统，其中，所述空气冷却装置包括中间冷却器。

24、  根据前述任一权利要求所述的空气导入系统，还包括用于循环地给空气分离器增压和降压的装置。

25、  根据权利要求24所述的进气系统，当其引用权利要求5到23中的任一项时，其中所述空气分离器通过使所述罐与大气通风而被降压。

26、  根据权利要求25所述的空气导入系统，其中，所述罐限定用于使罐与大气通风的第二流体出口。

27、  根据权利要求24、25或26所述的空气导入系统，包括阀装置，所述阀装置用于循环地给空气分离器增压和降压。

28、  根据权利要求27所述的空气导入系统，还包括适于操作阀装置的控制装置。

29、  根据前述任一权利要求所述的空气导入系统，还包括位于空气分离器下游的氧气传感器。

30、  根据权利要求29所述的空气导入系统，当其引用权利要求27或28时，其中，所述氧气传感器与所述阀装置相连通，使得可以根据从所述空气分离器中排放出的空气中的氧气水平控制所述阀装置，以对所述空气分离器增压或降压。

31、  根据前述任一权利要求所述的空气导入系统，所述空气分离器包括至少两个罐，每个罐中都包含沸石材料。

32、  根据权利要求31所述的空气导入系统，其中，每个罐限定用于接收空气的流体入口和用于使得空气向燃烧设备的导入口流动的第一流体出口。

33、  根据权利要求32所述的空气导入系统，其中，每个罐限定用于使得每个罐与大气通风的第二流体出口。

34、  根据权利要求31、32或33所述的空气导入系统，其中，在使用时，所述至少两个罐中的一个适于被增压以允许其中的沸石材料从空气中吸收氮气，而所述至少两个罐中的另一个适于被减压以允许其中所容纳的沸石能释放所吸收的氮气。

35、  根据前述任一权利要求所述的空气导入系统，还包括空气过滤器。

36、  根据权利要求35所述的空气导入系统，其中，所述空气过滤器位于所述空气分离器的上游。

37、  一种具有空气导入系统的燃烧设备，所述空气导入系统包括空气分离器，所述空气分离器具有用于接收空气的入口和连接到所述燃烧设备的空气导入口的出口，其中所述空气分离器包括适于从被接收到其中的空气中吸收一部分氮气的沸石材料。

38、  一种压缩机，包括适于在流体被所述压缩机压缩时从所述流体中吸收氮气的沸石材料。

39、  根据权利要求38所述的压缩机，包括至少部分地由沸石材料形成的压缩元件。

40、  根据权利要求39所述的压缩机，其中，所述压缩机为包括一对螺杆压缩元件的螺杆式压缩机，其中所述一个螺杆压缩元件的至少一部分由沸石材料形成。

41、  根据权利要求38、39或40所述的压缩机，其中，所述压缩机适于压缩要被导入到燃烧设备中的空气。

空气导入系统
技术领域
本发明涉及一种用于诸如内燃机的燃烧设备的空气导入系统，特别是涉及一种用于在空气被向燃烧设备引导之前去除空气中的氮气的系统。
背景技术
对于矿物燃料使用的增加存在相当大的环境方面的关注，并且在试图寻求燃烧效率和发动机性能最大化的同时已经进行了努力以减少例如内燃机的有害排放。在汽车工业中，发展正在试图寻求通过减少环境毒素(如未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳、氮的氧化物等)的含量百分比来改善车辆排放的废气质量。例如，催化剂材料和发动机操纵系统的发展试图寻求降低这种排放。然而，常常是减小内燃发动机排放的努力会不利地影响发动机性能，结果是导致成本显著增加。
本发明的目的是提供一种系统，该系统试图消除和减轻现有技术中的这些和其它的问题。
发明内容
根据本发明的第一个方面，提供了一种用于燃烧设备的空气导入系统，所述系统包括空气分离器，所述空气分离器具有用于接收空气的入口和出口，所述出口适于连接到燃烧设备的空气导入口，其中，空气分离器包括适于从被接收到其中的空气中吸收一部分氮气的沸石材料。
因此，在使用时，可以通过沸石材料从空气中去除大部分的氮气，产生要被送入到燃烧设备的空气导入口的具有高氧气浓度的处理过的空气气流。这种设置有利地允许燃料在燃烧设备中能更完全燃烧或近似化学计量燃烧，这在一些应用中可提高效率和性能、减少燃料损耗、以及降低所产生的一氧化碳的体积。此外，通过显著降低被供给到燃烧设备中的导入空气里的氮气水平，所产生的氮氧化物的水平也被降低。
优选地，空气导入系统用于与包括发动机的燃烧设备一起使用，其中所述空气导入系统的出口适于连接到所述发动机的空气导入口。所述发动机是内燃机，如活塞发动机、旋转发动机、气体涡轮发动机，例如用于飞行器中或用于驱动发电机等。可选地，所述发动机为均质充量压缩燃烧发动机。
可选地，燃烧设备可以包括炉子等，如用于加热水以产生蒸汽的、用于加热空气的、用于冶炼或提炼矿石的、用于焚化的炉子等。
有利地，所述燃烧设备可使用任何燃烧燃料，如烃基燃料等。
优选地，空气分离器包括包含沸石材料的罐，其中所述罐限定有用于接收空气的流体入口和用于从该处排出处理后的空气的第一流体出口。有利地，所述罐被设置成受到用于驱动空气穿过该罐的在流体入口和第一流体出口之间的压力差。有益地，沸石材料适于在所述罐受到压力差时从被接收到罐中的空气中吸收氮气。有利地，所述罐被设置成受到正压力差；即，可导致空气在高于大气压的压力下被驱动穿过所述罐。可选地，所述罐被设置成受到负压力差，从而导致空气在低于大气压的压力下被吸引穿过所述罐；即所述罐可能被暴露给真空。应当注意，为了简便起见，无论是在使用正压力差还是负压力差时，空气都可以被限定为“增压的”。还应当注意，在这里用于增压空气分离器或其任意组件(诸如罐)的含义是利用增压后的空气(即，高于或低于大气压力的空气)充入所述空气分离器。
优选地，空气导入系统还包括用于输送增压空气穿过所述空气分离器的增压装置。在本发明的一个实施例中，增压装置可位于空气分离器的上游并连接到其流体入口。在这种设置中，空气可以被正压力差输送穿过空气分离器。在可选实施例中，增压装置可以位于空气分离器的下游并连接到其流体出口，从而这种设置导致空气通过产生负压力差被吸引穿过空气分离器。
在又一个可选实施例中，增压装置可以形成空气分离器的一部分。举例来说，增压装置可形成为空气分离器的整体的一部分。在一个设置中，增压装置可包括至少一个包含有用于从空气中吸收氮气的沸石材料的工作部件。这种设置由于将空气分离器和增压装置合并到一个单元中，而有利地降低了空气导入系统中独立部件的数量。
优选地，增压装置可适于在所述空气被空气分离器处理后将增压空气或压缩空气输送到燃烧设备的空气导入口。可选地，可以提供独立的增压装置用于输送压缩空气到燃烧设备中。输送压缩气体到燃烧设备中提供了促使空气导入的装置以使得装置能够高效运转并使得性能最大化。有益地，增压装置可以适于提供，举例来说，在5∶1到12∶1之间的空气压缩比。
有利地，增压装置可包括压缩机。在一个实施例中，增压装置包括增压器单元。增压器单元可以是罗茨(roots)型的、离心式的等。优选地，增压器单元是螺杆式的。
增压器单元可适于被燃烧设备(例如发动机)直接驱动，举例来说，通过风扇皮带或风扇皮带的延伸。可选地，增压器可以有利地被独立的驱动装置驱动，如被电动马达等驱动。这种设置使得倘若需要更精确的和可控的空气压缩时，能够独立地操作和控制增压器，例如独立于发动机速度进行操作和控制。
在一个实施例中，增压器可包括适于从在其中被压缩的空气中吸收氮气的沸石材料。举例来说，压缩元件，如压缩机叶片或相互啮合的螺旋等，可以至少部分地由沸石材料形成，从而使得在使用时，在被压缩的空气中的氮气可以被吸收，由此产生具有高氧气浓度的高压空气流。
在可选实施例中，增压装置可以包括涡轮增压器，所述涡轮增压器适于被燃烧设备工作时排出的气体所驱动。在一个设置中，涡轮增压器的至少一部分可以包含沸石材料。
有利地，空气导入系统可以包括用于在空气被导向燃烧设备之前冷却空气的装置。在优选实施例中，空气冷却装置可位于空气分离器的下游并被连接到其出口。更优选地，空气冷却装置位于空气分离器和增压装置的下游，使得所述空气冷却装置在使用时运转冷却具有高氧气浓度的压缩空气。因此，空气冷却装置运转冷却通过被增压装置压缩而已经被加热了的空气，由此在空气被引导到燃烧设备的导入口之前增加了所述空气的密度。在可选实施例中，空气冷却装置可以位于空气分离器的上游。
有利地，空气冷却装置可以包括中间冷却器，诸如空气对空气的中间冷却器或空气对液体的中间冷却器。
优选地，空气导入系统还包括用于循环地对空气分离器(特别是容纳有沸石材料的罐)进行增压和降压的装置。在使用时，对空气分离器增压会使得沸石材料能吸收空气中的氮气，而对空气分离器降压会使得沸石材料释放所吸收的氮气并由此再生，为重复该循环做准备。优选地，空气分离器通过将罐与大气通风从而处理所吸收的氮气而降压。有利地，罐可限定第二流体出口，所述第二流体出口用于将罐与大气通风，以由此使所述罐降压并使得沸石材料再生。再优选地，空气分离器通过将压力增加到超过大气压、或可选择地将压力减少到低于大气压而被增压。
优选地，空气导入系统包括用于循环地给空气分离器增压和降压的阀装置。有利地，阀装置可适于循环地对大气打开和关闭罐，例如经由第二流体出口来实现。还有利地，阀装置可适于循环地将空气分离器与空气供给相隔离开。优选地，该设置使得阀装置经由第二流体出口将罐对大气打开，同时隔离罐的空气供给，并且在这之后关闭罐并允许其与空气供给连通。因此，这种设置允许空气导入系统持续的工作以提供在燃烧设备中使用的具有高氧气浓度的空气供给。
阀装置可以包括一个或多个缩管阀、电磁阀、蝶形阀等、或其组合。
有利地，空气导入系统还可包括适于操作阀组件的控制装置。控制装置可包含转换系统，诸如继电器系统等。可选择地、或附加地，控制装置可包含可编程控制器。
在优选实施例中，空气导入系统包括氧气传感器，所述氧气传感器优选地位于空气分离器的下游。有利地，氧气传感器可适于检测在从空气分离器的出口排出的空气中的氧气水平。有益地，氧气传感器与阀装置相连通，从而使得可根据从空气分离器中排放出的空气中的氧气水平来控制所述阀装置对该空气分离器进行增压和降压。因此，在优选的使用中，当氧气传感器检测出氧气水平已降低到预定量以下时，可操作阀装置以对空气分离器进行降压以使得其中的沸石材料再生。有利地，氧气传感器可经由合适的控制装置与阀装置相连通。
在本发明的优选实施例中，空气分离器包括至少两个罐，每个罐包含沸石材料。优选地，每个罐限定用于接收空气的流体入口和用于使空气流向燃烧设备的导入口的第一流体出口。再优选地，每个罐限定有第二流体出口，所述第二流体出口用于使每个罐与大气通风以由此对所述罐降压并使得其中的沸石材料再生。
有利地，在使用中，至少两个罐中的一个适于被增压以使得其中的沸石材料能吸收空气中的氮气，而至少两个罐中的另一个适于被降压以使得其中容纳的沸石材料能释放所吸收的氮气。
有益地，阀装置适于选择性地对罐轮流进行增压和降压。举例来说，阀装置可允许一个罐被增压而允许另一个罐被降压。有益地，这种设置允许一个罐中的沸石材料吸收空气中的氮气，而另一个罐中的沸石材料通过将吸收到其中的氮气释放而再生。这样，可以获得用于向燃烧设备的导入口持续地供给具有高氧气含量的空气的基本连续的操作。
优选地，空气导入系统还包括空气过滤器，优选地，适于从要被提供到燃烧设备的导入口的空气中过滤颗粒物质。在本发明的优选实施例中，空气过滤器位于空气分离器的上游，从而消除或至少最小化了其中的沸石材料上的污垢。可选地，空气过滤器可以位于空气分离器的下游。
有利地，空气导入系统适用于汽油和柴油发动机中的一者或两者。有利地，空气导入装置适用于燃料喷射型发动机。有利地，在这个设置中，燃料到发动机中的喷射可被监测和控制以容纳从空气分离器中排出的特定的空气量。有利地，发动机的燃料喷射系统可被与空气导入系统相连关联的控制装置来控制。
本发明的空气导入系统可包括天然沸石材料或者也可以包括人工合成沸石材料。
根据本发明的第二方面，提供了一种具有空气导入系统的燃烧设备，所述空气导入系统包括空气分离器，所述空气分离器具有用于接收空气的入口和与燃烧设备的空气导入口相连的出口，其中，空气分离器包括适于从被接收到其中的空气中吸收一部分氮气的沸石材料。
燃烧设备可包括内燃机、炉子等。
优选地，该空气导入系统是根据所述第一方面的空气导入系统。
根据本发明第三方面，提供了一种包括沸石材料的压缩机，所述沸石材料适于在流体被所述压缩机压缩的时候从所述流体中吸收氮气。
优选地，压缩机包括至少部分地由沸石材料形成的压缩元件。在一个实施例中，压缩机是螺杆式压缩机，所述螺杆式压缩机包括一对螺杆压缩元件，其中，一个螺杆元件的至少一部分由沸石材料形成。在可选实施例中，压缩机可以是离心压缩机、涡旋式压缩机、或活塞压缩机等。
有利地，根据所述第三方面的压缩机，在使用中，由此提供被压缩的流体流，其中氮气已被基本清除。
有利地，压缩机可以是增压器、涡轮增压器或其它等，适于压缩要被引导入燃烧设备(例如内燃机)的空气。
附图说明
本发明的这些和其它方面将参照附图通过举例的方式进行描述，其中：
图1为根据本发明一个实施例的空气导入系统的示意图；
图2为根据本发明的可选实施例的空气导入系统的示意图；
图3为根据本发明另一可选实施例的空气导入系统的示意图；
图4为根据本发明又一可选实施例的空气导入系统的示意图；
图5为根据本发明的另一实施例的空气导入系统的示意性图；
图6为根据本发明实施例的形成图5中空气导入系统的一部分的压缩机设置的示意图；
图7为根据本发明的又一实施例的空气导入系统的示意图；以及
图8为根据本发明实施例的形成图7中空气导入系统的一部分的压缩机设置的示意图。
具体实施方式
首先参照附图中的图1，其中示出了根据本发明一个实施例的空气导入系统的示意性表示。空气导入系统，用附图标记10概括表示，用于在空气被供给到内燃发动机14的空气导入口12之前处理空气。发动机14可以是例如用于驱动发电机等的固定式发动机或可以替代地用在车辆等中。
空气导入系统10包含有用虚线示出的空气分离器16，如将在下面详细描述的，空气分离器16包括用于在将空气向发动机14排放之前吸收空气中氮气的沸石材料。因此，在使用中，可以通过沸石材料去除空气中大部分的氮气，产生用于引导到发动机14的空气导入口12的具有高氧气浓度的处理过的空气流。这种设置有利地允许燃料在发动机14内更完全地燃烧或近似化学计量燃烧，提高了发动机效率和性能，降低了燃料消耗，并减少了所产生的一氧化碳的量。此外，通过显著地减少送入发动机的导入空气中的氮气水平，所产生的氮氧化物的水平也减少了。
在示出的实施例中，空气分离器16包括两个罐18、20，每个所述罐容纳沸石材料。第一罐18限定流体入口22、第一流体出口24和第二流体出口26。类似地，第二罐20也限定流体入口28、第一流体出口30和第二流体出口32。在使用时，空气可以分别经由各个流体入口22、28被导入到每个罐18、20中，而处理过的空气然后可以经由各个流体出口24、30从每个罐18、20中排出并随后被排向发动机14的导入口12。被罐18、20中的沸石材料所吸收的氮气可以经由各个第二流体出口26、32被释放，这将在下面进一步详细讨论。
空气导入系统10还包括位于空气分离器16的上游的增压器单元34。尽管未示出，但是增压器34可以被由发动机的电力系统操作的电动马达直接驱动，或者，可以可选择地经由风扇皮带等驱动。在使用中，增压器34压缩要被正压力差驱动穿过空气分离器16的空气。因此，使得空气在压力下被迫穿过每个罐18、20，从而使得沸石材料可以在空气处于增压状态下时吸收氮气。在使用中，增压器34和空气分离器16提供了要被提供给发动机14的具有高氧气浓度的压缩空气气流。
系统10还包含有位于空气分离器26下游的中间冷却单元36。这种设置有利于对在增压器34中在压缩过程中已经被加热并由此密度减小的空气进行冷却以增加空气密度并由此提供被发动机使用的更大密度容量的空气。
在示出的实施例中的导入系统10还包括控制系统，在使用时，所述控制系统使得空气分离器16能够提供所需要的量的基本恒定的处理过的空气流，如下面所讨论的。控制系统包括控制器，如可编程微控制器，在图中用附图标记38表示；包含有三个分离的三通阀40、42、44的阀布置；以及位于分离器16的下游的氧气传感器46。在使用时，阀40在最初被设置成允许被压缩过的空气从增压器34经由流体入口22流入第一罐18，同时阻止空气流向第二罐20。阀44被设置成允许被压缩且处理过的空气从第一罐18的第一流体出口24向发动机14排出，同时阻止第二罐20和发动机14之间的流体连通。阀42被设置用于关闭第一罐18的第二流体出口26，同时打开第二阀20的第二流体出口32，以由此使得第二罐20与大气通风。
在利用如上所述位置的阀对系统10进行操作的过程中，氧气传感器46持续地监测从分离器16向发动机14排放出的空气中的氧气含量。当检测出氧气水平降低到预定的最小水平以下时，表明第一罐18中的沸石材料达到氮饱和，控制器38发出信号以使得阀40、42、44重新设置如下：阀40被重新设置成允许被压缩的空气从增压器34流向第二罐20，同时阻止空气流向第一罐18；阀44被重新设置成允许被处理过的空气从第二罐20的第一流体出口30流向发动机14，同时阻止第一罐18和发动机14之间的流体连通；以及阀42被重新设置成关闭第二罐20的第二流体出口32，同时打开第一罐18的第二流体出口26并由此使得第一罐18暴露在大气中。因此，通过将第一罐18暴露于大气中，所述罐被减压，以允许其中容纳的沸石材料能够释放出所吸收的氮气并由此再生，同时第二罐20用于继续将高氧气密度的压缩空气向发动机14供给。
一旦再次检测到氧气水平降低到最小水平之下，阀40、42、44可以再次被重新设置以维持运转。应当注意，在图1所示实施例中的空气分离器10的运转可以被称为“变压吸附”，即正压力差迫使空气循环地穿过每个罐。
系统10还包括位于空气分离器16的上游的空气过滤器48，以便在空气被增压器34压缩并被引导向分离器16之前去除空气中的颗粒物质，由此来防止或至少最小化其中容纳的沸石材料的污垢。
在此参考图2，在图2中示出了根据本发明可选实施例的空气导入系统，其在整体上被附图标记110表示。图2中的系统110与图1中的系统10类似，并且同样的特征用同样的附图标记表示，但附图标记的数字要增加100。为了简要起见，在这里仅描述两个系统10、110之间的区别。仅有的显著区别在于，图1中系统10的增压器单元34在图2的系统110中被替换为涡轮增压器单元，所述涡轮增压器单元用虚线示出并用数字50标记。涡轮增压器50具有常规的设计并包含有适用于被发动机114排出的气体所驱动的涡轮52，其中涡轮驱动空气压缩机54，用于在空气进入到空气分离器116之前压缩空气。
图3示出了用于与内燃机一起使用的空气导入系统的另一个可选实施例。该系统整体上被用附图标记210表示，该系统与图1中示出的系统类似，除了增压器234位于空气分离器216的下游并由此提供吸引空气从中穿过的负压力差。
图4示出了空气导入系统的另一个实施例，在这种情况下用附图标记310表示。系统310类似于图2中的系统110，除了涡轮增压器350位于空气分离器316的下游。
在分别在图3和图4示出的系统210、310中，空气分离器216、316可以被看作是被“真空变压吸附”所操作的，其中空气被负压力差促使流动穿过空气分离器216、316。
参考附图中的图5，在图5中示例性地示出了根据本发明可选实施例的空气导入系统。整体上被用附图标记410表示的空气导入系统包括一体地形成在一个单元60中的空气分离器和增压器。所结合的空气分离器和增压器单元60在图6中被示意性地示出，现在参照图6另外进行说明。单元60包含有螺杆式增压器，所述螺杆式增压器包括具有相互啮合圆形突出部66的第一和第二螺杆部件62、64，第一和第二螺杆部件62、64的每一个由适合于从压缩空气中吸收氮气的沸石材料制成。增压器以常规的方式工作，从而螺杆部件62、64的逆向旋转导致空气经由入口68被吸引到增压器中，在相互啮合的圆形突出部66之间被压缩，并且经由出口70以增加的压力被排出。由此，被压缩的空气中的氮气被形成螺杆62、64的沸石材料吸收。在旋转过程中，没有被暴露给被压缩的空气的螺杆62、64的部分可以由此释放所吸收的氮气，并因此再生。
如图5所示，系统410还包括位于单元60上游的空气过滤器448、以及位于单元60下游的中间冷却器436。
图7示意性地示出了根据本发明的空气导入系统的另一个实施例。该系统整体上被附图标记510表示，所述系统类似于图5所示的系统，除了所结合的空气分离器和增压器单元60(图5)由发动机514排放的气体所驱动的、所结合的空气分离器和涡轮增压器单元74所取代。单元74在图8中被示意性地示出，在此参照图8进行说明。
单元74中的涡轮增压器包括由从发动机514排放出的气体78所驱动的涡轮76，其中涡轮76经由轴80可旋转地连接到两个压缩机叶轮82、84，所述压缩机叶轮82、84在使用中操作用于压缩空气。叶轮82、84至少部分地由适于从被压缩的空气中吸收氮气的沸石材料制成。在压缩器82、84和发动机514之间设有三通阀86。应当注意，为了简单起见，中间冷却器536(图7)在图8中被省略。阀86适用于在每个叶轮82、84和发动机514之间提供可选择的流体连通，使得在正常工作时，在任何一段时间只有一个叶轮器向发动机514提供被压缩的空气。
每个压缩机叶轮82、84包括用于将压缩空气排放到大气的相关联的废气旁通阀(未示出)。
在使用时，涡轮76驱动每个叶轮82、84，并且阀86被设置成仅允许被压缩的空气从叶轮82被引导向发动机514，而与叶轮84相关联的废气旁通阀对大气开放。当被提供给发动机514的被压缩的空气中的氧气水平降低到预定水平以下时，阀86可以被随后重新设置，以仅允许叶轮84向发动机514提供被压缩的空气。这时，与叶轮82相关联的废气旁通阀可以开放以与大气连通，使得被形成叶轮82的沸石材料所吸收的氮气可以被释放，由此使得沸石材料再生。可以随后重复该循环以提供具有高氧气浓度的、持续的被压缩的空气气流。
应当理解，这里描述的实施例是示例性的，并且在不脱离本发明范围的前提下可以对其进行改进。例如，系统可以不需要使用如增压器或涡轮增压器的压缩机，并且可以依靠由发动机在使用时生成的负压力差来工作。另外，氧气传感器可以被基于所设定的时间间隔而使系统循环的定时器机构或装置所取代。在一些实施例中，消除中间冷却器可能更好。此外，可以使用多于两个容纳沸石材料的罐。
另外，空气导入系统可以与其它类型的发动机结合使用，如旋转发动机或气体涡轮发动机等。此外，空气导入系统可以与其它的燃烧设备一起使用，如炉子等。