CN101403354B - 内燃机微氢喷射节能降排装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机微氢喷射节能降排装置，包括：氢氧气电解池、电解质储液罐、电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路、气体洗涤罐、水封防回火罐，发电机和并联蓄电池通过电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路与氢氧气电解池的导电电极板的正、负连接成回路；氢氧气电解池的箱体上设计有两孔，从氢氧气电解池两孔引出管道依次与电解质储液罐、气体洗涤罐、水封防回火罐、内燃机相连。本发明利用水电解氢氧混合气体喷射入内燃机燃烧室加速燃油或燃气燃烧，实现燃油或燃气充分燃烧而提高其热效率，减少燃油或燃气消耗，减少温室效应气体和有害气体及固体颗粒排放。本装置用于各类以内燃机作为动力的车辆、船舶、发电机组等场合。

Description

内燃机微氢喷射节能降排装置

技术领域

本发明涉及利用电解水产生的氢氧混合气体，其气体中氢与氧原子按2∶1精确配比，并用于内燃机节能减排的新能源技术和环境保护应用技术的领域，具体涉及一种内燃机微氢喷射节能降排装置，本装置可以广泛用于各类以内燃机作为动力的车辆、船舶、发电机组等场合。

背景技术

随着世界能源危机和环保问题日益突出，汽车工业面临着严峻的挑战。一方面，石油资源短缺，汽车是油耗大户，且目前内燃机的热效率较低，燃料燃烧产生的热能大约只有35％-40％用于实际汽车行驶，节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾；另一方面，汽车的大量使用加剧了环境污染，城市大气中CO的82％、NOx的48％、HC的58％和微粒的8％来自汽车尾气，此外，汽车排放的大量CO₂加剧了温室效应。因此，节能减排已经成为各国关注的重点。

目前市场上有许多诸如臭氧注入、磁场共振等的节油产品，但效果不很明显。又如申请号200480040719.2，结构复杂，还需要在金属外壳上安置专门散热装置。

发明内容

本发明的目的为了克服上述现有技术存在的问题及缺点，提供一种结构简单、性能可靠的内燃机微氢喷射节能降排装置。

本发明的技术方案为：

一种内燃机微氢喷射节能降排装置，包括：氢氧气电解池、电解质储液罐、电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路、气体洗涤罐、水封防回火罐，其特征在于：发电机和并联蓄电池通过电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路与氢氧气电解池的导电电极板的正、负连接成回路；氢氧气电解池的箱体上设计有两孔，从氢氧气电解池的两孔引出管道依次与电解质储液罐、气体洗涤罐、水封防回火罐、内燃机相连。由电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路按气量需求调节氢氧混合气电解池的功率实现按需实时提供氢氧气，避免由氢氧气存储引起的不安全因素；电解池产生的氢氧气进入电解质储液罐液气分离后经气体洗涤罐洗涤后再经过水封防回火罐后被引入内燃机燃烧室加速助燃油或燃气燃烧。电解质储液罐上安装有液面显示器和软性塞子，液面显示器显示电解质储液罐内电解液液面高度，按照规范打开软性塞子补充电解液。

所述的氢氧气电解池的导电电极板和中间电极板与箱体对应的设有两孔，分别向氢氧气电解池补充电解液和导出产生的氢氧气；电解池箱体和盖板用工程塑料制造的并开有等距离的镶嵌槽，导电电极板和中间电极板插入这些等距离的槽中，以实现电极板互相电绝缘防止短路电流。盖板和电解池箱体用螺栓和气密封垫片加以密封。因此其电解池温升小、电解效率很高。达到每升氢氧混合气消耗3瓦时的功率。所以本氢氧气电解池无需强制冷却装置。

所述的氢氧气电解池的箱体由耐温、耐强碱的工程塑料制成，避免了采用金属箱体带来的寄生功率损耗。

所述的氢氧气电解池，工作压力最大值由一压力开关所限制，最高工作温度有一温度开关限制，当氢氧气电解池的压力和温度超过安全值时电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路将供电回路自动断路，这样确保电解池的安全运行。并且，当压力控制失效时，电解质储液罐内压力突然增大时，在其盖板上设有一个在一定压力下能自动爆开的软性塞子，急速释放电解质储液罐内突然增大的压力。从而提高了内燃机氢喷射节能降排装置的安全性。

所述的氢氧气电解池的导电电极板和中间电极板是含镍的合金材料加工而成。通常，导电电极板和中间电极板的数量供电情况不同，根据产气量要求可以灵活配置，前提是相邻2个电极板之间的直流电压控制在2伏特左右。这种灵活的设计方案，在一个较宽的范围内，可以满足不同功率的内燃机的节能减排需要。电极引出螺栓直接焊接在电极板上端，消除由于可能的接触不良产生电火花引爆氢氧混合气的可能性。

所述的电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路，由于氢氧气电解池的导电非线性，其工作电压的范围很窄，在很窄的电压范围内用通常控制直流电压的方法难以获得平滑和精细的功率调节。采用了脉冲直流电供电，调节电流脉冲的占空比，实现了产气量控制所需要的精细功率调节，为实现无氢氧气存储、按需求即产即用的安全运行提供了保证。该电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路是购买现成的电机调速器再在其上加装压力开关和温度开关连接导线而成。

所述的气体洗涤罐充以水，气体经过时得到洗涤，使得输出的氢氧气纯净不会影响内燃机燃烧室的安全。气体洗涤罐的盖子由软性材料制成并以压力密封。当压力突然增加时，上盖自行爆脱，确保了气体洗涤罐的安全。气体洗涤罐的进气管装有防回流单向阀。

所述的水封防回火罐经洗涤的氢氧气经充水的水封防回火罐底部经过水上升到液面，再输出到内燃机燃烧室。任何回火发生将被水封闭，有效保证了整个内燃机微氢喷射节能降排装置的安全运行。水封防回火罐和气体洗涤罐一样，水封防回火罐的盖子由软性材料制成并以压力密封。当压力突然增加时，上盖自行爆脱，确保了液体防回火罐的安全。

将微量的氢氧混合气体喷射到内燃机燃烧室内，由于氢的火焰速度播速快，可使汽油发动机燃烧着火延迟期大大缩短，火焰传播速度加快，燃烧持续期缩短。氢在燃烧时释放出OH、H、O等活性中心，可大大地促进燃烧速度。再由于氢的催化作用，碳氢化合燃料分子的长碳链被断裂形成更小的分子，使得燃烧更完全。其结果是减少了温室效应气体和其他有害物质的排放；节约了燃油消耗；增加了发动机的马力和转矩；减少了积碳，延长机油更换周期和发动机维护费用。本装置同样可以应用于柴油、天然气和丙烷等发动机中。

本发明是利用氢的燃烧特性加速燃料的燃烧和利用氢的催化使得碳氢化合燃料分子的长碳链被断裂，使其燃烧更完全，以此达到节能减排的效果；本装置构造很简单，相应地可靠性高些，很适合广大驾驶人员使用和维护；本装置不需额外的氢氧气储存罐，以提高安全性；本装置的水电解池箱体用工程塑料制成并将电极板的边缘完全用精密的凹槽镶嵌，除了相邻的电极板有电流通过将水分解成氢氧气外，任何电极板和不相邻的电极板之间无电流通路，防止了漏电电流的产生，降低了电解池的温度，所以不需要如申请号200480040719.2那样需要在金属外壳上安置散热装置。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为氢氧气电解池的结构示意图。

图3为电极板的结构示意图。

图4为电解室的结构示意图。

具体实施方式

图5为氢氧气电解池的插上电极板的结构示意图。

下面结合附图对本发明进行详细的说明：

如图1、图2所示，本发明包括：氢氧气电解池2、电解质储液罐3、电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路4、气体洗涤罐5、水封防回火罐6，其特征在于：发电机7和并联蓄电池8通过电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路4与氢氧气电解池2的导电电极板1的正、负连接成回路；氢氧气电解池2的箱体13上设计有两孔(11，12)，从氢氧气电解池2的两孔(11，12)引出管道依次与电解质储液罐3、气体洗涤罐5、水封防回火罐6、内燃机9相连。所述的氢氧气电解池2的箱体13和盖板14都对应开有等距离的镶嵌槽15。所述的氢氧气电解池2的导电电极板1和中间电极板10都与箱体13对应地设有两孔(11，12)。

所述的氢氧气电解池2的导电电极板1上端焊接电极引出螺栓19。

所述的氢氧气电解池2箱体13和盖板14由工程塑料制成。

电解质储液罐3设计有液面显示器29和软性塞子18。

所述的电解质储液罐3上设计压力开关16和温度开关17，且压力开关16和温度开关17分别与电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路4相连。

所述的电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路4采用了脉冲直流电供电，调节电流脉冲的占空比20。该电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路是购买现成的电机调速器再在其上加装压力开关和温度开关连接导线而成。

所述的气体洗涤罐5的盖子22和水封防回火罐6的盖子23都由软性材料制成，气体洗涤罐5的进气管装有防回流单向阀27。

如图1所示，由汽车发电机7和并联的蓄电池8通过电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路4向氢氧气电解池2供给一定电压、电流宽可调节的脉冲直流电流，氢氧气电解池2中的等距的电极板构成许多电解小室24中水分子被电解分离成聚集在负电位电极板表面的氢原子和聚集在正电位电极板表面的氧原子，这样的混合气体通过导气管25进入储液罐3，氢氧气中带有的电解液蒸汽被冷凝回收后，经由气体输出口并通过单向阀27和输气管21流入气体洗涤罐5，经过洗涤的氢氧混合气流经水封防回火罐6后，通过气体输出管26接入内燃机空气滤清器管道28与过滤后的空气混合后再和汽化的燃油一起被注入内燃机9燃烧室，实现燃油或燃气更充分燃烧从而提高热效率，减少燃油或燃气消耗，并减少污染气体和固体颗粒排放，达到节约能源和减少排放的效果。由于减少了燃烧室积碳，改善了内燃机的运行状况。

Claims (6)

1.一种内燃机微氢喷射节能降排装置，包括：氢氧气电解池(2)、电解质储液罐(3)、电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路(4)、气体洗涤罐(5)、水封防回火罐(6)，其特征在于：发电机(7)和并联蓄电池(8)通过电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路(4)与氢氧气电解池(2)的导电电极板(1)的正、负极连接成回路；氢氧气电解池(2)的箱体(13)上设计有两孔(11，12)，从氢氧气电解池(2)的两孔(11，12)引出管道依次与电解质储液罐(3)、气体洗涤罐(5)、水封防回火罐(6)、内燃机(9)相连，所述的氢氧气电解池(2)的箱体(13)和氢氧气电解池(2)的盖板(14)都对应开有等距离的镶嵌槽(15)，所述的氢氧气电解池(2)的导电电极板(1)和氢氧气电解池(2)的中间电极板(10)都与箱体(13)对应地设有两孔(11，12)，所述的电解质储液罐(3)上设计压力开关(16)和温度开关(17)，所述电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路(4)是由电机调速器再在其上加装所述压力开关(16)和所述温度开关(17)的连接导线而成，所述的电流脉冲宽度调制气量控制和安全保护电路(4)采用了脉冲直流电供电，调节电流脉冲的占空比(20)实现气量控制。

2.根据权利要求1所述的内燃机微氢喷射节能降排装置，其特征在于：所述的氢氧气电解池(2)的导电电极板(1)上端焊接电极引出螺栓(19)。

3.根据权利要求1所述的内燃机微氢喷射节能降排装置，其特征在于：所述的氢氧气电解池(2)的箱体(13)和氢氧气电解池(2)的盖板(14)由工程塑料制成。

4.根据权利要求1所述的内燃机微氢喷射节能降排装置，其特征在于：电解质储液罐(3)设计有液面显示器(29)和软性塞子(18)。

5.根据权利要求1所述的内燃机微氢喷射节能降排装置，其特征在于：所述的气体洗涤罐(5)和水封防回火罐(6)的盖子都由软性材料制成。

6.根据权利要求1所述的内燃机微氢喷射节能降排装置，其特征在于：所述的气体洗涤罐(5)的进气管装有防回流单向阀(27)。

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