CN102765699A - 氢气发生系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢气发生系统，包括氢气原料箱、氢气发生器、氢气过滤催化器、氢气冷却装置、氢气储存室和氢气分配系统，氢气原料箱连接氢气发生器和发动机排气管余热氢气发生器，其产生出氢气经激发后送至氢气过滤催化器，经过滤、化学反应的氢气便于低温点燃进行动力供给，经过滤、化学反应后到氢气冷却装置，冷却后氢气进入氢气储存室进行储存，最后进入氢气分配系统，由氢气分配系统智能分配直接用于发动机产生动力或能源的运用。本氢气发生系统使用乙醇和水经过系统处理产生的氢气可直接提供各种动力所需，用于驱动汽车、动力发电等，可以直接取代汽油、柴油等其它能源系统，是一种无污染安全节能环保成本低廉的新型能源系统。

Description

氢气发生系统

技术领域

本发明涉及一种氢气发生装置，特别涉及一种节能环保高效的氢气发生系统。

背景技术

随着燃油动力系统的使用量增大和世界石油资源的日益减少；带来的空气污染和能源紧张问题一直困扰着人类，各国都在千方百计降低汽车的燃料消耗和致力于代用清洁燃料和新能源的开发研究工作，以减轻对石油资源的过分依赖和汽车尾气对环境造成的危害。燃油主要含有铅、碳、一氧化碳、氧化氮、二氧化硫和为充分燃烧的碳氢化合物，特别是铅对人体十分有害。因此，必须改善汽车用燃料，解决城市污染，保护人类的生存环境。氢气作为一种新的能源，在地球上不但拥有巨大蕴藏量，可以通过阳光、水能、风力、植物提取，而且作为新能源，成本低廉，排放污染几乎为零，可解决大气污染的问题，并能替代汽油、柴油而成为一种绿色燃料。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种节能环保高效的氢气发生系统。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种氢气发生系统，包括氢气原料箱、氢气发生器、氢气过滤催化器、氢气冷却装置、氢气储存室和氢气分配系统，其特征在于：所述氢气原料箱连接氢气发生器和发动机排气管余热氢气发生器，为其提供原料，氢气发生器和发动机排气管余热氢气发生器进行发生氢气，经激发后的氢气送至氢气过滤催化器，经过滤、化学反应的氢气，到氢气冷却装置，氢气冷却装置进行冷却氢气，冷却后氢气进入氢气储存室储存，最后进入氢气分配系统，由氢气分配系统直接用于发动机产生动力或能源的运用。

所述氢气原料箱内设有2个原料出口管，2个原料出口管分别通过对接接口A、对接接口B与氢气发生器、发动机排气管余热氢气发生器连接，氢气过滤催化器分别通过对接接口C、对接接口D与氢气发生器、发动机排气管余热氢气发生器连接，氢气过滤催化器通过对接接口E与氢气冷却装置连接，氢气冷却装置通过连接对接接口F连接氢气储存室，氢气储存室通过连接对接接口G连接氢气分配系统，氢气分配系统对若干分配汽缸送气。

所述氢气原料箱内装有水和乙醇混合而成的原料，氢气原料箱内设有2个原料出口管，原料出口管在箱体外分别设有电子阀门互锁开关和可调增压泵，箱体上端设有原料进口，箱体底端设有排污阀和原料检测探头，2个原料出口管分别通过对接接口A、对接接口B与氢气发生器、发动机排气管余热氢气发生器连接。

所述氢气发生器包括直流电瓶、逆变电源、高频感应加热驱动器和加热容器，直流电瓶对逆变电源供电，逆变电源对高频感应加热驱动器提供交流电源；加热容器上设有对接接口A和对接接口C，对接接口A后设有可调压力喷雾嘴，对接接口C前设有电子泄压保护开关，加热容器内设有温度信号探头；加热容器内设有高频电磁感应加热线圈，在加热线圈内设有带有内置铜管的钢管，钢管和加热容器壁的外表面都附有绝缘保温材料。

所述发动机排气管余热氢气发生器包括发动机排气管，发动机排气管前端设有发动机排气分支管，扣件式余热发生器内设有紫铜盘管，设在发动机排气分支管后、发动机排气管外周，其后端设有三氧催化器，紫铜盘管外设有扣式铸铜或铝；扣件式余热发生器上设有温度信号探头，扣件式余热发生器外壁为绝缘保温材料，紫铜管进口前、对接接口B后设有可调压力喷雾器，紫铜管出口连接对接接口D。

所述氢气过滤催化器近端并列设有对接接口C和对接接口D，对接接口C和对接接口D后设有电子开关和温度信号探头，氢气过滤催化器内装有化学原料催化剂，氢气过滤催化器后端设有对接接口E，对接接口E前设有电子开关。

所述氢气冷却装置包括氢气冷却机箱、发动机水箱散热器，氢气冷却机箱内设有螺旋形铜管，铜管两端连接对接接口E和对接接口F，氢气冷却机箱箱体上设有泄压阀、氢气冷却机箱和发动机水箱散热器上设有回水进和口水口，氢气冷却机箱通过发动机水箱散热器进行循环散热。

所述氢气储存室设有对接接口F、对接接口G，对接接口G器前设有氢气压力调节器；所述氢气分配系统包括智能计算机总控制系统和氢气电子分配调节器，氢气电子分配调节器连接若干分配汽缸，氢气电子分配调节器通过对接接口G与氢气储存室连接；智能计算机总控制系统控制氢气电子分配调节器对分配汽缸的送气。

本发明的有益效果是：使用乙醇和水携带作为原料成本低廉、取材广泛、安全可靠，高频电磁系统激发氢气速度快、效率高、节能环保，利用排气管余热就能发生氢气节约能源，经过催化的氢气燃点低便于点燃产生动力，经过冷却后的氢气携带安全可靠，扣件式氢气发生器便于安装和维护；使用最节能环保的水和乙醇产生动力，产生的氢燃料是一种清洁燃料，其燃烧产物又变成水，没有任何污染，与燃油等能源相比成本低廉，节能环保。本系统使用乙醇和水经过化学加热分解经过系统处理直接产生氢气，可用于各种供给动力，无污染、环保、节能。如此低廉的节能环保动力产生方式，是其它方式无可比似的，具有广阔的环保价值和应用前景。本新能源氢气发生系统使用乙醇和水经过系统处理产生的氢气可直接提供各种动力所需，用于驱动汽车、动力发电等，可以直接取代汽油、柴油等其它能源系统，是一种无污染安全节能环保成本低廉的新型能源系统。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1 为本发明氢气发生器系统的示意框图；

附图2 为本发明氢气原料箱的结构示意图；

附图3为本发明氢气发生器的结构示意图；

附图4 为本发明发动机排气管余热氢气发生器的结构示意图；

附图5为本发明氢气过滤催化器的结构示意图；

附图6 为本发明氢气冷却装置的结构示意图；

附图7为本发明氢气储存室的结构示意图；

附图8为本发明氢气分配系统的结构示意图；

图中，1原料进口，2原料出口管，3排污阀，4原料测试探头，5可调增压泵，6电子阀门互锁开关，7对接接口A，8对接接口B，9直流电瓶，10逆变电源，11高频感应加热驱动器，12加热容器，13对接接口C，14可调压力喷雾嘴，15电子泄压保护开关，16温度信号探头，17绝缘保温材料，18带有内置铜管的钢管，19电磁线圈，20发动机排气管，21发动机排气管分支管，22扣件式余热发生器，23三氧催化器，24紫铜管，25对接接口D，26化学原料催化剂，27电子开关，28对接接口E，29发动机水箱散热器，30氢气冷却机箱，31铜管，32对接接口F，33泄压阀，34回水口，35进水口，36对接接口G，37氢气压力调节器，38计算机控制器，39氢气电子分配调节器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。附图1为本发明的一种具体实施例，该实施例为一种氢气发生系统，包括氢气原料箱、氢气发生器、氢气过滤催化器、氢气冷却装置、氢气储存室和氢气分配系统，其特征在于：所述氢气原料箱连接氢气发生器和发动机排气管余热氢气发生器，为其提供原料，经激发后的原料送至氢气过滤催化器，经过滤、化学反应的氢气，到氢气冷却装置，氢气冷却装置连接氢气储存室，最后进入氢气分配系统，直接用于发动机产生动力或能源的运用。所述氢气原料箱内设有两个原料出口管2，两个原料出口管2分别通过对接接口A7、对接接口B8与氢气发生器、发动机排气管余热氢气发生器连接，氢气过滤催化器分别通过对接接口C13、对接接口D25与氢气发生器、发动机排气管余热氢气发生器连接，氢气过滤催化器通过对接接口E28与氢气冷却装置连接，氢气冷却装置通过连接对接接口F32连接氢气储存室，氢气储存室通过连接对接接口G36连接氢气分配系统，氢气分配系统对若干分配汽缸送气。

附图1为本氢气能源供给系统的示意框图。本系统氢气储存室内设有原料进口出口，可进行原料的加入和排污，原料测试探头1进行原料的探测，设有电子阀门互锁开关6两个可控制原料对系统的供应，原料输出管2上设有可调压力泵5两个对原料的供应量进行调节，原料输出管设有对接口两个，通过对接接口A7与氢气发生器其相互连接，通过对接接口B8与发动机排气管余热氢气器相互连接；氢气发生系统包括直流电瓶，逆变电源，高频感应加热驱动器，加热系统包括绝缘保温材料，温度信号探头，对接接口上设有可调压力喷雾嘴，对接接口C13之上设有电子泄压保护开关，对接接口C13与氢气过滤处理器接口C13相互连接。氢气原料箱通过对接接口B8与发动机排气管余热氢气发生器相连接，发动机排气管余热氢气发生器对接接口B8上设有可调压力喷雾嘴14，可调压力喷雾嘴14与扣式紫铜管相连接，扣式紫铜管24盘绕铸铜铸铝件装置安装在发动机排气管之上，紫铜管24之中设有温度信号探头16，紫铜管24之外包裹着绝缘保温材料17，发动机排气管余热氢气发生器通过对接接口D25连接氢气过滤处理器；氢气过滤催化器氢气进端设有对接接口三个，分别连接发动机排气管余热氢气激发器接口D25和氢气激发系统对接接口C13，氢气过滤催化器进口对接接口上设有电子开关27两个和温度信号探头16，氢气过滤处理器内装有化学原料催化剂26，氢气过滤处理器后端设有对接接口E28，之上设有电子开关27；氢气过滤处理器对接接口E28与氢气冷却装置对接接口E28连接，氢气冷却装置内设有缠绕的铜管，装置之上设有泄压阀，机箱之上设有回水口和进水口。氢气冷却装置配有发动机水箱散热器氢气冷却装置之上的回水口34与发动机之上的进水口35相互连接，发动机上的回水口34与氢气冷却装置之上的进水口35相连接，铜管末端的对接接口F32与氢气储存室的对接接口F32相连接；氢气储存室设有对接接口两个，对接接口F32与氢气冷却装置对接接口F32相连接，对接接口G36之上设有氢气压力调器37，对接接口G36与氢气分配系统对接接口G36相连接；氢气分配系统设有计算机控制器38和氢气电子分配调节器39，氢气分配系统主箱设有对接接口G36与氢气储存室对接接口G36相连接。

附图2为氢气原料箱结构示意图，氢气原料箱内装有经过水和乙醇混合而成的氢气原料，箱的容量体积适量而定。原料箱包括原料进口1和原料排污阀3，氢气箱底端部设置有原料测试探头4，可探测箱内氢气原料的体积。箱外设有对接接口2个，上装有电子阀门互锁开关6两个，可调节压力泵5两个，对接接口A7连接氢气发生器，连接对接接口A7上的电子阀门互锁开关6对连接在对接接口A7上的喷雾嘴14进行原料的输送开闭调节，连接对接接口A7上的可调压力泵5对激发器喷雾嘴进行输送量大小的调节；对接接口B连接发动机排气管余热氢气发生器，连接对接接口B8上的电子阀门互锁开关6可对原料的输送进行开闭调节，连接对接接口B8上的可调增压泵5对发动机排气管余热氢气激发器喷雾嘴2进行大小的调节。其工作原理：开机后打开连接对接接口A7上的电子阀门互锁开关6和可调增压泵5进行工作对氢气发生器提供原料加热产生氢气。3-10分钟后关闭电子阀门开关6和可调增压泵5，同时打开连接对接接口B8上电子阀门互锁开关6和可调增压泵5对发动机排气管余热氢气发生器系统特供原料产生氢气。

附图3为氢气发生器系统结构示意图，氢气发生器系统中包括直流电瓶9对逆变电源10提供用电，逆变电源10对高频感应加热驱动器11提供交流电源，温度信号探头16探测所需加热温度，加热容器采用电磁加热系统，加热容器12内设有高频电磁感应加热线圈19，在加热线圈19内设有带有内置铜管的钢管18，钢管18 和加热容器壁的外表面都附有绝缘保温材料17。

机箱含有对接口2个，对接接口C13上含有电子泄压保护开关15，当超过额定压力时系统操控电子泄压保护开关15自动泄压，停止加热，当低于额定压力值时自动开机。其工作原理：打开直流电瓶9和逆变电源10，对发生器提供电源，迅速发热。开始运行系统后，由高频感应加热驱动器11提供智能加热，运行1-3分钟，温度加热到所需激发温度时，连接对接接口A7上的电子阀门互锁开关6和可调增压泵5开始运行对可调压力喷雾嘴14输送氢气原料，经过可调压力喷雾嘴14喷出的雾状氢气原料经过高温加热反应后产生氢气能源。当发动机运行3-5分钟左右电子阀门开关1和可调增压泵1关闭停止工作同时打开连接对接接口B8上的电子阀门互锁开关6和可调增压泵5对发动机排气管余热氢气发生器输送原料。

附图4为辅助系统附图发动机排气管余热氢气发生器结构示意图，发动机排气管余热氢气发生器结构包括发动机排气管20，发动机排气管20前端设有发动机排气分支管21，扣件式余热发生器22中的缠绕式紫铜盘管24外铸铜或铝，安装在发动机排气分支管21与三氧催化23器之间，扣件式余热发生器22上设有温度信号探头16，紫铜管24进口设有可调压力喷雾器14，紫铜管24出口连接对接接口D25，外层铸有绝缘保温材料17。其工作原理：开机后温度信号探头16反馈信息参数，大约发动机运行1-3分钟后温度信号探头16探测温度达到所需激发温度参数值时打开余热发生器进行工作，关闭连接对接接口A7上的电子阀门互锁开关6和可调增压泵5停止对氢气激发器的原料供应，停止工作，同时打开连接对接接口B8上的电子阀门互锁开关6和可调增压泵5开始提供原料，利用排气管余热的温度就可以继续激发氢气，充分达到了利用排气管余热作用，减少了电瓶的用电，达到了节能的目的。扣件式紫铜管24经对接接口B8和氢气原料箱相互连接扣在发动机排气管20之上，排气管20所挥发的温度进行氢气的激发，经对接接口D25与氢气处理器相连接，绝缘保温材料覆盖于扣件余热发生器22之上进行保温，减少了余热的浪费，充分利用的余热激发的作用。

附图5为氢气过滤催化器的结构示意图，氢气过滤催化器包括对接接口3个，其中对接接口C13与氢气发生器连接，对接接口D25与发动机排气管余热氢气发生器相连接，对接接口C13之上设有电子开关27两个，电子开关27控制原料的进出，氢气过滤催化器内装有氢气催化剂26。其工作原理：当氢气原料经过激发处理后产生的氢气进入氢气过滤处理器与化学原料催化剂产出反应，反应后得到过氧化氢，便于低温下进行点燃，反应完成后进入氢气冷却装置。

附图6为氢气冷却装置的结构示意图，氢气冷却装置包括氢气冷却机箱30，发动机水箱散热器29，氢气冷却机箱30上包括缠绕在内的铜管31，氢气冷却机箱30上设有泄压阀33，回水口34和进口出口35，对接口2个；发动机水箱散热器上设有回水口34和进口出口35。氢气冷却箱30和发动机水箱散热器29上都设有回水口34和进水口35，氢气冷却箱30的回水口34连接发动机水箱散热器29的进水口35，氢气冷却箱30的进水口35与发动机水箱散热器29的回水口34相连接，氢气冷却箱30内的冷却水通过连接发动机水箱散热器29进行循环散热。氢气冷却装置的工作原理：经过处理后的氢气由对接接口E28进入氢气冷却装置机箱内的缠绕铜管31内，由对接接口F32出口循环后就可冷却处理好的氢气，达到冷却氢气，便于保存的目的。

附图7为氢气储存室的结构示意图，氢气储存室包括氢气压力调节器37、对接接口F32、对接接口G 36。该氢气储存室的工作原理：由氢气冷却装置处理好的成品氢气流入氢气储存室内，进行存储，位于对接接口G 36前的氢气压力调节器37对氢气流出流量的大小进行控制。

附图8为氢气分配系统的结构示意图，氢气分配系统中计算机控制器38控制整个系统，并控制氢气电子分配调节器39，氢气电子分配调节器39对若干分配汽缸的送气。该氢气分配系统的工作原理：由氢气储存室内的氢气压力调节器37进行对氢气分配系统的氢气供应进行压力调节，可控制氢气的分配，进入的氢气分配系统后计算机控制器38进行氢气量进行调节。

本氢气发生系统的运行步骤具体如下：

开机后原料箱内首先把一定量的乙醇和水经过氢气原料箱的原料进口加入氢气原料箱中，原料测试探头4进行原料量的测试。箱内原料充足时打开与氢气发生器连接的电子阀门互锁开关6和可调增压泵5。 直流电瓶9与逆变电源10对加热系统提供电源，高频感应加热驱动器11对加热系统提供智能加热，同时温度信号探头16探测加热系统的表面温度，当温度达到参数值后氢气原料由原料箱对接接口A7与氢气发生器连接经过可调压力喷雾嘴14使氢气原料雾状喷入铜管内，瞬间加热激发氢气使其氢气原料产生为氢气经过对接接口C13与氢气过滤催化器连接，当连接对接接口D25上的电子开关27打开后流入氢气过滤处理器内与化学原料催化剂26产生反应，反应后得到过氧化氢，反应过后对接接口E28前的电子开关27打开由对接接口E28流入冷却装置盘绕铜管31内，经过冷却处理经对接接口F32流入氢气储存室内，经过系统处理的氢气现在就可以直接使用，当需要时，打开氢气压力调节器37，控制氢气的大小，直接进入氢气分配系统，由计算机控制氢气电子分配调节器39调节对氢气的分配。当系统运行10分钟后，关闭氢气原料箱连接对接接口A7上的电子阀门互锁开关6，停止氢气发生器的运行。当第一激发系统停止时同时打开氢气原料箱连接对接接口B8上的电子阀门互锁开关6和可调增压泵5，氢气原料由对接接口B8流入发动机排气管余热氢气激发器，可调压力喷雾嘴喷14发出雾状氢气进入盘绕在发动机排气管20之上的紫铜管24内，这时发动机排气管20所含的表面温度就可以达到激发温度，利用排气管的余热就可以激发氢气，达到了节约的目的。当氢气原料经过激发处理后产生的氢气进入氢气过滤催化器与化学原料催化剂26产出反应，反应后得到过氧化氢，便于低温下进行点燃，反应完成后进入氢气冷却装置。氢气冷却机箱30内冷却氢气的水经过发动机散热水箱29进行散热循环。由氢气冷却装置处理好的完全成品氢气流入氢气储存室内，进行存储，位于对接接口G36前的的氢气压力调节器37对氢气流出流量的大小进行控制。氢气储存室内的氢气压力调节器37进行对氢气分配系统的氢气供应进行压力调节，可控制氢气的分配，进入的氢气分配系统后计算机控制器38对氢气电子分配调节器39进行氢气量进行调节。

Claims (8)

1.一种氢气发生系统，包括氢气原料箱、氢气发生器、氢气过滤催化器、氢气冷却装置、氢气储存室和氢气分配系统，其特征在于：所述氢气原料箱连接氢气发生器和发动机排气管余热氢气发生器，为其提供原料，氢气发生器和发动机排气管余热氢气发生器进行发生氢气，经激发后的氢气送至氢气过滤催化器，经过滤、化学反应的氢气，到氢气冷却装置，氢气冷却装置冷却氢气，冷却后氢气进入氢气储存室储存，最后进入氢气分配系统，由氢气分配系统直接用于发动机产生动力或能源的运用。

2.根据权利要求1所述的氢气发生系统，其特征在于：所述氢气原料箱内设有2个原料出口管（2），2个原料出口管（2）分别通过对接接口A（7）、对接接口B（8）与氢气发生器、发动机排气管余热氢气发生器连接，氢气过滤催化器分别通过对接接口C（13）、对接接口D（25）与氢气发生器、发动机排气管余热氢气发生器连接，氢气过滤催化器通过对接接口E（28）与氢气冷却装置连接，氢气冷却装置通过连接对接接口F（32）连接氢气储存室，氢气储存室通过连接对接接口G（36）连接氢气分配系统，氢气分配系统对若干分配汽缸送气。

3.根据权利要求1或2所述的氢气发生系统，其特征在于：所述氢气原料箱内装有水和乙醇混合而成的原料，氢气原料箱内设有2个原料出口管（2），原料出口管（2）在箱体外分别设有电子阀门互锁开关（6）和可调增压泵（5），箱体上端设有原料进口（1），箱体底端设有排污阀（3）和原料检测探头（4），2个原料出口管（2）分别通过对接接口A（7）、对接接口B（8）与氢气发生器、发动机排气管余热氢气发生器连接。

4.根据权利要求1或2所述的氢气发生系统，其特征在于：所述氢气发生器包括直流电瓶（9）、逆变电源（10）、高频感应加热驱动器（11）和加热容器（12），直流电瓶（9）对逆变电源（10）供电，逆变电源（10）对高频感应加热驱动器（11）提供交流电源；加热容器（12）上设有对接接口A（7）和对接接口C（13），对接接口A（7）后设有可调压力喷雾嘴（14），对接接口C（13）前设有电子泄压保护开关（15），加热容器（12）内设有温度信号探头（16）；加热容器（12）内设有高频电磁感应加热线圈(19)，在加热线圈(19)内设有带有内置铜管的钢管(18)，钢管(18) 和加热容器壁的外表面都附有绝缘保温材料(17)。

5.根据权利要求1或2所述的氢气发生系统，其特征在于：所述发动机排气管余热氢气发生器包括发动机排气管（20），发动机排气管（20）前端设有发动机排气分支管（21），扣件式余热发生器（22）内设有紫铜盘管（24），设在发动机排气分支管（21）后、发动机排气管（20）外周，其后端设有三氧催化器（23），紫铜盘管（24）外设有扣式铸铜或铝；扣件式余热发生器（22）上设有温度信号探头（16），扣件式余热发生器（21）外壁为绝缘保温材料(17)，紫铜管（24）进口前、对接接口B后设有可调压力喷雾器（14），紫铜管（24）出口连接对接接口D（25）。

6.根据权利要求1或2所述的氢气发生系统，其特征在于：所述氢气过滤催化器近端并列设有对接接口C（13）和对接接口D（25），对接接口C（13）和对接接口D（25）后设有电子开关（27）和温度信号探头（16），氢气过滤催化器内装有化学原料催化剂（26），氢气过滤催化器后端设有对接接口E（28），对接接口E（28）前设有电子开关（27）。

7.根据权利要求1或2所述的氢气发生系统，其特征在于：所述氢气冷却装置包括氢气冷却机箱（30）、发动机水箱散热器（29），氢气冷却机箱（30）内设有螺旋形铜管（31），铜管（31）两端连接对接接口E（28）和对接接口F（32），氢气冷却机箱（30）箱体上设有泄压阀（33）、氢气冷却机箱（30）和发动机水箱散热器（29）上设有回水进（34）和口水口（35），氢气冷却机箱（31）内的冷却水通过连接发动机水箱散热器(30)进行循环散热。

8.根据权利要求1或2所述的氢气发生系统，其特征在于：所述氢气储存室设有对接接口F（32）、对接接口G（36），对接接口G器（36）前设有氢气压力调节器（37）；所述氢气分配系统包括智能计算机总控制系统（38）和氢气电子分配调节器（39），氢气电子分配调节器（39）连接若干分配汽缸，氢气电子分配调节器（39）通过对接接口G（36）与氢气储存室连接；智能计算机总控制系统（38）控制氢气电子分配调节器（39）对分配汽缸的送气。

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