CN104329191B - 一种基于车载制氢机的制氢速率控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于车载制氢机的制氢速率控制装置，涉及内燃机制氢机应用领域。其包括浓度监测仪、储水罐、水泵、KOH溶液储罐、KOH溶液泵、温度传感器、温度调节器、碱式电解箱、氢气储罐、压力调节阀、压力表、质量流量计、蓄电池和电压逆变器；所述浓度监测仪、储水罐、水泵和KOH溶液储罐通过管道串联连接；所述KOH溶液泵通过管线一端连接KOH溶液储罐，另一端连接碱式电解箱；所述KOH溶液储罐通过管线还与碱式电解箱连接；该基于车载制氢机的制氢速率控制装置，车载制氢机可以持续保持高的制氢速率，利于与汽油掺混燃烧，提高内燃机效率，降低排放，节约油耗，为欧V标准做出贡献。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机制氢机应用领域，具体为一种基于车载制氢机的制氢速率控制装置。
背景技术
随着化石等不可再生能源的逐渐减少和汽车尾气排放问题的日益严重，提高内燃机的经济性和降低有害气体排放已经成为内燃机继续发展亟待解决的重要问题之一。氢气的扩散速度和燃烧速度均高于汽油，所以在进气时掺入适量的氢气可以缩短发动机的燃烧持续期，可以有效改善汽油机的热效率并且降低HC和CO的排放。此外，由于氢气的燃烧界限宽广，并且需要较低的点火能量就可点燃，使得掺氢内燃机能够在稀薄燃烧模式下顺利进行，可以进一步提高内燃机的经济性，也降低了排放。氧气是理想的助燃剂之一，富氧空气进入内燃机可以有效的促进燃料快速并充分燃烧，从而降低了内燃机的油耗和有害气体的排放。因为现有的制氢和储氢等成本较高，相关的基础设施也比较少，所以在短时间内大面积推广和应用纯氢及掺氢内燃机汽车较困难。
目前可以采用重整甲烷或煤等能源制氢方式，也可以采用电解水制氢方式。采用重整甲烷或煤等能源制氢的工艺较复杂，同时会产生CO、CO2等有害气体的排放，所以不能实现在氢气制取过程中的零排放。通过一些可再生能源发电，例如太阳能、水能和风能来电解水不但可以制取氢气，而且还可以得到氧气，此制取过程可以实现零排放。
电解水制氢技术的特点是可以实现氢气的随制随用，电解水制氢机体积较小，耗电相对较低，能够实现以蓄电池为电源的氢气、氧气的随车制取，该制氢机非常适合在车辆上安装使用。目前电解水制氢机可以分为两种形式，一种是石棉膜加碱性电解液，还有一种是离子交换膜加去离子水电解液。石棉膜式制氢机不适合在车辆上实际应用，原因在于石棉膜式制氢机制取的氢气中会夹杂对发动机零件有害的碱性物质。相比之下，离子膜式制氢机采用去离子水为电解液，制取的氢气纯度相对较高，也可以避免碱液进入发动机对零件造成的损坏。
发明内容
现有技术不能满足人们的需要，为弥补现有技术不足，本发明旨在提供一种基于车载制氢机的、可以提高内燃机效率，降低排放，节约油耗的制氢速率控制装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于车载制氢机的制氢速率控制装置，包括浓度监测仪、储水罐、水泵、KOH溶液储罐、KOH溶液泵、温度传感器、温度调节器、碱式电解箱、氢气储罐、压力调节阀、压力表、质量流量计、蓄电池和电压逆变器；所述浓度监测仪、储水罐、水泵和KOH溶液储罐通过管道首尾串联连接；所述KOH溶液泵通过管线一端连接KOH溶液储罐，另一端连接碱式电解箱；所述KOH溶液储罐通过管线还与碱式电解箱连接；所述温度调节器与温度传感器连接，并且温度调机器和温度传感器分别与碱式电解箱连接；所述压力表、氢气储罐、压力调节阀、质量流量计顺序连接后再与碱式电解箱连接；所述蓄电池与碱式电解箱连接，并且其中间设置有电压逆变器。
进一步，所述碱式电解箱上设置有氧气和氢气排放口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于车载制氢机的制氢速率控制装置，车载制氢机可以持续保持高的制氢速率，利于与汽油掺混燃烧，提高内燃机效率，降低排放，节约油耗，为欧V标准做出贡献。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，一种基于车载制氢机的制氢速率控制装置，包括浓度监测仪、储水罐、水泵、KOH溶液储罐、KOH溶液泵、温度传感器、温度调节器、碱式电解箱、氢气储罐、压力调节阀、压力表、质量流量计、蓄电池和电压逆变器；所述浓度监测仪、储水罐、水泵和KOH溶液储罐通过管道首尾串联连接；所述KOH溶液泵通过管线一端连接KOH溶液储罐，另一端连接碱式电解箱；所述KOH溶液储罐通过管线还与碱式电解箱连接；所述温度调节器与温度传感器连接，并且温度调机器和温度传感器分别与碱式电解箱连接；所述压力表、氢气储罐、压力调节阀、质量流量计顺序连接后再与碱式电解箱连接；所述蓄电池与碱式电解箱连接，并且其中间设置有电压逆变器。
进一步，所述碱式电解箱上设置有氧气和氢气排放口。
本发明中各个部件的功能原理为：碱式电解箱：电解KOH溶液；蓄电池：提供电能；温度传感器：测量KOH溶液电解温度；温度调节器：调节KOH溶液电解温度；KOH溶液泵：使KOH溶液储罐里的KOH溶液进入碱式电解箱；KOH溶液储罐：存KOH溶液；给水泵：给水；储水罐：存水；压力调节阀：调节氢气储罐入口压力；压力表：测量氢气储罐压力；浓度监测仪：监测KOH溶液储罐中的KOH溶液浓度；氢气储罐：存氢气；质量流量计：测氢气质量流量。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于车载制氢机的制氢速率控制装置，包括浓度监测仪、储水罐、水泵、KOH溶液储罐、KOH溶液泵、温度传感器、温度调节器、碱式电解箱、氢气储罐、压力调节阀、压力表、质量流量计、蓄电池和电压逆变器；其特征在于：所述浓度监测仪、储水罐、水泵和KOH溶液储罐通过管道首尾串联连接；所述KOH溶液泵通过管线一端连接KOH溶液储罐，另一端连接碱式电解箱；所述KOH溶液储罐通过管线还与碱式电解箱连接；所述温度调节器与温度传感器连接，并且温度调节器和温度传感器分别与碱式电解箱连接；所述压力表、氢气储罐、压力调节阀、质量流量计顺序连接后再与碱式电解箱连接；所述蓄电池与碱式电解箱连接，并且其中间设置有电压逆变器。
2.根据权利要求1所述的一种基于车载制氢机的制氢速率控制装置，其特征在于：所述碱式电解箱上设置有氧气和氢气排放口。
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