CN105156204B - 水转燃气系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水转燃气系统及其应用，该系统包括水箱、氢氧发生器、氢氧混合动力发电组件、氢氧混合气体收集组件、氢氧发生分离器、氧气收集组件及氢气收集组件；水箱分别与氢氧发生器、氢氧发生分离器通过管道连通；氢氧发生器通过管道与氢氧混合动力发电组件连通；氢氧混合气体收集组件通过管道与氢氧混合动力发电组件连通；氧气收集组件、氢气收集组件分别通过管道与氢氧发生分离器连通；氢氧混合动力发电组件分别向氢氧发生器、氢氧发生分离器供给电能。本发明常温常压下将水转化为氢氧混合气体供给发动机，可免去发动机化油器，简化现有发动机的构造，并实现氢氧混合气体及氢气、氧气的制备，生产过程安全、稳定、无污染，应用前景巨大。

Description

水转燃气系统及其应用

技术领域

本发明涉及燃料技术领域，尤其涉及一种水转燃气系统及其应用。

背景技术

能源作为人类社会发展的动力基础，在人类发展史中占有十分重要的作用。伴随着世界经济的发展、人口的剧增以及人们生活水平的不断提高，世界能源的需求量持续增大，能源资源的竞争也日趋激烈，而目前人类所使用的能源如石油、天然气、煤等均为不可再生资源，全球储量有限。随着不断的被开发和使用，这些不可再生资源的拥有量越来越少。

因此寻找新的能源已经显得愈加迫在眉睫，尤其是研究开发出一种不依赖于石化燃料的新能源显得十分重要。

世界各个国家都在加大研发力度，探索可替代石化燃料的新能源，许多研究者指出乙醇燃料或氢燃料有可能代表新一代能源的发展方向。其中氢气燃料主要通过电解水发生。但是，大多数需要高温、高压条件，生产能耗高且价格昂贵。

发明内容

本发明实施例提供一种水转燃气系统，目的在于克服现有电解水制氢氧气体用于氢氧混合动力中存在的需要高温高压、能耗高等问题。

本发明实施例的另一目的在于提供该水转燃气系统的应用。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

一种水转燃气系统，

包括水箱、氢氧发生器、氢氧混合动力发电组件、氢氧混合气体收集组件、氢氧发生分离器、氧气收集组件及氢气收集组件；

所述水箱分别与所述氢氧发生器、所述氢氧发生分离器通过管道连通；所述氢氧混合动力发电组件包括通过管道依次连通的第一水汽分离器、安全阀、气体流量控制器、回火防止防爆器，还包括由所述回火防止防爆器输出的氢氧混合气体为原料的发动机，以及由所述发动机供给动力进行发电的发电机；

所述第一水汽分离器通过管道与所述氢氧发生器连通；

所述氢氧混合气体收集组件通过管道与所述气体流量控制器连通；

所述氢氧发生分离器通过管道分别与所述氧气收集组件、所述氢气收集组件连通；

所述氢氧混合动力发电组件分别与所述氢氧发生器、所述氢氧发生分离器电连接以供给电能。

以及，相应地，上述水转燃气系统在工业及家庭燃气生产、汽车动力、电力领域中的应用。

上述实施例水转燃气系统，只需常温常压即可实现将水通过氢氧发生器转化为氢氧混合气体，并直接将氢氧混合气体作为燃气供给发动机，为新能源系统提供了一种以氢氧混合气体为动力的方案，可实现氢氧混合气体的高效生产以及直接将氢氧混合气体通过动力系统转化为机械能和电能。

上述实施例水转燃气系统将氢氧混合气体直接转换为可供发动机使用的能源动力，可以省去发动机中的化油器，简化发动机的构造。将上述实施例水转燃气系统用于工业及家庭燃气的生产，可以极大的降低现有工业及家庭燃气生产过程的复杂程度，为工业及家庭燃气生产方式提供一种新的方案；将上述实施例制备的氢氧混合气体作为汽车发动机的燃料，燃烧产物为水，对发动机无腐蚀性，干净环保，可极大的延长发动机的使用寿命，该水转燃气系统为汽车发动机提供了一种新的能源动力方案，具有巨大的发展潜力；将上述实施例制备的氢氧混合气体作为发电所需的燃料，同样该水转燃气系统可以为电力系统提供一种新的极具应用前景的发电方案。

附图说明

图1为本发明水转燃气系统示意图；

图2为本发明水转燃气系统氢氧发生器工作部件示意图；

图3为本发明水转燃气系统氢氧发生分离器示意图；

图4为本发明水转燃气系统用于汽车发动中的组件示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种水转燃气系统，该水转燃气系统包括水箱、氢氧发生器、氢氧混合动力发电组件、氢氧混合气体收集组件、氢氧发生分离器、氧气收集组件及氢气收集组件；

所述水箱分别与所述氢氧发生器、所述氢氧发生分离器通过管道连通；所述氢氧发生器与所述氢氧混合动力发电组件通过管道连通，由所述氢氧发生器向所述氢氧混合动力发电组件供给氢氧混合气体；所述氢氧发生分离器还分别通过管道与所述氧气收集组件、所述氢气收集组件连通；所述氢氧混合动力发电组件与所述氢氧混合气体收集组件通过管道连通；所述氢氧发生器与所述氢氧发生分离器分别与所述混合动力发电组件电连接，由所述混合动力发电组件供给电能。

其中，

在任一实施例中，所述氢氧发生器产生氢氧混合气体部件的结构如图2所示，包括至少一片负极板101和至少一片正极板102；负极板101和正极板102工作所需要的电能由所述氢氧混合动力发电组件输出的电能进行供给。

优选地，当负极板101多于一片时，则负极板101之间采用串联的方式进行连接。

优选地，当正极板102多于一片时，则正极板102之间采用串联的方式进行连接。

在一具体实施例中，负极板101、正极板102之间还设有至少一片金属板103，金属板103与负极板101、正极板102均平行，且金属板103与负极板101、正极板102之间均有间隔。金属板103用于提高正负极板所产生气泡的产出效率。

优选地，当金属板103多于一片时，则金属板104之间采用串联的方式进行连接。

优选地，除了在正负极板之间设有金属板103外，还可在靠近正负极板的外侧面设有相应的金属板103，以提高正负极板外侧面气泡的产出效率。

在一具体实施例中，为了避免相邻两块板(这里的相邻两块板包括相邻的两块金属板、相邻的金属板与正极板、相邻的金属板与负极板)之间发生相互接触，在相邻两块板间还均设有绝缘板104，绝缘板104平行于相邻两块板。

在一具体实施例中，使用但不限于使用夹板105将负极板101、正极板102、金属板103及绝缘板104进行固定。

在一实施例中，氢氧混合动力发电组件包括第一水汽分离器、安全阀、气体流量控制器、回火防止防爆器、发动机以及发电机。所述第一水汽分离器、安全阀、气体流量控制器、回火防止防爆器依次通过管道连通，先后实现所述氢氧发生器产生的氢氧混合气体的水汽分离、安全控制、流量控制及氢氧混合气体进入发动机。经过回火防止防爆器的氢氧混合气体继续通过管道输送至发动机，由发动机带动发电机进行发电。

在一实施例中，采用储电装置对发电机所产生的电能进行存储。存储的电能经过电压电流调节器进行电流电压调节后，分别供给至氢氧发生器、氢氧发生分离器，实现水转燃气系统电能产生与供给的循环。

优选地，回火防止防爆器为回火防止器和防爆器相结合成一体化的部件；在一具体实施例中，回火防止防爆器也可以使用回火防止器和防爆器替代。

优选地，所述氢氧混合动力发电组件与所述氢氧发生器通过管道连通是由所述氢氧混合动力发电组件的第一水汽分离器通过管道与所述氢氧发生器进行连通，从而实现氢氧发生器产生的氢氧混合气体通入所述氢氧混合动力发电组件。

在一实施例中，所述氢氧混合动力发电组件的气体流量控制器通过管道还与所述氢氧混合气体收集组件连通。

优选地，所述氢氧混合气体收集组件包括依次通过管道连通的第一电磁阀、第一压力泵和氢氧混合气体收集器。

在任一实施例中，所述氢氧发生分离器包括氧气发生腔室、氢气发生腔室所述氧气发生腔室和所述氢气发生腔室的底部相互连通。

图3为一实施例的氢氧发生分离器1的结构示意图。

其中，

氧气发生腔室11包括氧气出口111和正极板112；其中，氧气出口111设于氧气发生腔室11的顶部，正极板112设于氧气发生腔室11内部，且正极板112整体低于氧气出口111。

优选地，正极板112至少一片，当正极板112多于一片时，正极板112采用串联方式进行连接。

进一步优选地，与正极板112平行靠近且间隔的位置还设有一片或多片金属板(图中未标出)。当为多片金属板时，金属板之间采用串联方式进行连接，用于提高氧气的产出效率。

进一步优选地，为了使得正极板112与金属板、金属板与金属板之间发生相互接触，正极板112与金属板、金属板与金属板的相邻两块板间还均设有绝缘板(图中未标出)。

更进一步优选地，为了使得正极板112、金属板及绝缘板在氧气发生腔室11的内部稳固，平行于正极板112的外侧，还设有用于紧固正极板112、绝缘板及金属板的夹板，但不限于使用夹板进行紧固。

氢气发生腔室12包括氢气出口121和负极板122；其中，氢气出口121设于氢气发生腔室12的顶部，负极板122设于氢气发生腔室12内部，且负极板122整体低于氢气出口121。

优选地，负极板122至少一片，当负极板122多于一片时，负极板122采用串联方式进行连接。

进一步优选地，与负极板122平行靠近且间隔的位置还设有一片或多片金属板(图中未标出)。当为多片金属板时，金属板之间采用串联方式进行连接，用于提高氢气的产出效率。

进一步优选地，为了使得负极板122与金属板、金属板与金属板之间发生相互接触，负极板122与金属板、金属板与金属板的相邻两块板间还均设有绝缘板(图中未标出)。

更进一步优选地，为了使得负极板122、金属板及绝缘板在氢气发生腔室12的内部稳固，平行于负极板122的外侧，还设有用于紧固负极板122、绝缘板及金属板的夹板，但不限于使用夹板进行紧固。

在一实施例中，管道13还设有至少一个进料口131，该进料口131为水箱向氢氧发生分离器1提供水源的入口。

在一实施例中，氧气收集组件通过管道与氢氧发生分离器的氧气出口111连通，用于收集氢氧发生分离器产生的氧气。

优选地，所述氧气收集组件包含依次通过管道连通的第二水汽分离器、第二电磁阀、第二压力泵和氧气收集器。

优选地，所述氧气收集组件与所述氢氧发生分离器的连通是由第二水汽分离器通过管道与所述氢氧发生分离器连通。

在一实施例中，氢气收集组件通过管道与氢氧发生分离器的氢气出口121连通，用于收集氢氧发生分离器产生的氢气。

优选地，所述氢气收集组件包含依次通过管道连通的第三水汽分离器、第三电磁阀、第三压力泵和氢气收集器。

优选地，所述氢气收集组件与所述氢氧发生分离器的连通是由第三水汽分离器通过管道与氢氧发生分离器连通。

本发明水转燃气系统的工作原理如下：水箱供给的水进入氢氧发生器，产生氢气、氧气、水汽等混合气体，源源不断的氢气、氧气、水汽等混合气体通过第一水汽分离器，除去混合气体中的水汽，然后氢氧混合气体先后依次通过安全阀、气体流量控制器、回火防止防爆器进入发动机，发动机带动发电机发电，发电机产生的电能经过储存和电压电流调节后分别供给于氢氧发生器和氢氧发生分离器，实现水转燃气系统电能产生和供给的循环；同时，经过气体流量控制器的氢氧混合气体还可以经由氢氧混合气体收集组件进行收集储存；而获得电能的氢氧发生分离器开始工作，在氧气发生腔室的正极产生氧气、在氢气发生腔室的负极产生氢气，氢氧发生分离器所产生的氧气、氢气分别经由氧气出口、氢气出口排出，并分别通过氧气收集组件、氢气收集组件进行收集储存。

本发明上述实施例提供的水转燃气系统，只需在常温常压即可实现将水转化为氢氧混合气体并供给于发动机，作为发动机的燃气驱动发动机进行工作，再由发动机带动发电机进行发电，并能够实现氢氧混合气体以及氢气、氧气的制备与储存，生产过程安全、稳定、可靠，无污染。更重要的是能够将氢氧混合气体直接用于发动机带动发电机发电，可免去发动机化油器的使用，简化现有发动机的构造。

相应地，本发明实施例的水转燃气系统应用于工业燃气的生产，替代目前工业常用燃气的生产；进一步地，本发明实施例的水转燃气系统产生的氢氧混合气体作为燃气在相应领域如工业燃烧、工业焊接等工业领域中的应用；本发明实施例的水转燃气系统产生的氢气在工业中的应用；本发明实施例的水转燃气系统产生的氧气在工业助燃、医疗供氧等领域中的应用。

相应地，本发明实施例水转燃气系统还应用于家庭燃气的生产，可直接替代目前的家庭所使用燃气的生产；本发明实施例水转燃气系统所产生的燃气用在家庭燃气中，为家庭燃气提供一种全新的方案。

相应地，本发明实施例的水转燃气系统及其产生的燃气还应用于发动机系统中。采用上述水转燃气系统产生的氢氧混合气体驱动发动机，氢氧混合气体燃烧产物为水，对发动机无腐蚀性，干净环保，为发动机提供了一种新的能源动力方案，并且能省去发动机中的化油器，简化发动机的构造，因此具有十分巨大的发展潜力。

优选地，本发明实施例提供的水转燃气系统应用于汽车发动机系统中，具体如图4所示。其中，该汽车发动机系统包括水箱、氢氧发生器、水汽分离器、安全阀、气体流量控制器、回火防止器、防爆器(回火防止器和防爆器可以结合成一体化的回火防止防爆器)、发动机、发电机、充电器、蓄电池、电压电流调节器；所述水箱、氢氧发生器、水汽分离器、安全阀、气体流量控制器、回火防止器、防爆器(或回火防止防爆器)、发动机依次通过管道连接，所述发动机驱动汽车运行并带动发电机进行发电，电动机产生的电能通过充电器给蓄电池充电，然后再由电压电流调节器对蓄电池输出的电能进行电压电流的调节，最后供给氢氧发生器。

本发明实施例应用于汽车发动机中，无需氢氧混合气体的储存过程，不存在大量氢氧混合气体储存在汽车中而可能带来的安全隐患，行车稳定，加油反应快速，并且发动机排出的废料是水，环保性能优越；更重要的是，汽车只需要往水箱中添加水，就可以实现汽车动力的不断循环。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水转燃气系统，其特征在于：包括水箱、氢氧发生器、氢氧混合动力发电组件、氢氧混合气体收集组件、氢氧发生分离器、氧气收集组件及氢气收集组件；

所述水箱分别与所述氢氧发生器、所述氢氧发生分离器通过管道连通；所述氢氧混合动力发电组件包括通过管道依次连通的第一水汽分离器、安全阀、气体流量控制器、回火防止防爆器，还包括由所述回火防止防爆器输出的氢氧混合气体为原料的发动机，以及由所述发动机供给动力进行发电的发电机；

所述第一水汽分离器通过管道与所述氢氧发生器连通；

所述氢氧混合气体收集组件通过管道与所述气体流量控制器连通；

所述氢氧发生分离器通过管道分别与所述氧气收集组件、所述氢气收集组件连通；

所述氢氧混合动力发电组件分别与所述氢氧发生器、所述氢氧发生分离器电连接以供给电能；

所述氢氧发生分离器设有氧气发生腔室和氢气发生腔室，所述氧气发生腔室和所述氢气发生腔室底部相互连通；所述氧气发生腔室上端设有氧气出口，所述氢气发生腔室上端设有氢气出口，低于所述氧气出口的所述氧气发生腔室内部设有至少一片正极板，低于所述氢气出口的所述氢气发生腔室内部设有至少一片负极板；所述氧气出口、所述氢气出口通过管道分别与所述氧气收集组件、所述氢气收集组件连通。

2.如权利要求1所述的水转燃气系统，其特征在于：所述氢氧发生器的内部设有至少一片正极板和至少一片负极板。

3.如权利要求2所述的水转燃气系统，其特征在于：所述氢氧发生器内部与所述正极板、所述负极板之间均有间隔的位置还设有至少一片与所述正极板平行的金属板。

4.如权利要求1～2任一所述的水转燃气系统，其特征在于：所述氢氧混合气体收集组件包括依次通过管道连通的第一电磁阀、第一压力泵及氢氧混合气体收集器；所述第一电磁阀与所述气体流量控制器通过管道连通。

5.如权利要求1所述的水转燃气系统，其特征在于：所述氧气发生腔室内设有至少一片金属板，所述金属板平行靠近于所述正极板但有间隔；所述氢气发生腔室内设有至少一片金属板，所述金属板平行靠近于所述负极板但有间隔。

6.如权利要求1所述的水转燃气系统，其特征在于：所述氧气收集组件包括通过管道依次连通的第二水汽分离器、第二电磁阀、第二压力泵和氧气收集器。

7.如权利要求1所述的水转燃气系统，其特征在于：所述氢气收集组件包括通过管道依次连通的第三水汽分离器、第三电磁阀、第三压力泵和氢气收集器。

8.如权利要求1～2任一所述的水转燃气系统在工业及家庭燃气生产、汽车动力、电力领域中的应用。