CN114320583A - 采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，包括车身、氢燃料发动机、氢气缓冲储存箱、甲醇箱、甲醇裂解器以及冷却器；甲醇裂解器套设在摩托车的尾气管上；氢气缓冲储存箱包括固定在车身上的箱体以及设置在箱体内柔性的储氢囊；甲醇裂解器裂解甲醇后产生的甲醇和氢气的混合气体，通过冷却器将混合气体冷却将甲醇液化，氢气纯化分离出来储存在氢气缓冲储存箱内以供摩托车点火发动使用，氢气缓冲储存箱在甲醇裂解情况下始终处于储氢状态。本发明的采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，甲醇裂解结构、冷却结构以及氢气缓冲储存结构结构紧凑、拆卸方便、经济可靠、能效高、余热利用率高、纯化裂解后的氢气减少积碳、降低了污染排放、提高了动力性能。

Description

采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车

技术领域

本发明涉及一种摩托车，特别涉及一种采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车。

背景技术

与汽油、柴油、天然气等传统化石燃料相比，氢气燃烧清洁，无颗粒、碳氢、一氧化碳等排放；若采用稀薄燃烧技术，氢气燃烧可进一步实现零排放。因此，氢气具有取代传统化石燃料、成为氢燃料发动机主要燃料的巨大潜力。氢气在常温常压下为气态，运输及储存不易，使用时需采取加压的方法将其压缩为高压高密度的压缩氢气、并储存于高压容器中；同时其分子量小、爆炸极限宽、燃烧速度快，在用作内燃机燃料时容易发生回火。这些性质导致使用氢气燃料的危险性很高，氢燃料发动机的工作安全性及可靠性无法保证。

研究表明，采用重整技术可使甲醇发生裂解反应，生成富含氢气的可燃气体，可有效改善氢燃料发动机的点火及燃烧性能，并降低排放；而且甲醇在常温常压条件下为液体，储存及运输十分方便。因此采用重整技术将甲醇重整为富氢气体、并实时供给氢燃料发动机作为燃料，使得甲醇及其重整燃料具有在内燃机、航空氢燃料发动机等领域应用的巨大潜力。

同时通过回收尾气余热，较大程度降低了尾气排入大气的温度，减少了尾气的热污染和噪声污染。现有的将甲醇裂解制氢作为动力燃料，甲醇经过气化与裂解器内的催化剂相接触排入到氢燃料发动机内时，会掺杂大量的甲醇气体，不能够得到较为纯净的氢气，从而影响燃料的燃烧；且现有技术当中未有未采用甲醇裂解制氢作为摩托车能源的技术方案，且我国为摩托车生产使用大国，非常有必要制造出氢能源摩托车以改善现有燃油摩托车的各种问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种结构紧凑、拆卸方便、经济可靠的高能效、余热利用率高、氢气纯度高、降低污染排放、减少积碳、降低成本的甲醇裂解制氢的氢能源摩托车。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，包括车身、氢燃料发动机、氢气缓冲储存箱、甲醇箱、甲醇裂解器以及冷却器；所述甲醇裂解器套设在摩托车的尾气管上；所述氢气缓冲储存箱包括固定在车身上的箱体以及设置在箱体内柔性的储氢囊；所述冷却器包括冷却盒、设置在冷却盒内冷却分离甲醇裂解器裂解后混合气体的冷却分离结构以及与冷却分离结构相配合的涡流管；所述涡流管包括涡流室、热流管、冷流管以及喷射管，所述喷射管、热流管和冷流管分别与涡流室连通，所述热流管和冷流管设置在同一轴线上，所述喷射管与冷流管和热流管垂直设置；所述甲醇裂解器包括中空的筒状壳体，设置在壳体内的裂解管以及填充在裂解管内的裂解催化剂，所述壳体套设在摩托车尾气管上；所述冷却分离结构包括呈圆形锥台状的进风管以及设置在进风管通孔内的杂质分离结构；所述进风管的管壁为夹层结构，其设置一冷却分离甲醇裂解后混合气体的容纳腔；所述进风管的大口设置在冷却盒的盒壁上并与冷却盒外部环境连通，且大口朝向与摩托车行驶方向一致，小口与涡流管的喷射管连通；所述容纳腔也呈圆形锥台状，在容纳腔的底部设置有甲醇裂解后混合气体进入容纳腔的进气管，在容纳腔的顶部设置有出气管，所述容纳腔腔体底部呈一斜面，在斜面的底端设置有甲醇回流管，所述甲醇回流管与甲醇裂解器直接连接以裂解回流后的甲醇，所述出气管通过氢气缓冲储存箱与氢燃料发动机连接并供氢燃料发动机做功使用；所述涡流管的冷流管和涡流室设置在冷却盒内，所述热流管穿过冷却盒的盒壁将热气流引出盒外，冷流管将冷气导入到冷却盒内以交换进风管外壁上的热量，在冷却盒的盒壁上还开设有出风口以排出冷却盒内冷流管导入的空气；

所述摩托车还包括控制单元、甲醇泵、氢气泵以及分别设置在氢气缓冲储存箱进出气管路上的电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ；所述氢气缓冲储存箱内的储氢囊分别和容纳腔上的出气管以及氢燃料发动机连接，所述氢燃料发动机与尾气管连接，所述甲醇裂解器的进液口与甲醇箱连接，所述甲醇裂解器的出气口与容纳腔的进气管连接，所述甲醇回流管与裂解器的裂解管连接；所述电磁阀Ⅰ设置在氢气缓冲储存箱和冷却器出气管连接的管路上，所述电磁阀Ⅱ设置在氢气缓冲储存箱和氢燃料发动机连接的管路上，所述氢气泵设置在电磁阀Ⅱ和氢燃料发动机之间的管路上；所述甲醇泵设置在甲醇箱与甲醇裂解器连接的管路上；所述控制单元分别与甲醇泵、氢气泵、电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ电连接；储氢囊预先储存氢气，摩托车通过电打火启动，在控制单元的作用下控制电磁阀Ⅱ打开并同时控制氢气泵运转，将氢气缓冲储存箱储氢囊内的氢气泵入到氢燃料发动机当中做功，尾气自尾气管排出并加热尾气管，尾气管加热甲醇裂解器的壳体以及裂解管，控制单元控制甲醇泵将甲醇箱内的甲醇泵入到裂解管内汽化并在裂解催化剂的作用下裂解，同时控制单元控制电磁阀Ⅰ打开，在氢气泵的作用下裂解后的气体经进气管流入到进风管的容纳腔内，容纳腔的内壁在进风管的大口进风作用下与进风管的内壁热交换后经进风管的小口加压后，空气经涡流管的喷射管进入涡流室，在热流管内的空气分离为热气流和冷气流，热气流经热流管排入到环境当中，冷气流经冷流管进入到冷却盒内并与进风管的外壁进行热交换后，空气经冷却盒上的出风口排出，从而将容纳腔内的混合气体冷却以分离出液体甲醇和氢气，甲醇自容纳腔底部的回流管回流至甲醇裂解器的甲醇裂解管内，氢气自容纳腔顶部的出气管进入氢气缓冲储存箱的储氢囊内，再经氢气泵将氢气泵入到氢燃料发动机内做功；当摩托车熄火时，控制单元自动控制电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ关闭将裂解后的氢气储存在氢气缓冲储存箱的储氢囊内供摩托车再次点火启动时使用。

通过设置甲醇箱、甲醇裂解器以及冷却器，可实现摩托车裂解制氢，从而减少碳排放，提高动力性能，降低燃料成本，降低积碳。摩托车行驶过程中，通过设置圆形锥台式的进风管，空气自进风管的大口灌入，在进风管内壁上和容纳腔内的甲醇以及氢的混合气体进行热交换，同时将进风管设置为圆形锥台状，在进风管大口灌入空气后，进风管的小口出气压力增高，从而形成喷射气体，喷射气体通过涡流管的冷热空气分离的过程，将冷流管的冷空气导入到冷却盒内，冷空气在进风管的外壁上和容纳腔内的甲醇以及氢气的混合气体进行热交换从而实现对容纳腔内的混合气体降温。氢气的沸点为-252.77℃，甲醇的沸点为64.8 ℃，二者相差300多摄氏度，通过在进风管上的内壁和外壁与混合气体进行热交换，可迅速降低混合气体的温度，使甲醇液化，由于冷却器设置在甲醇裂解器的上方，液化后的甲醇通过甲醇回流管重新流入到甲醇裂解器的裂解管内进行裂解。甲醇裂解器和冷却器前端为甲醇箱，从而在甲醇不断涌入甲醇裂解器的同时，可实现氢气自进气管顶部的出气管溢出进入氢气缓冲储存箱的储氢囊内储存，再在氢气泵的作用下将储氢囊内的氢气泵入氢燃料发动机做功。其中通过设置甲醇泵，通过控制单元控制其泵出甲醇的量和频率，通过控制单元控制氢气泵泵出氢气的量和频率，以协调供给氢燃料发动机做功。通过设置氢气缓冲储存箱，可完全替代现有油类燃料，且氢气缓冲储存箱只需存储摩托车发动并加热尾气管的氢量即可，氢气不需要加压储存，储存安全方便，且在点火使用时，通过氢气泵逐渐可将储氢囊内的氢气抽出，储氢囊缩小，不产生任何负压，不影响氢气泵和氢燃料发动机的正常使用。且整个甲醇裂解过程不产生氧气，储存在储氢囊内的氢气纯度高，不存在不安全的情况出现。但要求储氢囊以及整个裂解线路的密封性要好，防止进气或者漏气即可。

涡流管制冷是一种借助涡流管的作用使高速气流产生漩涡分离出冷、热两股气流，利用冷气流而获得制冷方法。摩托车尾气管的温度一般为150-300℃，甲醇与氢气的混合温度也较高，甲醇处于汽化状态。涡流管制冷最低温度可达到-46℃，从而能够迅速降低容纳腔内混合气体的温度，使甲醇迅速液化回流。且涡流管成本低，不用维护，体积小，重量轻，防冲撞，不耗电，非常适合混合气体的降温。通过将进风管设置为喇叭状，大口用于向内灌气，小口形成较大的压力，从而在涡流管的喷射管处形成喷射的气流进入涡流室，从而将冷空气和热空气分离。

通过设置冷却分离结构可将进入进风管的空气净化，将空气当中的颗粒物以及液体分离出来，从而净化进入涡流管内的空气，同时可防止空气流通过程中的堵塞。

通过设置甲醇泵、氢气泵以及电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ，均可通过控制单元来控制其协调使用。在摩托车点燃发动时，先通过控制单元控制电磁阀Ⅱ打开以及氢气泵运转，氢气泵将储氢囊内的氢气供给氢燃料发动机做功，待尾气管被加热后，通过控制单元控制甲醇泵裂解甲醇，再通过控制单元控制氢气泵将氢气泵入氢燃料发动机内。

优选的，所述杂质分离结构为设置在进风管通孔内的螺旋通道，所述螺旋通道通过螺旋式的隔板形成空气的螺旋流道，在螺旋隔板与进风管内壁接触的底部开设有穿过螺旋隔板分离出杂质、液体的流经孔，在进风管大口前端的底部设置有排泄管，排泄管穿过冷却盒的盒壁与外部环境连通，在大口处还设置一将空气导入螺旋通道的锥体；空气中的杂质经螺旋通道离心后将杂质颗粒或液体分离至进风管的管壁上，杂质颗粒或液体经流经孔聚集在进风管前端大口的底部再经排泄管排出。

通过设置螺旋通道，可将灌入进风管的空气形成螺旋气流，螺旋气流在离心力的作用下将颗粒杂质、液体等甩在进风管的内壁上，因为进风管水平放置或带有斜度的放置，进风管的底部形成一斜面，颗粒杂质和液体经斜面以及流经孔堆积在进风管底部的排泄管处从而经排泄管排出。

优选的，所述杂质分离结构为设置在进风管大口处的空气过滤器。通过使用空气过滤器，可直接将颗粒物杂质以及雨、雪等过滤掉，结构简单，便于拆卸清洗。

优选的，所述容纳腔上的进气管呈树状分支结构并均匀沿进风管的水平方向排列。通过将甲醇和氢气的混合气体通过树状分支结构的进气管导入到容纳腔内，可使混合气体均匀的扩撒在容纳腔内，从而增加其热交换的面积，提高热交换的效果。

优选的，所述进风管的锥面的斜度为45°-75°，所述进风管的圆形大口和圆形小口处于同一轴线上且该轴线水平设置。通过将进风管设置为圆形锥台，便于在进风管的小口处形成较大压力的气流，同时也便于甲醇的回流。

优选的，所述涡流管的热流管与甲醇裂解器前端的摩托车尾气管连通。通过将涡流管的热流管与甲醇裂解器前端的摩托车尾气管连通，可修正因尾气管温度过高或过低不足以促使催化剂裂解甲醇的缺陷。也可在其连接的管路上设置分流阀，分流阀由控制单元控制，当尾气管温度足够时，可将热流管的热空气通过分流排到外部环境当中。

优选的，在甲醇裂解器壳体内部还设置有温度感应器，所述温度感应器与控制单元电连接。在甲醇裂解器前方的尾气管上还设置有分流管，分流管上设置有分流阀；通过在甲醇裂解器壳体内部设置温度感应器，分流阀常闭，当温度过高时，通过控制单元控制尾气管上的分流阀将部分尾气自分流管排出，从而调整尾气管处甲醇裂解器的温度。

优选的，在甲醇回流管上设置有甲醇流入甲醇裂解器的单向阀。通过在甲醇混流管上设置单向阀，仅可允许甲醇流入甲醇裂解器内部，防止甲醇裂解器内部的混合气体通过甲醇回流管冲入到容纳腔内。

优选的，在摩托车尾部设置有固定在车身上的外壳，所述甲醇裂解器、冷却器以及氢气缓冲储存箱固定在外壳内，所述冷却器和氢气缓冲储存箱设置在甲醇裂解器上方。通过设置外壳将甲醇裂解器和冷却器包裹，使摩托车外形更加美观。

优选的，在所述冷流管上连接有导流管，所述导流管将冷空气导流至冷却盒的底部，所述导流管的出口设置在冷却盒一端的底部，所述冷却盒上的出风口设置在冷却盒的另一端的顶部。通过将冷流管的冷空气通过导流管接入冷却盒一端的底部，将出风口设置在冷却盒另一端的顶部，可确保冷空气能够自下而上流经进风管的外壁，可实现更好的冷却回流效果。

优选的，所述涡流管的冷流管和热流管竖向设置。将涡流管竖向设置，可节约整个裂解装置的体积，设计更加合理。

本发明的采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，甲醇裂解结构、冷却结构以及氢气缓冲储存结构结构紧凑、拆卸方便、经济可靠、能效高、余热利用率高、纯化裂解后的氢气减少积碳、降低了污染排放、提高了动力性能。

附图说明

说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

图1为实施例摩托车的结构示意图；

图2为实施例进风管和涡流管的结构示意图；

图3为实施例冷却器的立体图；

图4为实施例冷却器的结构示意图；

图5为实图4中A处的放大图；

图6为实施例摩托车冷却器在使用中的连接结构示意图；

图7为实施例进风管进行热交换的结构示意图；

图8为摩托车动力装置的系统图；

图中：1为车身；2为氢燃料发动机；3为氢气缓冲储存箱；31为箱体；32为储氢囊；33为电磁阀Ⅰ；34为电磁阀Ⅱ；4为甲醇箱；5为甲醇裂解器；6为尾气管；7为冷却盒；8为涡流室；9为热流管；10为冷流管；11为喷射管；12为壳体；13为裂解管；14为进风管；15为容纳腔；16为进气管；17为出气管；18为甲醇回流管；19为出风口；20为甲醇泵；21为氢气泵；22为隔板；23为锥体；24为流经孔；25为排泄管；26为单向阀；27为外壳；28为导流管。

具体实施方式

下面结合附图给出一个非限定的实施例对本发明作进一步的阐述。但是应该理解，这些描述只是示例的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例

如图1、2、3、4、5、6、7、8所示，采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，包括车身1、氢燃料发动机2、氢气缓冲储存箱3、甲醇箱4、甲醇裂解器5以及冷却器；甲醇裂解器5套设在摩托车的尾气管6上；在摩托车尾部设置有固定在车身1上的外壳27，甲醇裂解器5、冷却器以及氢气缓冲储存箱3固定在外壳27内，冷却器和氢气缓冲储存箱3设置在甲醇裂解器5上方；氢气缓冲储存箱3包括固定在车身1上的箱体31以及设置在箱体31内柔性的储氢囊32；如图4、5、6所示，冷却器包括冷却盒7、设置在冷却盒7内冷却分离甲醇裂解器5裂解后混合气体的冷却分离结构以及与冷却分离结构相配合的涡流管；涡流管包括涡流室8、热流管9、冷流管10以及喷射管11，喷射管11、热流管9和冷流管10分别与涡流室8连通，热流管9和冷流管10设置在同一轴线上，喷射管11与冷流管10和热流管9垂直设置；甲醇裂解器5包括中空的筒状壳体12，设置在壳体12内的裂解管13以及填充在裂解管13内的裂解催化剂，壳体12套设在摩托车尾气管6上；冷却分离结构包括呈圆形锥台状的进风管14以及设置在进风管14通孔内的杂质分离结构；进风管14的锥面的斜度为45°，进风管14的圆形大口和圆形小口处于同一轴线上且该轴线水平设置，进风管14的管壁为夹层结构，其设置一冷却分离甲醇裂解后混合气体的容纳腔15；进风管14的大口设置在冷却盒7的盒壁上并与冷却盒7外部环境连通，且大口朝向与摩托车行驶方向一致，小口与涡流管的喷射管11连通；容纳腔15也呈圆形锥台状，在容纳腔15的底部设置有甲醇裂解后混合气体进入容纳腔15的进气管16，容纳腔15上的进气管16呈树状分支结构并均匀沿进风管14的水平方向排列，在容纳腔15的顶部设置有出气管17，容纳腔15腔体底部呈一斜面，在斜面的底端设置有甲醇回流管18，在甲醇回流管18上设置有甲醇流入甲醇裂解器5的单向阀26，甲醇回流管18与甲醇裂解器5直接连接以裂解回流后的甲醇，出气管17通过氢气缓冲储存箱3与氢燃料发动机2连接并供氢燃料发动机2做功使用；涡流管的冷流管10和涡流室8设置在冷却盒7内，热流管9穿过冷却盒7的盒壁将热气流引出盒外，冷流管10将冷气导入到冷却盒7内以交换进风管14外壁上的热量，在冷流管10上连接有导流管28，导流管28将冷空气导流至冷却盒7的底部，导流管28的出口设置在冷却盒7一端的底部，冷却盒7上的出风口19设置在冷却盒7的另一端的顶部；在冷却盒7的盒壁上还开设有出风口19以排出冷却盒7内冷流管10导入的空气；杂质分离结构为设置在进风管14通孔内的螺旋通道，螺旋通道通过螺旋式的隔板22形成空气的螺旋流道，在螺旋隔板22与进风管14内壁接触的底部开设有穿过螺旋隔板22分离出杂质、液体的流经孔24，在进风管14大口前端的底部设置有排泄管25，排泄管25穿过冷却盒7的盒壁与外部环境连通，在大口处还设置一将空气导入螺旋通道的锥体23；空气中的杂质经螺旋通道离心后将杂质颗粒或液体分离至进风管14的管壁上，杂质颗粒或液体经流经孔24聚集在进风管14前端大口的底部再经排泄管25排出。。

如图6、8所示，摩托车还包括控制单元、甲醇泵20、氢气泵21以及分别设置在氢气缓冲储存箱3进出气管17路上的电磁阀Ⅰ33和电磁阀Ⅱ34；氢气缓冲储存箱3内的储氢囊32分别和容纳腔15上的出气管17以及氢燃料发动机2连接，氢燃料发动机2与尾气管6连接，甲醇裂解器5的进液口与甲醇箱4连接，甲醇裂解器5的出气口与容纳腔15的进气管16连接，甲醇回流管18与裂解器的裂解管13连接；电磁阀Ⅰ33设置在氢气缓冲储存箱3和冷却器出气管17连接的管路上，电磁阀Ⅱ34设置在氢气缓冲储存箱3和氢燃料发动机2连接的管路上，氢气泵21设置在电磁阀Ⅱ34和氢燃料发动机2之间的管路上；甲醇泵20设置在甲醇箱4与甲醇裂解器5连接的管路上；控制单元分别与甲醇泵20、氢气泵21、电磁阀Ⅰ33和电磁阀Ⅱ34电连接；。

如图6、7、8所示，储氢囊32预先储存氢气，摩托车通过电打火启动，在控制单元的作用下控制电磁阀Ⅱ34打开并同时控制氢气泵21运转，将氢气缓冲储存箱3储氢囊32内的氢气泵21入到氢燃料发动机2当中做功，尾气自尾气管6排出并加热尾气管6，尾气管6加热甲醇裂解器5的壳体12以及裂解管13，控制单元控制甲醇泵20将甲醇箱4内的甲醇泵20入到裂解管13内汽化并在裂解催化剂的作用下裂解，同时控制单元控制电磁阀Ⅰ33打开，在氢气泵21的作用下裂解后的气体经进气管16流入到进风管14的容纳腔15内，容纳腔15的内壁在进风管14的大口进风作用下与进风管14的内壁热交换后经进风管14的小口加压后，空气经涡流管的喷射管11进入涡流室8，在热流管9内的空气分离为热气流和冷气流，热气流经热流管9排入到环境当中，冷气流经冷流管10进入到冷却盒7内并与进风管14的外壁进行热交换后，空气经冷却盒7上的出风口19排出，从而将容纳腔15内的混合气体冷却以分离出液体甲醇和氢气，甲醇自容纳腔15底部的回流管回流至甲醇裂解器5的甲醇裂解管13内，氢气自容纳腔15顶部的出气管17进入氢气缓冲储存箱3的储氢囊32内，再经氢气泵21将氢气泵21入到氢燃料发动机2内做功；当摩托车熄火时，控制单元自动控制电磁阀Ⅰ33和电磁阀Ⅱ34关闭将裂解后的氢气储存在氢气缓冲储存箱3的储氢囊32内供摩托车再次点火启动时使用。

在甲醇裂解器5壳体12内部还设置有温度感应器，温度感应器与控制单元电连接。在甲醇裂解器5前方的尾气管6上还设置有分流管，分流管上设置有分流阀；通过在甲醇裂解器5壳体12内部设置温度感应器，分流阀常闭，当温度过高时，通过控制单元控制尾气管6上的分流阀将部分尾气自分流管排出，从而调整尾气管6处甲醇裂解器5的温度。

如图7所示，为进风管14冷却混合气体的结构示意图，进风管14的管壁夹层为容纳腔15，混合气体自进风管14的底部进入容纳腔15内，空气先自进风管14的大口处进入并与进风管14的内壁进行热交换，进而空气通过涡流管降温后与进风管14的外壁进行热交换，可迅速降低甲醇和混合气体的温度，从而使甲醇迅速液化，提纯氢气，氢气自容纳腔15的顶部排出。

本发明的氢能源摩托车，采用甲醇作为燃料裂解制氢，替代了传统的燃油，同时规避了甲醇直接作为燃料的缺点。结构紧凑、拆卸方便、经济可靠、能效高、余热利用率高、纯化裂解后的氢气减少积碳、降低了污染排放、提高了动力性能。

在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”等，其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个” 的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“安装”、“相连”、“连接”，应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，其特征在于，包括车身（1）、氢燃料发动机（2）、氢气缓冲储存箱（3）、甲醇箱（4）、甲醇裂解器（5）以及冷却器；所述甲醇裂解器（5）套设在摩托车的尾气管（6）上；所述氢气缓冲储存箱（3）包括固定在车身（1）上的箱体（31）以及设置在箱体（31）内柔性的储氢囊（32）；所述冷却器包括冷却盒（7）、设置在冷却盒（7）内冷却分离甲醇裂解器（5）裂解后混合气体的冷却分离结构以及与冷却分离结构相配合的涡流管；所述涡流管包括涡流室（8）、热流管（9）、冷流管（10）以及喷射管（11），所述喷射管（11）、热流管（9）和冷流管（10）分别与涡流室（8）连通，所述热流管（9）和冷流管（10）设置在同一轴线上，所述喷射管（11）与冷流管（10）和热流管（9）垂直设置；所述甲醇裂解器（5）包括中空的筒状壳体（12），设置在壳体（12）内的裂解管（13）以及填充在裂解管（13）内的裂解催化剂，所述壳体（12）套设在摩托车尾气管（6）上；所述冷却分离结构包括呈圆形锥台状的进风管（14）以及设置在进风管（14）通孔内的杂质分离结构；所述进风管（14）的管壁为夹层结构，其设置一冷却分离甲醇裂解后混合气体的容纳腔（15）；所述进风管（14）的大口设置在冷却盒（7）的盒壁上并与冷却盒（7）外部环境连通，且大口朝向与摩托车行驶方向一致，小口与涡流管的喷射管（11）连通；所述容纳腔（15）也呈圆形锥台状，在容纳腔（15）的底部设置有甲醇裂解后混合气体进入容纳腔（15）的进气管（16），在容纳腔（15）的顶部设置有出气管（17），所述容纳腔（15）腔体底部呈一斜面，在斜面的底端设置有甲醇回流管（18），所述甲醇回流管（18）与甲醇裂解器（5）直接连接以裂解回流后的甲醇，所述出气管（17）通过氢气缓冲储存箱（3）与氢燃料发动机（2）连接并供氢燃料发动机（2）做功使用；所述涡流管的冷流管（10）和涡流室（8）设置在冷却盒（7）内，所述热流管（9）穿过冷却盒（7）的盒壁将热气流引出盒外，冷流管（10）将冷气导入到冷却盒（7）内以交换进风管（14）外壁上的热量，在冷却盒（7）的盒壁上还开设有出风口（19）以排出冷却盒（7）内冷流管（10）导入的空气；

所述摩托车还包括控制单元、甲醇泵（20）、氢气泵（21）以及分别设置在氢气缓冲储存箱（3）进出气管（17）路上的电磁阀Ⅰ（33）和电磁阀Ⅱ（34）；所述氢气缓冲储存箱（3）内的储氢囊（32）分别和容纳腔（15）上的出气管（17）以及氢燃料发动机（2）连接，所述氢燃料发动机（2）与尾气管（6）连接，所述甲醇裂解器（5）的进液口与甲醇箱（4）连接，所述甲醇裂解器（5）的出气口与容纳腔（15）的进气管（16）连接，所述甲醇回流管（18）与裂解器的裂解管（13）连接；所述电磁阀Ⅰ（33）设置在氢气缓冲储存箱（3）和冷却器出气管（17）连接的管路上，所述电磁阀Ⅱ（34）设置在氢气缓冲储存箱（3）和氢燃料发动机（2）连接的管路上，所述氢气泵（21）设置在电磁阀Ⅱ（34）和氢燃料发动机（2）之间的管路上；所述甲醇泵（20）设置在甲醇箱（4）与甲醇裂解器（5）连接的管路上；所述控制单元分别与甲醇泵（20）、氢气泵（21）、电磁阀Ⅰ（33）和电磁阀Ⅱ（34）电连接；

储氢囊（32）预先储存氢气，摩托车通过电打火启动，在控制单元的作用下控制电磁阀Ⅱ（34）打开并同时控制氢气泵（21）运转，将氢气缓冲储存箱（3）储氢囊（32）内的氢气泵（21）入到氢燃料发动机（2）当中做功，尾气自尾气管（6）排出并加热尾气管（6），尾气管（6）加热甲醇裂解器（5）的壳体（12）以及裂解管（13），控制单元控制甲醇泵（20）将甲醇箱（4）内的甲醇泵（20）入到裂解管（13）内汽化并在裂解催化剂的作用下裂解，同时控制单元控制电磁阀Ⅰ（33）打开，在氢气泵（21）的作用下裂解后的甲醇与氢气的混合气体经进气管（16）流入到进风管（14）的容纳腔（15）内，容纳腔（15）在进风管（14）的大口进风作用下与进风管（14）的内壁热交换后，进风管（14）内的空气经进风管（14）的小口加压后，空气经涡流管的喷射管（11）进入涡流室（8），在热流管（9）内的空气分离为热气流和冷气流，热气流经热流管（9）排入到环境当中，冷气流经冷流管（10）进入到冷却盒（7）内并与进风管（14）的外壁进行热交换后，空气经冷却盒（7）上的出风口（19）排出，从而将容纳腔（15）内的混合气体冷却以分离出液体甲醇和氢气，甲醇自容纳腔（15）底部的回流管回流至甲醇裂解器（5）的甲醇裂解管（13）内，氢气自容纳腔（15）顶部的出气管（17）进入氢气缓冲储存箱（3）的储氢囊（32）内，再经氢气泵（21）将氢气泵（21）入到氢燃料发动机（2）内做功；当摩托车熄火时，控制单元自动控制电磁阀Ⅰ（33）和电磁阀Ⅱ（34）关闭将裂解后的氢气储存在氢气缓冲储存箱（3）的储氢囊（32）内供摩托车再次点火启动时使用。

2.如权利要求1所述的采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，其特征在于，所述杂质分离结构为设置在进风管（14）通孔内的螺旋通道，所述螺旋通道通过螺旋式的隔板（22）形成空气的螺旋流道，在螺旋隔板（22）与进风管（14）内壁接触的底部开设有穿过螺旋隔板（22）分离出杂质、液体的流经孔（24），在进风管（14）大口前端的底部设置有排泄管（25），排泄管（25）穿过冷却盒（7）的盒壁与外部环境连通，在大口处还设置一将空气导入螺旋通道的锥体（23）；空气中的杂质经螺旋通道离心后将杂质颗粒或液体分离至进风管（14）的管壁上，杂质颗粒或液体经流经孔（24）聚集在进风管（14）前端大口的底部再经排泄管（25）排出。

3.如权利要求1所述的采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，其特征在于，所述杂质分离结构为设置在进风管（14）大口处的空气过滤器。

4.如权利要求1所述的采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，其特征在于，所述容纳腔（15）上的进气管（16）呈树状分支结构并均匀沿进风管（14）的水平方向排列。

5.如权利要求1所述的采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，其特征在于，所述进风管（14）的锥面的斜度为45°-75°，所述进风管（14）的圆形大口和圆形小口处于同一轴线上且该轴线水平设置。

6.如权利要求1所述的采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，其特征在于，所述涡流管的热流管（9）与甲醇裂解器（5）前端的摩托车尾气管（6）连通。

7.如权利要求1所述的采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，其特征在于，在甲醇裂解器（5）壳体（12）内部还设置有温度感应器，所述温度感应器与控制单元电连接。

8.如权利要求所述的采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，其特征在于，在甲醇回流管（18）上设置有甲醇流入甲醇裂解器（5）的单向阀（26）。

9.如权利要求1所述的采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，其特征在于，在摩托车尾部设置有固定在车身（1）上的外壳（27），所述甲醇裂解器（5）、冷却器以及氢气缓冲储存箱（3）固定在外壳（27）内，所述冷却器和氢气缓冲储存箱（3）设置在甲醇裂解器（5）上方。

10.如权利要求1所述的采用甲醇裂解制氢的氢能源摩托车，其特征在于，在所述冷流管（10）上连接有导流管（28），所述导流管（28）将冷空气导流至冷却盒（7）的底部，所述导流管（28）的出口设置在冷却盒（7）一端的底部，所述冷却盒（7）上的出风口（19）设置在冷却盒（7）的另一端的顶部。

Images