CN201201975Y - 车用氢燃料能源发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氢气发生装置，特别涉及一种车用氢燃料能源发生装置，该装置包括有蓄电瓶、氢氧发生器，氢气出口和氧气出口分别与燃烧气缸相连通，所述的氢氧发生器是电解纯水的SPE技术氢氧发生器。本实用新型通过电解纯水产生的氢气、氧气作为汽车辅助能源供给汽车发动机使用，可节约20％的燃料，还能减少有害气体的排放，有利于环境保护。使用本实用新型的装置，无须改变汽车的任何主体结构，直接联机使用，具有无污染，效率高，安全性能好，操作方便，可全天候使用。

Description

车用氢燃料能源发生装置

技术领域

本实用新型涉及一种氢气发生装置，特别涉及一种车用氢燃料能源发生装置。

背景技术

汽车、内燃机车等，排放的有害气体，严重地污染着环境，危害人们的健康，同时浪费着有限的地球资源。在内燃机中加入一定量的氢气，辅助汽油或柴油燃烧，使尾气排放的有害气体大大减少，，有利于环境的保护，并可以节约大约20％的燃料。

中国专利CN1170778一种环保型高效车用氢氧机，中国专利CN201006895便携式车用氢氧发生器，上述专利均提供了一种车用制氢装置，用于给内燃机辅助加氢，以提高其燃烧性能，但上述专利的氢氧发生器均是普通的氢氧发生器，采用电解碱水制备氢气和氧气。由于碱水有很强的腐蚀性，氢气出口需要有过滤净化装置，发生器需要有很好的密封性能，安全性差，操作不方便，需要定期更换碱液，且碱液一旦泄露，会造成严重后果，限制了氢辅助能源在内燃机车上的应用。

发明内容

本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种车用氢燃料能源发生装置，通过电解纯水制氢气和氧气，产生的氢气、氧气作为汽车辅助能源供给内燃机使用，可节约20％的燃料，还能减少有害气体的排放，有利于环境保护；无须改变汽车的任何主体结构，直接联机使用，具有无污染，效率高，安全性能好，操作方便，可全天候使用。

本实用新型是通过以下措施来实现的：

本实用新型的车用氢燃料能源发生装置，包括有蓄电瓶、氢氧发生器，氢气出口和氧气出口分别与燃烧气缸相连通，其特别之处在于：所述的氢氧发生器是电解纯水的SPE技术氢氧发生器，具有无污染，效率高，安全性能好，操作方便。SPE是固体聚合物电解质的缩写，是由离子(质子)交换膜和在膜的两面紧贴着的高活性微孔，阴、阳催化电极对完成。SPE电极对的总厚度不超过0.2毫米。水在SPE电极对的阳极迅速分解，负氧离子在阳极放出电子，形成氧气从阳极室放出，正氢离子在电场力的作用下，借助离子膜内的活性基，有序地从阳极传递到阴极，吸收电子，形成氢气，与水分离后，获得高纯氢气。

本实用新型的车用氢燃料能源发生装置，所述的氢氧发生器的进水口连接水纯化设备。普通用水经过水纯化设备的处理，达到氢氧发生器的纯水需要，进入氢氧发生器进行电解反应使用。大大方便了驾乘人员，只要司机有水喝、能生存，该系统不会因缺乏去离子水而不能工作。本实用新型的纯水要求为：电阻率>1MΩ·cm。

本实用新型的车用氢燃料能源发生装置，所述的氢氧发生器上设置有自动加热装置和保温装置。氢氧发生器需要保证在40℃～—30℃内均能正常产生氢气和氧气，因此，必须进行保温和自动加热，使温度控制在一定范围内。

本实用新型的车用氢燃料能源发生装置，所述的氢氧发生器上设置有防振、防颠簸装置，能使汽车在不同路面上行驶时，都能按要求稳定产气，保证车辆的安全运行。

本实用新型的车用氢燃料能源发生装置，所述的氢氧发生器上设置有超过额定压力自动停止电解的压力超高保护装置。管路堵塞，造成系统压力超过设定值时，仪器自动停止电解，不会因为管路内压力过高而发生爆炸，安全性高。

本实用新型的有益效果为，通过电解纯水产生的氢气、氧气作为汽车辅助能源供给汽车发动机使用，可节约20％的燃料，还能减少有害气体的排放，有利于环境保护。使用本实用新型的装置，无须改变汽车的任何主体结构，直接联机使用，具有无污染，效率高，安全性能好，操作方便，可全天候使用。

附图说明

附图1为本实用新型的使用流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作具体的说明。

如图1所示，氢氧发生器产生的氢气与氧气经汽车或机车的空气滤清器进入发动机、内燃机气缸内，与汽油或柴油混合燃烧产生动力。

氢氧发生器由发动机提供直流电源，按照与发动机转速成正比的方式进行电解纯水，供氢氧气体，随机调整产气功能。氢氧发生器的水槽加水口与水纯化设备相连，氢氧发生器上设置有一自动加热装置和保温装置，氢氧发生器有防振、防颠簸装置，有恒压和压力超高停止电解的压力超高保护装置。

SPE技术氢氧发生器要电解纯水，要求纯水的电阻率大于1MΩ·cm。将开车司机能喝的水，放入水纯化设备的加水口，调整水净化器出口，可得到要求纯度的水，从水净化器安装的电阻率仪指示数字，可判断水净化器的净水剂是否更换。水净化器的出水口连接氢氧发生器的水槽加水口，加入水槽的水量到达要求量时，关闭水净化器下水口的阀，停止加水。

水由于电解反应，将不断减少，当水量达到水槽水位下限时，氢氧发生器会发出声、光报警，提醒司机向水槽补水。

水槽底部装有自动加热装置和保温装置，视外界环境温度变化，自动加热或保温。车辆行驶时，都不必加热、保温，只是在很冷的天气(0℃以下)停车时，为保护电解槽内的离子膜不被冰扎破，而实行的一种措施。在停车时，该加热或保温装置由汽车或机车的蓄电瓶供电。由于水槽的水与电解槽联通，只要水槽不结冰，电解槽就不会结冰。

该系统氢氧发生器中装有压力开关控制系统，限定产气系统压力，气路系统压力可以被限定在0.1MPa及其他压力下，产气量只能跟随发动机的供电电流变化而变化。并由该压力控制系统使氢氧发生器，在车辆行驶的各种路面状态下，能平稳开机运行，实现防振、防颠簸功能。

该系统氢氧发生器的压力，除了由压力控制系统保持恒压外，还装有压力超高保护装置，当氢氧发生器压力超过设定的恒定压力时，压力传感器发出信号，使氢氧发生器停止产气，系统压力下降后，压力传感器发出指令，使氢氧发生器开始工作。

该系统氢氧发生器在开机运行中，阳极室的水会自然流到水槽循环利用，阴极室排出的水，会通过电磁阀自动控制开启，定期将多余积水排入水槽循环利用。

该系统氢氧发生器根据发动机给出电流的大小变化，使产气量跟踪变化。

汽车或机车由于动力不同，气缸大小不同，排气量不同，此外，由于路面的平坦与否，和车辆行驶快慢的区别，电机转速不同，要求不同的功率。不同状态下发动机转速，产生电流和需要氢气量的关系为：

 

发电机每分钟转速(RPM)	电流(A)	需要氢气量(ml/min)
			0	0	0
1-600	0.8	50
			601-750	1.2	75
751-900	1.7	100
			901-1050	2.1	125
1051-1200	2.5	150
			1201-1350	2.9	175
1351-1500	3.3	200
			1501-1650	3.7	225
1650-1800	4.2	250
			1801-1950	4.6	275
1951-2600	5.0	300
			>2600	5.0	300

一般氢气在气缸气室内的添加比例在总体积的1～3％之间，即可达到很好的节能减排效果。从上表看出：每分钟产氢量在300毫升的氢氧发生器足够汽车和机车的燃料供气之用。本实用新型的氢燃料能源发生装置，可节省燃料油20％，使尾气排放量大大低于汽油车废气和柴油车废气的欧IV标准。

安装本实用新型的氢燃料能源发生装置后，尾气排放量相对于欧洲废气排放标准大大减少，其中：HC与NO_X减少45％，CO减少25％，PM减少20％。

此外，本实用新型的装置结构简单，占用空间小，得到的氢气氧气无须贮存，直接进入发动机气缸，无须改变汽车任何主体结构，直接联机使用，效率高，安全性好，操作方便，可全天候使用。

1.本系统电解设备为SPE技术电解纯水制氢气和氧气，无污染，效率高。

2.本系统包括水净化处理，只要司机有水喝、能生存，该系统不会因缺乏去离子水而不能工作。

3.本系统纯水电解设备装有保温装置，在40℃～—30℃内均能正常产生氢气和氧气，有广泛的温度适应性。

4.保温装置装有温度控制系统：自动检查水温，以控制加热系统加热或停止加热。

5.本系统纯水电解设备装有防振、防颠簸技术，在只要汽车能行驶的不同路面上，都能按需气要求稳定产气。

6.本系统纯水电解设备装有跟踪动力，随机调整产气量的功能。

7.本系统结构简单，占用空间小，得到的氢气和氧气无须贮存，直接进入发动机气缸内燃烧。

8.本系统纯水电解设备装有压力超高保护功能。管路堵塞，造成系统压力超过设定值时，仪器自动停止电解，不会因为管路内压力过高而发生爆炸，安全性高。

Claims (5)

1、一种车用氢燃料能源发生装置，包括有发动机蓄电瓶、氢氧发生器，氢气出口和氧气出口分别与燃烧气缸相连通，其特征在于：所述的氢氧发生器是电解纯水的SPE技术氢氧发生器。

2、根据权利要求1所述的车用氢燃料能源发生装置，其特征在于：所述的氢氧发生器的进水口连接水纯化设备。

3、根据权利要求1或2所述的车用氢燃料能源发生装置，其特征在于：所述的氢氧发生器上设置有自动加热装置和保温装置。

4、根据权利要求1或2所述的车用氢燃料能源发生装置，其特征在于：所述的氢氧发生器上设置有防振、防颠簸装置。

5、根据权利要求1或2所述的车用氢燃料能源发生装置，其特征在于：所述的氢氧发生器上设置有恒压及超过额定压力自动停止电解的压力超高保护装置。

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