CN203247311U

CN203247311U - 一种安全防爆式内燃机用电解槽

Info

Publication number: CN203247311U
Application number: CN2013202478536U
Authority: CN
Inventors: 刘钢铸; 龚翠红
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2023-05-09

Abstract

本实用新型涉及一种安全防爆式内燃机用电解槽，包括电解槽、设置在电解槽内的阴极石墨电极和阳极钛合金电极、设置在电解槽内位于阴极石墨电极和阴极钛合金电极之间垂直放置的隔板、分别与阴极石墨电极和阴极钛合金电极连接并位于电解槽底部的阴极连接螺杆以及阳极的连接螺杆、设置在电解槽顶端的出气管和进液孔、与电解槽连接的控制传感组件、通过车载电瓶与电解槽的阴极连接螺杆以及阳极连接螺杆连接的总启开关、以及设置在电解槽外壁的安全罩。优点：能够消除燃油产生的SO₂、CO、NO_X、HC等化合物，达到标本兼治，节省能源、提升动力、降低噪音、减少积碳、节约粮食，把乙醇、甲醇从燃油中彻底剃出，并且使燃烧更加充分完全。

Description

一种安全防爆式内燃机用电解槽

技术领域

本实用新型涉及一种电解槽，尤其是涉及一种安全防爆式内燃机用电解槽。

背景技术

汽车制造内燃机工业已有一百多年的历史，它们的燃烧几乎是利用空气一次混氧燃烧，根据汽油的主要辛烷燃烧方程式看：C₈H₁₈+12.5O₂=8O₂+9H₂O

一份辛烷汽油完全燃烧，需12.5份的氧气，78%是不可燃烧的氮气，氮气有着显著的阻氧化、阻燃烧功能，按1﹕10的压缩比故一份辛烷在自然界燃烧时仅有0.168份燃料燃烧，用理论值1-0.168=0.832份大约83.2%的辛烷汽油没有完全燃烧，由于空气中的氧和氮是个相对固定比例，所谓内燃机的压缩比增加十倍,氮氧仍然混合在一起,其中氮气也被压缩10倍，故仍然不能在瞬间完全燃烧，实验证明燃烧需要时间，完全燃烧必需满足最基本的燃烧方程式，否则不完全燃烧造成巨大的能源浪费。

植物基本生存常识告诉人们，秋冬季处在休眠状态，几乎不吸收CO₂放出氧气，英国科学家科试证明植物可以吸收CO₂但最大量不超过25%，大多数植物很难吸收有毒气体CO、SO₂、NO_X、HC等等，就像海水是巨量的，但人类是不能直接饮用的，多余的废气只能使地球沙漠化，海水盐化加重，现在地球沙漠化已达到七成，它也是风沙、雾霾的始作俑者。人类生存的环境在无声无息中遭到破坏，雾霾是不完全燃烧的恶果，人类如继续下去将面临温水煮青蛙。

我们在科协论坛2012第五期下，论文“三次混氧燃烧是内燃机可持续发展的根本之路”中谈到：“地球表面的废气膜随着工业化进程逐步加厚，在冬季时可以从暖冬变到极冷，当夏季时演变到暴雨成灾，到极热难耐，春季会面临风沙滚滚，首都北京沦为重灾区地势偏低。使人类遭受到巨大的破坏，每年损失都会突破千亿乃至万亿元，土地酸化转变为沙漠化，百年之内环境会更加恶化”。事实证明2012年几十年未见的云南干旱、洛阳的水灾、十堰雨灾、7月21日北京暴雨成灾，意大利水灾、美国桑迪风灾等等的环境破坏损失突破千亿乃至万亿元，给人类留下痛苦的记忆。所谓50年一遇都是人类自已造成的。2013年开年以来北京为首的全国35个大中城市被雾霾笼罩，束手无策听天由命，至今未拿出表里兼治的方案，人类正面临着痛苦的决择。

现在中国2.5亿辆内燃机每年以9%的速度递增，其中主要汽油和柴油车的发动机均采用一次混氧燃烧即空气中的21%氧气作为助燃气体，空气经空气滤清器过滤后与燃料混合，经发动机进气管进入燃烧气缸，空气中的氧气与燃油迅速混合进行燃烧，使发动机动转，在发动机中燃油的燃烧效率取决于空气的氧气的含量，由于空气中78%的是不能助燃的氮气，21%是可以助燃的氧气，在高空中由于含氧量更低，根本不能满足燃烧方程，导致大部份燃油被白白浪费。可以助燃的氧气在空气中含氧量偏低，使燃油燃烧率不佳，不能使燃油充分燃烧，导致大部分燃油被白白浪费掉，并在发动机气缸、活塞顶、进排气门、燃烧室、进气管、氧传感器、三元催化器上产生积碳。当积碳粘附在活塞顶与燃烧室时，会减少燃烧室面积，从而导致发动机出力降低；当积碳粘附在进气阀时，会影响混合气进入燃烧室的效率，当积碳粘附在气门时，会造成动力大量流失，从而增加耗油量；当积碳粘附在氧传感器上时，会影响电脑调整最佳油气混合比，导致汽油车耗油，当积碳粘附在三元催化器上时，会造成排气不畅，汽车行驶无力，油耗增加，尾气超标。为了增加燃油与氧气的比例，提高燃油的燃烧效率，节省燃油，人们采用增大空气用量来满足发动机的用氧量，如涡轮增压但效果有限，难以达到较理想的效果，特别是在高原缺氧地区，空气中氧气的含量很低，发动机的功率下降，动力基本减少一半，浪费油耗成本，破坏了环境损伤了汽车。

实用新型内容

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种安全防爆式内燃机用电解槽，其特征在于，包括电解槽、设置在电解槽内的阴极石墨电极和阳极钛合金电极、设置在电解槽内位于阴极石墨电极和阴极钛合金电极之间垂直放置的隔板、分别与阴极石墨电极和阴极钛合金电极连接并位于电解槽底部的阴极连接螺杆以及阳极的连接螺杆、设置在电解槽顶端的出气管和进液孔、与电解槽连接的控制传感组件、通过车载电瓶与电解槽的阴极连接螺杆以及阳极连接螺杆连接的总启开关、以及设置在电解槽外壁的安全罩。

在上述的一种安全防爆式内燃机用电解槽，所述的控制传感组件包括一个液面传感器，液面传感器的一端传感头通过电解槽的侧面伸入到电解槽内，液面传感器的输出端与一个中央控制器ECU连接。

在上述的一种安全防爆式内燃机用电解槽，所述的中央控制器ECU上还连接有一个倾倒传感器。

在上述的一种安全防爆式内燃机用电解槽，所述的液面传感器的一端传感头伸入到电解槽内的垂直高度与隔板的垂直高度相同。

因此，本实用新型具有如下优点：

一百年来没有人提出和实践过内燃机可利用离子水快速分解为O₂和H₂与燃油再次混合燃烧，如用普通水电离分解速度慢效果差；所谓安全防爆式电解槽核心设计是把两个电极，阴极石墨和阳极钛合金永远放在电解液中防止电离物闪爆，只有完全的安全设计才能真正运用于实践。内燃机利用空气一次混氧燃烧理论上有83%的燃料没有完全燃烧。在海拔5千米高空的空气含氧量约在10%，1万米在6%几乎是地面燃烧率的1/2～1/4，使地面造成立体环境破坏，地球沙漠化在70%，由于不完全燃烧造成的雾霾，每年给人类造成巨大损失，为此我们在世界范围内首先提出二次、三次混氧燃烧，所谓二次是“油氧共混”燃油中加活性氧，所谓三次混氧燃烧就是利用水或空气分离，把新鲜的活性氧再次混入节气门的燃烧室中，消除燃油产生的SO₂、CO、NO_X、HC等化合物，达到标本兼治，节省能源、提升动力、降低噪音、减少积碳、节约粮食，把乙醇、甲醇从燃油中彻底剃出，过去一次混氧燃烧单位时间喷1ml，现单位时间喷油量可减半，动力不变，由于第三次混的氧、氢是老氧的三倍活力，燃烧更加充分完全，它的发明可解决当今世界上节能环保的顶尖难题。

附图说明

图1 为本实用新型的主视结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。图中，电解槽1、阴极石墨电极2、阳极钛合金电极3、隔板4、液面传感器5、进液孔6、电解液7、安全罩8、出气管9、总启开关10、车载电瓶11、阴极连接螺杆12、阳极连接螺杆13、中央控制器ECU14、倾倒传感器15。

实施例：

首先，介绍一下本实用新型的机械机构：本实用新型包括电解槽1、设置在电解槽1内的阴极石墨电极2和阳极钛合金电极3、设置在电解槽1内位于阴极石墨电极2和阴极钛合金电极3之间垂直放置的隔板4、分别与阴极石墨电极2和阴极钛合金电极3连接并位于电解槽1底部的阴极连接螺杆12以及阳极的连接螺杆13、设置在电解槽1顶端的出气管9和进液孔6、与电解槽1连接的控制传感组件、通过车载电瓶11与电解槽1的阴极连接螺杆12以及阳极连接螺杆13连接的总启开关10、以及设置在电解槽1外壁的安全罩8。

控制传感组件包括一个液面传感器5，液面传感器5的一端传感头通过电解槽1的侧面伸入到电解槽1内，液面传感器5的输出端与一个中央控制器ECU14连接；中央控制器ECU14上还连接有一个倾倒传感器15；液面传感器5的一端传感头伸入到电解槽1内的垂直高度与隔板4的垂直高度相同。

工作时，电解液7是小于30%碱性电解液，它的产氧速度比普通水产氧速度快10-20倍；电解液中的隔板4可保证阴极石墨电极2、阳极钛合金电极3永远浸泡在电解液7中，防止闪爆及不安全短路等现象，当电解液7低于隔板4时，液面传杆器5通过中央控制器ECU传递到驾驶室报警。电解槽1的外部有金属外壳的安全罩8起强力保护作用，电解槽1下部阴极石墨电极2、阳极钛合金电极3分别与阴极连接螺杆12、阳极连接螺杆13固定连接同时利用车载电瓶11并与其负极和正极通过总启开关10相互连接，当总启开关10把发动机起动的同时电解槽1开始通电产O₂与H₂被发动机负压给吸走与空气混合富氧化燃烧，可使燃烧更完全，节约能源25-50%，配合二次混氧燃烧基本消除内燃机对环境的污染。如果汽车意外翻倒、碰撞车载倾倒传杆指示器会通过ECU指令停止断电安全保护当电解液7低于隔板时保证石墨电极和钛合金电极永远浸泡在电解中防止电极裸露在外部，确保安全。同时当电解液7低于隔板4时，液面传感器5向车载中央控制器ECU14指示报警，需补充电解液7，阴极连接螺杆12、阳极连接螺杆13分别与电瓶11的负极与正极连接，中间有总启开关10总体控制，当内燃机起动时，石墨电极和钛合金电分别产生H₂与O₂通过出气管与空气一起进入负压的发动机燃烧室燃烧。

另外，汽车固有倾倒传感器15，当汽车碰撞倾倒时ECU指示发动机自动断电停机，安全罩也能对电解槽1起到安全保护作用，多项措施确保整车安全。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电解槽1、阴极石墨电极2、阳极钛合金电极3、隔板4、液面传感器5、进液孔6、电解液7、安全罩8、出气管9、总启开关10、车载电瓶11、阴极连接螺杆12、阳极连接螺杆13、中央控制器ECU14、倾倒传感器15等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims

1.一种安全防爆式内燃机用电解槽，其特征在于，包括电解槽（1）、设置在电解槽（1）内的阴极石墨电极（2）和阳极钛合金电极（3）、设置在电解槽（1）内位于阴极石墨电极（2）和阴极钛合金电极（3）之间垂直放置的隔板（4）、分别与阴极石墨电极（2）和阴极钛合金电极（3）连接并位于电解槽（1）底部的阴极连接螺杆（12）以及阳极的连接螺杆（13）、设置在电解槽（1）顶端的出气管（9）和进液孔（6）、与电解槽（1）连接的控制传感组件、通过车载电瓶（11）与电解槽（1）的阴极连接螺杆（12）以及阳极连接螺杆（13）连接的总启开关（10）、以及设置在电解槽（1）外壁的安全罩（8）。

2.根据权利要求1所述的一种安全防爆式内燃机用电解槽，其特征在于，所述的控制传感组件包括一个液面传感器（5），液面传感器（5）的一端传感头通过电解槽（1）的侧面伸入到电解槽（1）内，液面传感器（5）的输出端与一个中央控制器ECU（14）连接。

3.根据权利要求2所述的一种安全防爆式内燃机用电解槽，其特征在于，所述的中央控制器ECU（14）上还连接有一个倾倒传杆器（15）。

4.根据权利要求3所述的一种安全防爆式内燃机用电解槽，其特征在于，所述的液面传感器（5）的一端传感头伸入到电解槽（1）内的垂直高度与隔板（4）的垂直高度相同。