TW201042136A - Hydrogen fuel mixing control system - Google Patents

Description

201042136 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 &本發明是有關於一種混合A氣燃料控制系、统，特別是 指一種適用於機車上，利用電解水所產生之氨氣，提供引 擎之燃燒室混合油氣燃料進行燃燒之混合氯氣燃料控制系 統。 【先前技術】 隨著工業的蓬勃發展，燃油、燃煤或天然氣成為主要 的燃料來源，但是燃燒這些能源都會排放大量的二氧化碳 和其他污染氣體，造成地球的暖化與空氣的污染，是人類 永續發展最大的殺手。為了減少二氧化碳的排放量，目前 具體的方法大致有二種，其一是Γ節能」，即透過控制化石 燃料的使用用量來減少二氧化碳排放；其二是開發並使用 「新能源」，即不使用化石燃料，改用新能源來達到減少二 氧化碳排放或零排放的目標。以新能源的開發為例，氫原 子疋自然界裡最小、最輕、最簡單的原子，且宇宙中百分 之九十的原子是氫氣原子，並以水和碳水化合物的形式到 處存在地球上’且燃燒時只會排放水氣，無毒性，不會污 染空氣或傷害大氣而造成地球暖化現象，屬於近年來積極 開發的綠色能源之一。 如我國公開第200806879號「氫氧氣機車喷射引擎」專 利申請案’該案即在於揭露一種利用電解水所產生的氫氣 及氧氣提供引擎使用，其構造設計如圖1所示，該案主要是 利用純硫酸（H2S〇4)為觸媒，與純水（mo)調成一定比例的混 201042136 :液作為燃料’儲存於一燃料箱i (中，經由燃料泵I〗、濾 清器13、調麼器14、單向㈣進入一電解分離裝置本㈣ f ’由-發電機17提供電力電解該混合液燃料，以產生氩 氣與氧氣二氫氣經由一壓力開關18傳送至氯氣喷射控制總 成19，而氧氣則傳輸至氧氣喷射控制 ― 射至引擎本㈣中，分別以氣氣作為燃料，以氧一 燒。 …、 雖然壓力開關18是用於控制電解時間，但是真正影響 所產生的氫氣量與氧氣量大小的因素是輪入電解分離裝置 本體16中的電流大小，此鍤習 此種I知虱氧乳機車噴射引擎卻未 見有控制輸入電解分齙p蒈士 娜刀離裝置本體16之電流大小的機制，再 加上未設置有偵測電解所產生的氫氣量是否足夠供引擎使 用以及即時調整改變電解睥 電解時間之叹计，以致當輸入引擎之 聽或乳氣發生不足量，或是任—者過量時，不但會影響 油軋混合，也會影響燃燒效率。 【發明内容】 因此，本發明之一目的， ^^ , 的即在k供—種混合氫氣燃料 控制系統’適用於機車上利 敬…一 用電子控制單元隨時監測引 擎燃燒至内的氧氣量及電解k moo 電解水後所產生的氫氣量，以隨時 凋整電解速度’進而能釋出適 環保需求。 適置的風氣供使用，更能符合 於是丄本發明混合氫氣燃料控制系統用以與一機車 之引擎進氣系統相連接，該弓丨擎* -與該引擎㈣接並缺供 彳引擎 翠運作所需燃料之燃料裝 201042136 貞測該引擎的轉速與該引擎的油門開度以調整輸 以丨擎的空氣與燃油比之電子控制單元、一能提供各组 =所需電力之電源供應單元;該混合氣氣燃料控制系

G ❹ 電解I置’具有""盛裝有電解液之電解槽，以及多 數片間隔地相連設置在該電解槽内並浸泡在該電解液中之 電極板，該等電極板並與該電源供應單元電性連接 對該電解液通電而電解產生氫氧氣； —氫氣管，連接於該電解裝置與該引擎進氣系統之間 ，=以將該電解裝置經電解作用所產生的氫氣導引輸入該 引擎進氣系統中；及 -感知器’設於該引擎進氣系統中且與該電子控制單 兀電性連接’用以感測該引擎進氣系統中的氧氣量；藉此 由該電子控制單元依據該感知器所測得的氧氣量，控制該 電源供應單元輸入該電解裝置之電流大小，以決定該電解 裝置電解作用所能產生的氩氣量。 本發明之功效在於利用電子控制單元依據感知器所測 得的引擎燃燒室内的氧氣量，而控制電源供應單元調整輸 入電解裝置之電流大小’以獲取適量氫氣，同時藉電子控 制單元隨時監控燃燒室中的氧氣量及電解產生的氫氣量， 以隨時調整電解速度，進而能釋出適當量的氫氣供使用。 【實施方式】 u 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中’將可 201042136 清楚的呈現。 參閱圖2,是本發明混合氫氣燃料控制系統一較佳實施 例，該混合氫氣燃料控制系統2是與機車之引擎進氣系統3 相連接。所述引擎進m 3包括有具有—㈣室3ΐι之 引擎31與引擎3丨的燃燒室311相連接並能提供引擎 31運作所需燃料之燃料裝置32、—能偵測引擎31的轉速 與引擎31的油門開度以調整輸入引擎31的空氣與燃油比 之電子控制單元（Electronic Control UnitECU)33、一能 提供各組成元件所需電力之電源供應單元34、一連接引擎 31的燃燒室311之進氣歧管35、一連接電源供應單元％ 之分電盤36 ’以及-與電源供應單元34電性連接且能控制 輸入進氣歧管35的外界空氣量之辅助空氣閥37。其中電源 供應單元34具有-電瓶34卜及多數個連接於電瓶341與 電子控制單元33之間的繼電器342。由電子控制單元33控 制該等繼電器342之啟閉以決定電瓶341輸出電流之大小 。由於機車之引擎進氣系統3並非為本發明之標的所在， 故在此不再細述。 而該混合氫氣燃料控制系統2包括一電解裝置21、一 連接於電解裝置21與進氣歧管35之間的氫氣管22，以及 D又於引擎進氣系統3之進氣歧管35中且與電子控制單元 33電性連接之感知器23〇其中電解裝置21具有一盛裝有 電解液211之電解槽212,以及多數片間隔地相連設置在電 解槽212内並浸泡在電解液211中之電極板213，該等電極 板213並與上述電源供應單元34電性連接，藉此對電解液 201042136 211通電而電解產生氫氣與氧氣。另外，本發明中的電解液 可=是水、或水加氫氧化鈉、或水加氫氧化鉀，在本實施 例是以水加氫氧化鈉做說明。至於感知器23則是用以感測 進入引擎31的燃燒室311内的氧氣量。 卜此外，該混合氫氣燃料控制系統2還可包括有一設於 氫氣管22中並能用則貞測電解裝置21所產生的氫氣量之 摘測器24’該偵測器24並與該電子控制單元33電性連接

’且债測器24的偵測訊號並回饋至電子控制單元33，由電 子控制單元33判斷該電解裝置21的電解速度是否足 擎31運作所需。 y' 閱圖2 ’在使用上，利用電源供應單元34提供電 =置21電㈣需的電力，以電解水產生氫氣與氧氣1

虱孔經由風氣管22輸入進氣歧管35，進而導入引擎W ^燃燒室311内與燃料裝置32所輸入之油氣混合為燃料使 :時藉感知器23感測燃燒室311内的氧氣量並回饋至 電子控制單元33，雷早批也丨萤；* 例如Μ “ +控財70 33再依據當時動力需求， 弓I擎轉速、油門開度等，且憑藉其内建之資料庫，計 =控制電流，以調整控制電解裝置Μ之電流大小 偵C21能產生適量的氫氣，而釋出的氫氣可經 / » 24之_細饋至電子㈣單 =單…以更準確地判斷電解速度是否 201042136 使外界Μ經由進氣歧管35輪人㈣31之燃燒室3ιι内 輔助燃燒。 二二上所述’本發明混合氫氣燃料控制系統2藉由上述 之-又计’電子控制單元33能依據感知器23所測得進入引 擎之燃&室311内的氧氣量’而控制電源供應單元34 ㈣輪人電解裝置21之電流大小，以獲取適量氳氣，同時 糟電子控制單元33隨時監㈣燒室311㈣氧氣量及電解 產士的氫氣量’以隨時調整電解速度，進而能釋出適當量 的氫氣供使用。故確實能達成本發明之目的。 准以上所述者’僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是我國公開第200806879號「氫氧氣機車噴射引 擎」專利中請案之—系統構造及諸元件示意圖，特別說明 的是，在未脫離原圖範疇之原則下，本圖稍有簡略線條· 及 …、’ 圖2疋配置圖，說明本發明混合氫氣燃料控制系統 —較佳實施例。 201042136 - 【主要元件符號說明】 2混合氫氣燃料控制系統 35進氣歧管 3引擎進氣系統 36分電盤 21電解裝置 37輔助空氣閥 22氫氣管 211電解液 23感知器 212電解槽 24偵測器 213電極板 31引擎 311燃燒室 32燃料裝置 341電瓶 33電子控制單元 342繼電器 34電源供應單元 9

Claims (1)

1. 201042136 七、申請專利範圍： 1. 一種混合氫氣燃料控制系統，用以與一機車之引擎進氣 系統相連接，該引擎進氣系統包括有一引擎、一與該= 擎相連接並能提供該引擎運作所需燃料之燃料裝置、x 一 能監控輸入該引擎内的空氣與燃油比之電子控制單元， 及一能提供各組成元件所需電力之電源供應單元 π 口虱氣燃料控制系統包括： -電解裝置，具有一盛裝有電解液之電解槽，以及 多數片間隔地相連設置在該電解槽内並浸泡在該電解液 中之電極板，該等電極板並與該電源供應單元電性連接 ’用以對該電解液通電而電解產生氫氧氣； 二 置r解作用所產生：： -----％ T儿畀钱電子控制 藉此* 接用u感測該引擎進氣系統中的氧氣量，· =該電子㈣單元依據該感知器所測得的氧氣量， 6以電源供應早π輸人該電解裝置之電流大小，以決 疋該電解裝置電解作用所能產生的氯氣量。 ‘、 依π請專利範圍第1項所述之混合氯氣燃料控制系统 括-4 ^ ^ …、燒至，而該引擎進氣系統還包 該進氣歧管相、卓垃 至之進虱歧官，該燃料裝置並與 产 接’以導引燃料輸入該燃燒室内，另外 〜風氣皆是連接於該電解裝置與該進氣歧管之間。 10 201042136 3_依據申請專利範圍第丨或 各你s 飞z項所述之混合氫氣燃料控制 =還包括有一用以偵測該電解裝置所產生的氮氣量 ;=，該伯測器並與該電子控制單元電性連接，且 u偵'則态的偵測訊號並回饋至嗜雷早批制„- ,_ _ ^ ^ ^ 明王°茨電子控制早兀，由該電 千控制單元判斷該雷 電解裝置的電解速度是否足供該引擎 運作所需。 4 ·依據申請專利篛圍笛 ’ 圍第3項所述之混合氫氣燃料控制系統 ，其中，該偵測器是設於該氫氣管中。 Ο 5.依據申請專利範图笛yl τΒ β 圍第4項所述之混合氫氣燃料控制系統 ，其中，該電解液為水。 6·依據申請專利筋圍笼d 耗圍第4項所述之混合氫氣燃料控制系統 其中1¾電解液為水加氫氧化鈉。 7·依據f請專利範圍第4項所述之混合氫氣燃料控制系統 ’其中，該電解液為水加氫氧化鉀。

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