一種內(nèi)燃機(jī)用氫氧電解裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)用氫氧電解裝置，包括電解槽（1），總啟開關(guān)（10）和控制傳感組件。本發(fā)明消除汽車內(nèi)燃機(jī)尾氣中的HC、CO、NOX可分別達(dá)到96%、99%、35%達(dá)到節(jié)能25-50%的效果，本發(fā)明中電解液可以不停機(jī)添加；氫氧輸出時(shí)有單向閥控制；電流的大小可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)大小用電壓控器輔助控制；汽車內(nèi)燃機(jī)整體結(jié)構(gòu)不變，因?yàn)殡娊庋b置每小時(shí)僅消耗20ml左右濃度為1-1.5%的氫氧化鉀電解液，所以整個(gè)電解裝置實(shí)際體積較小，可以把它放在電瓶位或者后備箱中，確保安全、實(shí)用、廉價(jià)、節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】—種內(nèi)燃機(jī)用氫氧電解裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電解裝置，尤其涉及一種內(nèi)燃機(jī)用氫氧電解裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)發(fā)展至今已有150多年的歷史，它為人類的文明和發(fā)展立下了豐功偉績，隨著人民生活的不斷提高，汽車已經(jīng)如同自行車一樣走入平常百姓人家，我國從七十年代幾千萬輛(臺(tái))內(nèi)燃機(jī)至今已超過了 3億臺(tái)(套)，每年汽車生產(chǎn)按9%速度迅猛發(fā)展，僅2013年產(chǎn)銷超過1900萬臺(tái)(套)，這還不包括摩托、農(nóng)用拖拉機(jī)、艦船、農(nóng)用柴油機(jī)、建筑機(jī)械、飛機(jī)、坦克、發(fā)電機(jī)等等。按中國內(nèi)燃機(jī)協(xié)會(huì)2013公布我國內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)量在5000萬臺(tái)(套)以上，內(nèi)燃機(jī)是我國重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和⑶P的主要來源，也是家喻戶曉愛不釋手的運(yùn)載工具，但是很多人不知道我國是一個(gè)人均能源相當(dāng)匱乏的國家，輸入的石油、原油、天然氣的70-80%是依賴國外，這和我國糧食的安全線80%在國內(nèi)形成鮮明對(duì)照。
[0003]具國外能源專業(yè)機(jī)構(gòu)勘察，我國自身的全部原油僅約占世界的1.5%，中國的人口每年按2千萬增長不久就會(huì)突破15億人口，頂峰時(shí)在16億左右，節(jié)約能源刻不容緩科技創(chuàng)新勢在必行。2013年經(jīng)衛(wèi)星搖桿測試除海南省、西藏自治區(qū)外大部份城鎮(zhèn)污染、主要城市霧霾天氣全年過半，并發(fā)生了十幾省市燒烤模式，有的城市可謂百年一遇的高溫天氣，人為的自然災(zāi)害頻發(fā)，損失超過千億，北京環(huán)科院長潘濤說:機(jī)動(dòng)車排放是大氣污染主要來源毋庸置疑?？傮w來說，目前大氣污染較為嚴(yán)重，仍呈現(xiàn)復(fù)合型特征，也就是說污染的來源非常復(fù)雜，既有電廠工業(yè)、居民燃煤燃?xì)馀欧盼廴?，也有汽車尾氣揮發(fā)性有機(jī)物，揚(yáng)塵的污染排放，目前發(fā)達(dá)國家燃煤污染的問題已經(jīng)基本解決，主要矛盾是治理內(nèi)燃機(jī)機(jī)動(dòng)車污染。例如:我國當(dāng)前處于燃煤和機(jī)動(dòng)車污染并存階段，北京在2012總數(shù)已突破550萬輛按10%年率增長，可能已超過600萬輛，這還不包括摩托車、農(nóng)用車、工程機(jī)械、發(fā)電機(jī)每日幾百次的飛機(jī)起落。雖然在限號(hào)購車，但根本無法阻擋人們購車的熱情。內(nèi)燃機(jī)仍是GDP除房地產(chǎn)外高速增長點(diǎn)。
[0004]從2007年污染源普查開始，首都環(huán)科院一直致力于北京大氣污染源排放清單的編制，更新工作，具統(tǒng)計(jì)北京生成PM 2.5的兩種最主要產(chǎn)的產(chǎn)前體物(通過反應(yīng)能夠生成PM2.5的氣態(tài)物質(zhì))氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物，機(jī)動(dòng)車排放所占比重分別高達(dá)42%和32%，這更加直接印證了機(jī)動(dòng)車尾氣是首都大氣污染的主要元兇。從汽車制造業(yè)看內(nèi)燃機(jī)工業(yè)已超過150年歷史，它們?nèi)紵淖畲筇攸c(diǎn)是利用空氣一次混氧燃燒，根據(jù)汽油的主要燃料辛烷燃燒方程式看:
C8H18+12.502=8C02+9H20
一份辛烷(C8H18)汽油完全燃燒需要12.5份氧氣才能完全燃燒，然而空氣中78%的氮?dú)獠豢扇紵瑑H有20%的氧氣(環(huán)境已經(jīng)污染)可以助燃，氮?dú)庥酗@著的阻氧化，阻燃燒功能，按內(nèi)燃機(jī)壓縮比1: 10計(jì)算一份辛烷在自然界燃燒時(shí)僅有0.168份辛烷汽油被燃燒，用理論值I一0.168=0.832份大約83.2%的辛烷汽油沒有完全燃燒，導(dǎo)致汽車尾氣中產(chǎn)生大量氮氧化物，一氧化碳、碳?xì)浠衔铩２裼?C18H24)、航空汽油、煤油碳分子鏈長的石油化合物更是無法完全燃燒。
[0005]內(nèi)燃機(jī)利用普通燃料一次混氧持續(xù)燃燒溫度在500°C左右，然而普通燃料經(jīng)過三次混氧燃燒后，溫度可達(dá)3400°C，幾秒鐘臨界溫度為1535°C鋼板燒化，這一事實(shí)證明，普通燃料有70-80%沒有完全燃燒白白浪費(fèi)了，造成能源浪費(fèi)全世界性的霧霾氣候，生態(tài)環(huán)境遭受立體破壞，如果燃料辛烷是完全燃燒，它產(chǎn)生的CO2和H2O可以被植物、河水、海水、沙石完全吸收，達(dá)到生態(tài)平衡?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)證明植物不吸收內(nèi)燃機(jī)排放出不完全燃燒的C0、N0x、S02、CH等有毒物質(zhì)，它們經(jīng)光合作用生成復(fù)雜的化學(xué)物——霧霾。
[0006]我們2013年9月在百度文庫發(fā)表題為:“治理內(nèi)燃機(jī)萬億黑色⑶P的方法”一文提到:“一百多年來利用空氣混合燃燒八成的燃料沒有被利用，世界已由不完全燃燒導(dǎo)致海、陸、空立體生態(tài)環(huán)境破壞的局面，每年(按50年平均計(jì)算)的經(jīng)濟(jì)損失都會(huì)突破千億至萬億元。美國、歐洲、日本都不會(huì)幸免”。今年初明尼蘇歐洲達(dá)到零下37°C，去年末美國發(fā)生的20年一遇極地寒流造成數(shù)以億計(jì)的美國公民受災(zāi)，去年四季度日本南面的菲律賓遭受熱浪強(qiáng)風(fēng)暴死傷慘重，有時(shí)候生命是不能用金錢衡量的，生命是不可輪回的。近期日本東京又遇40年一遇的暴風(fēng)雪，英國同樣也不例外，這說明我們的預(yù)見基本屬實(shí)。
[0007]如果我們?nèi)祟惗及汛耸庐?dāng)作與已無關(guān)，除了戰(zhàn)爭在幾十年內(nèi)會(huì)繼續(xù)暴發(fā)外，類似敘利亞13.5萬人生靈涂碳會(huì)成倍增加，各國在中東地區(qū)的爭奪戰(zhàn)每天都在上演，自然界環(huán)境仍會(huì)風(fēng)沙滾滾，霧霾重重、極冷極熱，地動(dòng)山搖，不均衡的狂風(fēng)暴雨大水圍域，這些因環(huán)境及生態(tài)條件被破壞的場面會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)在人民的痛苦記憶中，千萬不要忘記地球是個(gè)楕圓的，地球資源不是無限的。二千年前的孔子曾說道:如果得罪了天那就沒有什么可以禱告了，我們?yōu)榱松鎽?yīng)該盡快從溫水煮青蛙中跳出來。
[0008]為此我們提議開展“百年內(nèi)燃機(jī)的第三次革命”它的內(nèi)容核心理論是“油氧共混”燃油燃?xì)饣疃瓤烧{(diào)把不完全燃燒改變?yōu)橄鄬?duì)完全燃燒，二次三次混氧燃燒實(shí)施依據(jù)“水火同源”滿足燃燒方程，它是世界上唯一可以解決內(nèi)燃機(jī)不完燃燒造成八成能源浪費(fèi)，環(huán)境破壞造成霧霾的治本方法。人大政協(xié)會(huì)議有人提議用電動(dòng)車逐步替代中國的3-4億臺(tái)(套)內(nèi)燃機(jī)，五大洲有多少內(nèi)燃機(jī)呢？不現(xiàn)實(shí)、不科學(xué)，不治本，人類幾十年內(nèi)一定會(huì)“水中取火”同時(shí)陰陽極可通過套管單獨(dú)收集氫氣和氧氣，找到取之不竭、廉價(jià)、安全無污染的能源寶庫。
[0009]英國科學(xué)家1945年諾貝爾獲得者青霉素發(fā)明人亞歷山大.弗萊明1928年提出以毒攻毒治療人體一般性病毒細(xì)菌，他把青霉素菌制成藥丸因在腸胃中不能頓化，終達(dá)不到良好效果。美國科學(xué)家諾貝爾獎(jiǎng)獲得者錢恩特，佛洛里在十年后把青霉素菌注入人體血液終獲成功，并獲得美國政府大力支持，在二戰(zhàn)中拯救無數(shù)生命，他的發(fā)明原理76年來給現(xiàn)代人受益多多?？上攵诋?dāng)時(shí)把青霉毒素注入人體血液需要多大的勇氣和智慧，我們可以把發(fā)明家的思維方式運(yùn)用到當(dāng)今內(nèi)燃機(jī)節(jié)能環(huán)保治理霧霾之中，理論上和實(shí)踐中徹底突破“油氧不能共混”的禁區(qū)，為內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)發(fā)展打拼一番新天地。
[0010]從1901年來世界上已有600多位科學(xué)家的創(chuàng)新發(fā)明獲得諾貝爾獎(jiǎng)，他們想前人不敢想，做后人不敢做的事，結(jié)合實(shí)際努力實(shí)驗(yàn)，為人類創(chuàng)造輝煌，我們不要總盯著四大發(fā)明，也可為人類實(shí)實(shí)在在的搞出新發(fā)明新創(chuàng)造，不要論資排輩或亦步亦趨跟在別人后面打“小算盤”(據(jù)統(tǒng)計(jì)600年內(nèi)最重要的發(fā)明)，要搞向哥倫比亞大學(xué)1958年創(chuàng)造互聯(lián)網(wǎng)那樣的“大算盤”。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了內(nèi)燃機(jī)徹底消除因不完全燃燒產(chǎn)生的環(huán)境污染造成霧霾和80%能源浪費(fèi)，我們在“油氧共混” “水火同源”的基礎(chǔ)上提出了本專利，它可以成為內(nèi)燃機(jī)二次混氧燃燒的一種基本方法和模式，其具體技術(shù)方案如下:
一種內(nèi)燃機(jī)用氫氧電解裝置，包括電解槽(1 )，總啟開關(guān)(10)和控制傳感組件；所述電解槽(1)內(nèi)設(shè)置有陰極石墨電極(2)、陽極鈦合金電極(3)、位于陰極石墨電極(2)和陽極鈦合金電極(3)之間垂直放置的隔板(4)、分別與陰極石墨電極(2)和陽極鈦合金電極(3)連接并位于電解槽(1)底部的陰極連接螺桿(12 )及陽極連接螺桿(13 )，所述電解槽(1)頂端設(shè)置有出氣管(9)和進(jìn)液孔(6);所述出氣管(9)上設(shè)置有安全單向閥(16)、進(jìn)液孔(6)下方設(shè)置有和電解槽相通的加液插管(18);所述控制傳感組件與電解槽(1)連接；所述總啟開關(guān)(10)分別與電解槽(1)的陰極連接螺桿(12)和陽極連接螺桿(13)連接，總啟開關(guān)(10)與陰極連接螺桿(12)之間設(shè)置有車載電瓶(11)，總啟開關(guān)(10)與陽極連接螺桿(13)之間設(shè)置有電壓調(diào)解器17。
[0012]所述控制傳感組件包括一個(gè)液面?zhèn)鞲衅?5)，液面?zhèn)鞲衅?的一端傳感頭通過電解槽(1)的側(cè)面伸入到電解槽(1)內(nèi)，液面?zhèn)鞲衅?的輸出端與一個(gè)中央控制器ECUl (4)連接。
[0013]所述中央控制器E⑶14上還連接有一個(gè)傾倒傳感器(15)。
[0014]所述液面?zhèn)鞲衅?5)的一端傳感頭伸入到電解槽(1)內(nèi)的垂直高度與隔板(4)的垂直高度相同。
[0015]所述電解槽(1)的外壁設(shè)置有安全罩(8)。
[0016]該電解裝置特點(diǎn)之一是兩極石墨陽極和鈦合金陰極永遠(yuǎn)浸泡在電解液中，不發(fā)生閃爆確保安全。第二是電離出的H2氣和O2氣的電解液有微量的Κ0Η，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)排量不同濃度可調(diào)，電解裝置中的總電壓可以用調(diào)壓器調(diào)解。第三是當(dāng)總啟動(dòng)開關(guān)打開時(shí)，即刻4氣和O2氣以2:1的量瞬時(shí)產(chǎn)生,它的產(chǎn)生速度是H2O的產(chǎn)氫,氧速度的60倍/每小時(shí),在電壓為1OV時(shí)電離一小時(shí)，僅消耗KOH濃度為1%時(shí)的電解液20ML，換算成氫氣為44升，氧氣為22升電壓不變，成本幾分錢，發(fā)電機(jī)仍有充電功能。第四當(dāng)總開啟發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)停止時(shí)產(chǎn)氧和氫即刻停止電離。第五是氫氧氣產(chǎn)生后通過單向閥門進(jìn)入節(jié)氣門，確保燃?xì)獠换鼗?。第六是?nèi)燃機(jī)發(fā)生頃斜碰撞，翻車時(shí)ECU自動(dòng)斷電，也可根據(jù)車速的大小調(diào)解電流大小，直接控制產(chǎn)氧氣和氫氣的量，當(dāng)電解液面低于隔板時(shí)ECU報(bào)警器指示人為添加電解液。第七原單位的噴油量減少1/3~1/2內(nèi)燃機(jī)功率不變，節(jié)省燃料25飛0%，由于富氫氧能量燃燒中新鮮氫氣氧氣的活度是空氣的3倍以上,燃燒產(chǎn)生的幾乎全是H2O氣和CO2氣用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物測試HC、CO和NOx使用歐洲111標(biāo)準(zhǔn)。參見部份測驗(yàn)數(shù)據(jù)見表一
減少HC (碳?xì)浠衔?99%，減少CO (—氧化碳)96%，減少NOx (氮氧化物)35%。
[0017]廠牌:N1SSANX-TRA1L排氣量:2.0L年份2005行駛里程788088公里(表一)
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)用氫氧電解裝置，其特征在于:包括電解槽(1)，總啟開關(guān)(10)和控制傳感組件；所述電解槽(I)內(nèi)設(shè)置有陰極石墨電極(2)、陽極鈦合金電極(3)、位于陰極石墨電極(2)和陽極鈦合金電極(3)之間垂直放置的隔板(4)、分別與陰極石墨電極(2)和陽極鈦合金電極(3 )連接并位于電解槽(I)底部的陰極連接螺桿(12 )及陽極連接螺桿(13 )，所述電解槽(I)頂端設(shè)置有出氣管(9)和進(jìn)液孔(6);所述出氣管(9)上設(shè)置有安全單向閥(16)、進(jìn)液孔(6)下方設(shè)置有和電解槽相通的加液插管(18);所述控制傳感組件與電解槽(I)連接；所述總啟開關(guān)(10)分別與電解槽(I)的陰極連接螺桿(12)和陽極連接螺桿(13)連接，總啟開關(guān)(10)與陰極連接螺桿(12)之間設(shè)置有車載電瓶(11)，總啟開關(guān)(10)與陽極連接螺桿(13 )之間設(shè)置有電壓調(diào)解器(17)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)用氫氧電解裝置，其特征在于:所述控制傳感組件包括一個(gè)液面?zhèn)鞲衅?5 )，液面?zhèn)鞲衅?5 )的一端傳感頭通過電解槽(I)的側(cè)面伸入到電解槽(I)內(nèi)，液面?zhèn)鞲衅?5)的輸出端與一個(gè)中央控制器E⑶(14)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)燃機(jī)用氫氧電解裝置，其特征在于:所述中央控制器ECU(14)上還連接有一個(gè)傾倒傳感器(15)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)用氫氧電解裝置，其特征在于:所述液面?zhèn)鞲衅?5)的一端傳感頭伸入到電解槽(I)內(nèi)的垂直高度與隔板(4)的垂直高度相同。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的一種內(nèi)燃機(jī)用氫氧電解裝置,其特征在于:所述電解槽(I)的外壁設(shè)置有安全罩(8)。
【文檔編號(hào)】C25B1/04GK103789785SQ201410068208
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】劉鋼鑄, 龔翠紅 申請人:武漢大學(xué)