機動載具的氫氣混合輔助燃燒引擎系統的制作方法
【專利摘要】一種機動載具的氫氣混合輔助燃燒引擎系統，包含：一包括一進氣口的引擎；一空氣濾清器；一進氣管，與該進氣口及該空氣濾清器相互連接；一節氣閥，設于該進氣管中，介于該進氣口及該空氣濾清器間；一氫氣產生器，產生一含氫氣體；一幫浦，與該氫氣產生器及該進氣管連接，而將來自該氫氣產生器的該含氫氣體打入該進氣管；及一速率控制器，與該幫浦電連接，并可手動調整該幫浦的速率，使得在駕駛該機動載具時能調整該含氫氣體自該氫氣產生器進入該進氣管的量。借著本發明該氫氣混合輔助燃燒引擎系統，可使該含氫氣體穩定產生，并可控制該幫浦的速率及因此進入該引擎的含氫氣體量，從而防止行駛下坡時剎車困難或剎車距離不足的情況發生。
【專利說明】機動載具的氫氣混合輔助燃燒引擎系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機動載具的氫氣混合輔助燃燒引擎系統，特別是涉及一種包括一氫氣產生器及一幫浦以抽取氫氣產生器產生至引擎的一含氫氣體之機動載具的氫氣混合輔助燃燒引擎系統。
【背景技術】
[0002]美國專利號5，494，538公開一種氫氣產生系統，包括一鎂混合物，可于一氯鹽存在時與水反應產生氫氣。
[0003]一機動載具一般而言包括一具有一可移動地設置于一氣缸的活塞的引擎，及一具有一供給一所需量的大氣空氣進入該氣缸的節氣閥的空氣進氣系統。在該活塞的一空氣進氣行程期間，該活塞自該氣缸的一頂端下降至一底端以于該氣缸中產生一真空而使該大氣空氣被該大氣壓力壓迫而流過該節氣閥及一空氣進氣閥并進入該氣缸。該節氣閥的一開口可根據該引擎的速率調整控制大氣空氣流進該引擎的流動速率。
[0004]美國專利號6，912，977公開一種提供一含氫氣體混合物的裝置，用于以氫氣輔助一引擎燃燒。該含氫氣體混合物是由一電解池產生。該裝置包括一空氣進氣口，一氫氣進氣口，一用于以引自氫氣進氣口的氫氣及引自空氣進氣口的空氣來產生燃料混合物的混合室，及一控制通過該混合室的氣流的控制器。該控制器控制一蝶形閥(butterfly valve)的開口率及以改變該氣流通過該混合室的有效截面的方式對一空氣速率進行控制，且較佳地是以一環形軸環的形式排列于該混合室以便徑向膨脹或收縮。該前述專利也公開當引擎運行于一較低速率時需要一較高的氫氣量以獲得一較高的燃料消耗降低量。
[0005]雖前述專利并未明確地做出如下表示，但可根據前述專利全部的公開內容合理地推知，該引擎的一進氣行程將該含氫氣體及大氣空氣被抽進該混合室，同時，該混合室中氣流的速率(是由蝶形閥所控制)會進一步控制在該進氣行程期間該含氫氣體抽進該混合室的量。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種包括一幫浦及一速率控制器而有益于確保氫氣產生的穩定性以預防于行駛下坡時剎車困難或剎車距離不足的情況發生的機動載具的氫氣混合輔助燃燒引擎系統。
[0007]本發明機動載具的氫氣混合輔助燃燒引擎系統，包含一包括一進氣口的引擎及一空氣濾清器；還包含一進氣管、一節氣閥、一氫氣產生器、一幫浦，及一速率控制器。
[0008]該進氣管與該進氣口及該空氣濾清器相互連接。
[0009]該節氣閥設于該進氣管中，介于該進氣口及該空氣濾清器間。
[0010]該氫氣產生器產生一含氫氣體。
[0011]該幫浦與該氫氣產生器及該進氣管連接，而將來自該氫氣產生器的該含氫氣體打入該進氣管。[0012]該速率控制器與該幫浦電連接，并可手動調整該幫浦的速率，使得在駕駛該機動載具時能調整該含氫氣體自該氫氣產生器進入該進氣管的量。
[0013]較佳地，該氫氣產生器包括一容器，一水溶液及一水反應材料，該容器于內部介定出一封閉內部空間且具有一與該封閉內部空間流體連通并與該幫浦連接的氣體出口，該水溶液儲存于該封閉內部空間，該水反應材料設置于該水溶液中且與該水溶液起反應以產生氫氣。
[0014]較佳地，該氫氣產生器還包括一氣泡產生管及一結合于該氣泡產生管的氣體調整閥，該氣泡產生管與該容器連接，并延伸進入該封閉內部空間，且具有一設置于該水溶液中的底端，使得在啟動該幫浦時，大氣空氣能被抽取而經該氣泡產生管進入該水溶液，以于該水溶液中產生攪動效應而與該封閉內部空間產生的氫氣混合并形成該含氫氣體，該氣體調整閥能調整大氣空氣流入該氣泡產生管的流率以確保該含氫氣體能穩定地自該氫氣產生器產生。
[0015]較佳地，該水反應材料是選自鎂，鋁，及其合金。
[0016]更佳地，該水反應材料是鎂。
[0017]較佳地,該水溶液含有水,醇,及酸。
[0018]較佳地，還包含一連接管及一設置于該進氣管上介于該空氣濾清器與該節氣閥間的管接頭，該連接管與該幫浦及該管接頭相互連接。
[0019]本發明的有益效果在于:借著本發明該氫氣混合輔助燃燒引擎系統中的該幫浦，可使該含氫氣體穩定產生。此外，借著本發明該氫氣混合輔助燃燒引擎系統中的該速率控制器，可控制該幫浦的速率及因此進入該引擎的含氫氣體量，從而防止行駛下坡時剎車困難或剎車距離不足的情況發生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是一系統架構示意圖，說明本發明的氫氣混合輔助燃燒引擎系統的一較佳實施例；
[0021]圖2是一剖視圖，說明該較佳實施例的一氫氣產生器；及
[0022]圖3與圖4是二示意圖，說明該較佳實施例如何安裝于一機動載具上。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。
[0024]參閱圖1至圖4，說明本發明機動載具100的氫氣混合輔助燃燒引擎系統200的第
一較佳實施例。
[0025]該氫氣混合輔助燃燒引擎系統200包含:
[0026]一引擎2，包括一進氣口 21 ;—空氣濾清器3 ;—進氣管4，與該進氣口 21及該空氣濾清器3相互連接；一節氣閥41，設于該進氣管4中，介于該進氣口 21及該空氣濾清器3間；一氫氣產生器5，產生一含氫氣體；一幫浦6，與該氫氣產生器5及該進氣管4連接，而將來自該氫氣產生器5的該含氫氣體打入該進氣管4 ;及一速率控制器7，與該幫浦6電連接，并可手動調整該幫浦6的速率，使得在駕駛該機動載具100時能調整該含氫氣體自該氫氣產生5器進入該進氣管4的量。[0027]該氫氣產生器5包括一容器51, —水溶液52 —水反應材料53, —延伸至該容器51的氣泡產生管54，一結合于該氣泡產生管54的氣體調整閥55，一經該氣體調整閥55而與該氣泡產生管54連接的空氣進氣管551，一設于該容器51中并與該氣泡產生管54連接的第一檢查閥56，一氣液分離器57，及一設置于該容器51的一底部并具有多個分開的支柱581的支架58。該容器51于內部介定出一封閉內部空間510，且具有一與該幫浦6連接以使該含氫氣體于該幫浦啟動時流過的氣體出口 512。一第二檢查閥513設置于該氣體出口512及該氣液分離器57間，并連接該氣體出口 512及該氣液分離器57。該氣液分離器57經一第一連接管81連接該幫浦6的一入氣口 61。該水溶液52儲存于該封閉內部空間510。該支架58沈浸于該水溶液52。
[0028]該水反應材料53設于該水溶液52中，以所述支柱581支撐，并與水溶液52反應產生氫氣。較佳地，該水反應材料53是選自鎂，鋁，及其合金。
[0029]該水溶液52含有水，醇及酸。醇如甲醇及乙醇,酸如鹽酸。較佳地,該水溶液52含有重量百分比20至60 %的醇，及3至9 %的酸，其余為純水。在本實施例中，該水反應材料53是鎂的多孔體(多孔鎂)，而該水溶液52含有重量百分比51%的水，40%的甲醇，及9%的鹽酸。
[0030]在本較佳實施例中，該容器51是以塑料材料制成且具有約1.5公升的體積，該水溶液52約為0.5公升，而該水反應材料53具有4厘米X 3厘米X I厘米的尺寸。
[0031]該氣泡產生管54延伸進入該封閉內部空間510,且具有一設置于該水溶液52中的底端541，使得在啟動該幫浦6時，大氣空氣能被抽取而經該空氣進氣管551及該氣泡產生管54進入該水溶液52，以于該水溶液52中產生攪動效應而與該封閉內部空間510產生的氫氣混合并形成該含氫氣體。值得注意的是，該水反應材料53與該水溶液52間的反應在無空氣氣泡被引入該水溶液52中時會變得緩慢，導致產生的氫氣不能充分供給該引擎2。如此產生的該空氣氣泡是作為一攜帶該形成于水溶液52中的氫氣進入該水溶液表面上的該封閉內部空間510中的乘載氣體(carrier gas)。若該氣泡產生管未安裝或是未延伸進入該水溶液52, —旦啟動該幫浦6,該大氣空氣會在進入該容器51后立即被抽離該容器51,而所產生的氫氣中只有非常小量能被該大氣空氣帶進該容器51。因此，不只氫氣的產生會減少，也會減低進入引擎2的氫氣的運送量。
[0032]該氣體調整閥55能調整大氣空氣流入該氣泡產生管54的流率以取得一合適的流速，并確保該含氫氣體能穩定地自該氫氣產生器5產生。舉例而言，在一實驗中發現，當引入的流經該氣泡產生管54的大氣空氣流速控制在每分鐘三公升,行駛該機動載具100于山路上時，達到汽油消耗量減少20%的效果。
[0033]由于該含氫氣體在自該氫氣產生器5抽出時會同時攜出液滴，故適合使用一氣液分離器57來分離該含氫氣體與液滴。該分離的液滴接著會回收進入該容器51。
[0034]該幫浦6具有一經一第二連接管82及一管接頭83與該進氣管4連接的出氣口62，以運送該含氫氣體進入該進氣管4。該管接頭83設于該進氣管4上且介于該空氣濾清器3與該節氣閥41間。該第二連接管82連接該幫浦6的該出氣口 62及該管接頭83。
[0035]該速率控制器7較佳地具有一控制電路，能改變該幫浦6的輸入電流，并具有一操作把手71供手動調整該輸入電流以調整該幫浦6的速率。因此，借著設置該幫浦6及該速率控制器7于該氫氣混合輔助燃燒引擎系統200中，而能控制自該氫氣產生器5抽出而進入該引擎2以輔助該引擎2中汽油燃料燃燒的含氫氣體的量。
[0036]較佳地，該氫氣產生器5是設置于該機動載具100的后側，該幫浦6設置于該機動載具100的前側相鄰于該進氣管4處，而該速率控制器7可設置于該機動載具100中相鄰于該機動載具100的一方向盤12及/或一排檔桿14處，駕駛時能加以使用以改變該幫浦6的速率。
[0037]該氫氣產生器5，該幫浦6，該速率控制器7，該第一連接管81與第二連接管82的組合的優勢在于可連接至現有機動載具的一引擎，一節氣閥，一空氣濾清器及一進氣管而不需改變該現有機動載具的結構及運作原理。 申請人:發現因為現有機動載具所具有的一剎車系統是為了沒有含氫氣體輔助的汽油燃料引擎所設計，可能會于行駛下坡期間，該引擎以汽油及該含氫氣體做燃料時(其燃燒會產生一更高的輸出動力，因該含氫氣體的燃燒有一更高的釋放熱值，并使汽油藉該含氫氣體的輔助而能完整燃燒)，導致剎車困難或剎車距離不足的情況。因此，設置該氫氣混合輔助燃燒引擎系統200中的該速率控制器7是必要的，以防止前述剎車困難或剎車距離不足的情況發生。
[0038]借著本發明該氫氣混合輔助燃燒引擎系統200中的該幫浦6，可使該含氫氣體穩定產生。此外，借著本發明該氫氣混合輔助燃燒引擎系統200中的該速率控制器7，可控制該幫浦6的速率及因此進入該引擎2的含氫氣體量，從而防止行駛下坡時剎車困難或剎車距離不足的情況發生。
[0039]惟以上所述者，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范圍，即大凡依本發明權利要求及發明說明內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范圍內。
【權利要求】
1.一種機動載具的氫氣混合輔助燃燒引擎系統，包含一包括一進氣口的引擎及一空氣濾清器；其特征在于還包含: 一進氣管，與該進氣口及該空氣濾清器相互連接； 一節氣閥，設于該進氣管中，介于該進氣口及該空氣濾清器間； 一氫氣產生器7產生一含氫氣體; 一幫浦，與該氫氣產生器及該進氣管連接，而將來自該氫氣產生器的該含氫氣體打入該進氣管 '及 一速率控制器，與該幫浦電連接，并可手動調整該幫浦的速率，使得在駕駛該機動載具時能調整該含氫氣體自該氫氣產生器進入該進氣管的量。
2.根據權利要求1所述的氫氣混合輔助燃燒引擎系統，其特征在于:該氫氣產生器包括一容器，一水溶液及一水反應材料，該容器于內部介定出一封閉內部空間且具有一與該封閉內部空間流體連通并與該幫浦連接的氣體出口，該水溶液儲存于該封閉內部空間，該水反應材料設置于該水溶液中且與該水溶液起反應以產生氫氣。
3.根據權利要求2所述的氫氣混合輔助燃燒引擎系統，其特征在于:該氫氣產生器還包括一氣泡產生管及一結合于該氣泡產生管的氣體調整閥，該氣泡產生管與該容器連接，并延伸進入該封閉內部空間，且具有一設置于該水溶液中的底端，使得在啟動該幫浦時，大氣空氣能被抽取而經該氣泡產生管進入該水溶液，以于該水溶液中產生攪動效應而與該封閉內部空間產生的氫氣混合并形成該含氫氣體,該氣體調整閥能調整大氣空氣流入該氣泡產生管的流率以確保該含氫氣體能穩定地自該氫氣產生器產生。
4.根據權利要求2所述的氫氣混合輔助燃燒引擎系統，其特征在于:該水反應材料是選自鎂，鋁，及其合金。
5.根據權利要求4所述的氫氣混合輔助燃燒引擎系統，其特征在于:該水反應材料是鎂。
6.根據權利要求2所述的氫氣混合輔助燃燒引擎系統，其特征在于:該水溶液含有水，醇，及酸。
7.根據權利要求1所述的氫氣混合輔助燃燒引擎系統，其特征在于:還包含一連接管及一設置于該進氣管上介于該空氣濾清器與該節氣閥間的管接頭，該連接管與該幫浦及該管接頭相互連接。
【文檔編號】C01B3/10GK103925123SQ201310013374
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月15日 優先權日:2013年1月15日
【發明者】茍煥信 申請人:茍煥信