專利名稱：一種發動機自動制氫制氧方法及其節能設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發動機自動制氫制氧方法及其節能裝置，屬于機動車節能減排技術領域。
背景技術：
目前我國已經成為汽車大國，降低汽車的燃料消耗更是國人觀注的焦點，各種節能技術不斷出現，但是真正成熟實用的技術確是了了無幾。就目前推寵的氫能源汽車或者機動車發動機制氫燃氫的醇類混合(雙燃料)燃燒節能技術，也還算不上是成熟技術。例如專利號為200510011068.0的(氫混合動力電動汽車)，這類技術是用含水甲醇、乙醇做燃料，用貴金屬鈀、鉬、鈦等作為催化劑制造氫氣供給發動機燃燒，但是在實際使用過程中要經常清除催化劑裂解后產生的廢料和及時添加催化劑原料，而且所制造的氫氣是隨著催化劑的消耗而減少，所述的貴金屬價格也很高，這就給具體的實施和推廣造成了諸多困難，該專利設計有燃氫發動機和電動機兩套動力裝置，創意雖然不錯，但是制造成本很高， 燃氫技術不成熟，缺乏具體可靠的實施方案，很難被制造商和市場所接受。又如專利號為 94112213. I的(氫氣發動機)，其裂解氫的發生器是用氧化(海綿鐵)鐵作催化劑，也會產生反應廢料，需要用氫氣進行還原反應或者清除廢料重新添加新的氧化鐵才能使發動機繼續工作，而且發動機冷啟動要用工廠制造的氫氣作燃料，這類設計很不現實，具體實施的難度也很大，不能與現有的機動車發動機相匹配。現代人用慣了日行千里的傳統燃料(汽油、柴油)汽車，有多少人愿意去開中途停車更換催化原料而且存在技術缺陷的所謂新能源汽車呢？近十年來也有人公開過有關發動機摻水油水混合燃燒的節能技術，例如專利號為00206907. 5的(發動機增氧節能器)和專利申請號為200410026306. O的(發動機汽油、水混合燃燒)的技術方案，由于存在較大的設計缺陷而無法進行實施，更談不上和目前先進的燃油電子噴射技術相配合。就汽車產業而言，急需解決的是盡快把傳統汽車的油耗降下來，為此，首先要在傳統燃油發動機上作文章，在替代傳統燃料的實用節能技術和方法上下功夫。

發明內容
為了克服現有技術的不足和缺陷，本發明現提供一種發動機自動制氫制氧方法及其節能裝置。本發明實施例之發動機自動制氫制氧方法是采用化學催化和高溫氣體解裂化制氫制氧的綜合方法，在參與燃燒的水中添加總重量1-5%的催化(添加劑)劑和3-8%的消煙劑，利用發動機排氣余熱加熱水分子，使蒸汽態的水分子變成高能(374. 2攝氏度以上) 氣態，把高能氣態的水分子在電解裂化器內電解裂化為富含氫、氧原子的可燃氣體，再把富含氫、氧原子的可燃氣體和碳氫化合物(消煙劑所含)的可燃氣體和燃油混合(或者空氣) 氣擾動混合后一同送入燃燒室燃燒作功，從而達到節油和減排的目的。本發明實施例之節能裝置的技術方案是在傳統內燃燃油發動機的排氣管上安裝水分蒸發器，在水分蒸發器上安裝熱電傳感器，在排氣管上安裝電解裂化器，在供水箱上安裝小水泵，在小水泵的一端安裝塑膠水管，在塑膠水管的另一端安裝供水量孔，電磁開關的一端用塑膠水管和小水泵連接，電磁開關的另一端用金屬管和水分蒸發器連接，水分蒸發器用金屬管和電解裂化器連接，在發動機進氣歧管節氣門的后方安裝噴射喉管，電解裂化器用金屬管和噴射喉管連接。長久以來，讓水變成可利用的能源一直是人們的夢想。我們知道，水分子是由H2O 構成，每公斤水含氫11 %、含氧89%，氫可燃燒，氧能助燃。使水分解的方法大致有兩種,一種是化學分解，另一種是電解分解，電解裂化水分子的方程式是2H20——2H2+20，陰極析出氫原子，陽極析出氧原子，本發明應用的屬于電解分解法和化學分解法的綜合。柴油的成分是由9至18個碳原子的鏈烷、環烷構成，汽油的成分是由4至10個碳原子的各族烷屬、烯屬、環烷氫類組成。水參與柴油發動機燃燒的反應方程式是c+h20— C0+H2。汽油燃燒時的方程式為C8H18+12. 502——8C02+9H20，水參與汽油發動機燃燒的反應方程式為H20+C8H18+12. 502——8C02+10H20。眾所周知，常壓下水的沸點是100攝氏度，水 (分子)蒸汽在374. 2攝氏度以上時可變為高能氣態，水分子在1000攝氏度以上時既可裂化為氫和氧。發動機爆發沖程時燃燒室混合氣燃燒的火焰傳播速度為10-70米/秒，可產生 2000-2500攝氏度的高溫、30-50公斤/平方厘米的壓力。即便是沒有電解分解裂化，高溫高壓下氣態的水分子也可在三萬至十萬分之一秒內裂化為氫和氧參與燃燒室混合氣的燃燒， 由于氣態水分子是在燃燒室的混合氣燃燒的過程中受熱爆炸裂化，裂化后產生的氫可為發動機提供能量、氧為混合氣的充分燃燒提供可靠保障，催化(添加劑)劑和消煙劑所含的碳氫化合物也會一并參與分解燃燒并產生能量。本發明的有益效果是I、首創了發動機自動化學催化法和氣體電解裂化法制氫制氧的綜合利用，提高了制氫制氧的效率。本實施例的催化(添加劑)劑和消煙劑是直接按比例添加在水中，而不是象其他技術方案一樣另設催化器清除廢料或者進行還原反應、添加催化劑，可在加水的同時一并添加，使用起來非常方便有效。2、水分蒸發器和電解裂化器直接套裝在發動機排氣管上，不象其他技術方案一樣需要把排氣管或者消聲器進行改裝才行，只要和各車型的排氣管直徑相配合安裝即可。裂化氣噴射喉管采用外部旋入設計，適用于燃油電子噴射發動機以及化油器等各式汽油、柴油發動機，使本發明的實施推廣更加方便。3、本實施例實現了發動機自動制氫制氧的目的，水分子進入水分蒸發器和電解裂化器后，在280攝氏度以上的高溫和催化劑以及電解裂化器陽極陰極正負電場的作用下， 分解裂化為富含氫、氧原子和碳氫化合物的氣體與空氣(電子噴射發動機、柴油發動機)或者燃油混合氣(傳統化油器發動機)擾動混合進入汽缸，相當于增加了發動機的壓縮比，從而增加了發動機的輸出扭矩。可使傳統發動機的輸出功率提高3-8%，碳氫化合物有害排放降低30%以上，一氧化碳降低40%以上，柴油發動機排放碳煙微粒降低60%以上。發明人在自家車北京現代伊蘭特I. 6升電噴發動機上配套安裝使用本發明的節能裝置之后，經過在杭金衢高速公路上來回1890公里的對比試驗，可節汽油15-28%，尤其以每小時90公里速度時節能效果最好、節能率達28%，汽車加速時感到發動機動力有較明顯的增加。4、本實施例和以往的發動機噴水、蒸汽噴射技術不同，發動機噴水和蒸汽噴射可
4引起汽缸缸壁與活塞、活塞環的過早磨損，降低發動機的使用壽命。而本發明的水分子是以已被裂化為富含氫、氧原子氣體和少量高能氣體進入汽缸的，在參與燃燒反應之后以CO2 和H2O氣態的氣體被排出汽缸，因此不會產生酸性物質或硫化物質使機件早期磨損，長期使用對發動機沒有損壞。


下面結合說明書附圖和實施例對本發明作進一步說明圖I是本發明實施例的整體結構圖。圖2是本發明實施例的水分蒸發器結構圖。圖3是本發明實施例的電解裂化器結構圖。
圖4是本發明實施例的第二種非平衡低溫等離子體發生裝置結構圖。圖中所示1.內燃發動機進氣歧管，2.內燃發動機排氣管，3.水分蒸發器，4.電解裂化器，5.熱電傳感器，6.電磁開關，7.電子控制器，8.水泵電機，9.水泵，10.水箱，11.電解裂化器出氣孔，12.電解裂化器進氣孔，13.水分蒸發器出氣孔，14.水分蒸發器進水孔，
15.陽極陶瓷隔離網，16.陽極極板，17.陽極固定鑼栓，18.鎳金屬催化板，19.噴射喉管，
20.金屬管，21.供水量孔，22.節氣門，23.塑膠水管，24.電壓調節器，JKl.繼電器，K.點火開關。
具體實施例方式本發明的技術特征是；在發動機排氣管(2)上安裝著水分蒸發器(3)和電解裂化器(4)，在發動機進氣歧管(I)上安裝著噴射喉管(19)，在水分蒸發器(3)上安裝著熱電傳感器(5)和進水孔(14)、出氣孔(13)，在水分蒸發器(3)內還安裝著鎳金屬催化板(18)， 在電解裂化器⑷內安裝著陽極極板(16)和陽極陶瓷隔離網(15)，陽極極板(16)用固定鑼栓(17)固定在電解裂化器(4)的外殼上，用不銹鋼制成的電解裂化器(4)的外殼也是電解裂化工作時的陰極，在電解裂化器⑷上還設有進氣孔(12)、出氣孔(11)。水泵(9)和水泵電機⑶安裝在水箱(10)上，電磁開關(6)的一端用塑膠水管(23)連接水泵(9)、另一端用金屬管(20)連接水分蒸發器(3)的進水孔(14)，在水泵塑膠管(23)的另一端安裝著供水量孔(21)。水分蒸發器的出氣孔(13)用金屬管(20)連接電解裂化器(4)的進氣孔(12)，電解裂化器的出氣孔(11)用金屬管(20)連接噴射喉管(19)。噴射喉管(19)安裝在進氣歧管(I)節氣門(22)的后方，節氣門(22)的開閉和電子控制器(7)聯動，電子控制器⑵和電壓調節器(24)連接。本發明的電連接特征是點火開關(K)的一端連接蓄電池(E)的正極，(K)的另一端連接著(JKl)繼電器(Kl)的一端和熱電傳感器(5)的一端，電子控制器(7)的一端連接著水泵電機⑶的一端、水泵電機⑶的另一端接地。(JKl)繼電器(Kl)的另一端連接著電壓調節器(24)和電子控制器(7)，電壓調節器(24)的另一端連接著陽極固定鑼栓(17)， 電子控制器(7)的另一端連接著電壓調節器(24)，熱電傳感器(5)的另一端連接電磁開關
(6)的一端和(JKl)繼電器(J)的一端，電磁開關(6)的另一端接地、(JKl)繼電器(J)的另一端接地。本發明實施例的工作情況是這樣的打開點火開關(K)啟動發動機，當發動機未達到正常溫度、即水分蒸發器(3)的溫度底于180攝氏度時，熱電傳感器(5)不動作。當發動機達到正常溫度、水分蒸發器(3)的溫度達到或者超過180攝氏度時，熱電傳感器(5)自動接通電源、電磁開關(6)打開讓水流通、繼電器(JKl)接通電源，電子控制器(7)得電控制水泵電機(9)工作、電解裂化器⑷工作，液體水經供水量孔(21)、塑膠水管(23)、水泵
(9)、塑膠水管(23)、電磁開關(6)、金屬管(20)流進水分蒸發器(3)，由于水分蒸發器(3) 內溫度高達180-420攝氏度，流進的水馬上變為蒸汽、氣態，隨著蒸汽和氣態的變化流動， 部分水分子被高溫鎳金屬板(18)催化為氫，由于水分的不斷進入不斷被加熱汽化，水分蒸發器(3)的內壓上升為0.01-1兆帕，在此壓力和噴射喉管(19)的負壓下，高能氣態的水分子通過金屬管(20)進入電解裂化器(4)，在陽極極板(16)和陰極(4的外殼)正負電場 (電流)與高溫裂化作用下，水分子被電解裂化為氫原子和氧原子，隨后通過金屬管(20)、 噴射喉管(19)進入進氣歧管(I)和空氣(或者混合氣)混合進入發動機汽缸參與爆發燃燒作功。當發動機以怠速運轉、節氣門(22)近似于關閉低速運轉時，由于電子控制器(7) 和節氣門(22)聯動、和電壓調節器(24)連接，水泵電機(9)低速轉動、水泵(8)的供水量最少，隨著節氣門(22)的開大水泵電機(9)的轉速也相應提高、水泵(8)的供水量相應增加， 當發動機轉速接近或者達到額定轉速時，水泵電機(9)的轉速最高水泵(8)的供水量也最大。同理、電子調節器(24)的輸出電流也隨著節氣門(22)的開閉大小而改變，以達到調整氫、氧原子輸出量的目的。供水量孔(21)的孔經可根據發動機排量和功率來調整定制，例如1-1. 4升的孔經為O. I毫米，I. 5-1. 8升的孔經為O. 15毫米，2. 0-2. 4升的孔經為O. 18 毫米，3. 0-3. 6升的孔經為O. 25毫米。水分蒸發器和電解裂化器的功率大小可根據發動機的排量而定。本發明實施例加入水中的催化(添加劑)劑占水總重量的1_5%。它們是I、乙二醇單丁醚 20-40%。2、2_ 甲基-2-丙醇 20-40%。3、甲醇(或者乙醇)20-40%。在冬季，北方寒冷地區可將甲醇的添加比例提高到水總重量的10-30%。4、在參與燃燒的水中加入水總重量的3-8%的碳酸氫氨(或者碳酸氨)為消煙劑。由于本發明采用了化學分解和高溫氣體電解裂化綜合制氫制氧的方法，電解裂化所消耗的電能要比傳統電解方法低50%，大約80瓦的電能，相當于增加了一只80瓦的大燈燈泡，可考慮用增加發電機功率的方法來解決。一般情況下發電機的設計都留有設計余量， 不增加功率也不會燒壞發電機。本發明實施例設計新穎，創造獨特，實用性強，節能減排效果明顯。廣泛適用于汽車、機車、輪船、農用機械、工程機械的汽油柴油發動機，是目前特別是機動車行業理想的節能減排項目，市場前景十分廣闊。
權利要求
1.一種發動機自動制氫制氧方法及其節能裝置采用化學催化和高溫氣體電解裂化制氫制氧的綜合方法，在參與燃燒的水中添加總重量1-5%的催化劑和3-8%的消煙劑，利用發動機排氣余熱加熱水分子，使蒸汽態的水分子變成高能氣態，把高能氣態的水分子在電解裂化器內電解裂化為富含氫、氧原子的可燃氣體，再把富含氫、氧原子的可燃氣體和燃油混合氣(或者空氣)擾動混合后一同送入汽缸燃燒做功，其特征是、在發動機排氣管 (2)上安裝著水分蒸發器(3)和電解裂化器(4)，在發動機進氣歧管(I)上安裝著噴射喉管 (19)，在水分蒸發器(3)上安裝著熱電傳感器(5)，在水分蒸發器(3)內還安裝著鎳金屬催化板(18)，在電解裂化器(4)內安裝著陽極極板(16)和陽極陶瓷隔離網(15)，水泵(9)和水泵電機(8)安裝在水箱(10)上，電解裂化器的出氣孔(11)用金屬管(20)連接噴射喉管(19)，噴射喉管(19)安裝在進氣歧管(I)節氣門(22)的后方，節氣門(22)的開閉和電子控制器(7)聯動，電子控制器(7)和電壓調節器(24)連接。
2.根據權利要求(I)所述一種發動機自動制氫制氧方法及其節能裝置，其特征是電子控制器(7)的一端連接著水泵電機(8)的一端，(JKl)繼電器(Kl)的另一端連接著電壓調節器(24)和電子控制器(7)，電壓調節器(24)的另一端連接著陽極固定鑼栓(17)，熱電傳感器(5)的另一端連接著電磁開關(6)的一端和(JKl)繼電器(J)的一端。
3.根據權利要求(I)所述一種發動機自動制氫制氧方法及其節能裝置，其特征是 在參與燃燒的水中加入占水總重量1-5%的催化劑，它們是(I)、乙二醇單丁醚20-40%。(2)、2-甲基-2-丙醇20-40%。(3)、甲醇(或者乙醇)20-40%。
4.根據權利要求(I)所述內燃發動機自動制氫制氧方法及其機能裝置，其特征是在參與燃燒的水中加入水總重量3-8%的碳酸氫氨(或者碳酸氨)為消煙劑。
全文摘要
一種發動機自動制氫制氧方法及其節能裝置采用化學催化和高溫氣體電解裂化制氫制氧的綜合方法，在參與燃燒的水中添加總重量1-5％的催化劑和3-8％的消煙劑，利用發動機排氣余熱加熱水分子，使蒸汽態的水分子變成高能氣態，把高能氣態的水分子在電解裂化器內電解裂化為富含氫、氧原子的可燃氣體，再把可燃氣體和燃油混合氣或空氣混合后一同送入汽缸燃燒作功。其特征是在發動機的排氣管上安裝水分蒸發器和電解裂化器，在水分蒸發器上安裝熱電傳感器，在供水箱上安裝小水泵，在發動機進氣歧管節氣門的后方安裝噴射喉管，電子控制器和節氣門聯動。可實現節油28％、減排60％。
文檔編號F02M25/025GK102606351SQ201210050368
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月16日 優先權日2011年7月25日
發明者路運龍 申請人:路運龍