專利名稱：內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于利用內(nèi)燃機(jī)廢氣改善內(nèi)燃機(jī)燃燒的方法與裝置，特別涉及利用內(nèi)燃機(jī)廢氣能量電解水產(chǎn)生氫氣來(lái)改善內(nèi)燃機(jī)燃燒的方法與裝置。
背景技術(shù)：
氫氣對(duì)內(nèi)燃機(jī)烴燃料有催化作用，縮短著火延遲期，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，使?nèi)燃機(jī)燃燒完全，達(dá)到節(jié)能、降低有害物排放的目的，效果顯著。例如汽油機(jī)，摻氫后部分負(fù)荷的熱效率可提高7％～15％，低負(fù)荷汽油油耗下降約20％～25％，CO排放量降低至純汽油的1/4，HC排放降低至純汽油的3/4。對(duì)于摻氫燃燒，已經(jīng)有部分學(xué)者進(jìn)行過(guò)理論及試驗(yàn)研究，證明摻氫對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的節(jié)省燃料及改善排放有顯著效果。目前，氫氣的產(chǎn)生與儲(chǔ)存是內(nèi)燃機(jī)摻氫燃燒的最大障礙，沒(méi)有廉價(jià)氫的來(lái)源，還存在儲(chǔ)氫的材料重量過(guò)大，成本高等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的產(chǎn)氫及儲(chǔ)氫裝置主要是以下三種一、金屬氫氣儲(chǔ)存裝置儲(chǔ)氫材料以混合稀土鎳基合金為主要原料，儲(chǔ)氫裝置由儲(chǔ)氫筒和熱交換器二部分組成，合金能夠吸附氫氣，而后在一定溫度下能夠釋放出來(lái)供發(fā)動(dòng)機(jī)使用，這種方式儲(chǔ)氫裝置體積比較大，并且需要加氫氣站點(diǎn)。
二、液態(tài)氫儲(chǔ)存在-253℃的溫度下，將氫液化，再用絕熱容器儲(chǔ)存，再適當(dāng)?shù)臅r(shí)候噴入氣缸，這種方式成本昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造液態(tài)氫所消耗的能量比制造同重量的氣態(tài)氫多40％，且液態(tài)氫汽化損失嚴(yán)重。
三、水電解裝置電解水產(chǎn)生氫氣是方便的氫氣提供方法，可以隨車用，沒(méi)有儲(chǔ)存的問(wèn)題，但是電解水需要消耗相當(dāng)大的電能，產(chǎn)生1NM3氫氣，需要4KW以上電能，如果用車上蓄電池或發(fā)電機(jī)電能(由內(nèi)燃機(jī)有效功提供)，由于消耗大量?jī)?nèi)燃機(jī)有效功，節(jié)能效果差，減弱摻氫燃燒的效果，限制了電解水摻氫燃燒的實(shí)用化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是使內(nèi)燃機(jī)摻氫燃燒的技術(shù)實(shí)用化，克服氫氣的產(chǎn)生成本及儲(chǔ)存的問(wèn)題。本發(fā)明提供一種不用內(nèi)燃機(jī)有效功產(chǎn)生氫氣而實(shí)現(xiàn)摻氫混燃的裝置及方法，降低內(nèi)燃機(jī)有害物的排放，節(jié)省烴燃料，同時(shí)提供氧氣供發(fā)動(dòng)機(jī)及人員使用。
本發(fā)明的技術(shù)方案是利用內(nèi)燃機(jī)廢氣的能量提供電解水所需電能，再利用電解水產(chǎn)生的氫氣與氧氣改善內(nèi)燃機(jī)的燃燒，它包括采用廢氣渦輪將廢氣能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、采用發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能、采用電解水裝置利用電能產(chǎn)生氫氣和氧氣，再將氫氣與氧氣輸入氣缸內(nèi)，參予燃燒，改善燃燒節(jié)能降低排放。其特征在于通過(guò)廢氣渦輪及發(fā)電機(jī)將廢氣能量轉(zhuǎn)化成的電能，提供給電解水裝置，利用電解水產(chǎn)生的氫氣和氧氣調(diào)節(jié)和改善內(nèi)燃機(jī)的燃燒，達(dá)到節(jié)能降低排放目的。普通內(nèi)燃機(jī)烴燃料燃燒后產(chǎn)生的熱量只有1/3左右轉(zhuǎn)化成內(nèi)燃機(jī)有效功，1/3左右由冷卻水帶走，而1/3左右由廢氣帶走，本發(fā)明是利用廢氣的能量發(fā)出電能解決生產(chǎn)氫氣的能量消耗問(wèn)題，再利用電解水技術(shù)，使氫氣即產(chǎn)即用，解決氫氣的儲(chǔ)存問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)摻氫燃燒的實(shí)用化，達(dá)到節(jié)能降低排放的目的，同時(shí)利用電解水產(chǎn)生的氧氣或參予燃燒或供人員使用。本發(fā)明的裝置盡量在現(xiàn)有的車用裝置基礎(chǔ)上加以改造，使整個(gè)系統(tǒng)更適合車用。
所述內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的方法是采用渦輪將內(nèi)燃機(jī)廢氣能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，采用發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，利用水電解裝置產(chǎn)生氫氣和氧氣，所產(chǎn)生的氫氣參與內(nèi)燃機(jī)燃燒，所產(chǎn)生的氧氣可以進(jìn)入氣缸參予燃燒，也可以供人員使用。
所述內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置包括廢氣旁通閥、廢氣渦輪、傳動(dòng)裝置、發(fā)電機(jī)、電解裝置、單向閥、轉(zhuǎn)速傳感器、控制單元及匹配電子負(fù)載組成。
所述內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置由排氣總管先接電磁廢氣旁通閥，后接廢氣渦輪。
所述內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置的廢氣渦輪采用前彎葉片葉輪。
所述內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置的渦輪軸一端為成對(duì)安裝角接觸球軸承與另一端為滑動(dòng)軸承相結(jié)合的支撐結(jié)構(gòu)，中間含有潤(rùn)滑油道，利用發(fā)動(dòng)機(jī)本體壓力潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑及冷卻。
所述內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置的發(fā)電機(jī)與渦輪之間采用多楔皮帶傳動(dòng)。所述內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置中的水電解裝置包括電解槽及汽液分離器，采用固體電解質(zhì)(質(zhì)子交換膜)。
所述內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置中的發(fā)電機(jī)采用普通車用發(fā)電機(jī)進(jìn)行改造，利用蓄電池激磁，不帶電壓調(diào)節(jié)器。
所述內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置所產(chǎn)生的氫氣輸出接單向閥再接進(jìn)氣管，氧氣輸出經(jīng)單向閥與電控三向閥后，可接到進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸參予燃燒，也可以提供給人員使用。
所述內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置的控制單元檢測(cè)渦輪轉(zhuǎn)速及發(fā)電機(jī)電流，控制廢氣旁通閥開(kāi)閉，控制氧氣旁通閥的開(kāi)啟與關(guān)閉，同時(shí)報(bào)警，保證系統(tǒng)的安全性。
所述內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置的匹配電子負(fù)載采用大功率管將發(fā)電機(jī)發(fā)出多余的電能消耗掉，使電解水裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分工況匹配。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)一、回收利用內(nèi)燃機(jī)廢氣能量，提高燃料的熱利用效率，并使內(nèi)燃機(jī)排除的廢氣溫度降低；二、利用廢氣發(fā)出的電能電解水產(chǎn)生氫氣，使摻氫混燃在實(shí)車運(yùn)行中成為可能。避免使用貴重的儲(chǔ)氫材料，氫氣儲(chǔ)藏的危險(xiǎn)性，而且解決了產(chǎn)氫成本高的問(wèn)題。
三、實(shí)車摻氫混燃不僅使烴燃料燃燒完全，節(jié)約烴燃料，而且可降低汽油機(jī)中CO、HC及柴油機(jī)排放中的碳煙顆粒、NOx有害物。
四、電解水產(chǎn)生的氧氣可以有控制地輸入氣缸內(nèi)，在特殊工況及特殊環(huán)境中如高原改善燃燒，同時(shí)也可以供給成員用；五、氫氣與氧氣進(jìn)入氣缸將減少內(nèi)燃機(jī)的泵氣損失，減少燃料消耗。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。


圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖。
圖2為內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖3為廢氣渦輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖4為葉片輪廓簡(jiǎn)圖。
圖5發(fā)電機(jī)線路簡(jiǎn)6為電解裝置結(jié)構(gòu)原理圖。
圖7為匹配電子負(fù)載電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1所示的實(shí)例中，其內(nèi)燃機(jī)1為自然進(jìn)氣內(nèi)燃機(jī)包括汽油機(jī)和柴油機(jī)，14為空氣濾清器。本發(fā)明系統(tǒng)工作過(guò)程如下內(nèi)燃機(jī)由排氣管2排除的高溫廢氣流入渦輪4，廢氣的能量驅(qū)動(dòng)渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，將廢氣的能量一部分轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，經(jīng)過(guò)皮帶傳動(dòng)6帶動(dòng)發(fā)電機(jī)7旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)7將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，發(fā)電機(jī)7輸出直流電接入匹配電子負(fù)載32，匹配電子負(fù)載32將保證電解水裝置工作在設(shè)計(jì)額定電流以下。經(jīng)過(guò)匹配電子負(fù)載32后電流接入電解水裝置8，電解水裝置8產(chǎn)生氫氣及氧氣，氫氣經(jīng)過(guò)單向閥9進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣總管15，氧氣經(jīng)過(guò)單向閥10和電控三向閥11，根據(jù)需要由控制單元13控制或進(jìn)入進(jìn)氣總管15參予燃燒，或供給人員使用。電控單元13通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器5檢測(cè)渦輪4軸轉(zhuǎn)速，同時(shí)通過(guò)電流分流器12檢測(cè)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流，控制電控廢氣旁通閥3的開(kāi)啟和關(guān)閉，并且根據(jù)具體要求控制氧氣旁通閥11的開(kāi)啟與關(guān)閉。當(dāng)系統(tǒng)工作不正常時(shí)，控制單元13打開(kāi)廢氣旁通閥3將廢氣經(jīng)旁通閥直接排到消音器16，排入大氣，而采用燃燒裝置則不工作。
本發(fā)明裝置的安裝位置見(jiàn)圖2，在排氣總管2上游安裝電控廢氣旁通閥3由電磁閥控制閥門的關(guān)閉，旁通氣道接入消音器16的前端，電控廢氣旁通閥3的作用是在渦輪超速的情況下，控制廢氣不經(jīng)過(guò)渦輪直接經(jīng)過(guò)消音器排入大氣，防止由于負(fù)載消失后渦輪軸超速(如發(fā)電機(jī)定子線圈斷路或電解槽斷路)，造成系統(tǒng)的破壞。在排氣總管2的下游安裝徑流渦輪4，渦輪氣體出口氣道接入消音器16的前端，渦輪軸通過(guò)多楔皮帶傳動(dòng)6聯(lián)接到發(fā)電機(jī)7的軸上，多楔帶的型號(hào)為PJ，楔數(shù)10，減速傳動(dòng)比1.7，最高轉(zhuǎn)速12000rpm。電解裝置8產(chǎn)生氫氣經(jīng)過(guò)單向閥9接入內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣總管15靠近發(fā)動(dòng)機(jī)缸體一端，而氧氣經(jīng)過(guò)單向閥10和電控三向閥11，接入接入進(jìn)氣總管15靠近空氣濾清器14一端。在氫氣與氧氣進(jìn)入進(jìn)氣管前要經(jīng)過(guò)單向閥，防止回火，單向閥采用低壓?jiǎn)蜗蜷y減少氣體運(yùn)輸阻力。氫氣與氧氣的接入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總管的位置有所不同，氫氣應(yīng)盡量靠近內(nèi)燃機(jī)機(jī)體端1使氫氣與氧氣的混合時(shí)間減少，氧氣應(yīng)盡量靠近空氣濾清器端14以便使氧氣與空氣混合均勻。
廢氣渦輪4采用軸向排氣的徑流式渦輪見(jiàn)圖3，由渦輪外殼22、中間殼20、渦輪葉輪23、渦輪軸17、蓋板19、滑動(dòng)軸承24、滾動(dòng)軸承25及油封26等組成，渦輪軸17一端裝有渦輪葉輪23，另一端裝有皮帶傳動(dòng)主動(dòng)輪18。在皮帶傳動(dòng)主動(dòng)輪18一端，渦輪軸與中間殼之間采用成對(duì)安裝角接觸球軸承25，承受皮帶傳動(dòng)所產(chǎn)生的徑向力及廢氣沖擊渦輪葉輪23所產(chǎn)生的軸向力。中間殼20內(nèi)有潤(rùn)滑油道，接入發(fā)動(dòng)機(jī)壓力潤(rùn)滑油，起潤(rùn)滑軸承及冷卻作用。渦輪葉輪23接受渦輪外殼的進(jìn)氣道送來(lái)的廢氣的能量而轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)渦輪軸17帶動(dòng)皮帶傳動(dòng)主動(dòng)輪18轉(zhuǎn)動(dòng)。在皮帶傳動(dòng)主動(dòng)輪18上安裝電磁轉(zhuǎn)速傳感器27，用作檢測(cè)渦輪軸17的轉(zhuǎn)速。
為減少?gòu)U氣背壓及渦輪轉(zhuǎn)速，葉片采用前彎葉片見(jiàn)圖4，由兩個(gè)相鄰葉片A和B組成流道形狀，實(shí)例所設(shè)計(jì)的葉片數(shù)為11，葉片進(jìn)口幾何角(前彎角)為50度，葉片出口幾何角為30度，渦輪設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為12000rpm。
廢氣從渦輪出來(lái)后經(jīng)過(guò)原車消音器16排入大氣。渦輪與發(fā)電機(jī)的連接采用多楔皮帶傳動(dòng)選用PJ型，傳動(dòng)比為1.7∶1，以降低發(fā)電機(jī)軸轉(zhuǎn)速適應(yīng)普通發(fā)電機(jī)，同時(shí)皮帶傳動(dòng)可以方便發(fā)電機(jī)安裝位置的選擇。
發(fā)電機(jī)采用普通車用同步交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行改動(dòng)，改動(dòng)后的發(fā)電機(jī)線路見(jiàn)圖5，將車用發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器去掉，由車上蓄電池28輸出的直流電經(jīng)過(guò)車鑰匙開(kāi)關(guān)29及二極管30接到激磁線圈31，而定子線圈輸出的交流電經(jīng)過(guò)整流模塊直接接到匹配電子負(fù)載32后接入電解槽8的兩個(gè)極板，由于沒(méi)有電壓調(diào)節(jié)器，所以發(fā)電機(jī)輸出直流電的電壓與電流由水電解裝置8負(fù)載及廢氣能量所決定。
電解水裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6，電解水裝置采用固體電解質(zhì)，電解水裝置是由雙極性壓濾式電解槽和自動(dòng)壓力平衡式汽液分離器35二部分組成，電解槽極板37是垂直互相平行排列，采用串聯(lián)聯(lián)接，電流從一端極板導(dǎo)入+P，通過(guò)電極經(jīng)由去離子水33，傳導(dǎo)到下一塊極板，最后由另一端極板輸出-N。相鄰兩塊極板37及其中間的質(zhì)子交換膜36、去離子水33組成一個(gè)電解小室，本裝置由22個(gè)電解小室并列組成，兩端用端板夾緊。對(duì)同一塊極板而言，在前一電解小室中作為陰極產(chǎn)生氫氣，在后一電解小室中則作為陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣。產(chǎn)生的氫氣與氧氣首先應(yīng)經(jīng)過(guò)汽液分離器35，將帶出的去離子水33回收。汽液分離器35的作用一是借助重力，使水電解過(guò)程中產(chǎn)生的氫氣、氧氣同循環(huán)去離子水33分離；二是利用分離器35的壓力控制，保持電解槽中陰極、陽(yáng)極室壓力平衡；三是利用汽液分離器35及其儀表控制和調(diào)節(jié)水電解裝置運(yùn)行過(guò)程中的各種參數(shù)，保持一定量的去離子水33。
匹配電子負(fù)載的電路原理見(jiàn)圖7，匹配電子負(fù)載主要是由大功率管38、運(yùn)算放大器40、分流器41及電阻39組成。其功用是當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能超過(guò)電解水裝置設(shè)計(jì)的額定功率時(shí)，將超過(guò)部分的電能消耗掉，保證電解水裝置正常工作。由于車用發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍比較廣，即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與扭距變化比較大，相應(yīng)廢氣能量變化比較大，所以電解水裝置的額定參數(shù)設(shè)計(jì)就要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常工作的工況設(shè)計(jì)(一般取發(fā)動(dòng)機(jī)額定負(fù)載的2/3)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況超過(guò)所采用的設(shè)計(jì)工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)所排廢氣能量超過(guò)所設(shè)計(jì)的廢氣能量值，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)出的電超過(guò)電解水裝置設(shè)計(jì)的額定值，將會(huì)導(dǎo)致電解水裝置超負(fù)荷工作而損壞，所設(shè)計(jì)的匹配電子負(fù)載就是將超過(guò)部分的能量消耗掉。發(fā)電機(jī)輸出B+端子接到匹配電子負(fù)載，電子負(fù)載工作原理是當(dāng)電解水裝置電流超過(guò)設(shè)計(jì)額定值時(shí)，分流器41兩端的電壓增加，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器40，使大功率管38的基極電位升高，基極電流減小，大功率管38的發(fā)射極及集電極之間的電流減小，保證電解裝置8的電流不超過(guò)設(shè)計(jì)額定電流，由于水電解裝置8電流保持不變，在發(fā)電機(jī)功率增加寸，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸出端B+電壓增加，增加的壓降落在大功率管的集電極及發(fā)射極之間，使發(fā)電機(jī)增加的功率消耗在大功率管38上。
控制單元13的作用主要是系統(tǒng)的安全控制?？刂茊卧?3主要由單片機(jī)、及輸入輸出外圍電路組成，控制單元13通過(guò)檢測(cè)渦輪轉(zhuǎn)速及發(fā)電機(jī)電流決定系統(tǒng)工作是否正常，如果渦輪軸轉(zhuǎn)速超過(guò)設(shè)計(jì)值12000rpm，控制單元將打開(kāi)廢氣旁通閥使廢氣不通過(guò)渦輪直接經(jīng)過(guò)消音器排入大氣同時(shí)報(bào)警，避免渦輪軸超速造成機(jī)械損壞。如果發(fā)電機(jī)電流超過(guò)設(shè)計(jì)額定電解槽電流(在實(shí)例中為40A)發(fā)電機(jī)電流超過(guò)范圍，控制單元將打開(kāi)廢氣旁通閥使廢氣不通過(guò)渦輪直接經(jīng)過(guò)消音器排入大氣同時(shí)報(bào)警，避免由于電流過(guò)大造成發(fā)電機(jī)與電解槽的損壞。
系統(tǒng)工作過(guò)程如下內(nèi)燃機(jī)1排除的高溫廢氣流入渦輪4，廢氣的能量驅(qū)動(dòng)渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，將廢氣的能量一部分轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，經(jīng)過(guò)皮帶傳動(dòng)6帶動(dòng)發(fā)電機(jī)7旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)7將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，發(fā)電機(jī)7輸出直流電經(jīng)過(guò)匹配電子負(fù)載32輸入電解水裝置8，電解水裝置8產(chǎn)生氫氣及氧氣，然后氫氣與氧氣分別經(jīng)過(guò)單向閥9、10進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣總管15，參予燃燒。電控單元13通過(guò)檢測(cè)渦輪軸的轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)及發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流傳感器信號(hào)來(lái)判定整個(gè)系統(tǒng)工作是否正常，如果工作不正常，打開(kāi)電磁廢氣旁通閥3來(lái)關(guān)閉系統(tǒng)的工作。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的方法，涉及用氫氣摻混烴類燃料燃燒，改善內(nèi)燃機(jī)燃燒的方法，其特征在于它是利用內(nèi)燃機(jī)廢氣能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，由機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，利用電能產(chǎn)生氫氣及氧氣，進(jìn)入氣缸內(nèi)改善內(nèi)燃機(jī)的燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的方法，其特征在于利用渦輪將內(nèi)燃機(jī)廢氣能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的方法，其特征在于采用交流同步發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的方法，其特征在于采用水電解裝置利用電能產(chǎn)生氫氣及氧氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的方法，其特征在于將氫氣與氧氣通過(guò)進(jìn)氣道輸入氣缸，參予燃燒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的方法，其特征在于氧氣根據(jù)內(nèi)燃機(jī)工況，可以供給內(nèi)燃機(jī)燃燒，也可以供給人員使用。
7.一種內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，涉及用氫氣摻混烴類燃料燃燒，改善內(nèi)燃機(jī)燃燒的裝置，其特征在于包括一將內(nèi)燃機(jī)廢氣能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的廢氣渦輪，一將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電機(jī)，一利用該發(fā)電機(jī)的電能產(chǎn)生氫氣及氧氣的水電解裝置，一控制氫氣及氧氣進(jìn)入氣缸內(nèi)改善內(nèi)燃機(jī)燃燒的控制單元，一消耗超過(guò)設(shè)計(jì)額定值的功率的匹配電子負(fù)載。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于廢氣渦輪的葉片采用前彎葉片。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于廢氣渦輪的軸支撐采用一端為成對(duì)安裝角接觸球軸承與另一端為滑動(dòng)軸承相結(jié)合的支撐結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于廢氣渦輪的中間殼內(nèi)含有潤(rùn)滑油道，利用發(fā)動(dòng)機(jī)本體壓力潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑及冷卻。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于發(fā)電機(jī)采用普通車用交流同步發(fā)電機(jī)，不帶電壓調(diào)節(jié)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于氧氣及氫氣的輸送管道中裝有單向閥。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于內(nèi)燃機(jī)廢氣管與渦輪進(jìn)氣口之間安裝電控廢氣旁通閥。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于渦輪軸與發(fā)電機(jī)軸之間采用多楔帶傳動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于氧氣及氫氣的輸送管道中裝有普通低壓?jiǎn)蜗蜷y。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于內(nèi)燃機(jī)廢氣管與渦輪之間安裝電控廢氣旁通閥。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于電子負(fù)載采用大功率管消耗發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的過(guò)剩電能。
18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于水電解裝置的設(shè)計(jì)額定功率，根據(jù)具體發(fā)動(dòng)機(jī)常用工況決定。
19.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫的裝置，其特征在于采用固體電解質(zhì)的水電解裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)用的內(nèi)燃機(jī)廢氣發(fā)電及制氫裝置與方法,特別涉及利用內(nèi)燃機(jī)廢氣能量產(chǎn)生氫氣與氧氣,改善內(nèi)燃機(jī)燃燒的方法與裝置。它是由廢氣渦輪,發(fā)電機(jī),水電解裝置,電控單元組成。廢氣渦輪將內(nèi)燃機(jī)廢氣能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,再由發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能,用此電能將水電解成氫和氧,將氫和氧有控制地輸入內(nèi)燃機(jī),在燃燒過(guò)程中對(duì)所有的內(nèi)燃機(jī)烴燃料進(jìn)行催化,改善燃燒,從而增加動(dòng)力,節(jié)能,降低排放。
文檔編號(hào)F02B43/10GK1388308SQ0211649
公開(kāi)日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2002年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月9日
發(fā)明者姜偉, 王憲成 申請(qǐng)人:姜偉