专利汇可以提供根据需要通过电解制造的作为内燃发动机的部分混合燃料源的氢气和氧气专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种包含当与基于化石的 燃料 一起使用来为常规的内燃 发动机 提供动 力 时作为部分燃料源的氢气和 氧 气的方法。氢气和氧气是在根据需要且装到交通工具上或在固定应用中的 电解 器单元中通过电解制造的,这消除了对高压储氢罐的需求。当所述气体经由进气组件引入到发动机的 燃烧室 内时,它们通过增大空气燃料比而提高了燃烧发热的效率,从而导致最佳发动机性能所需的基于化石的燃料减少,所述气体有效地成为部分混合燃料源。该方法包括适于所有尺寸和类型的装置、寒冷天气的应用和更长久的操作能力的可扩展性。作为直接相关的附加益处,此方法减少了二氧化 碳 的排放以及不同数量地减少了其他 温室 气体 的排放。,下面是根据需要通过电解制造的作为内燃发动机的部分混合燃料源的氢气和氧气专利的具体信息内容。
1.对现有可用技术的改进:
1.由单独的和独立的中央储水器组成,所述中央储水器通过自动或手动控制方法用水再填充一个/多个电解器单元;
2.由特殊设计的加热系统、除湿方法或电加热元件组成,所述特殊设计的加热系统加热中央储液器中的水,以便通过传导传热系统和/或对流传热系统在天气寒冷的应用中解冻水或防止水结冰,所述电加热元件用于某些应用;
3.由定制设计的阀组成,所述定制设计的阀用于自动维持一个/多个水解器单元内的水位;
4.特征在于按比例缩放的能力,使用一个或多个水解器单元,例如允许从割草机或在交通工具的罩下的装置的小型装置,直至火车、重型采矿、林业或农业装置以及固定发电站上的装置的更大的一个/多个单元;
5.包括专门的再充电系统的独立和专用的电源;
6.由耐候性包装中的可自动或手动调整的电压调节器以及调整电压和电流输入的多功能电源包组成;
7.由灰尘过滤系统组成;
8.由定制设计的防溅罩组成;
9.基本上由引起准涡轮效应的中央机械感应低压气体传送设备组成;
10.由可拆卸的湿气收集器系统组成;
11.特征在于在交通工具的计算机中更改燃料喷嘴开启序列的时机,特别控制工作循环。
12.由专门设计的、预制的和可按比例缩放的容积模块组成,所述容积模块用于非金属、基于塑料的部件和制剂的最终使用要求;
13.基本上由预制的内板组件组成,所述内板组件按照最终使用的要求被专门设计且可按比例缩放,所述内板组件由非磁性、基于金属的板、基于塑料的部件和接头构成且都与水解溶液相容;
14.特征在于基于计算机的系统,基于车载的便携式排放物测量设备,所述排放物测量设备包括直接安装在交通工具上的关键位置处的传感器,以便有效地测量温室气体排放物以及确认、认证和量化所述排放物,并具有计算移动减排信用额(MERC)的能力以便评估世界碳信用额交易贸易的值。
1.由被称为水解器单元的装置的使用方法组成,所述水解器单元依靠电解和随后的输送系统来制造氢气和氧气,所产生的氢气和氧气被装入现有的内燃发动机的进气系统中,以便当在诸如机动车的应用中或诸如固定发电站(发电机组)的使用内燃发动机的固定应用中被加入到用于操作任何内燃发动机的基于化石的燃料中时,用作部分燃料源,所述水解器单元和输送系统包括:
水解室,所述水解室是用作容积模块的立方封闭物,其以基于塑料的化合物制造并与电解溶液相容,其被构造成具有可按比例缩放的和成比例的尺寸和形式,以便适合最终使用要求的装置,具有可移动的观察板以便执行内板组件、其他内部部件的定期维护和所述电解溶液的维护;
基于水的电解溶液,其包括蒸汽蒸馏水、去矿物质水或普通的市政供应的自来水连同诸如氢氧化钾的电解剂,当引入直流(DC)电荷时,激活电解过程,所述电解溶液起到所述电解过程的催化剂的作用;所述电解溶液部分填充所述水解器容积模块,以便覆盖所述内板组件,以使得氢气和氧气的制造最大化,并使得形成的氢气和氧气在水解器模块内的所述电解溶液的水平之上将具有充足的空间,以便散播到位于所述水解器模块的最上面部分的管内,用于将氢气和氧气输送到内燃发动机的所述进气系统中;
一个内板组件或多个内板组件,其由单个基于金属的板组成,使得所述单个板以允许一个或多个带正电的阳极电极和带负电的阴极电极安装到所述板组件的方式被互联;间歇地将所述互联的板定位为一个带正电荷的板与一个带负电荷的板,使得全部数量的单个板构型适合特定装置的可按比例缩放的要求和尺寸要求;这些间歇板被放置为使得在形成电池组件的交替放置的带正电荷的阳极板与带负电荷的阴极板之间产生空间从而形成室组件,当所述阳极电极和阴极电极被完全地或部分地浸没在所述电解溶液中时,允许所述电解过程从电解溶液的水成分中分离出氢气分子和氧气分子以及氢原子和氧原子;所述板组件与满足最终使用要求的可扩展性成比例,所述板组件由最少一个带阳极电荷的金属板和一个带阴极电荷的金属板组成,以及所述板组件由最多数量的多个带阳极电荷的板和带阴极电荷的板组成,并使得当使用多个且分离的板组件时,正电极和负电极被串联互联,且两个主电极即一个正电极和一个负电极被直接连接到主DC电源;
一个或多个内板组件,其被固定到所述水解器容积模块的侧面或顶部,这由尺寸、可扩展性和最终使用来确定;所述内板组件被也用作阳极柱和阴极柱的高导电的螺栓固定在一起,以便提供流过形成每一个组件的所有所述板的间歇的正电流和负电流的连续流,并进一步由固定形成完整的内部板组件所需数量的板的一个或多个不导电的基于塑料的螺栓、间隔物和螺母来固定;
一个或多个防溅罩,其在所述容积模块内;
市购的减压阀;
市购的液位传感器,其带有远程光信号,所述远程光信号被方便地定位为当水解溶液的水平已经达到所述水解器容积模块内的所述板组件或多个板组件的顶部处的临界高度时警告用户;在诸应用中,如果安装了储水器,则带有远程光信号的所述液位传感器安装在所述储液器上,当所述系统需要额外的水时警告用户;
在某些应用中,结合了两个单独的市购的浮子开关的系统安装在所述水解器容积模块内部的内壁上并用于维持水解溶液的安全水平,当所述水解溶液达到临界的低水平时,激活一个阀,激活水从所述中央储液器流入所述水解器容积模块内,另一个浮子传感器用来发出使水停止从所述储液器流入所述水解器单元中的信号;此过程结合了电磁阀,当所述电磁阀接收到来自所述浮子开关的信号时,其被设置成开启或闭合;
直流(DC)电荷,其由交通工具自己的电池产生或由辅助的和独立的DC电源产生,诸如专门用于为所述水解器模块内的所述板组件提供必要的电压和电流的第二电池,此辅助电池由交通工具的交流发电机充电,且此电池由市购的电池隔离器充分充电、维持和控制,当从单个交流发电机为多个电池充电时,所述电池隔离器是必需的;所述电解过程需要的所述电荷,由交通工具自己的电池产生或由与市购的继电器开关一起使用的第二辅助电池产生,以便仅当发动机实际操作时,为水解器产生电能;在某些应用中,当使用DC-DC变换器(以下称为电源包)时,需要所述继电器;或当不使用电源包而将所述水解器单元串联地直接连接到电源时,所述继电器连接到启动信号,例如交通工具或发电机组内的油压开关或点火开关,并仅当发动机运行时,用作开始所述电解过程的信号;所述继电器和相关的保险丝连接器用作安全预防措施,以确保仅当发动机运行时制造氢气和氧气;
其中所述水解器单元在特定的应用中由恒定的DC电流供电并由电源包控制;以及在一些应用中,由所述电源包控制的电输出被自动地调整,这取决于由发动机的RPM来规定的交通工具的速度,当氢气和氧气进入所述燃烧室时,直接地调整并按比例地减少了操作所述内燃室所需的化石燃料的量,由此增加或减少了用作部分燃料源的这些气体的量;
在某些较大规模的应用和装置中,如果需要非常高水平的氢气和氧气输出,则使用包含一个或多个内部室组件的多个水解器容积模块,或如果具有多个内部室组件的单个水解器容积模块被结合入单个容积模块内时,那么每个内部室组件的阳极柱和阴极柱被串联地连接,此过程消除了对电池包来控制通常由所述电池包提供的递降和递升电流功能的需求,因此允许直接连接的所述阳极柱和阴极柱直接连接到电池,但是受到保险丝连接器的保护;
在较大规模的应用和装置中,诸如4级到8级货车和公共汽车、机车、大型船只和诸如发电机组的固定应用中,所述系统使用分离的额外的储水器以允许延长操作所述水解器,所述储液器由基于塑料的化合物或诸如不锈钢的金属构建成用于气候温暖的应用的单壁构型或用在气候寒冷的应用中的双壁保温构型;此储液器包含用于延长操作的充足供给的水,由所述水解溶液中的水成分的预期消耗并考虑内部室组件的数量来计算;此水经由基于塑料的管被传输到所述水解器容积模块,所述管从排放出口经由所述储液器内的接头连接到基于重力的、机械、浮控阀的顶部入口点处的接头,水由此分散到所述水解器单元中,此系统输送水,以便维持所述水解溶液的预定水平和充足水平,以连续覆盖所述板组件;由基于塑料的化合物构建的机械操作的阀与所述电解溶液相容;所述系统进一步由螺纹或棘齿型管夹持装置组成,使用螺纹或轮的装置将管的侧面压在一起,所述管位于储液器与所述阀的顶部之间,以便机械降低水压,只留下微小开口以便水从所述储液器流入所述阀;这样,进一步调节水从所述储液器到所述水解器容积模块的重力流动,以类似于医疗静脉供给的方式,由此,例如,当在所述电解过程消耗所述水解溶液的一滴水成分时,一滴水将从所述储液器释放到所述容积模块中,在所述电解过程的期间,此预调节以近似等于所述水解溶液的水成分的减少的消耗率的速率进行,水以近似相同的速率从所述储液器释放到所述水解器单元中,允许在所述水解器容积模块内维持水解溶液的恒定水平,并进一步维持所述水解溶液内的恒定浓度水平的水解剂,因为所述电解过程只消耗所述水解溶液里的水成分,且由此所述水解剂在所述电解过程中未被消耗,因此通过按照维持水解溶液的预定水平所要求的来添加水,则浓度水平也将保持恒定;
在某些应用中,且更具体地说,在交通工具的罩或在4级到8级货车框架上,或在排气管支撑支架上,且在诸如冷藏货车拖挂车的某些应用中,若辅助储液器不可行,那么所述水解器容积模块被构建成允许额外的、预混合的水解溶液被包括在容积模块内的尺寸、尺度和形式,需要调节所述电解剂的浓度水平,实际上以足够的量降低了浓度水平的百分比以适合额外的水供给,但允许氢气和氧气的最大输出,以及进一步允许所述水解溶液中的所述水解剂的足够浓度,以便在寒冷气候的应用中不会结冰;当电解过程发生时,此过程允许降低所述水解溶液的水平,这是由于所述水解溶液的水成分被消耗和减少,这有效地产生水解剂的更高浓度,这增大了水解剂的浓度,因此,预先计算预混合的水解剂的浓度水平,以便不会将水解溶液的最大浓度增大到高于要求的水平;以此形式,水解器模块包含必要的板组件、容纳额外的水解溶液的有效地用作自储液器的额外空间、独立的湿气收集器和使得湿气和水解剂回到水解器模块的排放系统、内部防溅罩,且当利用独立的电池DC电源时,最显著地消除了在特定应用中对电源的需求。
由基于除湿过程的大气水回收系统组成,由此,在除湿装置的周围的温暖的大气中,将会从周围的气团提取所述湿气且所述湿气将会聚积在独立的储液器中,由此提供进入所述水解器容积模块的连续供给的水,此系统包括机械的、基于重力的、自动操作的阀和预定的进料管且还受到管夹持装置的控制;此系统利用除湿装置中的自动关闭的阀,以便不会造成由除湿过程产生的水溢流,基本上来说,此过程用在较大型应用中,诸如机车、大型船只和发电机组;
若利用单壁或双壁储液器,在寒冷气候的温度下加热水是防止水结冰或解冻水所必须的,此通过将交通工具的防冻液或冷却剂从辐射器系统转移通过由高度传导的金属构建的辅助的加热器罐单元来进行,且通过传导传热和对流传热过程的组合,这将加热储液器的与加热器罐单元的侧面直接接触的侧面,包含流过加热器单元的加热的辐射器冷却剂的稳态流,加热器单元由加热罐单元内的内部挡板式曲折隔离器构建,允许冷却剂通过耐高温管件和接头从交通工具的冷却剂系统内的出口点自由地流到加热器单元中的入口点,然后经由耐高温管件和接头,从加热器单元经由出口点回到交通工具的主冷却剂循环;
若利用单壁或双壁储液器,在寒冷气候的温度下加热储液器内的水是防止水结冰或解冻水所必须的,这通过转移来自交通工具的主废气排气管中的交通工具自己的废气的一部分来进行,通过将可调整的、基于金属的、套管型装置插入在发动机与消声器之间的排气管的部分中来进行;此装置具有半圆形分隔物的操纵杆,按照要求,该操纵杆可通过手动调整来用于寒冷气候的条件中,用于保持开启或闭合位置,半圆形分隔物安装在排气管内的圆周的内部,有效地具有转移来自发动机的废气流的约一半或期望量的能力;当操纵杆被设定成完全打开的位置时,那么此过程将允许热的废气从发动机自由地流动,通过下部排气管,通过套管型装置,通过消声器且随后从排气管的开口端进入大气中;当操纵杆被设定在闭合位置时,其将闭合排气管开口的一半或更少,只允许热废气部分流入大气中,而另一半或更少的热废气将会被转移通过被安装到套管型装置的位于半圆形分隔物的操纵杆之下的下部部分的管,热废气被部分转移入加热器单元中,循环通过内部挡板构型并从出口位置排出而进入连接至套管型装置的位于半圆形分隔物的操纵杆之上的上部部分的管中,使热废气回到套管型装置内的重入点并进入排气管中;当交通工具正在运行和操作时,通过传导传热和对流传热,由加热器单元的与储液器的壁直接接触的壁产生的热将会使存储在储液器中的水融化;
螺旋型布置的高度导热的金属带以围绕排气管或发动机歧管进行缠绕的方式被设置,这取决于装置的位置,排气管和发动机歧管都是自由热的来源,而多带金属线圈布置的其他端直接捆扎在储液器单元的周围以通过传导传热避免储液器内的水结冰或融化水;
当易于利用来自插入式来源的AC电流时,诸如在当货车通常被停放且不运行的情形时,将模块加热器单元插入到所述储液器中,以便当停放交通工具且可利用AC插入电流时,避免水结冰。
由连接到由耐候性菱形铝板或高冲击塑料复合材料构建的主箱型容器的灰尘过滤附件组成,此容器用于存储系统的所有主要的部件以进一步保护输送系统的各部件免受气候的影响,且避免灰尘和道路污垢进入水解器容积模块的部件以及包括电连接件和在某些应用中的电源包的其他部件中;此箱型容器类似于鞍型电池或存储箱,或通常附着于货车框架的圆柱形的气滤型封闭物,这些容器还被构建成安装到8级货车的消声器支架上的形式,如果装置保证的话;
气体传送设备,当多个水解器单元被使用在某些应用中时,允许所产生的氢气和氧气经由管状连接件和接头从多个水解器单元被引入到单容器型装置中,这还包含湿气过滤物质和用作阻火器或防火器的不锈钢刮刀,具有一个或多个出口点以便借助增大的压力将氢气和氧气再次转移到发动机的进气组件;
可手动拆卸的湿气收集器设备,其包含过滤物质以防止湿气和水解剂污染物进入通往进气系统的管件中,一组不锈钢刮刀插入到所述设备中以用作阻火器或防火器,带两端的喷嘴连接器且其在拧入所述湿气收集器设备中的部分上具有排放孔;此设备经由所述喷嘴连接器直接安装到所述水解器容积模块的顶部并用作所述氢气和所述氧气的出口点,同时捕集湿气和水解剂污染物,且随后允许所述湿气和所述污染物通过排放孔流回到容积模块中;若足够的空间可被利用来安装此系统,则使用此设备;若空间不允许此设备被直接附着于所述容积模块的顶部,那么所述湿气收集器设备可以被安装并被固定在所述容积模块上分开的位置处且具有足够长度的管件连接至所述设备底部处的接头以及所述容积模块的顶部处的接头,有效地允许所述氢气和所述氧气流入所述设备中,并使所述湿气和来自所述水解剂的任何污染物被捕集在所述过滤物质中,且使所述湿气和污染物依靠重力流回到所述容积模块中,但允许所述氢气和所述氧气自由地流过所述湿气收集器并进入出口管;所述湿气收集器在所述设备的顶部处具有出口阀以便所述氢气和所述氧气通过一段管件被转移至所述内燃发动机的所述进气组件;
对所述交通工具的计算机上的电阻的改动,以便通过调节所述交通工具的氧气传感器和所述交通工具的燃料喷嘴的开启和闭合序列的时机来允许更干净的空气进入化石燃料混合物中,允许所述氢气和所述氧气进入所述燃烧室并成为部分燃料源;
一组基于计算机的传感器,其能够测量因化石燃料的燃烧而产生的各种温室气体排放物以及颗粒物质、氮的氧化物和硫的氧化物排放物;此组传感器安装在交通工具和固定式应用中的关键位置处,以便为了交易信用额而确认、认证和量化排放物;所有的排放物都通过车载计算机进行测量和监测并存储在盘上;或通过外部的中央计算机,并将已收集的数据存储在盘上的且然后下载到所述中央计算机中。
2.如权利要求1所述的装置和气体输送系统,其包括水解器单元,所述水解器单元是具有尺寸可扩展性的立方的容积模块,所述容积模块优选由聚丙烯共聚物塑料构建但不限于此,被构建为适于小型或大型应用中的装置的缩小或放大尺寸的形式,这些应用例如乘坐式割草机、叉式升降装载车、小汽车、厢式货车、皮卡、SUV、8级货车和公共汽车、机车、船只、发电机组;所述容积模块按照要求,呈正方形、矩形、圆柱形或可变化的形状。
3.如权利要求1所述的装置和气体输送系统,其包括水解溶液,其中所述电解剂是与蒸汽蒸馏水或去矿物质水或市政自来水混合的氢氧化钾、碳酸氢钠或氢氧化钠,其浓度水平按电解液比水成分的体积计在15%到30%之间。
4.如权利要求1所述的装置和气体输送系统,其中所述内部板组件利用304或316型不锈钢板,其呈实心的扁平状、穿孔的、线性锯齿状或有纹理的表面,或具有烘烤的包含不锈钢颗粒的陶瓷基化合物的表面的板,以便增加板的表面而不会增大板的尺寸来有效地制造较高水平的氢气和氧气。
5.如权利要求1所述的装置和气体输送系统,其包括防溅罩,所述防溅罩由穿孔的或实心的基于塑料的板连同插入水解器容积模块内在板组件上的基于橡胶的穿孔的膜构建,以防止或减少进入气体输送管中的通过电解过程产生的氢气和氧气的分子扰动形成的气泡的量。
6.如权利要求1所述的装置和气体输送系统,其包括辅助的和独立的电源,所述电源使用单独的12V或6V的电池和电池隔离器以便为独立的电池再充电,在某些较大规模的应用中所采用的此系统消除了对使用交通工具自己的电池的需求。
7.如权利要求1所述的装置和气体输送系统,其在某些应用中按照要求使用DC到DC电源包,所述DC到DC电源包以供给必要的电源来调节与当怠速或当高速行驶时的交通工具的RPM和速度有关的氢气和氧气的生产能力的方式被制造。
8.如权利要求1所述的装置和气体输送系统,其在诸如8级货车或发电机组的某些较大规模的应用中要求高水平的氢气和氧气,所述装置和气体输送系统包括使用串联互联的多个水解器容积模块且包含高的气体输出室组件,或结合了多个室组件的单个水解器容积模块,所有水解器单元串联地连接;或者消除了使用电源包的形式。
9.如权利要求1所述的装置和气体输送系统,其中手动填充的单壁或双壁储水器被安装并用于将水解过程扩展使用在温暖的气候下,或寒冷天气的气候下,结合了加热系统,以通过使用结合了交通工具自己的防冻系统或排放系统的基于对流传热和传导传热过程的加热系统,融化结冰的水或防止水结冰;加热线圈系统或模块加热器。
10.如权利要求1所述的装置和气体输送系统,其中利用除湿过程的大气水回收系统用于自动填充水解器容积模块。
11.如权利要求1所述的装置和气体输送系统,其包括以允许储存额外的低浓度水平的水解溶液的形式构建的水解器容积模块,以便延长操作,由此消除了对额外的储液器、加热系统和电源的需求,并结合了应用在冷藏拖挂车或货车牵引车上的内部防溅罩以及内置湿气收集器和湿气回收。
12.如权利要求1所述的装置和气体输送系统,其结合了由基于塑料的化合物构建的
源的氢气和氧气
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