技术领域
[0001] 本
发明涉及新
能源及环保领域，具体涉及氢
氧发生器的制造技术领域。
背景技术
[0002] 水燃料的设想最早来源于科幻作家儒勒·凡尔纳在1874年出版的《神秘岛》。小说中的神秘岛上没有树枝，生火做饭完全靠水，并指出未来
化石燃料将从地球上消失，我们的燃料，只有一望无际的水。
[0003] 1962年，澳大利亚YULL BROWN(布朗)教授制作了第一台布朗发生器(即氢氧混合气按2∶1比例由
水电解生成的氢氧发生器)。YULL BROWN教授的
布朗气发生器就是水焊机的雏形。
[0004] 水焊机是利用水在
碱性催化剂作用下，在
电解槽两端通直流电，将水发生电化学反应生成氢气和氧气，以氢气作为燃料，氧气助燃，经安全
阀与阻火器再经氢氧火焰枪点火形成氢氧火焰，对
工件施焊。
[0005] 1990年，利用水做燃料的水焊机在首饰行业应用，并于2000年全面普及。氢氧焰的
温度高达2800度，可对各种高熔点金属进行
焊接作业。
[0006] 1996年，利用水做燃料的氢氧机在炼
钢厂
碳钢切割中取得成功，并于2000年开始在各炼钢厂普及。
[0007] 1998年，氢氧机在制药厂水针剂
拉丝封口中成功应用，符合制药业GMP强制认证的行业规范，并于2000年开始普及。
[0008] 2008年6月12日，日本Genepax公司公布了以水和空气发电的
燃料电池系统“WaterEnergySystem”，在燃料极侧使金属或
金属化合物与水发生化学反应从而提取氢气和氧气，进而以此推动汽车前进。
[0009] 2011年1月，美国海军研究实验所研究人员在佛罗里达州基韦斯特建立了一个“碳抓取”模型机，从
海水中大量提取二氧化碳并将其转化为液态氢燃料。
[0010] 2013年3月，研究人员将这种“海水燃料”注入模型飞机，模型飞机成功发动。2013年9月，研究人员首次成功利用这种“海水燃料”让模型飞机飞上天空。
[0011] 2015年1月25日，全球最大的汽车厂商丰田，成功生产首辆氢燃料汽车。
[0012] 上述氢氧发生器和水燃料设备存在以下缺点：
[0013] 1、大中型氢氧发生器体积大，耗能高，无法安装在汽车上使用。
[0014] 2、小型氢氧发生器生产效率低，氢气和氧气的产量满足不了
发动机的需要，只能以氢气和燃油混合，提高燃烧的效果，不能单独作为汽车的燃料使用。
[0015] 3、制造“海水燃料”和水
燃料电池及氢燃料的工艺过程复杂，技术难度大，成本高。
发明内容
[0016] 针对现有氢氧发生器制造技术所存在的上述问题，本发明提供一种高效低耗汽车水燃料系统。
[0017] 本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0018] 一种高效低耗汽车水燃料系统，该系统由高频高压电源、
微波源和氢氧发生器组成。高频高压电源包括
蓄电池、高频
振荡器和高压线圈；微波源由
微波炉用
磁控管和配套
电路组成；氢氧发生器采用改造的小型水焊机，由
电解槽、直流电源、
安全阀与阻火器、流量调节阀、供气管路组成。
[0019] 所述系统的工作原理是根据共振的理论，共振会造成系统的破坏；当水被激荡在+ -其固有的分子共振
频率时，构成水分子的化学键很容易发生断裂，变成H和OH 离子。以前的氢氧发生器，正是为了破坏水分子的化学键-氢键，才需要耗费大功率的
电能，并产生了大量多余的
热能。
[0020] 所述的高频高压电源，是利用高频振荡器将直流电变为交流电，并通过与高压线圈耦合升压，为微波源提供高压电源。
[0021] 所述的蓄电池为12v汽车电瓶，由汽车本身的发
电机充电。
[0022] 所述的微波源由微波炉用磁控管和配套电路组成，发射的微波频率为水分子的固有频率2450MHz，经波
导管插入氢氧发生器的
谐振腔，使谐振腔中的水分子处于微波的交变电
磁场之中。
[0023] 所述的电解槽由谐振腔、
阴极室和
阳极室组成，谐振腔居中，左右分别通向阴极室和阳极室。
[0024] 所述的直流电源采用
二极管整流器，获得24伏直流
电压，用于电解水。
[0025] 所述的谐振腔为一个较粗的金属管，充满带
电解质NaOH或KOH的水，上端插入微+ -波的
波导管；水分子在微波作用下，发生谐振-共振，自行分解为H和OH 离子。
[0026] 所述的阴极室连接直流电源的负极，在直流
电场的作用下，H+离子被吸引到阴极生成氢气。
[0027] 所述的阳极室连接直流电源的正极，在直流电场的作用下，OH-离子被吸引到阳极生成氧气。
[0028] 所述的流量调节阀，有两个入口和一个出口，两个入口通过供气管路分别与阴极室、阳极室相连接，出口与安全阀与阻火器相接，用来调节氢气和氧气的流量，使二者的体积混合达到2∶1的比例。
[0029] 所述的安全阀与阻火器，通过供气管路分别与流量调节阀和发动机进气道相接，防止发生回火爆炸。
[0030] 本发明结合了高频高压电路、微波炉和氢氧发生器的技术，其优点是：
[0031] (1)体积小，效率高，耗能低，即产即用，产气速度能满足汽车发动机的要求。
[0032] (2)以水为燃料，廉价节能，环保低碳，为解决大气污染问题提供了最有效的途径和技术手段。
[0033] (3)用途广泛，不仅能用于工业和医疗，还可用于
内燃机为动
力的交通工具如汽车、飞机、
船舶、火车；军舰和潜艇可以海水为燃料，实现无限期航行。
[0034] (4)可根据应用目的不同对系统各部分重新选择、组合和改进，如利用可控
硅对高频高压电源进行整流，作为直流电机的电源，驱动电动汽车和电动
机车；将高频高压电源和微波源组合，发射大功率微波
信号；在军事上，利用高频高压电源可为大功率
激光器提供电力，使激光武器实现小型化。
[0035] (5)在沿海地区和海岛上建设海水燃料
发电厂，燃烧氢气和氧气用来发电，又可实现
海水淡化。
附图说明
[0036] 图1是本发明
实施例的总体结构示意图。
[0037] 图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
[0038] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
[0039] 图1是本发明实施例的总体结构示意图，如图所示，该系统由蓄电池1001、高频振荡器1002、高压线圈1003、微波源1004、谐振腔1005、流量调节阀1006、安全阀与阻火器1007、供气管路1008和发动机进气道1009、阴极室1010、直流电源1011、阳极室1012和波导管1013组成。
[0040] 图2是本发明的电路原理图，如图所示，电路由二极管D1、电解电容C1、
正向偏置电阻R1和R2、晶体
三极管Q、选频用电感L和电容C、正反
馈线圈L1、高压线圈L2、高压二极管D2、气体
放电管GDT、电源
变压器T、低压绕组L3、高压绕组L4、高压熔丝BX、高压电容C2、高压二极管D3、磁控管MAG、整流变压器TG、直流电源1011组成。
[0041] 所述的蓄电池1001为汽车电瓶，由汽车本身的发电机充电，为高频振荡器1002补充功率消耗。
[0042] 所述的高频振荡器1002由二极管D1、电解电容C1、正向偏置电阻R1和R2、晶体三极管Q、选频用电感L和电容C、正反馈线圈L1组成，用来产生高频电压，其工作过程是：
[0043] 二极管D1的功用是将蓄电池1001与振荡器1002隔离，防止反向
电流冲击电瓶；电解电容C1的容量较大，为47000μF，能够贮存较大电能，在振荡电路和蓄电池之间可起到隔离和缓冲作用。
[0044] 正向偏置电阻R1和R2的作用是在晶体三极管Q管脚bc之间和be之间加正向电压；晶体三极管Q的作用是将基极b输入的信号电流放大，从集
电极c流出；电感L和电容C并联的作用是组成选频网络，符合谐振频率的信号功率达到最大。
[0045] 由于电感L、正反馈线圈L1和高压线圈L2均绕在同一个漆包
线轴上，线轴孔内插入
铁氧体，线圈L、L1和L2耦合在一起，线圈L流过信号电流，会使正反馈线圈L1和高压线圈L2产生相同频率的感应电动势；正反馈线圈L1的下端和线圈L的上端为同名端，经过L1反馈到基极的电流与原来基极b输入的信号电流相正反馈线圈L1的下端和线圈L的上端为同名端，经过L1反馈到基极的电流与原来基极b输入的信号电流
相位相同，起到增强作用；如此反复，振荡器电路在谐振频率下趋于稳定。
[0046] 根据LC并联谐振的理论，线圈L在谐振时电流达到最大值，线圈L和L1都选取直径为0.9毫米的漆包线，
匝数分别为8和4；L2选取0.3毫米直径的漆包线，匝数约为4000匝；L2与线圈L耦合，形成500∶1的比例，当初级绕组L上出现12v的电脉冲时，则在次级绕组L2上产生6000v的高压。
[0047] 比较高频和低频的
波形，高频的功率
密度明显大于低频，因此，电容C选取1nH，谐振频率约为35000Hz，线圈L2储存的
能量密度较工频(50Hz)电源大大增加。
[0048] 所述的高频高压电源是依据最新的电磁理论制造的新概念能源，磁场是物体内部的分子、
原子排列成某种顺序结构的一种势态，如
磁铁，只和材料的性质和
质量大小有关；当势态发生变化时，就会释放出电能；初级线圈中的电流只起一个激发、励磁的作用，并未转
化成磁能，故消耗极小；高压线圈释放的电能源自线圈和铁芯的内部储能，最典型的例子是汽车发动机点火线圈，其工作原理是：
[0049] 通常点火线圈里面有两组线圈相耦合，初级线圈和次级线圈；初级线圈用较粗的漆包线绕200-500匝左右，次级线圈用较细的漆包线绕15000-25000匝左右；电瓶通过分电器与高压线圈的初级绕组连接，随着分电器反复的“开”“关”，初级绕组相当于施加了脉冲电流，时断时续；当初级线圈接通电源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁场，铁芯储存了磁场能；当分电器使初级线圈电路断开时，初级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈就会感应出很高的电压，送到
火花塞放电打火；次级绕组虽然输出的功率强大，初级绕组耗电量却很小，可忽略不计。
[0050] 所述的高压线圈1003安装在一个封闭的圆柱形绝缘体内，通过
接线柱与高频振荡器1002连接；通过12个高压二极管D2和
气体放电管GDT，与微波源1004的电源变压器T、直流电源1011的整流变压器TG相隔离，以免相互感应。
[0051] 所述的12个高压二极管D2分为两组，每组6个
串联，两组的导通方向相反，以获得完整的输出波形；
[0052] 所述的微波源1004由电源变压器T、低压绕组L3、高压绕组L4、高压熔丝BX、高压电容C2、高压二极管D3、磁控管MAG组成，其工作原理和微波炉完全相同，并通过波导管1013将微波射入电解槽1005的谐振腔内。
[0053] 所述的电源变压器T为一个隔离变压器，使微波源1004与其它电路相隔离。
[0054] 所述的谐振腔1005和通向阴极室1010和阳极室1012的管子选用除
铝以外的金属材料，铝会和NaOH或KOH起化学反应；微波具有强大的定向穿透性，可使所有谐振腔内的水分子发生谐振，直到分解；微波遇到金属就会发生反射，故谐振腔必须采用金属材料制造，才能将微波封闭，不发生外泄。
[0055] 所述的1012阳极室和阴极室1010均为绝缘材料制成，底部分别安装电极，各自和直流电源1011的正负极相接。
[0056] 所述的波导管1013为一个空心的金属管，用来将磁控管MAG产生的微波导入电解槽的谐振腔内；出口安装金属伞，以防止微波反射
泄漏。
[0057] 所述的直流电源1011为整流电源，通过整流变压器TG接入高压线圈1003，将高压降为低压24v，再经过整流和滤波电路获得24v直流电压，为电解槽内的电解水建立直流电场。
[0058] 所述的流量调节阀1006为一个混合阀，左右两个入口通过供气管路1008分别与阴极室1010和阳极室1012相接，氢气和氧气进入流量调节阀1006；转动阀
门的旋钮，可调节氢气和氧气的进气量，达到2∶1的混合比例。
[0059] 所述的安全阀与阻火器1007，通过供气管路1008分别与流量调节阀1006的出口和发动机进气道1009相接，起到安全保障作用。
[0060] 所述的发动机进气道1009为汽车发动机本身的组成部分，氢气和氧气的混合气体由此进入发动机
燃烧室，再点火燃烧，推动发动机
曲轴旋转。
