一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，包括：設(shè)置在箱體內(nèi)的若干個電解槽、水箱和泵體，每個電解槽均連通有一根分氧管、一根分氫管和一根分水管，若干根分氧管匯集的連通到主氧管，若干根分氫管匯集的連通到主氫管，主水管與水箱組成閉合的循環(huán)流體通路，若干根分水管匯集的連通到主水管，設(shè)置在主水管上的泵體能夠驅(qū)動流體流動。本發(fā)明所達到的有益效果：提供一種更加合理的氣路和水路的管路設(shè)計，使得氫氧發(fā)生器整體上結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積小型化便攜化，水路的循環(huán)設(shè)計使電解槽內(nèi)的氣體能夠及時排除，提高電解的效率，并對電解過程中的水蒸氣進行過濾排除，氧氣和氫氣也因為氣路的設(shè)計結(jié)構(gòu)及時從電解槽分別輸出。
【專利說明】
一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氫氧發(fā)生裝置，屬于氫能源【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)汽車行業(yè)普遍仍以汽油柴油等不可再生能源，作為燃料產(chǎn)生動力，而其中通過汽柴油的燃燒所產(chǎn)生的化學能在轉(zhuǎn)化為動能的同時，根據(jù)國內(nèi)外的相關(guān)研究及測定，70%左右的能量通過高溫及燃燒不充分的尾氣排放及各管路的熱能耗散而浪費掉了。眾所周知，化石燃料的廣泛利用所帶來的尾氣排放不僅給環(huán)境帶來了嚴重的負擔，而且，其不可再生的特性及目前較高的不可替代性導(dǎo)致汽車的使用成本逐年上升。世界各國家及地區(qū)，如美國也好，歐盟地區(qū)也好，在碳排放的問題上越來越重視，國內(nèi)對節(jié)能減排的重視程度也上升到了國家戰(zhàn)略的高度，對相關(guān)產(chǎn)品的扶植及政策傾斜的力度也是空前的加強。
[0003]在考慮環(huán)保、利用耗散能量及最大化燃燒的化學能效率等節(jié)能減排的方案上，鑒于氫能源的可再生性，純水排放無污染性及高能量轉(zhuǎn)化率，氫能源的利用對于傳統(tǒng)燃油具有良好的輔助甚至替代特性。傳統(tǒng)燃油輔以氫氧氣體輔燃助燃，可以提高熱能-動能轉(zhuǎn)換效率，提升燃油利用率，減少尾氣排放，降低環(huán)境負擔，是能源利用領(lǐng)域必然經(jīng)過的發(fā)展途徑之一。
[0004]氫氣燃燒熱能是汽油的三倍，燃燒速度是汽油的5倍，具有較高的熱能和較快的燃燒速度。添加氫氣到發(fā)動機，其燃燒可有效縮短發(fā)動機滯燃期，減少發(fā)動機熱量損耗，明顯提高發(fā)動機的動能轉(zhuǎn)化效率。同時發(fā)動機供氣中氧氣含量增加，燃料分子與氧氣分子接觸的機會增加，使得燃燒更加完全，從而有效提高燃料利用率。而供氣中氮氣的含量相對下降，內(nèi)燃機排氣總量減少，排氣中帶出的熱量也相應(yīng)減少。氫氣燃燒產(chǎn)物為無污染的純水，富氧環(huán)境促進碳煙及有害氣體的氧化，降低顆粒物和有害氣體的排放。通過修正ECU數(shù)據(jù)，減少噴油量，可以使發(fā)動機動力增強或保持不變，來達到節(jié)油效果。
[0005]車載氫氧發(fā)生裝置對車載發(fā)電機輸出的電能進行智能分配控制，利用蓄電池盈余電能進行SPE電解去離子水，產(chǎn)生純度達到99.99%的氫氣及氧氣，注入發(fā)動機作為輔助燃料燃燒，提供部分動力，并顯著提高熱能-動能轉(zhuǎn)換效率，同時充分燃燒汽(柴)油燃料。優(yōu)化設(shè)計和性價比綜合考慮后的定型裝置，將實現(xiàn)全自動精確智能管理供氫氧氣，空氣和供油量，普遍可實現(xiàn)同樣或強勁動力輸出時，減少20°/Γ30%油耗、降低60°/Γ70%尾氣排放量及減少發(fā)動機積碳量延長發(fā)動機使用壽命等，在高原等缺氧的環(huán)境中效果尤其明顯。
[0006]如前所述，本產(chǎn)品目前在國內(nèi)的市場化，尚處于萌芽階段，節(jié)能減排或?qū)ふ一剂咸娲罚呀?jīng)成為國際社會上一個舉足輕重的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和市場化的熱點。毫無疑問，SPE純水電解車輛節(jié)能減排設(shè)備，由于其成本可接受、對環(huán)境無污染、使用壽命長、安裝維護簡便，其市場前景將是非常不錯的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對氫氧發(fā)生器在車載方面的的具體應(yīng)用公開了一種小型化、便攜化的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，包括:設(shè)置在箱體內(nèi)的若干個電解槽、水箱和泵體，其特征是，每個所述電解槽均連通有一根分氧管、一根分氫管和一根分水管，若干根所述分氧管匯集的連通到主氧管，若干根所述分氫管匯集的連通到主氫管，主水管與所述水箱組成閉合的循環(huán)流體通路，若干根所述分水管匯集的連通到所述主水管，設(shè)置在所述主水管上的所述泵體能夠驅(qū)動流體流動。
[0008]本發(fā)明的一種較佳實施例為，所述電解槽均布為兩列并固定在所述箱體上，所述主水管包括兩根支水管，以及兩根總水管，兩根所述支水管并聯(lián)；所述水箱、一根所述總水管、并聯(lián)的所述支水管和另一根所述總水管依次連通組成閉合的循環(huán)流體通路，一根所述總水管上設(shè)有所述泵體。
[0009]本發(fā)明的一種較佳實施例為，所述主氧管包括一根或兩根支氧管，以及一根總氧管，所述支氧管并聯(lián)后連通所述總氧管，所述主氫管包括一根或兩根支氫管，以及一根總氫管，所述支氫管并聯(lián)后連通所述總氫管，同一列所述電解槽上的所述分氧管和所述分氫管分別依次連通到所述支氧管和所述支氫管上。
[0010]本發(fā)明的一種較佳實施例為，所述水箱上部設(shè)有加水管，下部連通排污管和兩根所述總水管。
[0011]本發(fā)明的一種較佳實施例為，所述主氧管通入所述水箱，所述水箱上部還通有一根排氧管。
[0012]本發(fā)明的一種較佳實施例為，所述分氫管貫穿的連通所述電解槽的陰極極板一側(cè)通到兩極板之間的離子交換膜，所述分氧管貫穿的連通所述電解槽的陽極極板一側(cè)通到兩極板之間的離子交換膜。
[0013]本發(fā)明的一種較佳實施例為，所述分水管從所述電解槽的陽極極板一側(cè)通入所述電解槽，且所述水管貫穿所述陽極極板連通到離子交換膜。
[0014]本發(fā)明的一種較佳實施例為，所有所述電解槽的電路連接方式采用串聯(lián)連接，所述電解槽內(nèi)的液路循環(huán)流動方向與陽極電極板和陰極電極板之間的電壓方向垂直。
[0015]本發(fā)明的一種較佳實施例為，所述分氧管和所述分水管連通所述陽極極板的位置連線為所述陽極極板的對角線。
[0016]本發(fā)明所達到的有益效果:提供一種更加合理的氣路和水路的管路設(shè)計，使得氫氧發(fā)生器整體上結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積小型化便攜化，水路的循環(huán)設(shè)計使電解槽內(nèi)的氣體能夠及時排除，提高電解的效率，并對電解過程中的水蒸氣進行過濾排除，及時高效的降低控制電解槽的溫度，氧氣和氫氣也因為氣路的設(shè)計結(jié)構(gòu)及時從電解槽分別輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的立體結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的主視圖；
圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的俯視圖；
圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例的側(cè)視圖；
圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例的主視圖的水循環(huán)示意圖； 圖6是本發(fā)明優(yōu)選實施例的后視圖的氫氣流向示意圖；
圖7是本發(fā)明優(yōu)選實施例的主視圖的氧氣流向示意圖；
圖8是本發(fā)明優(yōu)選實施例的后視圖的氧氣流向示意圖；
圖9是本發(fā)明優(yōu)選實施例的電解槽的剖視圖；
圖10是本發(fā)明優(yōu)選實施例的箱體外觀立體結(jié)構(gòu)圖；
圖中:1、箱體，2、電解槽,3、水箱,4、泵體,5、分氧管,6、分氫管,7、分水管,8、主氧管,9、主氫管，10、主水管，11、支氧管，12、支氫管，13、支水管，14、總氧管，15、總氫管，16、總水管，17、排氧管，18、加水管，19、排污管，20、離子交換膜，21、陽極極板，22、陰極極板。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0019]如圖1-10所示，一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，包括:設(shè)置在箱體I內(nèi)的若干個電解槽2、水箱3和泵體4,每個電解槽2均連通有一根分氧管5、一根分氫管6和一根分水管7，若干根分氧管5匯集的連通到主氧管8，若干根分氫管6匯集的連通到主氫管9，主水管10與水箱3組成閉合的循環(huán)流體通路，若干根分水管7匯集的連通到主水管10，設(shè)置在主水管10上的泵體4能夠驅(qū)動流體流動。
[0020]多個電解槽2的設(shè)計有利于提高氫氧發(fā)生器工作的可靠性，避免因為一個電解槽2的故障影響整個氫氧發(fā)生器的正常工作，分氧管5、分氫管6和分水管7分別匯集的連接主氧管8、主氫管9和主水管10，采取多個分管并聯(lián)的方式連接主管，這樣使得電解槽2之間的工作不會相互干擾，也不會因為其中一個的原因影響整體。
[0021]設(shè)計在水箱3外部的主水管10與水箱3組成閉合的循環(huán)水路能夠使得水形成循環(huán)流動，除了氫氣和氧氣主動從氣管排除，循環(huán)水也能夠?qū)⒏街陔娊獠?內(nèi)部的氣泡及時帶出電解槽2，提高電解槽2的工作效率，并減少電解槽2的發(fā)熱量。
[0022]電解槽2均布為兩列并固定在箱體I上，主水管10包括兩根支水管13，以及兩根總水管16，兩根支水管13并聯(lián)；水箱3、一根總水管16、并聯(lián)的支水管13和另一根總水管16依次連通組成閉合的循環(huán)流體通路，一根總水管16上設(shè)有泵體4。
[0023]分為兩列的電解槽2排列方式有利于減小氫氧發(fā)生器的體積，主水管10分為兩根支水管13和兩根總水管16的結(jié)構(gòu)兼顧的順應(yīng)了電解槽2的排布方式和水路需要循環(huán)的要求，既使得氫氧發(fā)生器便攜化，又使得水路能夠順利形成循環(huán)結(jié)構(gòu)；泵體4的設(shè)計使得水在電解槽2內(nèi)形成強迫水循環(huán)形成可能，有利于控制實現(xiàn)循環(huán)水帶出電解槽2內(nèi)氣泡和利用水循環(huán)降低電解槽2溫度。分水管7并聯(lián)的接通支水管13，使得水路上，每個電解槽2不會互相干擾。
[0024]主氧管8包括一根或兩根支氧管11，以及一根總氧管14，支氧管11并聯(lián)后連通總氧管14,主氫管9包括一根或兩根支氫管12,以及一根總氫管15,支氫管12并聯(lián)后連通總氫管15,同一列電解槽2上的分氧管5和分氫管6分別依次連通到支氧管11和支氫管12上。
[0025]氧氣由分氧管5、支氧管11和總氧管14的三級分工輸送匯集，同時氫氣由分氫管
6、支氫管12和總氫管15的三級分工輸送匯集，均將管路最大程度的簡化，有利于便攜化氫氧發(fā)生器，同時每個電解槽2的氧氣或氫氣的傳輸均不會相互干擾。
[0026]水箱3上部設(shè)有加水管18，下部連通排污管19和兩根總水管16。加水管18便于給水箱3及時補水，排污管19在對氫氧發(fā)生器進行排污和清理時能夠及時排除設(shè)備中的雜質(zhì)和污物，將排污管19連通在下部有利于污物的徹底排出。
[0027]主氧管8通入水箱3，水箱3上部還通有一根排氧管17。因為電解槽2中的水蒸氣會隨著氧氣一起從分氧管5進入主氧管8，將主氧管8通入水箱3，有利于規(guī)律氧氣中的水蒸氣，使得水蒸氣留在水箱3中，同時氧氣在從排氧管17輸出。
[0028]分氫管6貫穿的連通電解槽2的陰極極板22 —側(cè)通到兩極板之間的離子交換膜20，分氧管5貫穿的連通電解槽2的陽極極板21 —側(cè)通到兩極板之間的離子交換膜20。由于氧氣和氫氣分別從電解槽2的陽極極板21和陰極極板22 —側(cè)產(chǎn)生，就近的設(shè)置分氧管5和分氫管6位置,有利于減小氣路的長度,簡化結(jié)構(gòu)。
[0029]分水管7從電解槽2的陽極極板21 —側(cè)通入電解槽2，且水管貫穿陽極極板21連通到離子交換膜20。分水管7能夠精準的將水第一時間輸送到離子交換膜20處。
[0030]所有電解槽2的電路連接方式采用串聯(lián)連接，電解槽2內(nèi)的液路循環(huán)流動方向與陽極電極板和陰極電極板之間的電壓方向垂直。由于受到車輛發(fā)動機的額定電壓和額定電流的限制，即電壓和電流不能超過額定值，所以氫氧發(fā)生器的電路連接方式采用的是復(fù)極式，也就是每個電解槽2采用串聯(lián)的方式進行連接。液路流動流動方向垂直于電壓方向，有利于液體帶走電解槽2內(nèi)每處的氣泡。
[0031]本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中:電解槽2共設(shè)有8個，每四個電解槽2排成一列，共排列兩列，同時長形的水箱3也與電解槽2的一列并排設(shè)置，這樣整體上使得氫氧發(fā)生器體積較小，更加便攜化，支氧管11、支氫管12和支水管13均能夠沿每列電解槽2的排列方向布置，每個電解槽2的分管也會間隔的依次連通到支管上，這樣的管路設(shè)計層次分明，結(jié)構(gòu)更加簡化。
[0032]本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，泵體4為蠕動泵，其連接的驅(qū)動一根總水管16內(nèi)的水流動，連接處的總水管16為軟管，這樣水將能夠不斷從水箱3中流入到每一個電解槽2內(nèi)，并保持每個電解槽2內(nèi)一定的液壓，同時多余的水再通過另一個總水管16回流到水箱3中。
[0033]分氧管和分水管連通陽極極板的位置連線為陽極極板的對角線。采用對角線布置,進出水口距離最遠,可促使水在離子交換膜擴散,從而增大電解面積。
[0034]本發(fā)明水箱3內(nèi)提供的水為去離子水。
[0035]本發(fā)明工作時，水箱3內(nèi)的水通過蠕動泵驅(qū)動流動，并通過總水管16和每根分水管7流入到每個電解槽2內(nèi)，通電的電解槽2對水進行電解后，產(chǎn)生氫氣和氧氣以及一部分水蒸氣；此時多余的水會循環(huán)流回水箱3并帶走一部分混合氣體(氫氣和氧氣的混合氣體)，氧氣與水蒸氣會從分氧管5、支氧管11和總氧管14逐級匯流，最后進入到水箱3中，水箱3中的水會吸收水蒸氣，氧氣和回流水帶入的混合氣體一起從排氧管17輸出，氫氣會從分氫管6、支氫管12和總氫管15逐級匯流最后輸出，同時輸出的氧氣和氫氣會進入到汽車發(fā)動機中輔助石化油氣更加充分的燃燒。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，包括:設(shè)置在箱體內(nèi)的若干個電解槽、水箱和泵體，其特征是，每個所述電解槽均連通有一根分氧管、一根分氫管和一根分水管，若干根所述分氧管匯集的連通到主氧管，若干根所述分氫管匯集的連通到主氫管，主水管與所述水箱組成閉合的循環(huán)流體通路，若干根所述分水管匯集的連通到所述主水管，設(shè)置在所述主水管上的所述泵體能夠驅(qū)動流體流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，其特征是，所述電解槽均布為兩列并固定在所述箱體上，所述主水管包括兩根支水管，以及兩根總水管，兩根所述支水管并聯(lián)；所述水箱、一根所述總水管、并聯(lián)的所述支水管和另一根所述總水管依次連通組成閉合的循環(huán)流體通路，一根所述總水管上設(shè)有所述泵體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，其特征是，所述主氧管包括一根或兩根支氧管，以及一根總氧管，所述支氧管并聯(lián)后連通所述總氧管，所述主氫管包括一根或兩根支氫管，以及一根總氫管，所述支氫管并聯(lián)后連通所述總氫管，同一列所述電解槽上的所述分氧管和所述分氫管分別依次連通到所述支氧管和所述支氫管上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，其特征是，所述水箱上部設(shè)有加水管，下部連通排污管和兩根所述總水管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，其特征是，所述主氧管通入所述水箱，所述水箱上部還通有一根排氧管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，其特征是，所述分氫管貫穿的連通所述電解槽的陰極極板一側(cè)通到兩極板之間的離子交換膜，所述分氧管貫穿的連通所述電解槽的陽極極板一側(cè)通到兩極板之間的離子交換膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，其特征是，所述分水管從所述電解槽的陽極極板一側(cè)通入所述電解槽，且所述水管貫穿所述陽極極板連通到離子交換膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或7所述的一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，其特征是，所有所述電解槽的電路連接方式采用串聯(lián)連接，所述電解槽內(nèi)的液路循環(huán)流動方向與陽極電極板和陰極電極板的電壓方向垂直。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或7所述的一種小型便攜化車載氫氧發(fā)生器，其特征是，所述分氧管和所述分水管連通所述陽極極板的位置連線為所述陽極極板的對角線。
【文檔編號】C25B9/18GK104294308SQ201410564858
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】黃海波, 李相鵬, 陳立國, 錢成, 陳濤, 楊浩, 錢樹樓, 胡海燕, 孫立寧 申請人:蘇州大學