專利名稱：余熱制氫發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可廣泛用于現(xiàn)代汽車、飛機、機車、輪船內(nèi)燃機、燃汽渦輪發(fā)動機的醇裂解技術(shù)和為實施該技術(shù)而專門設(shè)計的裝置。
能源與環(huán)保是當(dāng)今世界面臨的重大問題，人類為了減少對石油資源的依賴和減少汽車排放對大氣環(huán)境的污染，比較現(xiàn)實的抉擇是醇—氫代燃。而實現(xiàn)醇?xì)浯嫉年P(guān)鍵技術(shù)就是余熱制氫發(fā)動機—氫發(fā)生器。
本發(fā)明人在余熱制氫發(fā)動機的技術(shù)領(lǐng)域進行了長期的試驗，并先后獲得了CN85109487、CN88108905.2和CN88100666.1等多項發(fā)明專利。隨后，本發(fā)明人在此基礎(chǔ)上作了進一步的探索和創(chuàng)新，對醇裂解器作了大量試驗研究，取得了突破性的進展。
本發(fā)明的目的是針對社會化大生產(chǎn)與市場經(jīng)濟的迫切需要，設(shè)計一種結(jié)構(gòu)更加合理、重量輕、耗材少、可增加催化劑的裝填量，強度好，受熱均勻，升溫速度快，安裝和使用都很方便的余熱制氫發(fā)動機。
下面結(jié)合附圖及附圖所示的實施例，對本發(fā)明的內(nèi)容作詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的內(nèi)容不限于附圖所示。


圖1是本發(fā)明的關(guān)鍵設(shè)備醇裂解消聲器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示裝置的主視圖；圖3是圖1所示裝置的俯示圖；圖4是圖1中的A—A剖視圖；圖5是圖2中的B—B剖視圖；圖6是圖2中的C—C剖視圖；殼體(1)，聯(lián)通管(2)，前封板(3)，進氣管(4)，套管(5)、穿孔管(6)、分流進氣管(7)，預(yù)熱室前封板(8)，套管(9)，氣化過熱室(10)，預(yù)熱室后封板(11)，隔板(12)，消聲尾管(13)，隔板(14、15)，中間消聲管(16)，隔板(17)，反應(yīng)器前封板(18)，反應(yīng)室(19)，套管(20)，反應(yīng)器后封板(21)，反應(yīng)器穿孔管(22)，法蘭(23)，封蓋(24)，螺釘(25)，熱電偶接頭(26)，后封板(27)，醇燃料輸入管(28)，醇液氣化分流板(29)，醇裂解氣輸出口(30)，醇裂解氣輸出管(31)，面板開口(32)。
本發(fā)明是一種利用發(fā)動機排氣余熱，首先對燃料醇進行催化裂解，將醇類轉(zhuǎn)化成為氫氣，然后使氫氣與汽油混合進入發(fā)動機作為燃料的醇?xì)浯挤椒?，本發(fā)明是在原有發(fā)動機的排氣管路上直接串接一個氫發(fā)生器，發(fā)動機的排氣消聲器和醇裂解反應(yīng)器組合為一體。
為實現(xiàn)本發(fā)明提出的醇?xì)浯挤椒?，本發(fā)明專門設(shè)計了下述裝置，該裝置由裂解反應(yīng)器、燃料混合器、排氣溫控分流器和供料控制器所組成。發(fā)動機排氣消聲器和醇裂解反應(yīng)器組合為一個完整的醇裂解消聲器，其中的醇裂解反應(yīng)器由氣化過熱室(10)，聯(lián)通管(2)和反應(yīng)室(19)組成U形結(jié)構(gòu)。其氣化過熱室在消聲器排氣進口端，而反應(yīng)催化室在排氣尾端，中間聯(lián)通管(2)連接。過熱室(10)和反應(yīng)室(19)是用金屬材料制作的全封閉的園筒殼體，其前后面板上均布穿孔管(6、22)和套管(9、20)、形成園或橢園形蜂窩狀。在氣化過熱室(10)的一側(cè)焊有醇燃料輸入管(28)，它的外端與燃料箱的輸料管相接。輸入管的內(nèi)端，焊有一個醇液氣化分流板(29)，分流板上均布8—12個直徑為3mm的園孔，反應(yīng)室(19)的一側(cè)焊有醇裂解氣輸出管(31)它與發(fā)動機的進氣管相連。在反應(yīng)室(19)另一側(cè)的面板上有開口(32)，是供裝填催化劑用。開口處配有法蘭(23)，和封蓋(24)，用螺釘(25)連接。封蓋(24)中心孔上焊有螺紋管可插入熱電偶，熱電偶導(dǎo)線與溫控電子儀表相連接。反應(yīng)室(19)底部的聯(lián)通管(2)的端口填有金屬絲網(wǎng)和磁環(huán)，在反應(yīng)室內(nèi)，套管(20)和穿孔列管(22)外壁之間填有醇裂解催化劑，醇裂解器的構(gòu)件可用銅、不銹鋼或耐腐蝕鑄鐵材料制作。
所使用的裂解燃料的配方為(重量百分比)汽(柴、煤)油 0—50甲(乙)醇 80—30碳銨(尿素) 5—20H2O(另外摻入) 20—50本發(fā)明提供的裂解裝置的工作原理是利用排氣余熱進行醇燃料催化裂解。排氣由消聲管口進入，通過中間消聲管(16)轉(zhuǎn)向消聲尾管(13)排出機外，排氣在消聲器行進的通道中進行消聲降噪，并同時對醇裂解氣化過熱和反應(yīng)室殼體外壁，穿孔列管內(nèi)壁供熱，當(dāng)熱電偶信號傳輸達(dá)到醇催化裂解溫度預(yù)定值時，自控儀表指令醇泵起動，醇燃料經(jīng)由入口管進入氣化室分流氣化，在發(fā)動機進氣管抽吸負(fù)壓作用下已經(jīng)氣化的燃料，再經(jīng)穿孔列管外壁逐步升溫過熱經(jīng)由聯(lián)通管(2)穿過金屬絲網(wǎng)，進入反應(yīng)室，醇蒸汽一旦與催化劑接觸并穿過催化床，經(jīng)催化裂解，即轉(zhuǎn)化為醇裂解氣(富氫氣體，主要成分為2H2＋CO)，最后醇裂解氣循管路進入進氣管作為發(fā)動機燃料。由于醇裂解過程是吸熱反應(yīng)，需要耗用排氣所攜帶的大量余熱，降低排氣的溫度和壓力，從而進一步降低由排氣所產(chǎn)生的噪音。當(dāng)熱電偶信號傳輸超過醇裂解溫度預(yù)定值時，自控儀表指令排氣分流，此時為保護催化劑過熱，高溫排氣轉(zhuǎn)由分流進氣管(7)進入消聲尾管(13)后直接排出機外。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出的優(yōu)點
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出的優(yōu)點1、使用的醇裂解反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)為蜂窩煤狀的園柱形或橢園形，該結(jié)構(gòu)緊湊，耗材少，重量減輕50％，催化劑裝填量增加三倍。強度好，受熱、傳熱均勻，升溫速度快。
2、本發(fā)明的燃料混合器為盤形旋轉(zhuǎn)混合器，混合均質(zhì)。便于與現(xiàn)有汽車發(fā)動機組合安裝。易實現(xiàn)發(fā)動機稀薄燃燒，摻氫節(jié)能。易實現(xiàn)發(fā)動機增壓，提高功率。
3、本發(fā)明利用排氣余熱，從現(xiàn)有發(fā)動機排氣管引出，對現(xiàn)有發(fā)動不需作任何改動，安裝使用都十分方便。排氣分流，催化床恒溫由熱敏元件自控，也可以利用排檔機械聯(lián)動，實現(xiàn)催化床衡溫自控。
4、本發(fā)明的摻量為0—85％，并可以在0—85％的范圍內(nèi)隨機可調(diào)。
5、經(jīng)檢測，在保證原機動力性，經(jīng)濟性的情況下，本發(fā)明能有效地實現(xiàn)醇—氫代燃。當(dāng)平均代燃量為30—50％(重量比)時，醇對汽油的替代比率≤1。醇裂解氣成分為氫64.24％，一氧化碳31.61％，甲烷1.13％，二氧化碳2.24％，氮0.62％，氧0.16％。
6、有利于環(huán)境保護，本發(fā)明的排氣與國家限排標(biāo)準(zhǔn)相比，一氧化碳降低50％，碳?xì)浠衔锝档?0％，氮氧化物降低30％。
權(quán)利要求
1.一種利用發(fā)動機排氣余熱，首先對燃料醇進行催化裂解，將醇類轉(zhuǎn)化成為氫氣，然后使氫氣與汽油混合進入發(fā)動機作為燃料的醇?xì)浯挤椒?，其特征是在原有發(fā)動機的排氣管路上直接串接一個氫發(fā)生器，發(fā)動機的排氣消聲器和醇裂解反應(yīng)器組合為一體。
2.一種為實現(xiàn)醇?xì)浯挤椒ǘ鴮ｉT設(shè)計的余熱制氫發(fā)動機，由醇解反應(yīng)器、燃料混合器、排氣溫控分流器和供料控制器所組成，其特征是發(fā)動機排氣消聲器和醇裂解反應(yīng)器組合為一個完整的醇裂解消聲器，其中的醇裂解反應(yīng)器由氣化過熱室(10)，聯(lián)通管(2)和反應(yīng)室(19)組成U形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種發(fā)動機，其特征是所述的氣化過熱室在消聲器排氣進口端，而反應(yīng)催化室在排氣管尾端，中間聯(lián)通管(2)連接，過熱室(10)和反應(yīng)室(19)是用金屬材料制作的全封閉的園筒殼體，其前后面板上均布穿孔管(6、22)和套管(9、20)、形成園或橢園形蜂窩狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種發(fā)動機，其特征是在氣化過熱室(10)的一側(cè)焊有醇燃料輸入管(28)，它的外端與燃料箱的輸料管相接。輸入管的內(nèi)端，焊有一個醇液氣化分流板(29)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種發(fā)動機，其特征是分流板上均布8—12個直徑為3mm的園孔，反應(yīng)室(19)的一側(cè)焊有醇裂解氣輸出管(31)，它與發(fā)動機的進氣管相連。在反應(yīng)室(19)另一側(cè)的面板上有開口(32)，是供裝填催化劑用。開口處配有法蘭(23)，和封蓋(24)，用螺釘(25)連接，封蓋(24)中心孔上焊有螺紋管可插入熱電偶，熱電偶導(dǎo)線與溫控電子儀表相連接。反應(yīng)室(19)底部的聯(lián)通管(2)的端口應(yīng)填有金屬絲網(wǎng)和磁環(huán)，在反應(yīng)室內(nèi)，套管(20)和穿孔列管(22)外壁之間填有醇裂解催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5所述的一種發(fā)動機，其特征是醇裂解器的構(gòu)件可用銅、不銹鋼或耐腐蝕鑄鐵材料制作，所使用的裂解燃料的配方為(重量百分比)汽(柴、煤)油0—50甲(乙)醇80—30碳銨(尿素) 5—20H2O(另外摻入) 20—50
7.一種權(quán)利要求2的余熱制氫發(fā)動機，可用于現(xiàn)代汽車、飛機、機車、輪船內(nèi)燃機、燃汽渦輪發(fā)動機。
全文摘要
余熱制氫發(fā)動機，屬于內(nèi)燃機的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是在原有發(fā)動機的排氣管路上直接串接一個氫發(fā)生器，發(fā)動機的排氣消聲器和醇裂解反應(yīng)器組合為一體。醇裂解反應(yīng)器由氣化過熱室(10)，聯(lián)通管(2)和反應(yīng)室(19)組成U形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，耗材少，重量減輕50％，催化劑裝填量增加三倍。強度好，受熱、傳熱均勻，升溫速度快，安裝和使用都很方便，有利于環(huán)境保護，是一種具有廣闊用途和極好市場開發(fā)前景的產(chǎn)品。
文檔編號F02B43/10GK1118407SQ94116320
公開日1996年3月13日 申請日期1994年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月5日
發(fā)明者董銀談 申請人:董銀談