專利名稱：一種產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電解液體的技術領域，特別是一種通過電解含有水成分的電解液，從 而產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置。
技術背景
利用傳統(tǒng)的方法，在電解槽的水中安裝陰極和陽極，然后分別接上直流電將水電解， 在陰極上將產(chǎn)生氫氣，在陽極上將產(chǎn)生氧氣。但事實上，在這個過程中，同樣會有一種我 們稱之為"布朗氣"的氣體產(chǎn)生，它是常規(guī)氫和常規(guī)氧氣體的結合物，這種氣體可以作為一
種氣體燃料。另外，在中國專利200480040719.2及200710109954.6中，進一步公開了一 種稱為HHO的可燃氣體，這種氣體由該專利的電解裝置通過電解水而生成，其結合到氣 體燃料和液體燃料時，能改善這些燃料的熱含量以及環(huán)境質(zhì)量，這種氣體的主要特點是會 形成束縛的原子對，并由氫和氧原子根據(jù)通式HmOn構成的簇組成，但這種原子簇限制了 氣體的燃燒能力。同時，我們注意到，在所有現(xiàn)有的電解技術中，作為電解極板的陰性電 極板、陽性電極板都是直接連接到直流電源中，這就限制了通過電解槽的電流的大小。
實際上，很多人已把這種氣體燃料或者助燃氣體，應用在汽車上，他們通常把電解水 而產(chǎn)生的氣體，貯存在一個空間或容器中，然后，再把該氣體通往汽車發(fā)動機的空氣吸入 口，從而進入發(fā)動機的燃燒室，與燃料混合燃燒，提高燃燒效率。 實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于進一步地提高氫氧氣體的助燃能力，提高燃料的燃燒率，節(jié)約 能源，并減少燃燒的排放物，保護環(huán)境。
為達到以上目的，本實用新型采用了如下的技術方案-一種產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，包括電解槽、帶有水成分的電解液及電子驅(qū)動裝
置，其特征在于
所述電解槽包括若干塊陰性電極板、陽性電極板及中性極板，所述陰性電極板、陽性 電極板及中性極板相互不接觸，并相鄰或相隔地排列組成電解極板，位于所述電解極板最
外側(cè)的兩塊極板均為中性極板，所述電解極板全部或部分地浸在所述電解液中；
所述電子驅(qū)動裝置是一種頻率及脈沖方波均可調(diào)節(jié)的脈寬調(diào)制器，其輸入端連接直流 電源，其輸出端分別連接所述電解槽的陰性電極板及陽性電極板。
所述電解極板為以下排列之一"中性極板-陽性電極板-陰性電極板-陽性電極板-陰性電極板-陽性電極板-中性極
板"或
"中性極板-陽性電極板-陰性電極板-中性極板-陽性電極板-陰性電極板-中性極板"。 所述電解槽包括電解液容器，設置在電解液容器內(nèi)的電解極板，與電解極板連接的電 極接線柱，以及設置在電解液容器上的氣體輸出口、電解液補充口和安全閥。 所述極板之間的間隔為4毫米。
所述脈寬調(diào)制器的工作頻率范圍是400Hz到42400Hz。 所述脈寬調(diào)制器連接一個電流表。
所述脈寬調(diào)制器的輸入端連接到12V直流電或汽車發(fā)動機的電極上。 所述電解槽的氣體輸出口連接到內(nèi)燃機或發(fā)動機的真空吸入口或空氣吸入口。 所述內(nèi)燃機或發(fā)動機安裝有空氣/燃料比例控制器。
所述電解槽設置有電解液自動傳感器，所述電解液自動傳感器連接到電解液自動補充系統(tǒng)。
本實用新型的優(yōu)點在于能高效地產(chǎn)生氫氧氣體，這種氣體能影響任何一種內(nèi)燃機的 燃燒過程，使所有石化燃料，如汽油、柴油、石油氣和生物燃料等能充分燃燒，從可用 燃料中提取了大量的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，使內(nèi)燃機或發(fā)動機取得可觀的、確切的效能提 高，節(jié)省了燃料，大大減少了一氧化碳、二氧化碳、 一氧化二氮和二氧化硫等廢氣或粉塵 的排放，保護了環(huán)境。
實驗證明，使用本實用新型，令汽車發(fā)動機的運行更平滑、順暢、寧靜，可節(jié)省高達 50%的燃油，減少90%的有毒廢氣排放，且本實用新型裝置易于拆裝，便于安裝到任何的 汽車上。


附圖l是本實用新型電解槽側(cè)面的剖視結構示意圖； 附圖2是本實用新型電解槽后視的剖視結構示意附圖3是本實用新型電解槽的俯視附圖4是本實用新型電解槽中電解極板的結構示意圖； 附圖5是本實用新型電解槽中電解極板的規(guī)格尺寸示意圖； 附圖6是本實用新型與汽車發(fā)動機的連接示意圖。 附圖中
l是電解液容器； 2是電解極板；3是電極接線柱；
4是氣體輸出口；
5是電解液補充口；
6是固定螺栓；
7是螺帽；
8是墊片；
9是螺紋密封旋蓋；
IO是安全閥；
11是氣體流量調(diào)節(jié)旋鈕；
12是中性極板。
41是陰性電極板。
42是陽性電極板。
61是汽車發(fā)動機。
62是汽車儀表板。
63是汽車點火裝置。
64是空氣/燃料比例控制器。
65是汽車方向盤。
66是本實用新型節(jié)能裝置的電流表。
67是本實用新型節(jié)能裝置的氣體輸出軟管。
68是安全裝置。
69是本實用新型節(jié)能裝置的可調(diào)脈寬調(diào)制器。 70是繼電器。
71是本實用新型節(jié)能裝置的電解槽。 72是保險絲。 73是蓄電池。
下面通過附圖對本實用新型的實施例作進一步的說明具體實施方式
本實施例的連接方式是這樣的電子驅(qū)動裝置，即一種頻率及脈沖方波均可調(diào)節(jié)的脈 寬調(diào)制器，其輸入端連接直流電源，其輸出端分別連接電解槽的陰、陽電極接線柱，陰、 陽電極接線柱又分別與陰性電極板、陽性電極板連接。電解槽中的陰性電極板、陽性電極 板及中性極板相互不接觸，相鄰或相隔地排列在一起，最外側(cè)的兩塊極板均為中性極板，并全部或部分地浸在含有水成分的電解液中。
如圖l、圖2、圖3所示，本實用新型的電解槽由電解液容器l、電解極板2、電極 接線柱3、氣體輸出口 4、電解液補充口 5、安全閥10等部件組成。電解極板由均為2~3 塊的陰性電極板、陽性電極板及中性極板排列而成，其排列為以下之一"中性極板-陽性 電極板-陰性電極板-陽性電極板-陰性電極板-陽性電極板-中性極板"或"中性極板-陽性電極 板-陰性電極板-中性極板-陽性電極板-陰性電極板-中性極板"，圖4是其中的一種排列方式， 即二塊中性極板12在電解極板的兩外側(cè)，而三塊陽性電極板42與二塊陰性電極板41則相 鄰地排列其內(nèi)。其中，陽性電極板42通過固定螺栓6及螺帽7與陽電極接線柱連接，陽電 極接線柱連接脈寬調(diào)制器輸出端的正極，陰性電極板41通過固定螺栓6及螺帽7與陰電極 接線柱連接，陰電極接線柱連接脈寬調(diào)制器輸出端的負極，中性極板12不接電，兩塊中性 極板12始終置于陰、陽性電極板的外圍兩側(cè)，作用是為了阻止電壓漏損，使電解極板所產(chǎn) 生的能量導向內(nèi)部極板。我們也可以在電解極板中間位置安裝第三個中性電極，讓它具有 電極的功能但保留不通電，當由電解所得的氣體輸出不協(xié)調(diào)時會提高電解槽的效能。以上 所述陰性電極板或陽性電極板或中性極板均可用厚度為1.2mm的不銹鋼制成，極板之間通 過墊片8相隔，間隔約為4毫米，如相隔太近或太遠都會降低產(chǎn)生氫氧氣體的效能。
電極接線柱3為陰、陽二個電極接線柱，陰極接線柱連接陰性電極板41，并穿過螺紋 密封旋蓋9固定于電解槽上方；陽極接線柱連接陽性電極板42，并穿過螺紋密封旋蓋9固 定于電解槽上方。
電解槽中的電解液補充口 5是用于電解液的手動或自動補充。電解液是會消耗的，在 電解槽中安裝自動傳感器，可控制電解液自動補充系統(tǒng)，使電解液槽自動充滿。
電解槽中需要設置安全閥10，它的作用是防止電解槽中的氣體壓力過大，用于電解槽 中氣體的單向釋放。
圖5是本實用新型電解槽中電解極板的規(guī)格尺寸示意圖，該規(guī)格尺寸是為了適應特定 的電解槽箱而設計的，這里，中性極板12的長寬分別為155mm和50mm，而陰、陽性電 極板31、 32的長寬與中性極板相當，只是在極板一端有接線部分凸出，其中Ll-30mm， L2=38mm， L3=20mm， L4=12mm，所有用于安裝極板或與陰、陽電極接線柱接線的小孔的 直徑都為6.5mm，這個電解極板的規(guī)格尺寸適用于排量5公升以下的汽車發(fā)動機。當然也 可以設計其他的規(guī)格尺寸，以適應排量更大的發(fā)動機。
本實用新型的工作原理是這樣的:直流電源把12V的直流電輸入到可調(diào)脈寬調(diào)制器(下 稱PWM)中，利用泰瑟(TASER)電擊槍或防暴電棒的工作原理，即在高頻率時，可把 1.5-3伏的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠹s100,000伏電壓的方式，PWM同樣地通過脈沖調(diào)制，也就是通過調(diào)節(jié)脈沖頻率及占空比，在輸出端向電解槽提供了比PWM的輸入直流電流大很多 的脈沖電流，電解槽接收到足夠大的脈沖電流后，通過電解極板對水溶液進行電解，產(chǎn)生 了一種全新類別的，我們稱之為單原子HHO的氫氧氣體，這種氫氧氣的形態(tài)與現(xiàn)有技術中 的"布朗氣"、雙原子HHO氣體或HmOn氣體相比，有其本質(zhì)的不同，相對于正常的雙原子 形態(tài)，單原子HHO氣體具有單原子的臨時狀態(tài)。由于代表氣體的原子是處在單原子狀態(tài), 作為單個的氫原子和氧原子，不會形成原子簇，其燃燒能力遠大于當它們處于原子簇狀態(tài) 時；在單原子狀態(tài)下，原子可以多釋放出2.5-3個級別的能量，因此，這種單原子HHO氫 氧氣體有著相當于布朗氣或者雙原子HHO氣體2 - 3倍的能量；同時，這類氫氧氣是單原 子的，或者說是單獨的、非結合的原子，具有暫時存在的特性，經(jīng)短暫的時間，約5-10秒 后，它會轉(zhuǎn)變回其正常的雙原子形式。因此，它一經(jīng)生成即被用掉，不能要求也不可能將 它貯存起來。
我們把電解槽的氣體輸出口連接到汽車發(fā)動機的空氣吸入口，當有需要時，啟動這電 解裝置，調(diào)節(jié)PWM的脈沖頻率及占空比，通常比較適合的工作頻率是400Hz到1900Hz， 這樣PWM就會輸出足夠大的電流，約5到20安培，把水溶液電解，產(chǎn)生單原子HHO氫 氧氣體，這種氣體通過汽車發(fā)動機的空氣吸入口，馬上進入到發(fā)動機的燃燒室，這種全新 形態(tài)的氫原子和氧原子，不會形成原子簇，只以單一的原子理想地分離分布在發(fā)動機內(nèi)以 備燃燒，并以高于布朗氣或者雙原子HHO氣體2.5-3個級數(shù)釋放能量，由于這種氫氧氣的 原子狀態(tài)的短暫性，有著燃燒更快的特性，作為發(fā)動機的燃燒增強劑，它會立刻被利用，發(fā) 動機可在減少過勞的情況下工作，可以釋放出更大的能量并將其轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫臋C械能，這 樣發(fā)動機就會獲得運行哩數(shù)可觀的增加，也由于燃燒完全，這種單原子HHO氫氧氣體也可 以看作是發(fā)動機的有效冷卻劑，使能量不會變成熱、有毒廢氣和煙霧排出而浪費掉，所排 出的廢氣會大幅減少。
電解槽的脈沖電流是通過對PWM的頻率和占空比的調(diào)整來控制的。我們一般把PWM 的頻率調(diào)節(jié)為400Hz到1900Hz，當電解液溫度較低時，由PWM輸出的電流約為5安培， 這樣會制造出一個內(nèi)部環(huán)境，使電解槽在較低的溫度下運行，有利于單原子HHO氫氧氣體 的生成；隨著電解液溫度的升高，脈沖電流會增大到12到20安培，令電解槽獲得理想的 單原子HHO氫氧氣體輸出，減少了發(fā)動機電力系統(tǒng)的過勞，避免了 "熱力失控"。為了更好 地控制輸入電解槽的電流量，可以在PWM上連接一個電流表，實時地對PWM的輸出電 流進行監(jiān)控，以便操作者讓電解槽保持最佳狀態(tài)。由于使用了PWM，本實用新型電源耗電 量一定小于那些直接從電池或發(fā)電機提取電量的其他大多數(shù)電解槽裝置，整個過程減少了 發(fā)動機電瓶和電系統(tǒng)的過勞和損耗，節(jié)省能源之余，又提高了發(fā)動機和電系統(tǒng)的壽命。這里所使用的可調(diào)脈寬調(diào)制器(PWM)，是通過對一系列脈沖的頻率及寬度進行調(diào)制，
來等效地獲得所需要的波形形狀和幅值的電子裝置，這是一項成熟的現(xiàn)有技術，在這里就 不一一贅述了。
在實際應用中，通過電解水溶液而產(chǎn)生的氫氧氣體，通常貯存在一個空間或容器中， 然后，再把該氣體引入到汽車發(fā)動機的燃燒室，與燃料混合燃燒。其實，這種貯存是極其 危險的，因為兩份氫和一份氧是容易爆炸的組合，同時氣體的貯存對動力的輸出也是有害 的，它以單原子狀態(tài)只存在很短時間，很快就會轉(zhuǎn)化為正常的雙原子狀態(tài)。而本實用新型根 本上是一個對氫即時需求的系統(tǒng)，不需要貯存任何氣體，這是它主要的安全特點，當有需
要時，單原子HHO氫氧氣體就會生成，在它進入發(fā)動機燃燒室與石化燃料燃燒殆盡之前，在 系統(tǒng)中只存在幾秒鐘，相對于"布朗氣"、雙原子HHO氣體或HmOn氣體，單原子HHO氫 氧氣體之所以取得比它們高出2 - 3個級別的能量，在于它既獲得所要求的能量又獲得額外 的能量，并立刻將其轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能；它的燃燒是突如其來的，只產(chǎn)生極少的熱量殘留物，也 可避免產(chǎn)生發(fā)動機金屬氫脆化的問題。
當本實用新型用于內(nèi)燃機或發(fā)動機時，我們必須要重新調(diào)控空氣/燃料的比例，使發(fā)動 機獲得效能的提高。在正常情況下，調(diào)低空氣/燃料比例中燃料的含量，或空氣/燃料混合物 貧乏，都會損壞發(fā)動機。但是，通過使用PWM的電解槽產(chǎn)生的單原子HHO氫氧氣體，具 有單原子性質(zhì)，該氣體和燃料的徹底燃燒過程，從可用燃料中提取了大量的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C 械能，不會對發(fā)動機產(chǎn)生損害。因此，在內(nèi)燃機或發(fā)動機中安裝空氣/燃料比例控制器或發(fā) 動機管理系統(tǒng)是必需的。例如汽車有電子控制裝置(ECU)，該裝置可控制空氣/燃料的混 合比例，我們可通過可變電阻修正輸入電子控制裝置(ECU)的電壓，有目的地調(diào)節(jié)傾向于 某個空氣/燃料混合比，更適合于與單原子HHO氫氧氣體混合燃燒，以獲取石化燃料釋放 的額外能量，也使發(fā)動機獲取更大的燃料效能。
圖6是本實用新型應用在汽車發(fā)動機上的實施例。65是汽車的方向盤，本實用新型節(jié) 能裝置電流表66及空氣/燃料比例控制器64都安裝在汽車的儀表板62上。本實用新型節(jié) 能裝置的可調(diào)脈寬調(diào)制器(PWM) 69的輸入端，通過串聯(lián)汽車點火裝置63、電流表66、 繼電器70及保險絲72，連接到蓄電池73的正、負電極；而可調(diào)脈寬調(diào)制器(PWM) 69 的輸出端則連接到電解槽71的陰、陽電極接線柱，電解槽71的氣體輸出軟管67，通過安 全裝置68之后連接至發(fā)動機61的化油器或燃料/空氣吸入接口 。
圖6所示實施例的工作原理是這樣的當開啟汽車發(fā)動機時，汽車點火裝置63閉合， 繼電器70閉合，可調(diào)脈寬調(diào)制器(PWM) 69的輸入端接上直流電，PWM向電解槽71輸
出脈沖電流，這個電流數(shù)值可以從電流表66上得到監(jiān)控，這時，電解槽71電解水產(chǎn)生單原子HHO氫氧氣體，該氣體通過輸出軟管67，經(jīng)過安全裝置68，接入發(fā)動機61的化油器 或燃料/空氣吸入口，進入發(fā)動機61的燃燒室，與燃料、空氣混合燃燒。
這里的安全裝置68其實是一個內(nèi)部灌滿水的容器，單原子HHO氫氧氣體通過輸出軟 管67導入容器的底部，然后，氣體往容器的頂部走，最后從容器頂部的輸出軟管67排出。 這樣的設計就是防止萬一單原子HHO氫氧氣體在容器頂部發(fā)生輕微爆炸時，火焰被水隔 絕，不會損害電解槽。
空氣/燃料比例控制器64是用于控制進入發(fā)動機61燃燒室的空氣/燃料比例，我們通常 設置為兩檔， 一檔用于汽車在市區(qū)內(nèi)的慢速行走，另一檔用于汽車在高速公路上的高速行駛。
以上的描述只是本實用新型一個特定的實施例，本實用新型并不僅僅局限于以上圖示 或描述的方法，權利要求將覆蓋本實用新型的實質(zhì)精神及范圍內(nèi)的所有變化方案。
權利要求1、一種產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，包括電解槽、含有水成分的電解液及電子驅(qū)動裝置，其特征在于所述電解槽包括若干塊陰性電極板、陽性電極板及中性極板，所述陰性電極板、陽性電極板及中性極板相互不接觸，并相鄰或相隔地排列組成電解極板，位于所述電解極板最外側(cè)的兩塊極板均為中性極板，所述電解極板全部或部分地浸在所述電解液中；所述電子驅(qū)動裝置是一種頻率及脈沖方波均可調(diào)節(jié)的脈寬調(diào)制器，其輸入端連接直流電源，其輸出端分別連接所述電解槽的陰性電極板及陽性電極板。
2、 根據(jù)權利要求1所述的產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，其特征在于所述電解極板為以 下排列之一"中性極板-陽性電極板-陰性電極板-陽性電極板-陰性電極板-陽性電極板-中性極板"或"中性極板-陽性電極板-陰性電極板-中性極板-陽性電極板-陰性電極板-中性極板"。
3、 根據(jù)權利要求1所述的產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，其特征在于所述電解槽包括電 解液容器，設置在電解液容器內(nèi)的電解極板，與電解極板連接的電極接線柱，以及設 置在電解液容器上的氣體輸出口、電解液補充口和安全閥。
4、 根據(jù)權利要求1所述的產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，其特征在于所述陰性電極板或 陽性電極板或中性極板任意二者之間的間隔為4毫米。
5、 根據(jù)權利要求1所述的產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，其特征在于所述脈寬調(diào)制器的 工作頻率范圍是400Hz到42400Hz。
6、 根據(jù)權利要求1所述的產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，其特征在于所述脈寬調(diào)制器連 接一個電流表。
7、 根據(jù)權利要求1所述的產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，其特征在于所述脈寬調(diào)制器的 輸入端連接到12V直流電或汽車發(fā)動機的電極上。
8、 根據(jù)權利要求1所述的產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，其特征在于所述電解槽的氣體 輸出口連接到內(nèi)燃機或發(fā)動機的真空吸入口或空氣吸入口 。
9、 根據(jù)權利要求8所述的產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，其特征在于所述內(nèi)燃機或發(fā)動 機安裝有空氣/燃料比例控制器。
10、 根據(jù)權利要求1所述的產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，其特征在于所述電解槽設置 有電解液自動傳感器，所述電解液自動傳感器連接到電解液自動補充系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種產(chǎn)生氫氧助燃氣體的節(jié)能裝置，其特征在于所述裝置中的電解槽包括若干塊陰性電極板、陽性電極板及中性極板，所述不同極板相互不接觸，并相鄰或相隔地排列組成電解極板，位于電解極板最外側(cè)的兩塊極板均為中性極板；所述裝置中的電子驅(qū)動裝置是可調(diào)脈寬調(diào)制器，其輸入端連接直流電源，其輸出端分別連接電解槽的陰性電極板及陽性電極板。本實用新型安全，安裝方便，能高效地產(chǎn)生氫氧氣體，使內(nèi)燃機或發(fā)動機取得可觀的、確切的效能提高，節(jié)省了燃料，減少了有毒廢氣的排放，保護了環(huán)境。
文檔編號C25B9/06GK201351177SQ200820181829
公開日2009年11月25日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權日2008年12月15日
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