專利名稱：環(huán)保引擎系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保引擎系統(tǒng)，尤指一種以氫氣引擎為主體并以水電解產(chǎn)生氫氣的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以汽油引擎做為動力源以推動發(fā)電機或汽車等，是目前一般的技術(shù)。但由于汽油燃燒后會產(chǎn)生許多有污染環(huán)境的物質(zhì)，是為大眾所垢病的。
氫氣已成為一種公認的引擎燃料來提供動力。此種燃料不含碳(carbon)，是以氫氣燃燒后幾乎不會產(chǎn)生hydrocarbons(HC)、carbonmonoxid(CO)以及carbon dioxide(CO2)等有害環(huán)境的物質(zhì)，所以是一種理想的引擎燃料。
因為燃燒特性，尤其是極差的可燃性(flammability)限制，氫氣燃料引擎必須在極差的空氣/燃料比下操作，但這一問題已被克服。因此，目前已有多家汽車廠將氫氣引擎予以實際應用，例如BMW推出的氫氣引擎汽車，以及Toyota的雙燃料系統(tǒng)汽車(汽油引擎及電動車系統(tǒng))，皆利用了氫氣作為引擎燃料。
在現(xiàn)有的氫氣引擎系統(tǒng)中，大多是利用了一個充填有高壓或液態(tài)氫氣的儲存筒來儲存氫氣，經(jīng)與空氣混合后，注入燃燒室燃燒后推動氣缸動作。當儲存筒內(nèi)的氫氣使用殆盡時，必須再予充填，引擎才可使用。這樣的引擎運用于汽車時，必需如汽油引擎設(shè)立加油站一般的設(shè)立氫氣充填站，十分不方便；尤其氫氣充填站更會造成可怕的危險性。顯然，為使氫氣引擎達到完全實用，還有需要改進的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種可行的環(huán)保引擎系統(tǒng)，其是在氫氣引擎的氫氣燃料產(chǎn)生器上，是以水電解而取得，因此使用時僅需對水燃料箱補充水即可，使用安全。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該系統(tǒng)包括一由一氫氣儲存瓶中的氫氣與空氣混合而注內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力并以燃燒后的水蒸氣推動至少一系統(tǒng)發(fā)電機及一系統(tǒng)渦輪機的氫氣引擎、一以電池提供電力使水被電解而產(chǎn)生氫氣，并送至上述氫氣儲存瓶內(nèi)收存的氫氣產(chǎn)生器、一將上述氫氣引擎燃燒產(chǎn)生的廢氣及水，以及上述電池產(chǎn)生的廢氣及水排出的冷卻排氣系統(tǒng)，氫氣引擎與氫氣產(chǎn)生器、冷卻排氣系統(tǒng)相連通。
所述系統(tǒng)還包括一將氫氣產(chǎn)生器在電解水時分解出的氧氣或臭氧過濾后，將適量的氧氣注入氫氣引擎內(nèi)與氫氣一同燃燒，以降低空氣使用量，亦或使用在車內(nèi)的空間提高車內(nèi)空氣溶氧比例的空氣濾清器，該空氣濾清器與氫氣產(chǎn)生器及氫氣引擎相連通。
所述氫氣產(chǎn)生器的水由一可添加水的水燃料箱經(jīng)過一濾水器提供。所述水燃料箱與冷卻排氣系統(tǒng)相連通。所述氫氣產(chǎn)生器的電池至少包括了一燃料電池及一與其并聯(lián)的鉛酸電池。所述燃料電池設(shè)置在水燃料箱中。所述鉛酸電池可儲存系統(tǒng)發(fā)電機所產(chǎn)生的電力。所述燃料電池的燃料可由排氣管加入。該系統(tǒng)可被設(shè)置于汽車，或用在其它使用汽油為燃料的引擎系統(tǒng)中。所述系統(tǒng)進一步具有一設(shè)置于汽車上，可調(diào)整配重及成為意外發(fā)生時的緩沖物的備用水燃料箱。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是該系統(tǒng)以氫氣引擎為主體并以水電解產(chǎn)生氫氣，利用氫氣引擎的低污染特性，及燃料電池僅產(chǎn)生可回收的水及蒸氣，而可達到環(huán)保及安全兼顧的效果。
以下，將依據(jù)圖面所示的實施例而詳加說明本發(fā)明系統(tǒng)特征及操作功效。


圖1是本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)流程圖。
圖號說明10………氫氣引擎11………空氣管線12………氫氣儲存瓶 13………系統(tǒng)發(fā)電機14………系統(tǒng)渦輪機 15………空氣濾清器20………氫氣產(chǎn)生器 21………入及排氣管
22………水燃料箱 23………燃料電池24………鉛酸電池 25………濾水器26………加水口27………冷卻排氣系統(tǒng)28………排氣管
具體實施例方式請參見圖1，環(huán)保引擎系統(tǒng)主要具有一個氫氣引擎10，來自氫氣儲存瓶12的氫氣與空氣管線11的空氣相混合后，被注入氫氣引擎10內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力，而燃燒后的水蒸氣被利用，以推動一系統(tǒng)發(fā)電機13，然后再推動一系統(tǒng)渦輪機14。
氫氣產(chǎn)生器20基本上為一個水的電解槽，對其供給電力而可持續(xù)將電解槽中的水分解為氫氣及氧氣，其中氫氣被注入氫氣儲存瓶12內(nèi)；而氫氣產(chǎn)生器20在電解水時，會同時分解出氧氣或臭氧。所產(chǎn)生的氧氣或臭氧，可合并經(jīng)過一空氣濾清器15而可將適量的氧氣注入氫氣引擎內(nèi)與氫氣一同燃燒，可降低空氣使用量更具環(huán)保效果；亦或可將氧氣或臭氧使用在車內(nèi)的空間，提高車內(nèi)空氣溶氧比例，以達到可除臭、提神，間接提高行車安全。
氫氣產(chǎn)生器20的電力，是經(jīng)由一個設(shè)置在水燃料箱22內(nèi)的燃料電池23及并聯(lián)一鉛酸電池24而提供。燃料電池23可使用甲醇(或乙醇等)為燃料，自入及排氣管21注入。而鉛酸電池24可儲存系統(tǒng)發(fā)電機13所產(chǎn)生的電力。
水燃料箱22內(nèi)的水，經(jīng)過一濾水器25而注入氫氣產(chǎn)生器20內(nèi)以供電解產(chǎn)生氫氣。而加水口26則在水燃料箱22水減少時而加入水補充。另外水燃料箱22還可接收自冷卻排氣系統(tǒng)27中所回收的水。
冷卻排氣系統(tǒng)27可接收氫氣引擎10燃燒氫氣后所產(chǎn)生的水及廢氣以及燃料電池23燃燒所產(chǎn)生的水及廢氣，并可使被冷卻的水回收至水燃料箱22再利用，且將廢氣或水蒸氣經(jīng)排氣管28排出。
在使用時，燃料電池23被點燃產(chǎn)生電力，使氫氣產(chǎn)生器20內(nèi)的水被電解而產(chǎn)生氫氣；經(jīng)氫氣儲存瓶12的收集，而可與空氣在適當比例下混合注入氫氣引擎10內(nèi)燃燒，產(chǎn)生動力。
氫氣引擎10被啟動后，氫氣燃燒后所產(chǎn)的水蒸氣，可經(jīng)過系統(tǒng)發(fā)電機13，所產(chǎn)生的電力會被儲存在鉛酸電池24內(nèi)，以提供氫氣產(chǎn)生器20內(nèi)的電解電力。在系統(tǒng)發(fā)電機13利用后的水蒸氣，再被導入系統(tǒng)渦輪機14利用，然后送入冷卻排氣系統(tǒng)27。本系統(tǒng)因水蒸氣推動發(fā)電機13在前，所以溫度已冷卻過一次，故冷卻系統(tǒng)為簡單系統(tǒng)亦降低成本及易維修。
自氫氣引擎10燃燒后產(chǎn)生的廢氣及水，以及燃燒電池23燃燒后產(chǎn)生的廢氣及水會被導入冷卻排氣系統(tǒng)27中，使可用的水回收至水燃料箱22內(nèi)，而廢氣及水蒸氣自排氣管28排出于自然中。
當水燃料箱22內(nèi)的水減少時，可自加水口26予以添加。由于本發(fā)明系統(tǒng)中僅需加入水，而不是加入氫氣，這除了操作方便外，更使安全性大為增加。
燃料電池23是被設(shè)置在水燃料箱22中的，一旦發(fā)生意外，也無爆炸的危險，極具安全性。
本發(fā)明系統(tǒng)應用在汽車時，如果發(fā)生翻覆，即自動切斷電源，氫氣產(chǎn)生器20不再產(chǎn)生氫氣。又當汽車在受撞擊時，只有水漏出，無任何危險性。另外，燃料電池23被包覆在水燃料箱22中，可使用機構(gòu)設(shè)計，讓燃料電池23在水燃料箱22遭到破壞時同時破裂，其內(nèi)存的甲醇(或乙醇等燃料)即被大量的水稀釋而不會燃燒。
同時在應用于汽車時，可進一步的設(shè)置一個備用水燃料箱，可如飛機燃料儲存方式，將備用燃料儲存在汽車任一空間中；此設(shè)計優(yōu)點，可調(diào)整配重及成為緩沖物，在意外發(fā)生時，使汽車或引擎系統(tǒng)更安全。
最重要的，本發(fā)明所提供的環(huán)保引擎系統(tǒng)，在正常狀態(tài)下，以氫氣作為引擎燃料，燃燒后產(chǎn)生的水可被冷卻回收至水燃料箱，且燃料電池所產(chǎn)生的廢水也可被回收，不會產(chǎn)生任何污染，并減緩地球暖化。
并且，本發(fā)明系統(tǒng)也可以瓦斯引擎取代氫氣引擎10。而在瓦斯引擎燃燒后產(chǎn)生的水蒸氣接續(xù)推動系統(tǒng)發(fā)電機13及系統(tǒng)渦輪機14，同樣可達到環(huán)保效果。但這樣的設(shè)計是必需充填瓦斯瓶的。
以上說明，僅為本發(fā)明的一種實施例，但并不以此例為限。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保引擎系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括一由一氫氣儲存瓶中的氫氣與空氣混合而注內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力并以燃燒后的水蒸氣推動至少一系統(tǒng)發(fā)電機及一系統(tǒng)渦輪機的氫氣引擎、一以電池提供電力使水被電解而產(chǎn)生氫氣，并送至上述氫氣儲存瓶內(nèi)收存的氫氣產(chǎn)生器、一將上述氫氣引擎燃燒產(chǎn)生的廢氣及水，以及上述電池產(chǎn)生的廢氣及水排出的冷卻排氣系統(tǒng)，氫氣引擎與氫氣產(chǎn)生器、冷卻排氣系統(tǒng)相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保引擎系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括一將氫氣產(chǎn)生器在電解水時分解出的氧氣或臭氧過濾后，將適量的氧氣注入氫氣引擎內(nèi)與氫氣一同燃燒，以降低空氣使用量，亦或使用在車內(nèi)的空間提高車內(nèi)空氣溶氧比例的空氣濾清器，該空氣濾清器與氫氣產(chǎn)生器及氫氣引擎相連通。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保引擎系統(tǒng)，其特征在于所述氫氣產(chǎn)生器的水由一可添加水的水燃料箱提供。
4.如權(quán)利要求3所述的環(huán)保引擎系統(tǒng)，其特征在于所述水燃料箱內(nèi)的水經(jīng)過一濾水器而提供給氫氣產(chǎn)生器。
5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保引擎系統(tǒng)，其特征在于所述氫氣產(chǎn)生器的電池至少包括了一燃料電池及一與其并聯(lián)的鉛酸電池。
6.如權(quán)利要求5所述的環(huán)保引擎系統(tǒng)，其特征在于所述燃料電池設(shè)置在水燃料箱中。
7.如權(quán)利要求5所述的環(huán)保引擎系統(tǒng)，其特征在于所述鉛酸電池可儲存系統(tǒng)發(fā)電機所產(chǎn)生的電力。
8.如權(quán)利要求5所述的環(huán)保引擎系統(tǒng)，其特征在于所述燃料電池的燃料可由排氣管加入，所述燃料電池所在的水燃料箱與冷卻排氣系統(tǒng)相連通。
9.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保引擎系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)可被設(shè)置于汽車，或用在其它使用汽油為燃料的引擎系統(tǒng)中。
10.如權(quán)利要求9所述的環(huán)保引擎系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)進一步具有一設(shè)置于汽車上，可調(diào)整配重及成為意外發(fā)生時的緩沖物的備用水燃料箱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保引擎系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一由一氫氣儲存瓶中的氫氣與空氣混合而注內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力并以燃燒后的水蒸氣推動至少一系統(tǒng)發(fā)電機及一系統(tǒng)渦輪機的氫氣引擎、一以電池提供電力使水被電解而產(chǎn)生氫氣，并送至上述氫氣儲存瓶內(nèi)收存的氫氣產(chǎn)生器、一將上述氫氣引擎燃燒產(chǎn)生的廢氣及水，以及上述電池產(chǎn)生的廢氣及水排出的冷卻排氣系統(tǒng)，氫氣引擎與氫氣產(chǎn)生器、冷卻排氣系統(tǒng)相連通。該系統(tǒng)以氫氣引擎為主體以電解水為目的，利用氫氣引擎的低污染特性，及燃料電池僅產(chǎn)生可回收的水及蒸氣，而可達到環(huán)保及安全兼顧的效果。
文檔編號F01D15/10GK1815002SQ20051003121
公開日2006年8月9日 申請日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者李樹 申請人:李樹