一种小型便携化车载氢氧发生器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种小型便携化车载氢氧发生器，包括：设置在箱体内的若干个电解槽、水箱和泵体，每个电解槽均连通有一根分氧管、一根分氢管和一根分水管，若干根分氧管汇集的连通到主氧管，若干根分氢管汇集的连通到主氢管，主水管与水箱组成闭合的循环流体通路，若干根分水管汇集的连通到主水管，设置在主水管上的泵体能够驱动流体流动。本发明所达到的有益效果：提供一种更加合理的气路和水路的管路设计，使得氢氧发生器整体上结构更加紧凑，体积小型化便携化，水路的循环设计使电解槽内的气体能够及时排除，提高电解的效率，并对电解过程中的水蒸气进行过滤排除，氧气和氢气也因为气路的设计结构及时从电解槽分别输出。
【专利说明】
一种小型便携化车载氢氧发生器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氢氧发生装置，属于氢能源【技术领域】，尤其涉及一种小型便携化车载氢氧发生器。
【背景技术】
[0002]传统汽车行业普遍仍以汽油柴油等不可再生能源，作为燃料产生动力，而其中通过汽柴油的燃烧所产生的化学能在转化为动能的同时，根据国内外的相关研究及测定，70%左右的能量通过高温及燃烧不充分的尾气排放及各管路的热能耗散而浪费掉了。众所周知，化石燃料的广泛利用所带来的尾气排放不仅给环境带来了严重的负担，而且，其不可再生的特性及目前较高的不可替代性导致汽车的使用成本逐年上升。世界各国家及地区，如美国也好，欧盟地区也好，在碳排放的问题上越来越重视，国内对节能减排的重视程度也上升到了国家战略的高度，对相关产品的扶植及政策倾斜的力度也是空前的加强。
[0003]在考虑环保、利用耗散能量及最大化燃烧的化学能效率等节能减排的方案上，鉴于氢能源的可再生性，纯水排放无污染性及高能量转化率，氢能源的利用对于传统燃油具有良好的辅助甚至替代特性。传统燃油辅以氢氧气体辅燃助燃，可以提高热能-动能转换效率，提升燃油利用率，减少尾气排放，降低环境负担，是能源利用领域必然经过的发展途径之一。
[0004]氢气燃烧热能是汽油的三倍，燃烧速度是汽油的5倍，具有较高的热能和较快的燃烧速度。添加氢气到发动机，其燃烧可有效缩短发动机滞燃期，减少发动机热量损耗，明显提高发动机的动能转化效率。同时发动机供气中氧气含量增加，燃料分子与氧气分子接触的机会增加，使得燃烧更加完全，从而有效提高燃料利用率。而供气中氮气的含量相对下降，内燃机排气总量减少，排气中带出的热量也相应减少。氢气燃烧产物为无污染的纯水，富氧环境促进碳烟及有害气体的氧化，降低颗粒物和有害气体的排放。通过修正ECU数据，减少喷油量，可以使发动机动力增强或保持不变，来达到节油效果。
[0005]车载氢氧发生装置对车载发电机输出的电能进行智能分配控制，利用蓄电池盈余电能进行SPE电解去离子水，产生纯度达到99.99%的氢气及氧气，注入发动机作为辅助燃料燃烧，提供部分动力，并显著提高热能-动能转换效率，同时充分燃烧汽(柴)油燃料。优化设计和性价比综合考虑后的定型装置，将实现全自动精确智能管理供氢氧气，空气和供油量，普遍可实现同样或强劲动力输出时，减少20°/Γ30%油耗、降低60°/Γ70%尾气排放量及减少发动机积碳量延长发动机使用寿命等，在高原等缺氧的环境中效果尤其明显。
[0006]如前所述，本产品目前在国内的市场化，尚处于萌芽阶段，节能减排或寻找化石燃料替代品，已经成为国际社会上一个举足轻重的研发、产业化和市场化的热点。毫无疑问，SPE纯水电解车辆节能减排设备，由于其成本可接受、对环境无污染、使用寿命长、安装维护简便，其市场前景将是非常不错的。
【发明内容】
[0007]本发明针对氢氧发生器在车载方面的的具体应用公开了一种小型化、便携化的结构，本发明的技术方案为:
一种小型便携化车载氢氧发生器，包括:设置在箱体内的若干个电解槽、水箱和泵体，其特征是，每个所述电解槽均连通有一根分氧管、一根分氢管和一根分水管，若干根所述分氧管汇集的连通到主氧管，若干根所述分氢管汇集的连通到主氢管，主水管与所述水箱组成闭合的循环流体通路，若干根所述分水管汇集的连通到所述主水管，设置在所述主水管上的所述泵体能够驱动流体流动。
[0008]本发明的一种较佳实施例为，所述电解槽均布为两列并固定在所述箱体上，所述主水管包括两根支水管，以及两根总水管，两根所述支水管并联；所述水箱、一根所述总水管、并联的所述支水管和另一根所述总水管依次连通组成闭合的循环流体通路，一根所述总水管上设有所述泵体。
[0009]本发明的一种较佳实施例为，所述主氧管包括一根或两根支氧管，以及一根总氧管，所述支氧管并联后连通所述总氧管，所述主氢管包括一根或两根支氢管，以及一根总氢管，所述支氢管并联后连通所述总氢管，同一列所述电解槽上的所述分氧管和所述分氢管分别依次连通到所述支氧管和所述支氢管上。
[0010]本发明的一种较佳实施例为，所述水箱上部设有加水管，下部连通排污管和两根所述总水管。
[0011]本发明的一种较佳实施例为，所述主氧管通入所述水箱，所述水箱上部还通有一根排氧管。
[0012]本发明的一种较佳实施例为，所述分氢管贯穿的连通所述电解槽的阴极极板一侧通到两极板之间的离子交换膜，所述分氧管贯穿的连通所述电解槽的阳极极板一侧通到两极板之间的离子交换膜。
[0013]本发明的一种较佳实施例为，所述分水管从所述电解槽的阳极极板一侧通入所述电解槽，且所述水管贯穿所述阳极极板连通到离子交换膜。
[0014]本发明的一种较佳实施例为，所有所述电解槽的电路连接方式采用串联连接，所述电解槽内的液路循环流动方向与阳极电极板和阴极电极板之间的电压方向垂直。
[0015]本发明的一种较佳实施例为，所述分氧管和所述分水管连通所述阳极极板的位置连线为所述阳极极板的对角线。
[0016]本发明所达到的有益效果:提供一种更加合理的气路和水路的管路设计，使得氢氧发生器整体上结构更加紧凑，体积小型化便携化，水路的循环设计使电解槽内的气体能够及时排除，提高电解的效率，并对电解过程中的水蒸气进行过滤排除，及时高效的降低控制电解槽的温度，氧气和氢气也因为气路的设计结构及时从电解槽分别输出。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明优选实施例的立体结构图；
图2是本发明优选实施例的主视图；
图3是本发明优选实施例的俯视图；
图4是本发明优选实施例的侧视图；
图5是本发明优选实施例的主视图的水循环示意图； 图6是本发明优选实施例的后视图的氢气流向示意图；
图7是本发明优选实施例的主视图的氧气流向示意图；
图8是本发明优选实施例的后视图的氧气流向示意图；
图9是本发明优选实施例的电解槽的剖视图；
图10是本发明优选实施例的箱体外观立体结构图；
图中:1、箱体，2、电解槽,3、水箱,4、泵体,5、分氧管,6、分氢管,7、分水管,8、主氧管,9、主氢管，10、主水管，11、支氧管，12、支氢管，13、支水管，14、总氧管，15、总氢管，16、总水管，17、排氧管，18、加水管，19、排污管，20、离子交换膜，21、阳极极板，22、阴极极板。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0019]如图1-10所示，一种小型便携化车载氢氧发生器，包括:设置在箱体I内的若干个电解槽2、水箱3和泵体4,每个电解槽2均连通有一根分氧管5、一根分氢管6和一根分水管7，若干根分氧管5汇集的连通到主氧管8，若干根分氢管6汇集的连通到主氢管9，主水管10与水箱3组成闭合的循环流体通路，若干根分水管7汇集的连通到主水管10，设置在主水管10上的泵体4能够驱动流体流动。
[0020]多个电解槽2的设计有利于提高氢氧发生器工作的可靠性，避免因为一个电解槽2的故障影响整个氢氧发生器的正常工作，分氧管5、分氢管6和分水管7分别汇集的连接主氧管8、主氢管9和主水管10，采取多个分管并联的方式连接主管，这样使得电解槽2之间的工作不会相互干扰，也不会因为其中一个的原因影响整体。
[0021]设计在水箱3外部的主水管10与水箱3组成闭合的循环水路能够使得水形成循环流动，除了氢气和氧气主动从气管排除，循环水也能够将附着在电解槽2内部的气泡及时带出电解槽2，提高电解槽2的工作效率，并减少电解槽2的发热量。
[0022]电解槽2均布为两列并固定在箱体I上，主水管10包括两根支水管13，以及两根总水管16，两根支水管13并联；水箱3、一根总水管16、并联的支水管13和另一根总水管16依次连通组成闭合的循环流体通路，一根总水管16上设有泵体4。
[0023]分为两列的电解槽2排列方式有利于减小氢氧发生器的体积，主水管10分为两根支水管13和两根总水管16的结构兼顾的顺应了电解槽2的排布方式和水路需要循环的要求，既使得氢氧发生器便携化，又使得水路能够顺利形成循环结构；泵体4的设计使得水在电解槽2内形成强迫水循环形成可能，有利于控制实现循环水带出电解槽2内气泡和利用水循环降低电解槽2温度。分水管7并联的接通支水管13，使得水路上，每个电解槽2不会互相干扰。
[0024]主氧管8包括一根或两根支氧管11，以及一根总氧管14，支氧管11并联后连通总氧管14,主氢管9包括一根或两根支氢管12,以及一根总氢管15,支氢管12并联后连通总氢管15,同一列电解槽2上的分氧管5和分氢管6分别依次连通到支氧管11和支氢管12上。
[0025]氧气由分氧管5、支氧管11和总氧管14的三级分工输送汇集，同时氢气由分氢管
6、支氢管12和总氢管15的三级分工输送汇集，均将管路最大程度的简化，有利于便携化氢氧发生器，同时每个电解槽2的氧气或氢气的传输均不会相互干扰。
[0026]水箱3上部设有加水管18，下部连通排污管19和两根总水管16。加水管18便于给水箱3及时补水，排污管19在对氢氧发生器进行排污和清理时能够及时排除设备中的杂质和污物，将排污管19连通在下部有利于污物的彻底排出。
[0027]主氧管8通入水箱3，水箱3上部还通有一根排氧管17。因为电解槽2中的水蒸气会随着氧气一起从分氧管5进入主氧管8，将主氧管8通入水箱3，有利于规律氧气中的水蒸气，使得水蒸气留在水箱3中，同时氧气在从排氧管17输出。
[0028]分氢管6贯穿的连通电解槽2的阴极极板22 —侧通到两极板之间的离子交换膜20，分氧管5贯穿的连通电解槽2的阳极极板21 —侧通到两极板之间的离子交换膜20。由于氧气和氢气分别从电解槽2的阳极极板21和阴极极板22 —侧产生，就近的设置分氧管5和分氢管6位置,有利于减小气路的长度,简化结构。
[0029]分水管7从电解槽2的阳极极板21 —侧通入电解槽2，且水管贯穿阳极极板21连通到离子交换膜20。分水管7能够精准的将水第一时间输送到离子交换膜20处。
[0030]所有电解槽2的电路连接方式采用串联连接，电解槽2内的液路循环流动方向与阳极电极板和阴极电极板之间的电压方向垂直。由于受到车辆发动机的额定电压和额定电流的限制，即电压和电流不能超过额定值，所以氢氧发生器的电路连接方式采用的是复极式，也就是每个电解槽2采用串联的方式进行连接。液路流动流动方向垂直于电压方向，有利于液体带走电解槽2内每处的气泡。
[0031]本发明的一种优选实施例中:电解槽2共设有8个，每四个电解槽2排成一列，共排列两列，同时长形的水箱3也与电解槽2的一列并排设置，这样整体上使得氢氧发生器体积较小，更加便携化，支氧管11、支氢管12和支水管13均能够沿每列电解槽2的排列方向布置，每个电解槽2的分管也会间隔的依次连通到支管上，这样的管路设计层次分明，结构更加简化。
[0032]本发明的一种优选实施例中，泵体4为蠕动泵，其连接的驱动一根总水管16内的水流动，连接处的总水管16为软管，这样水将能够不断从水箱3中流入到每一个电解槽2内，并保持每个电解槽2内一定的液压，同时多余的水再通过另一个总水管16回流到水箱3中。
[0033]分氧管和分水管连通阳极极板的位置连线为阳极极板的对角线。采用对角线布置,进出水口距离最远,可促使水在离子交换膜扩散,从而增大电解面积。
[0034]本发明水箱3内提供的水为去离子水。
[0035]本发明工作时，水箱3内的水通过蠕动泵驱动流动，并通过总水管16和每根分水管7流入到每个电解槽2内，通电的电解槽2对水进行电解后，产生氢气和氧气以及一部分水蒸气；此时多余的水会循环流回水箱3并带走一部分混合气体(氢气和氧气的混合气体)，氧气与水蒸气会从分氧管5、支氧管11和总氧管14逐级汇流，最后进入到水箱3中，水箱3中的水会吸收水蒸气，氧气和回流水带入的混合气体一起从排氧管17输出，氢气会从分氢管6、支氢管12和总氢管15逐级汇流最后输出，同时输出的氧气和氢气会进入到汽车发动机中辅助石化油气更加充分的燃烧。
[0036]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种小型便携化车载氢氧发生器，包括:设置在箱体内的若干个电解槽、水箱和泵体，其特征是，每个所述电解槽均连通有一根分氧管、一根分氢管和一根分水管，若干根所述分氧管汇集的连通到主氧管，若干根所述分氢管汇集的连通到主氢管，主水管与所述水箱组成闭合的循环流体通路，若干根所述分水管汇集的连通到所述主水管，设置在所述主水管上的所述泵体能够驱动流体流动。
2.根据权利要求1所述的一种小型便携化车载氢氧发生器，其特征是，所述电解槽均布为两列并固定在所述箱体上，所述主水管包括两根支水管，以及两根总水管，两根所述支水管并联；所述水箱、一根所述总水管、并联的所述支水管和另一根所述总水管依次连通组成闭合的循环流体通路，一根所述总水管上设有所述泵体。
3.根据权利要求2所述的一种小型便携化车载氢氧发生器，其特征是，所述主氧管包括一根或两根支氧管，以及一根总氧管，所述支氧管并联后连通所述总氧管，所述主氢管包括一根或两根支氢管，以及一根总氢管，所述支氢管并联后连通所述总氢管，同一列所述电解槽上的所述分氧管和所述分氢管分别依次连通到所述支氧管和所述支氢管上。
4.根据权利要求2或3所述的一种小型便携化车载氢氧发生器，其特征是，所述水箱上部设有加水管，下部连通排污管和两根所述总水管。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种小型便携化车载氢氧发生器，其特征是，所述主氧管通入所述水箱，所述水箱上部还通有一根排氧管。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种小型便携化车载氢氧发生器，其特征是，所述分氢管贯穿的连通所述电解槽的阴极极板一侧通到两极板之间的离子交换膜，所述分氧管贯穿的连通所述电解槽的阳极极板一侧通到两极板之间的离子交换膜。
7.根据权利要求6所述的一种小型便携化车载氢氧发生器，其特征是，所述分水管从所述电解槽的阳极极板一侧通入所述电解槽，且所述水管贯穿所述阳极极板连通到离子交换膜。
8.根据权利要求1或2或3或7所述的一种小型便携化车载氢氧发生器，其特征是，所有所述电解槽的电路连接方式采用串联连接，所述电解槽内的液路循环流动方向与阳极电极板和阴极电极板的电压方向垂直。
9.根据权利要求1或2或3或7所述的一种小型便携化车载氢氧发生器，其特征是，所述分氧管和所述分水管连通所述阳极极板的位置连线为所述阳极极板的对角线。
【文档编号】C25B9/18GK104294308SQ201410564858
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】黄海波, 李相鹏, 陈立国, 钱成, 陈涛, 杨浩, 钱树楼, 胡海燕, 孙立宁 申请人:苏州大学