专利名称：汽车节油降污器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车节油装置，特别涉及一种装有甲醇催化裂解反应器的汽车节油降污器。
汽车排放废气对大气产生污染，已引起世界各国的普遍关注，为了减少污染，最有可能实现的是以甲醇燃料代燃。甲醇燃料在汽车上的应用目前有三种方式一是甲醇与汽油掺烧；二是纯甲醇代燃；三是甲醇裂解气掺烧。第一种方式能较快地进入实用阶段，但无法克服甲醇的腐蚀性、相分离、润滑油变质以及腐蚀加剧了机械磨损等一系列难题。第二种方式是采用以纯甲醇为燃料的发动机，在欧美等国虽然解决了上述问题进入实用阶段，但甲醇消耗量与汽油之比是1.8∶1，带来燃料成本上升，同时还要淘汰大量现行的发动机，其耗资巨大，发达国家推广亦很艰难。第三种方式是甲醇裂解产生氢气，它是清洁的能源，能作为内燃机的燃料。
但是现有的余热制氢发生器，其甲醇注入器安装在换热箱外，系常温，不利于甲醇蒸发汽化，导热系数小，换热效果差，甲醇汽化速率低，有残留甲醇，不利于甲醇催化裂解；其分流阀有瓶颈效应，增大了排气阻力；其温控仪表靠手工操作，分流阀执行机构选用电磁单向气阀，复位靠弹簧，活塞行程长，活塞杆直接驱动容易咬死。
本实用新型的目的是提供一种汽车节油降污器，它能使甲醇汽裂解转化为氢气和一氧化碳，利用发动机负压通过管道进入混合器，使汽油、氢气、一氧化碳、空气搅拌混合燃烧，降低了汽车排放污染。
本实用新型所述的一种汽车节油降污器包括甲醇供料装置、甲醇催化裂解反应器、氢气与汽油掺烧及安全制动装置。所述甲醇供料装置包括甲醇贮存箱、甲醇滤清器、甲醇电动泵、甲醇流量针阀，各部件通过甲醇输送管连接，并由甲醇输送管连接到甲醇催化裂解反应器。所述甲醇催化裂解反应器包括换热箱、甲醇汽化槽、催化裂解反应床、集汽槽、氢气集气箱，各部件通过管道连接，选用甲醇催化裂解剂，在甲醇催化裂解反应器的前部连接分流阀和汽车尾气排放管，在氢气集气箱的后部则连接氢气输送管并连接到氢气与汽油掺烧及安全制动装置。所述氢气与汽油掺烧及安全制动装置包括氢气冷却贮存器，由管道连接到发动机。所述甲醇供料装置和甲醇催化裂解反应器均由自动温控器控制。所述甲醇催化裂解反应器所装设的甲醇汽化槽安装在换热箱内，换热箱进口和出口各向内扩张成具有增大扩散角的喇叭口状，所述分流阀为蝶片式分流阀，其执行机构采用单电控电磁换向气阀，以连杆结构驱动。所述氢气与汽油掺烧及安全制动装置还包括混合器、制动刹车连杆，所述混合器内装有靠发动机负压驱动的风扇叶片，混合器接有二个管口，其中一个连接氢气贮存器，另一个连接空气滤清器，其中氢气管口装有氢气阀门，氢气阀门通过所述制动刹车连杆同汽油阀门踏板杠杆连接，另一个空气管口则装有可手动调节的空气阀门。
本实用新型与发动机尾气排放管串接，利用发动机排放余热生产氢气，并将氢气引入发动机与汽油掺烧，醇——氢在中、低负荷工况时(醇——氢替代汽油比在≤1时)，掺烧量为20％～25％，在高负荷工况时约为10％，在怠速工况时为100％，平均代燃量为20％，即节省20％汽油。汽油掺氢混燃技术经车载获得成功，大大降低了汽车尾气有害物质的含量，一氧化碳含量为0.45％，碳氢化合物为190ppm，分别低于国家限排标准的91％和92.4％。
以下结合附图对本实用新型作详细说明。
图1是一种汽车节油降污器的甲醇催化裂解反应器的结构示意图。
图2是
图1的A-A剖视图。
图3是
图1的B-B剖视图。
图4是本实用新型装于汽车底盘的安装示意图。
参看
图1、图2和图3，一种汽车节油降污器包括甲醇供料装置、甲醇催化裂解反应器、氢气与汽油掺烧及安全制动装置。
甲醇供料装置包括甲醇贮存箱、甲醇滤清器、甲醇电动泵、甲醇流量针阀，各部件由紫铜管连接，其中甲醇流量针阀是关键部件，要求调节灵敏，流量精度可靠。
甲醇催化裂解反应器包括换热箱21、甲醇汽化槽31、催化裂解反应床33、集汽槽34、氢气集气箱39、分流阀、热电偶和温控器。甲醇催化裂解反应器所装设的甲醇汽化槽31安装在换热箱21内，换热箱21内装有二根横向排列的换热管32。换热箱21进口22和出口23各向内扩张成具有增大扩散角的喇叭状，使气流分布面增大，气流阻力降低。催化裂解反应床33设有57根交叉型反应床换热管。换热管壁厚由2mm改为1mm，由不锈钢材料制成，导热系数加大，系统热效率提高，甲醇汽化速率增强，无残留甲醇。甲醇汽化槽31的底部装有同集汽槽34连接的竖向设置的10根醇汽导流管35，醇汽导流管35位于甲醇催化裂解反应器的一侧。集汽槽34内还装设不锈钢丝网36。催化裂解反应床连接有热电偶15，并由自动温控器10控制(见图4)。
在甲醇汽化槽31的前部连接分流阀和汽车尾气排放管，分流阀为蝶片式分流阀，克服了瓶颈阻力，其执行机构采用单电控电磁换向气阀，以连杆结构驱动。
选用的甲醇催化裂解剂为φ3～5mm球状，可承受9kgf/球面压力，裂解量为8kg/h，催化剂比重为0.95kg/l，甲醇在温度250～420℃、液空速5.2h-1的情况下醇汽转换率90％以上，裂解含量66％，一氧化碳33％，催化剂使用寿命5万公里。
图3中标号37是甲醇进口，38是氢气出口。
甲醇供料装置和甲醇催化裂解反应器均由自动温控器控制。在甲醇催化裂解反应床温度场中心点设置一热电偶，当温度到300℃时，热敏讯号转换为电讯号，传到控制器发出指令，甲醇电动泵开始工作，甲醇进入汽化槽汽化，经醇汽导流管下降至集汽槽，然后上升至催化裂解反应床中完成氢气的产生；当温度超过400℃时，催化剂活性与分解选择性会坏死，控制器发出指令分流阀执行机构动作，关闭催化裂解反应器尾气进口，走旁路排出；当催化裂解反应床温度下降至310℃时，控制器发出指令，分流阀执行机构动作，复位关闭旁路排尾气管口。如此循环，控制器工况显示，不需人工操作。
氢气与汽油掺烧及安全制动装置包括氢气冷却贮存器、混合器、制动刹车连杆。为使氢气与汽油混合进入发动机缸内燃烧作动，将混合器安装在发动机化油器口上，再将化油器安装在混合器上口，使汽油、氢气、一氧化碳、空气等都靠发动机负压吸入缸内。混合器外有二个管口，一个接贮存器氢气，另一个接空气滤清器。氢气管口阀门控制氢气流量，该阀门与加汽油门踏板杠杆由连杆结构联接开和关。该装置安全、可靠，不增加驾驶员操作工作量，空气阀门手动三档调节空气量大小。混合器内风扇叶片靠发动机负压驱动，加速旋转助推油、气均匀混合吸入缸内，起到燃烧完全的效果；同时，高速旋转风扇叶片对雾状汽油滴的撞击，达到二次雾化效果，增大了汽油与氢气、空气的接触面，燃烧效果更好。
图4所示的标号12是汽车底盘，13是发动机，本实用新型所述的甲醇催化裂解反应器5安装在汽车底盘上。图中1是甲醇贮存箱，2是甲醇滤清器，3是甲醇电动泵，4是甲醇流量针阀，6是氢气集气箱，7是分流阀，8是单电控电磁换向气阀，9是混合器，10是自动温控器，11是尾气排放管，14是氢气输送管，15是热电偶，16是消声器，17是油门踏板，18是手动调节空气阀门。
本实用新型利用汽车排放的700～800℃尾气，通过换热使甲醇和水分别在64.7℃与100℃条件时在汽化槽中汽化，经醇汽导流管进入集汽槽，然后上升通过300～400℃催化裂解反应床，在催化剂作用下，甲醇汽裂解转化为氢气和一氧化碳，裂解后的气体上升进入氢气集气箱后，经氢气冷却贮存器冷却至55℃以下，利用发动机负压通过管道进入混合器，在混合器高速旋转风扇叶片助推力作用下，使汽油、氢气、一氧化碳、空气搅拌混合快速被吸入发动机缸内燃烧作动，即汽油掺氢混合燃烧作动。
权利要求1.一种汽车节油降污器，它包括甲醇供料装置、甲醇催化裂解反应器、氢气与汽油掺烧及安全制动装置；所述甲醇供料装置包括甲醇贮存箱、甲醇滤清器、甲醇电动泵、甲醇流量针阀，各部件通过甲醇输送管连接，并由甲醇输送管连接到甲醇催化裂解反应器；所述甲醇催化裂解反应器包括换热箱、甲醇汽化槽、催化裂解反应床、集汽槽、氢气集气箱，各部件通过管道连接，选用甲醇催化裂解剂，在甲醇催化裂解反应器的前部连接分流阀和汽车尾气排放管，在氢气集气箱的后部则连接氢气输送管并连接到氢气与汽油掺烧及安全制动装置；所述氢气与汽油掺烧及安全制动装置包括氢气冷却贮存器，由管道连接到发动机；其特征在于，所述甲醇供料装置和甲醇催化裂解反应器均由自动温控器控制；所述甲醇催化裂解反应器所装设的甲醇汽化槽安装在换热箱内，换热箱进口和出口各向内扩张成具有增大扩散角的喇叭状，所述分流阀为蝶片式分流阀，其执行机构采用单电控电磁换向气阀，以连杆结构驱动；所述氢气与汽油掺烧及安全制动装置还包括混合器、制动刹车连杆，所述混合器内装有靠发动机负压驱动的风扇叶片，混合器接有二个管口，其中一个连接氢气贮存器，另一个连接空气滤清器，其中氢气管口装有氢气阀门，氢气阀门通过所述制动刹车连杆同汽油阀门踏板杠杆连接，另一个空气管口则装有可手动调节的空气阀门。
2.根据权利要求1所述的汽车节油降污器，其特征在于，所述甲醇催化裂解反应器的换热箱内装有横向排列的换热管。
3.根据权利要求1所述的汽车节油降污器，其特征在于，所述甲醇催化裂解反应器的催化裂解反应床设有交叉型反应床换热管。
4.根据权利要求1所述的汽车节油降污器，其特征在于，所述甲醇催化裂解反应器的甲醇汽化槽的底部装有同集汽槽连接的竖向设置的醇汽导流管，醇汽导流管位于甲醇催化裂解反应器的一侧。
5.根据权利要求1所述的汽车节油降污器，其特征在于，所述甲醇催化裂解反应器的催化裂解反应床连接有热电偶，并由自动温控器控制。
6.根据权利要求1所述的汽车节油降污器，其特征在于，所述甲醇催化裂解剂为球状，可承受球面压力，裂解量为8kg/h。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车节油降污器，它包括甲醇供料装置、甲醇催化裂解反应器、氢气与汽油掺烧及安全制动装置，各部件通过管道连接。本实用新型与发动机尾气排放管串接，能使甲醇汽裂解转化为氢气和一氧化碳，利用发动机负压通过管道进入混合器，使汽油、氢气、一氧化碳、空气搅拌混合燃烧，降低了汽车排放污染，使用本实用新型可节省20％汽油，使用效果很好。
文档编号F02M25/00GK2237727SQ9521395
公开日1996年10月16日 申请日期1995年5月31日 优先权日1995年5月31日
发明者潘英成, 褚德龙, 顾国均 申请人:上海华联机电技术研究所