一種現(xiàn)制現(xiàn)用的氫氣發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種現(xiàn)制現(xiàn)用的氫氣發(fā) 動機(jī)燃料供給系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 化石燃料匱乏、全球變暖威脅和環(huán)境保護(hù)壓力成為研究和發(fā)展替代燃料的主要推 動力。與傳統(tǒng)石油燃料相比，氫氣具有燃燒速度快、點(diǎn)火能量低、可燃范圍廣、辛烷值和熱效 率高等優(yōu)點(diǎn)，而且氫燃燒的生成物是水及氮氧化物，對空氣的污染少，是一種清潔能源。但 由于氫氣的儲存及運(yùn)輸技術(shù)很不完善，制約了氫氣發(fā)動機(jī)的發(fā)展。
[0003] 氣態(tài)儲氫所占的體積很大，在室溫及一個大氣壓下，Ikg的氫氣所占的容積達(dá)到 12350L，而具有同等能量的2.881^汽油只占4.11^，即使在401〇^的壓力下，11^氫也要占301^ 的容積;而液態(tài)儲氫和金屬儲氫花費(fèi)成本太高，且生產(chǎn)液態(tài)氫要比生產(chǎn)氣態(tài)氫多花40%的能 量(Dietrich Gwinner.實(shí)用氫氣汽車.國外汽車，1986,3)?，F(xiàn)有的"車用環(huán)保氫氣制備供 應(yīng)方法及氫氣發(fā)動機(jī)"（CN 101457868A)專利技術(shù)，所生產(chǎn)的氫氣必須經(jīng)高壓氣罐運(yùn)輸至加 氣站，然后由加氣機(jī)向車輛的燃料罐加入氫氣，且加入的氫氣使燃料罐處于高壓狀態(tài)，不利 于行車安全，因此，制約了超低排放氫氣代用燃料的應(yīng)用與推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種方便、快捷和能隨車制備氫 氣且隨車使用的現(xiàn)制現(xiàn)用的氫氣發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:所述氫氣發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng) 包括飽和氯化銨溶液罐、隔膜栗、反應(yīng)罐、壓力傳感器、電子控制單元、減壓閥和噴氫閥。隔 膜栗的入口通過管道與飽和氯化銨溶液罐的出口相通，隔膜栗的出口通過管道與反應(yīng)罐的 進(jìn)口相通，反應(yīng)罐的出口通過管道與減壓閥的入口相通，減壓閥的出口通過管道與噴氫閥 的進(jìn)口相通，噴氫閥的噴嘴安裝在進(jìn)氣道內(nèi)。壓力傳感器的測壓接頭通過測壓軟管與反應(yīng) 罐的測壓接頭相通;在反應(yīng)罐的入口處和出口處依次裝有第一旋止閥和第二旋止閥。電子 控制單元的輸入電路同壓力傳感器的信號采集卡連接，電子控制單元的輸出電路與隔膜栗 的信號接收器連接。
[0006] 所述反應(yīng)罐的容積為30~60L。
[0007] 所述噴氫閥的出口壓力為0 · 3~0 · 6MPa。
[0008] 由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：
[0009] 本實(shí)用新型利用硼氫化鉀與水反應(yīng)生成氫氣的方式，將氯化銨作為催化劑，使飽 和氯化銨溶液罐中的飽和氯化銨溶液經(jīng)隔膜栗進(jìn)入反應(yīng)罐，并與反應(yīng)罐中的硼氫化鉀進(jìn)行 反應(yīng)：
制得氫 氣。
[0010] 本實(shí)用新型制備的氫氣通過減壓閥控制氣壓后，從噴氫閥送入進(jìn)氣道與空氣混 合;混合氣在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣行程中進(jìn)入氣缸。在發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)中通過電子控制單元控制 隔膜栗的開與閉，當(dāng)隔膜栗打開時(shí)能使飽和氯化銨溶液進(jìn)入反應(yīng)罐，從而能與反應(yīng)罐中的 硼氫化鉀進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；當(dāng)隔膜栗關(guān)閉時(shí)能使飽和氯化銨溶液停止進(jìn)入反應(yīng)罐，反應(yīng) 罐中因缺少反應(yīng)物而停止反應(yīng)，從而停止氫氣的制備。通過壓力傳感器進(jìn)行壓力檢測使反 應(yīng)罐內(nèi)的壓力維持在IMPa~1.5MPa的范圍，再經(jīng)過減壓閥的減壓，使進(jìn)入進(jìn)氣道中的氫氣維 持在O . 3MPa~0.6MPa的范圍。在日常使用中，飽和氯化銨溶液罐中的溶液直接加注，而硼氫 化鉀的更換則需要關(guān)閉第一旋止閥和第二旋止閥，將反應(yīng)罐直接拆下，整罐更換。
[0011]根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得:在30°C的溫度下每分鐘每克催化劑能夠催化反應(yīng)物產(chǎn)生4500ml氫 氣，其制備過程為非明顯的放熱或吸熱反應(yīng)，且產(chǎn)生少量氨氣。以燃油經(jīng)濟(jì)性為14.8km/L的 汽油機(jī)汽車作為對比參考，一次加油后能行駛420km，所需的汽油油箱的體積約為31L，質(zhì)量 約為30kg。保持同樣的續(xù)駛里程，通過計(jì)算可知，Ikg氫氣的能量等同于2.88kg汽油，故30kg 汽油燃燒產(chǎn)生的熱值和10.4kg氫氣燃燒產(chǎn)生的熱值相當(dāng)（汽油的燃燒熱值是46000kJ/kg， 氫氣的燃燒熱值是140000kJ/kg)，經(jīng)過反應(yīng)換算，需要2.6kg的硼氫化鉀，預(yù)計(jì)行駛里程約 為400km。
[0012] 因此，本實(shí)用新型具有方便、快捷和能隨車制備氫氣且隨車使用的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍 的限制。
[0015] 實(shí)施例1
[0016] -種現(xiàn)制現(xiàn)用的氫氣發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)。如圖1所示，所述氫氣發(fā)動機(jī)燃料供給 系統(tǒng)包括飽和氯化銨溶液罐1、隔膜栗2、反應(yīng)罐4、減壓閥6、噴氫閥8、壓力傳感器9和電子控 制單元10。隔膜栗2的入口通過管道與飽和氯化銨溶液罐1的出口相通，隔膜栗2的出口通過 管道與反應(yīng)罐4的進(jìn)口相通，反應(yīng)罐4的出口通過管道與減壓閥6的入口相通，減壓閥6的出 口通過管道與噴氫閥8的進(jìn)口相通，噴氫閥8的噴嘴安裝在進(jìn)氣道7內(nèi)。壓力傳感器9的測壓 接頭通過測壓軟管與反應(yīng)罐4的測壓接頭相通;在反應(yīng)罐4的入口處和出口處依次裝有第一 旋止閥3和第二旋止閥5。電子控制單元10的輸入電路同壓力傳感器9的信號采集卡連接，電 子控制單元10的輸出電路與隔膜栗2的信號接收器連接。
[0017] 所述反應(yīng)罐4的容積為30~45L。
[0018] 所述噴氫閥8的出口壓力為0 · 3~0 · 45MPa。
[0019] 實(shí)施例2
[0020] 一種現(xiàn)制現(xiàn)用的氫氣發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)。除下述技術(shù)參數(shù)外，其余同實(shí)施例1: [0021 ] 所述反應(yīng)罐4的容積為45~60L。
[0022] 所述噴氫閥8的出口壓力為0 · 45~0 · 6MPa。
[0023] 本【具體實(shí)施方式】與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：
[0024] 本【具體實(shí)施方式】利用硼氫化鉀與水反應(yīng)生成氫氣的方式，將氯化銨作為催化劑， 使飽和氯化銨溶液罐1中的飽和氯化銨溶液經(jīng)隔膜栗2進(jìn)入反應(yīng)罐4，并與反應(yīng)罐中的硼氫 化鉀進(jìn)行反應(yīng)：
制得氫氣。
[0025]本【具體實(shí)施方式】制備的氫氣通過減壓閥6控制氣壓后，從噴氫閥8送入進(jìn)氣道7與 空氣混合;混合氣在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣行程中進(jìn)入氣缸。在發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)中通過電子控制單 元9控制隔膜栗2的開與閉，當(dāng)隔膜栗2打開時(shí)能使飽和氯化銨溶液進(jìn)入反應(yīng)罐4,從而能與 反應(yīng)罐4中的硼氫化鉀進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；當(dāng)隔膜栗2關(guān)閉時(shí)能使飽和氯化銨溶液停止進(jìn)入 反應(yīng)罐4，反應(yīng)罐4中因缺少反應(yīng)物而停止反應(yīng)，從而停止氫氣的制備。通過壓力傳感器9進(jìn) 行壓力檢測使反應(yīng)罐4內(nèi)的壓力維持在IMPa~1.5MPa的范圍，再經(jīng)過減壓閥6的減壓，使進(jìn)入 進(jìn)氣道7中的氫氣維持在0.3MPa~0.6MPa的范圍。在日常使用中，飽和氯化銨溶液罐1中的溶 液直接加注，而硼氫化鉀的更換則需要關(guān)閉第一旋止閥3和第二旋止閥5，將反應(yīng)罐4直接拆 下，整罐更換。
[0026]根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得:在30°C的溫度下每分鐘每克催化劑能夠催化反應(yīng)物產(chǎn)生4500ml氫 氣，其制備過程為非明顯的放熱或吸熱反應(yīng)，且產(chǎn)生少量氨氣。以燃油經(jīng)濟(jì)性為14.8km/L的 汽油機(jī)汽車作為對比參考，一次加油后能行駛420km，所需的汽油油箱的體積約為31L，質(zhì)量 約為30kg。保持同樣的續(xù)駛里程，通過計(jì)算可知，Ikg氫氣的能量等同于2.88kg汽油，故30kg 汽油燃燒產(chǎn)生的熱值和10.4kg氫氣燃燒產(chǎn)生的熱值相當(dāng)（汽油的燃燒熱值是46000kJ/kg， 氫氣的燃燒熱值是140000kJ/kg)，經(jīng)過反應(yīng)換算，需要2.6kg的硼氫化鉀，預(yù)計(jì)行駛里程約 為400km。
[0027]因此，本【具體實(shí)施方式】具有方便、快捷和能隨車制備氫氣且隨車使用的特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種現(xiàn)制現(xiàn)用的氫氣發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)，其特征在于所述氫氣發(fā)動機(jī)燃料供給系 統(tǒng)包括飽和氯化銨溶液罐(1)、隔膜栗(2)、反應(yīng)罐(4)、減壓閥(6)、噴氫閥(8)、壓力傳感 器(9)和電子控制單元（10);隔膜栗(2)的入口通過管道與飽和氯化銨溶液罐（1)的出口相 通，隔膜栗(2)的出口通過管道與反應(yīng)罐(4)的進(jìn)口相通，反應(yīng)罐(4)的出口通過管道與減壓 閥（6)的入口相通，減壓閥（6)的出口通過管道與噴氫閥（8)的進(jìn)口相通，噴氫閥（8)的噴嘴 安裝在進(jìn)氣道(7)內(nèi)；壓力傳感器(9)的測壓接頭通過測壓軟管與反應(yīng)罐(4)的測壓接頭相 通;在反應(yīng)罐(4)的入口處和出口處依次裝有第一旋止閥（3)和第二旋止閥（5);電子控制單 元（10)的輸入電路同壓力傳感器(9)的信號采集卡連接，電子控制單元（10)的輸出電路與 隔膜栗(2)的信號接收器連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述現(xiàn)制現(xiàn)用的氫氣發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)罐 (4)的容積為3〇~ 6〇L。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述現(xiàn)制現(xiàn)用的氫氣發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)，其特征在于所述噴氫閥 (8)的出口壓力為0.3~0.6MPa。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種現(xiàn)制現(xiàn)用的氫氣發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)。其技術(shù)方案是：隔膜泵(2)的入口通過管道與飽和氯化銨溶液罐(1)的出口相通，隔膜泵(2)的出口通過管道與反應(yīng)罐(4)的進(jìn)口相通，反應(yīng)罐(4)的出口通過管道與減壓閥(6)的入口相通，減壓閥(6)的出口通過管道與噴氫閥(8)的進(jìn)口相通，噴氫閥(8)的噴嘴安裝在進(jìn)氣道(7)內(nèi)。壓力傳感器(9)的測壓接頭通過測壓軟管與反應(yīng)罐(4)的測壓接頭相通；在反應(yīng)罐(4)的入口處和出口處依次裝有第一旋止閥(3)和第二旋止閥(5)。電子控制單元(10)的輸入電路同壓力傳感器(9)的信號采集卡連接，電子控制單元(10)的輸出電路與隔膜泵(2)的信號接收器連接。該實(shí)用新型具有方便、快捷和能隨車制備氫氣且隨車使用的特點(diǎn)。
【IPC分類】F02M25/12
【公開號】CN205117548
【申請?zhí)枴緾N201520936791
【發(fā)明人】陳清楚, 張光德, 周昃, 黃瑋隆, 郭健忠, 游彩霞
【申請人】武漢科技大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月23日