[其他]余热制氢发动机

说明书

一种装有碳氢燃料转化反应装置的发动机，它在运行过程中，使碳氢燃料、水和气化剂三者按比例、定量供入转化反应器进行反应。反应中所需的热量，全部由发动机废气和冷却水余热供给。废气热量的传输，凭发动机缸内的高压状态燃气压力，使废气通过缸壁上的输气孔供入反应器。反应后产生的氢和一氧化碳再生气与汽油混合作为发动机燃料使用，以此提高发动机的热效率、降低耗油量，减少废气污染和利用代用燃料。

本发明是涉及一种在发动机上使碳氢燃料（汽、柴、煤、植物油、酒精、甲醇等），转化为氢和一氧化碳再生气的方法和装置。装置产生的再生气与汽油混合作为该发动机的燃料使用。

众所周知碳氢燃料转化为氢和一氧化碳的要素是：1、燃料和水（气化剂）;2、热量;3、反应釜;4、催化剂。而在发动机上进行转化时还需要满足汽车发动机运行过程的条件。关于这个问题，在现有专利US4059076中已经得到了解决。（发明人：日本KaTuaKi;KosaKa HidaKa;Zene Ueno1977.11.）。其解决的方法和装置是用一台小型辅助汽油机（简称辅机）、一个转化反应器及其配套的部件管路，组成一个与发动机匹配的燃料转化系统。其中辅机在运行中产生的废气（热量）经排管全部供入反应器内作为反应转化的热量。同时供入的还有经过预热的油、水（蒸气）。它们在催化剂条件下进行化学反应。反应中产生氢和一氧化碳（含非可燃气体成份）再生气，经降温后，引入发动机作为燃料使用。值得注意的是当中辅机的职能仅作为传输、产生废气热量之用，而不对外作功。同时与此类似的装置和方法还散见于英国专利GB1491138、GB1485834和德国专利DE2439873等。他们的技术特点是以空压机代替辅机，而在反应器内是用传统的“部分氧化法”使碳氢燃料转化为氢和一氧化碳再生气，但在现有技术中采用的方法和装置存在以下缺点。

1、在发动机上配备一台辅机或一套压气机设备，专门为反应器传输提供反应所需要的热量，而不对外作功;机构复杂笨重，耗能太多。

2、在辅机中不便于利用多种代用燃料。

3、在辅机缸内喷水（US4004554），容易使缸内零部部件产生锈蚀，冷激现象。

4、在辅机缸内进行转化反应，容易使缸内零部件造成积炭。

5、在辅机运行中，由于提供的废气温度、压力不稳定，致使燃料转化反应的速率、强度受到一定的限制。

6、在辅机中不便于利用催化剂。

正是由于以上的缺点，致使现有碳氢燃料转化技术不能在提高发动机热效率和降低耗油量方面产生应有的效益。

本发明的目的是要提供一种新的方法和装置。这种方法和装置，不但能使碳氢燃料充分地高速地转化为氢和一氧化碳再生气供发动机使用。而且它在反应过程中所需的热量，完全由发动机本身所产生的废气传输供给。这样不仅消除了复杂笨重的辅机和由于利用辅机而产生的缺点，而且使整个装置系统结构简单，效益显著，便于实用。

本发明装置的原理是（见附图1）：在发动机运转过程中，当动力冲程末期，活塞行程1/2-2/3，发动机已作功占发动机总功率80.9～89.2%，燃气状态为温度1300-900℃，压力10-6bar时，在缸壁上开输气孔Ⅱ₃，令发动机缸内燃气凭借高压状态的压力穿过输气孔Ⅱ₃，循管路Ⅱ₉进入燃料转化反应器Ⅱ₁内与油、水（蒸气）混合，在催化剂条件下进行化学反应。同时在反应过程中回收利用发动机废气和冷却水余热，使碳氢燃料转化为氢和一氧化碳再生气，作为发动机的高品位燃料使用，以此节约能源，提高发动机的热效率。