[发明专利]用于提高燃料效率的制氢系统和装置

说明书

本申请提供了一种可优化的氢气生成系统，用于制造氢气并将氢气作为燃料补充物注入内燃机和/或柴油发动机的进气口。氢气(H₂)和氧气(O₂)由一对或多对小室产生，以调节供应给发动机的氢气量，同时将氧气排放到大气中。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2018年12月19日提交的美国申请US 62/782,202的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

发明背景

技术领域

本发明总体上涉及氢气制造装置，更具体地，涉及一种便携式氢气补充系统，其可与各种尺寸的内燃机和/或柴油发动机一起使用，以减少排放并提高燃料效率。

背景技术

由于环境问题，废气排放正在成为一个问题。内燃机本质上是低效的。在内燃机中，无论是汽油机还是柴油机，进入燃烧室的燃料在燃烧过程中都不会100％燃烧。所有内燃机的废气都包括一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物和氮氧化物。对于汽油发动机，催化转化器用于通过催化化学反应将燃烧产生的一些有毒副产物转化为毒性较小的物质。柴油发动机的燃烧过程与汽油发动机不同。汽油发动机使用火花塞来启动汽油的燃烧，而柴油发动机则依靠压缩来启动柴油燃料的燃烧。由于柴油发动机燃烧过程的不同，柴油发动机的尾气中还含有气体和非常小的颗粒的混合物，如果控制不当，会对健康造成危害。柴油颗粒物是构成柴油机尾气的复杂混合物的一部分。然而，应该注意的是，即使汽油燃烧与柴油燃烧不同，也会产生颗粒物，并且是构成汽油尾气的复杂混合物。

柴油机尾气由气体或颗粒两种相组成，并且两相都有可能造成一定危险。气相由许多城市有害空气污染物组成，例如乙醛、丙烯醛、苯、1,3-丁二烯、甲醛和多环芳烃。颗粒相也有许多不同类型的粒子，可以按大小或组成进行分类。对健康影响最大的柴油颗粒物的大小是属于细颗粒和超细颗粒类别中的那些颗粒物。这些细颗粒和超细颗粒的组成可以由元素碳和吸附的化合物组成，例如有机化合物、硫酸盐、硝酸盐、金属和其他微量元素。柴油机尾气是从广泛的柴油发动机中排放出来的；卡车、公共汽车和汽车的道路柴油发动机以及包括机车、船舶和重型设备在内的非道路柴油发动机。

减少颗粒物的现有技术基于结合颗粒物排气过滤器或使用排气系统，一旦颗粒物到达排气口就尝试将颗粒物燃烧掉。排气过滤器的使用需要主动监测以确定排气过滤器是否已达到其最大容量。此外，燃烧颗粒物的排气系统通常是复杂且昂贵的系统。

氢共燃已被证明可有效减少内燃机和/或柴油发动机中的排放。市场上有许多设备会产生HHO气体，也称为布朗气体，用作汽油和柴油发动机的补充，以减少废气排放。HHO气体由两份氢气和一份氧气组成。这些装置通常包括电解器，该电解器使用诸如氢氧化钾或小苏打之类的电解质将电解水分解成氢氧气体。

然而，从来没有一种系统可以用于所有内燃机和/或柴油发动机，而不管发动机尺寸大小为何。减少排放和提高效率所需的氢气量随发动机的大小而变化。例如，减少小型柴油车的1.6升发动机的排放所需的氢气与校车或军用悍马的6.5升柴油发动机或者可用于发电机、船舶、直升机等的50-100升的发动机所需的氢气显著不同。因此，需要一种便携式氢气补充系统，该系统可与各种尺寸的内燃机和/或柴油发动机一起使用，以减少排放并提高燃料效率。

发明内容

本发明基于以下发现：可以使用模块化方法形成电解器系统，其中，根据所连接的内燃机和/或柴油发动机的氢补充需要，所述电解器系统包括一个或多个筒。