一种内燃机掺氢燃烧节能系统的制作方法

本发明涉及内燃机节能改造，具体为一种内燃机掺氢燃烧节能系统。

背景技术：

1、内燃机掺氢是将氢气与燃料按一定比例混合而得到的代用气体燃料，利用氢气火焰传播速度快、放热温度高、淬熄距离短、着火界限宽的特性，内燃机掺氢燃烧可以显著提高油品的燃烧速率并且使燃烧更加完全，提高内燃机循环热效率。现有的内燃机掺氢燃烧系统通常搭载碱性电解水制氢或pem电解水制氢装置，上述电解制氢方式由于电解时电极浸泡在电解液中而产生大量气泡，降低了电解效率，增加了制氢能耗，使用起来成本较高，且缺少一套结构紧凑、配置完整、动态响应的与内燃机搭配使用的制氢掺氢系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种内燃机掺氢燃烧节能系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括电解槽、plc控制器、快速开关、dc/dc转换器、蓄电池、储水箱、注水口、防水透气隔层、氢气缓冲室、比例阀、水泵、电磁阀；所述电解槽通过plc控制器控制，通过快速开关与dc/dc转换器相连，并配装电压传感器和温度传感器；所述蓄电池与dc/dc转换器相连；所述储水箱内部设有水位传感器，顶部设有注水口；储水箱上部空间为氢气缓冲室，与下侧储水空间通过防水透气隔层隔离；氢气缓冲室内配装压力传感器，顶部设有氢气出口，出口管路上配装比例阀，并配装压力传感器和流量传感器；所述储水箱底部与电解槽相连，并配装水泵与电磁阀将储水箱内的水送至电解槽内，并配装压力传感器和流量传感器；所述电解槽制备的氢气送至储水箱，经水洗后通过防水透气隔层进入储水箱上部的氢气缓冲室。

3、作为本发明的一种优选技术方案，所述电解槽底部设有储水槽，内设有若干垂直设置的复合双极膜，储水槽上设有进水口；所述复合双极膜由阳离子交换膜、阴离子交换膜、多孔亲水聚合物复合而成，安装时与电解槽密封连接，并将电解槽分成阳极室和阴极室，阴离子交换膜朝向阳极室，阳离子交换膜朝向所述阴极室；所述阳极室和阴极室内分别设置有阳极和阴极，阳极和阴极的一面分别与阴离子交换膜和阳离子交换膜紧密贴合。

4、所述多孔亲水聚合物是一种具有电活性的、固有地能在其整个分子结构内吸收和传输水的改性聚合物，包括①己知的亲水聚合物hema(甲基丙烯酸2-羟乙酯)和mma-vp(甲基丙烯酸甲酯-乙烯基吡咯烷酮)作为亲水聚合物基体，基体中存在疏水性/结构共聚单体mma和亲水性但非必需电活性的共聚单体vp、hema，这种基体中既存在亲水性单体又存在疏水性单体的结构可允许独立于水力学性质来控制电性能，因此可适合电化学界面的不同要求；②基体被改性而包含-nh3+、-nr2h+或者-pr3+等阳离子作为活性交换基团，使该亲水性材料转化成电活性体系。

5、所述阴离子交换膜是含有碱性活性基团，对阴离子具有选择透过性的高分子聚合物膜,可选择性透过oh-；所述阳离子交换膜是磺酸型，带有固定基团和可解离的离子,对阳离子具有选择透过性的高分子聚合物膜,可选择性透过h+。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述阳极和阴极分别与dc/dc转换器的正极和负极连接。

7、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明主要由电解槽、储水箱、dc/dc、plc控制器等组成，可根据内燃机进油量实时调整掺氢量，动态响应。具有响应速度快、制氢效率高、能耗低、绿色环保、体积小和安全可靠的特点,可广泛用于汽油车辆、柴油车辆、工程机械、农机、柴油发电机、船舶的内燃机掺氢燃烧节能改造。

技术特征：

1.一种内燃机掺氢燃烧节能系统，其特征在于：包括电解槽(1)、plc控制器(2)、快速开关(3)、dc/dc转换器(4)、蓄电池(5)、储水箱(6)、注水口(7)、防水透气隔层(8)、氢气缓冲室(9)、比例阀(10)、水泵(11)、电磁阀(12)；所述电解槽(1)通过plc控制器(2)控制，通过快速开关(3)与dc/dc转换器(4)相连，并配装电压传感器和温度传感器；所述蓄电池(5)与dc/dc转换器(4)相连；所述储水箱(6)内部设有水位传感器，顶部设有注水口(7)；储水箱(6)上部空间为氢气缓冲室(9)，与下侧储水空间通过防水透气隔层(8)隔离；氢气缓冲室(9)内配装压力传感器，顶部设有氢气出口，出口管路上配装比例阀(10)，并配装压力传感器和流量传感器；所述储水箱(6)底部与电解槽(1)相连，并配装水泵(11)与电磁阀(12)将储水箱(6)内的水送至电解槽(1)内，并配装压力传感器和流量传感器；所述电解槽(1)制备的氢气送至储水箱(6)，经水洗后通过防水透气隔层(8)进入储水箱(6)上部的氢气缓冲室(9)。

2.根据权利要求1所述的一种内燃机掺氢燃烧节能系统，其特征在于：所述电解槽(1)底部设有储水槽(101)，内设有若干垂直设置的复合双极膜(107)，储水槽(101)上设有进水口(102)；所述复合双极膜(107)由阳离子交换膜、阴离子交换膜、多孔亲水聚合物复合而成，安装时与电解槽(1)密封连接，并将电解槽(1)分成阳极室(103)和阴极室(105)，阴离子交换膜朝向阳极室，阳离子交换膜朝向所述阴极室；所述阳极室(103)和阴极室(105)内分别设置有阳极(104)和阴极(106)，阳极(104)和阴极(106)的一面分别与阴离子交换膜和阳离子交换膜紧密贴合。

3.根据权利要求2所述的一种内燃机掺氢燃烧节能系统，其特征在于：所述阳极(104)和阴极(106)分别与dc/dc转换器(4)的正极和负极连接。

技术总结
本发明公开了一种内燃机掺氢燃烧节能系统，包括电解槽、PLC控制器、快速开关、DC/DC转换器、蓄电池、储水箱、注水口、防水透气隔层、氢气缓冲室、比例阀、水泵、电磁阀。其有益效果是：本发明可根据内燃机进油量实时调整掺氢量，具有响应速度快、制氢效率高、能耗低、绿色环保、体积小和安全可靠的特点,可广泛用于汽油车辆、柴油车辆、工程机械、农机、柴油发电机、船舶的内燃机掺氢燃烧节能改造。

技术研发人员：赵刘中,刘发民,王凯,薄建民
受保护的技术使用者：赵刘中
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12