根據需要通過電解製造的作為內燃發動機的部分混合燃料源的氫氣和氧氣的製作方法

2023-10-31 17:38:32

專利名稱：：根據需要通過電解製造的作為內燃發動機的部分混合燃料源的氫氣和氧氣的製作方法
技術領域：
：本發明涉及用於為內燃發動機(ICE)提供部分混合的燃料源的完整系統，且具體地涉及通過電解製造充足量的氫氣和氧氣，以便為ICE提供部分燃料。將氫氣/氧氣作為部分燃料源引入燃燒過程導致減少了基於化石的燃料的消耗、排放的溫室氣體以及空氣汙染。
背景技術：
：目前存在的許多專利使用通過電解製造的氫氣/氧氣作為燃料的增強劑或補充添加劑，這些燃料諸如汽油和柴油燃料，包括丙烷和天然氣。雖然目前的內燃發動機具有非常高程度的效率，但是對用於為這個星球上數量日益增加的交通工具提供動力的基於化石的燃料的巨大新來源的需求和對通過化石燃料提供動力來發電的固定發電站的日益增加的需求已經引起了世界性的問題，諸如全球變暖、氣候變化、全球變暗、大氣汙染、增長的煙霧水平引起呼吸問題、與氣候有關的自然災難數量增加、動物和植物物種加速滅絕、極地冰蓋融化，這些都是因基於化石的燃料燃燒產生的二氧化碳引起的示例。就主要的油品供應者的位置而言，一些已經達到"峰值油"的水平，且世界各地的政府都在試圖尋找他們的未來能源需求的解決方案，並隨著減少的石油儲量和不斷升高的現有石油產品的價格，已經變得完全有必要找到使用石油作為能源來源的替代物，或在最好的情況下，"顯著減少化石燃料的消耗"來滿足當前和未來的能源需要。然而，當前可使用諸如混合燃料、燃料電池、風能、太陽能、波浪能、生物柴油、生物氣體、乙醇混合燃料、高壓氫氣、丙烷或天然氣以及其他技術的更新的技術，所有這些技術對環境具有全面的、長期的不利影響或不是在經濟上切實可行的替代物。本發明的主要目的是提供一種完整的系統，所述系統易於使用並在經濟上切實可行，供大眾市場的所有部門使用以減少使用基於化石的燃料消耗，且相反，降低了二氧化碳和其他溫室氣體的排放。正如在"權利要求"中概括的，已經引入了若干新穎的和創新的部件，以便提供將允許通過電解製造的氫氣和氧氣在使用內燃發動機的應用中用作12部分燃料源的完整方法，該方法考慮了氣候條件以及有效的、切實可行的和經濟的考慮因素。此外，本發明的新穎性的方面是基於下述事實正如在本申請的說明書中要求的，包含若干部件的本發明包括使本方法按比例縮放成更小或更大的組件以便具有通用性來適合併允許本方法的裝置用於大部分市場部門，包括延長裝滿容積模塊之間的操作時間的能力和在天氣寒冷的氣候下進行操作的能力。參考了以下記錄的和公共領域內的專利和現有技術。本發明的目的是增加正如"權利要求"中提出的新的創新部件，以便使用由電解水來製造作為內燃發動機的部分燃料源的氫氣和氧氣的方法。引用的專利文件和其他參考文獻如下tableseeoriginaldocumentpage131978.54090485USLaCreta1978.6409989USBradley1978.941川60USTalenti1979.24140090USLindberg1979.51053606CA1979.124180445USBennett&al1980.21072492CA1980.51077436CA1980.121092546CA圍.31098482CA1981.31098485CA簡.44263112USAylward簡.64271793USValdespino1982.64332219USGonzdez1982.84344831USWeber1983.14368696USReinhardt1983.14369737USSanders&al1983.21141880CA1983.54382845USHubred1983.54382849USSpicer1983.658-107815JP1983.958-155261JP198444442801USGlynn&al1984.71170308CA1984.104474612USLohrberg1984.100122472EP1985.71189886CA1986.64595477USDetoiimay&al1986.114620915USOhlin1987.104702894USCornish1988.41234774CA1988.51236424CA1988.64753718USChiang1988.84763610USThoirms1988.94773981USBidwdl1989.104875988USAragon1990.81272647CA1991.10405919EP1991.64037541DE1991.91289506CA199215082544USWilley&al1992.45105773USCunningham&al1992.65119768USRussd1992.95143025USMunday1993.15178118USNakamats1993.35196104USMunday1993.85131954USStowe1994.22141880CA1994.35293857USMcysr1994.45305715USNissley1995.35399251USNakamats1995.92184995CA1995.95450822USCunningham199595452688us1995105458095usPost&al1996.55513600usTevcs1998.15711865usCaesar1998.105824202usFabian&al1999.82229694CA2000.12244022CA2000.12278917CA2000.20006875WO2000.106126794USChambers2001.46209493USRoss2001.76257175usMosher&al2001.116311648usLaroque2001.126332434usDeSouza等人2002.16336430usDcSouza等人2001.6200函03276usDeSouza2003.26524453usDeSouza&al2004.22004/0025807usJhetham2004.116817320usBalan&al2005.56896789USRoss2005.62005/0126515USBalan&al2006.2PCT/US2006/005298Monctte2006.3PCT/CA2006鳩0454Bogers,Williams2006.4PCT/US2006/013530Boyle2006.47021249USChristison2006.127143722USRoss2007.42007/0074680USRx)ss2007.1PCT/CA2007層124MuirLeko,Hernandez2007.〗PCT/CA20O7/000125Lindsay2007.1PCT/CA2007細126Lindsay2007.1PCT/CA2007/000127O'Bireck，Basra，Doughty2007.3PCT/ES2007/000110GaigGomez2007.4PCT/US2007/009591Smola,Schubert2007.5PCT/US2007/0010934Vanhoose,Goens其他參考文獻DynamicFuelsSystemsInc.禾口DynamicFuelsSystemsInc.-"權利要求的聲明"-2004年7月12日提交，加拿大聯邦法院-法院案巻號T-1297-04。DynamicFuelsSystemsInc.禾口DynamicFuelsSystemsInc.-"權利要求的修改聲明"-2004年9月8日提交，加拿大聯邦法院-法院案巻號T-1297-04。發明概述"根據需要由電解製造的作為內燃發動機的部分混合燃料源的氫氣和氧氣。"—種根據需要且在某些應用中基於水的電解來製造氫氣和氧氣的方法，這些應用諸如車載交通工具，並包括諸如在固定的發電站(發電機組)的固定式應用，以及所有不需要高壓儲氫罐的應用，以及通過部分減少為內燃發動機提供動力的原先需要的基於化石的燃料的量使所述氣體成為部分燃料源，本方法藉助使用氫氣/氧氣來增大空氣燃料比，從而引起更有效地燃燒，這有效地導致需要使用更少的基於化石的燃料，並用通過特別設計的電解器單元內的水的電解生成的氫氣和氧氣代替所述減少的基於化石的燃料。因此，與特定的單獨氣體的預先測量的基準相比，降低基於化石的燃料的消耗的方法將進一步直接以質量或組成的不同百分比降低溫室氣體的排放，也就是顆粒物質或不透明度(PM)、N0X、SOpCO、THC、甲烷以及特別是與燃料消耗的降低"直接相關"，減少了接近相同(99%)量的二氧化碳(C02)排放物。所述方法包括但不限於下述市場部門運輸部門-8級HGV-貨車和公共汽車、小型和中型運輸交通工具(1-7級)、SUV、計程車、小汽車、廂式貨車、政府和公共事業交通工具、市政公共汽車隊、市政維修車隊、垃圾車、警車、救護車、消防車、雪地機動車、小型船舶、摩託車、小型摩託車、割草機、掃雪機機車-海事部門_小、中和大型船隻和海上奪通工具採礦部門_在地下礦井、焦油砂牛產(交通工具和發電站)使用的大型採礦交通工具和設備、機器農業部門-拖拉機、聯合收割機和所有類型和尺寸的農業交通工具入庫操作_丙烷或天然氣驅動的叉式升降裝載車能源部門-汽油或柴油提供動力的固定發電站(發電機組)。權利要求對現有可用技術的改進1.由單獨的和獨立的中央儲水器組成，所述中央儲水器通過自動或手動控制方法用水再填充一個/多個電解器單元；2.由特殊設計的加熱系統、除溼方法或電加熱元件組成，所述特殊設計的加熱系統加熱中央儲液器中的水，以便通過傳導傳熱系統和/或對流傳熱系統在天氣寒冷的應用中解凍水或防止水結冰，所述電加熱元件用於某些應用；3.由定製設計的閥組成，所述定製設計的閥用於自動維持一個/多個水解器單元內的水位；4.特徵在於按比例縮放的能力，使用一個或多個水解器單元，例如允許從割草機或在交通工具的罩下的裝置的小型裝置，直至火車、重型採礦、林業或農業裝置以及固定發電站上的裝置的更大的一個/多個單元；5.包括專門的再充電系統的獨立和專用的電源；6.由耐候性包裝中的可自動或手動調整的電壓調節器以及調整電壓和電流輸入的多功能電源包組成；7.由灰塵過濾系統組成；8.由定製設計的防濺罩組成；9.基本上由引起準渦輪效應的中央機械感應低壓氣體傳送設備組成；10.由可拆卸的溼氣收集器系統組成；11.特徵在於在交通工具的計算機中更改燃料噴嘴開啟序列的時機，特別控制工作循環。12.由專門設計的、預製的和可按比例縮放的容積模塊組成，所述容積模塊用於非金屬、基於塑料的部件和製劑的最終使用要求；13.基本上由預製的內板組件組成，所述內板組件按照最終使用的要求被專門設計且可按比例縮放，所述內板組件由非磁性、基於金屬的板、基於塑料的部件和接頭構成且都與水解溶液相容；14.特徵在於基於計算機的系統，基於車載的可攜式排放物測量設備，所述排放物測量設備包括直接安裝在交通工具上的關鍵位置處的傳感器，以便有效地測量溫室氣體排放物以及確認、認證和量化所述排放物，並具有計算移動減排信用額(MERC)的能力以便評估世界碳信用額交易貿易的值。2.由特殊設計的加熱系統、除溼方法或電加熱元件組成，所述特殊設計的加熱系統加熱中央儲液器中的水，以便通過傳導傳熱系統和/或對流傳熱系統在天氣寒冷的應用中解凍水或防止水結冰，所述電加熱元件用於某些應用；3.由定製設計的閥組成，所述定製設計的閥用於自動維持一個/多個水解器單元內的水位；4.特徵在於按比例縮放的能力，使用一個或多個水解器單元，例如允許從割草機或在交通工具的罩下的裝置的小型裝置，直至火車、重型採礦、林業或農業裝置以及固定發電站上的裝置的更大的一個/多個單元；5.包括專門的再充電系統的獨立和專用的電源；6.由耐候性包裝中的可自動或手動調整的電壓調節器以及調整電壓和電流輸入的多功能電源包組成；7.由灰塵過濾系統組成；8.由定製設計的防濺罩組成；9.基本上由引起準渦輪效應的中央機械感應低壓氣體傳送設備組成；10.由可拆卸的溼氣收集器系統組成；11.特徵在於在交通工具的計算機中更改燃料噴嘴開啟序列的時機，特別控制工作循環。12.由專門設計的、預製的和可按比例縮放的容積模塊組成，所述容積模塊用於非金屬、基於塑料的部件和製劑的最終使用要求；13.基本上由預製的內板組件組成，所述內板組件按照最終使用的要求被專門設計且可按比例縮放，所述內板組件由非磁性、基於金屬的板、基於塑料的部件和接頭構成且都與水解溶液相容；14.特徵在於基於計算機的系統，基於車載的可攜式排放物測量設備，所述排放物測量設備包括直接安裝在交通工具上的關鍵位置處的傳感器，以便有效地測量溫室氣體排放物以及確認、認證和量化所述排放物，並具有計算移動減排信用額(MERC)的能力以便評估世界碳信用額交易貿易的值。全文摘要一種包含當與基於化石的燃料一起使用來為常規的內燃發動機提供動力時作為部分燃料源的氫氣和氧氣的方法。氫氣和氧氣是在根據需要且裝到交通工具上或在固定應用中的電解器單元中通過電解製造的，這消除了對高壓儲氫罐的需求。當所述氣體經由進氣組件引入到發動機的燃燒室內時，它們通過增大空氣燃料比而提高了燃燒發熱的效率，從而導致最佳發動機性能所需的基於化石的燃料減少，所述氣體有效地成為部分混合燃料源。該方法包括適於所有尺寸和類型的裝置、寒冷天氣的應用和更長久的操作能力的可擴展性。作為直接相關的附加益處，此方法減少了二氧化碳的排放以及不同數量地減少了其他溫室氣體的排放。文檔編號C25B1/04GK101779031SQ200880102836公開日2010年7月14日申請日期2008年3月12日優先權日2007年6月19日發明者彼得·J·羅曼紐克申請人:海瓊克斯科技公司