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Patent Searching and Data


Title:
HYDROGEN AND OXYGEN CYCLE SYSTEM IN ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/079464
Kind Code:
A1
Abstract:
A hydrogen and oxygen cycle system (1) in an engine (2) includes the engine (2) and at least one cylinder (20). Each cylinder (20) can be injected with hydrogen, oxygen and water respectively. The hydrogen, the oxygen and the water then can be compressed by a high pressure and be fired after being compressed, so as to produce an explosion in the cylinder (2). After that, the high temperature produced by the explosion can make water reduce into hydrogen and oxygen. Since the volume of the hydrogen and oxygen is larger than that of the water, the expansion force can be used to push the piston (21) in the cylinder (20) and further drive the piston (21) to move in the cylinder (20) to and fro. The engine (2) is driven via the movement of the piston (21). The cycle system is to produce a reciprocating cycle motion in the engine by use of hydrogen, oxygen and water.

Inventors:
LV, Hsueh-Pen (10 Fl-12, No.57 Sec1, Chung-ching South Roa, Taipei Taiwan, Taiwan, CN)
Application Number:
CN2009/076357
Publication Date:
July 07, 2011
Filing Date:
December 31, 2009
Export Citation:
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Assignee:
LV, Hsueh-Pen (10 Fl-12, No.57 Sec1, Chung-ching South Roa, Taipei Taiwan, Taiwan, CN)
International Classes:
F02B43/02; B60K15/00; F02B69/06; F02M25/03; B60K11/00
Foreign References:
CN1353240A
CN1465852A
CN2553115Y
US6311648B1
US3862624A
US7100542B2
Attorney, Agent or Firm:
BEIJING SANYOU INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY LTD. (F16 Block A, Corporate SquareNo.35 Jinrong Street, Beijing 0, 100140, CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种氢气氧气在引擎内的循环系统, 所述循环系统包括有: 至少一汽缸, 其分别具有一可于该汽缸内往复作动的活塞, 并且该各汽 缸可供氢气、 氧气与水混合后分别注入, 再以高压针对该氢气、 氧气与水进 行压缩, 当压缩过后再进行点火, 以令该汽缸内产生爆炸而产生第一种力量 推动活塞, 当汽缸内产生爆炸过后, 爆炸时所产生的高温可使水还原成氢气 与氧气, 依据能量守恒定律水在密闭的汽缸内在没有减少还原效率的环境下 其还原效率达 100%, 同时水吸热变成氢气氧气后大幅降低汽缸内的温度, 保障汽缸的安全, 并且, 由于氢气与氧气的体积大于水, 此膨胀力是第二种 力量推动活塞, 第一种力量与第二种力量结合成更强大的量推动汽缸内的活 塞, 该汽缸即可藉此进一歩驱动该活塞往复作动于该汽缸;

一引擎, 其可藉由该活塞的作动而进行驱动。

2、如权利要求 1所述的氢气氧气在引擎内的循环系统, 其中, 该循环系 统包括有一发电机, 该发电机可藉由该引擎的作动而进行发电。

3、如权利要求 1所述的氢气氧气在引擎内的循环系统, 其中, 该循环系 统包括有一储存槽, 该储存槽可供储存氢气与氧气, 该储存槽上设置有一可 随储存气体量而上下浮动的盖体。

4、如权利要求 3所述的氢气氧气在引擎内的循环系统, 其中, 该储存槽 设置有一进气管, 并且该汽缸设置有一进气口, 进气口处设置有一可以凸轮 控制开启、 关闭的进气阀, 当进气阀开启时, 氢气与氧气会藉由该进气管经 过该进气口而至该汽缸。

5、如权利要求 1所述的氢气氧气在引擎内的循环系统, 其中, 该汽缸连 接有一排气口, 该排气口连接有一排气管, 并且排气口处设置有一可以凸轮 控制开启、 关闭的排气阀, 当排气阀开启时, 氢气与氧气会藉由该排气口经 过该排气管而排出。 6、如权利要求 3所述的氢气氧气在引擎内的循环系统, 其中, 该储存槽 内具有一可供冷却的水槽, 并且该水槽内具有一冷却水。

7、如权利要求 1所述的氢气氧气在引擎内的循环系统, 其中, 该汽缸两 端分别具有一齿轮组, 并且该齿轮组一端连接有一变速箱。

8、如权利要求 1所述的氢气氧气在引擎内的循环系统, 其中, 该汽缸可 连接有一进水管。

9、如权利要求 1所述的氢气氧气在引擎内的循环系统, 其中, 该循环系 统包括有一启动马达。

10、 如权利要求 1所述的氢气氧气在引擎内的循环系统, 其中, 该排气 口处设置有一风扇。

Description:
氢气氧气在引擎内的循环系统

技术领域

本发明为提供一种引擎循环系统, 尤指一种利用氢气、 氧气以及水即令 引擎产生往复循环动作的氢气氧气在引擎内的 循环系统。 背景技术

各式各样的能源中, 石油可以算是最重要的能源了, 石油不仅能够给人 们生活的便利, 也能带给人们科技以及生活质量不断的进歩, (例如: 石油可 驱动交通工具, 石油可为各种塑料制品的原料, 甚至石油可利用来发电), 然 而, 石油毕竟有限, 若人类毫无节制的继续开采的话, 石油也有枯竭的一天。

随着开发中国家慢慢的踏入已开发国家之时, 伴随着经济高度成长的背 后, 总是有着大量的石油需求, 然而, 石油用于产生能量时会有着污染的问 题,(例如:空气污染、温室气体,甚至进一 歩造成了气候变迁引发生态遽变), 于是各国无不积极研发替代能源 (例如: 太阳能电池、 生质能发电、 风力发 电、 水力发电等等)。

但是, 上述各式能源在使用时, 存在下列问题与缺失尚待改进: 虽然目前人类已经有着许许多多的替代能源方 案可供使用了, 然, 目前 许多的替代能源中, 常常遇到能源转换效率过低, 能源产生太少, 或者是能 源取得不一等等缺失, 例如, 太阳能发电就有着转换效率不高的问题, 而水 力与风力发电有着地点与区域的限制, 生质能发电也导致了粮食价格高涨的 问题, 为确实有许许多多的缺失。

因此, 要如何解决上述公知的问题与缺失, 即为本发明的发明人与从事 此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在 。

本发明的发明人有鉴于上述缺失, 乃搜集相关资料, 经由多方评估及考 虑, 并以从事于此行业累积的多年经验, 经由不断试作及修改, 始设计出此 种利用氢气、 氧气以及水即令引擎产生往复循环动作的发明 。 发明内容

本发明的主要目的在于提供一种利用氢气、 氧气以及水即令引擎产生往 复循环动作的循环系统。

为了达到上述目的, 本发明循环系统包括有至少一汽缸与引擎。 其中, 该各汽缸分别具有一可于该汽缸内往复动作的 活塞, 并且该各汽缸可供分别 注入氢气、 氧气与水, 再以高压针对该氢气、 氧气与水进行压缩, 当压缩过 后再进行点火, 以令该汽缸内产生爆炸, 当汽缸内产生爆炸过后, 爆炸时所 产生的高温可使水还原成氢气与氧气,并且, 由于氢气与氧气的体积大于水, 此膨胀力即可用以推动汽缸内的活塞, 即可藉此进一歩驱动该活塞往复作动 于该汽缸; 而该引擎可藉由该活塞的作动而进行驱动。

由于本发明的该各汽缸可供分别注入氢气、 氧气与水, 当汽缸内充满氢 气、 氧气与水后, 再以高压针对该氢气、 氧气与水进行压缩,

以令该氢气、 氧气与水的密度增加, 再进行点火, 点火后该汽缸内产生 爆炸, 当汽缸内产生爆炸后,爆炸时所产生的高温可 使水还原成氢气与氧气, 即可以作为下一次爆炸的原料, 以令本发明循环系统能够持续进行循环, 而 爆炸时所产生的膨胀力可推动该活塞, 该引擎即可以藉由该活塞的作动而驱 动, 藉此, 完成了利用氢气、 氧气以及水即令引擎产生往复循环作动的实用 进歩性。 附图说明

图 1为本发明较佳实施例的外观图。

图 2为本发明较佳实施例的结构图一, 说明了引擎的侧面结构。

图 3为本发明较佳实施例的结构图二, 说明了汽缸结构与冷却系统。 图 4为本发明较佳实施例的侧视立体图。 图 5是本发明较佳实施例的侧视图, 说明了汽缸的侧面。 附图标记说明:

循环系统... 1

凸轮…… 11

齿轮组... 12

变速箱.... 13

引擎…… 2

汽缸…… 20

.... 21

进气管.... 22

进气口.... 23

进气阀.... 24

排气管. . . 25

排气口. . . 26

排气阔.... 27

进水管.... 28

储存槽.... 3

盖体…… 31

水槽 32

冷却水.... 33

风扇…… 34

启动马达... 4

出力转轴... 41

减速齿轮... 42

发电机.... 5 具体实施方式

为达成上述目的及功效, 本发明所采用的技术手段及构造, 兹配合附图 就本发明较佳实施例详加说明其特征与功能如 下, 以利完全了解。

请参阅全部附图所示, 为本发明较佳实施例的外观图、 结构图一、 结构 图二与侧视图, 由图中可清楚看出本发明循环系统 1包括:

至少一汽缸 20,该各汽缸 20分别具有一可于该汽缸 20内往复动作的活 塞 21, 并且该各汽缸 20可供分别注入氢气、 氧气与水, 再以高压针对该氢 气、氧气与水进行压缩,当压缩过后再进行点 火,以令该汽缸 20内产生爆炸, 当汽缸 20内产生爆炸过后, 爆炸时所产生的高温可使水还原成氢气与氧气 , 并且, 由于氢气与氧气的体积大于水,此膨胀力即可 用以推动汽缸 20内的活 塞 21, 该汽缸 20即可藉此进一歩驱动该活塞 21往复作动于该汽缸 20;

引擎 2, 该引擎 2可通过该活塞 21的动作而进行驱动;

发电机 5, 该发电机 5可藉由该引擎 2的动作而进行发电;

储存槽 3, 该储存槽 3可供储存氢气与氧气, 该储存槽 3上设置有一可 随储存气体量而上下浮动的盖体 31,该储存槽 3设置有一进气管 22,并且该 汽缸 20设置有一进气口 23, 进气口 23处设置有一可以凸轮 11控制开启、 关闭的进气阀 24, 当进气阀 24开启时, 氢气与氧气会通过该进气管 22经过 该进气口 23而至该汽缸 20; 以及,该储存槽 3内具有一可供冷却的水槽 32, 并且该水槽 32内具有冷却水 33,又该汽缸 20连接有一排气口 26,该排气口 26处设置有一风扇 34, 该排气口 26连接有一排气管 25, 并且排气口 26处 设置有一可以凸轮 11控制开启、 关闭的排气阀 27, 当排气阀 27开启时, 氢 气与氧气会通过该排气口 26经过该排气管 25而排出至该冷却槽, 并利用冷 却水 33进行冷却, 冷却过后才将氢气与氧气排入储存槽 3。

启动马达 4, 该启动马达 4可用以启动该引擎 2 ;

其中, 该汽缸 20两端分别具有一齿轮组 12, 并且该齿轮组 12—端连接 有一变速箱 13。 藉由上述结构、 组成设计, 兹就本发明的使用动作情形说明如下, 请同 时配合参阅全部附图所示, 为本发明较佳实施例的外观图、 结构图一、 结构 图二与侧视图, 由图中可清楚看出, 本发明设计为四行程引擎 2, 且汽缸 20 是相对应设置的, 当一侧汽缸 20爆炸行程时,相对应面汽缸 20为排气行程, 当一侧汽缸 20排气行程时,相对应汽缸 20为进气行程, 当一侧汽缸 20进气 行程时, 相对应面汽缸 20为压缩行程, 当一侧汽缸 20压缩行程时, 相对应 面汽缸 20为爆炸行程。

其中,每一汽缸 20所产生的爆炸推力以最大效率的方式,传动 向与转 动轴方向相同, 因此, 大幅减少传统引擎曲轴所需的体积, 因此可以有上、 下多层的汽缸组, 如三组、 四组, 以产生更大的动力。

如图 1与图 2, 本发明引擎 2可以设计为四行程八汽缸 20, 而上下汽缸

20组图示为三组, 三组汽缸 20两边有齿轮组 12, 连接汽缸 20轴为一体, 以 及两边各有一变速箱 13, 利用启动马达 4启动引擎 2时是利用变速箱 13启 动, 引擎 2转动发电机 5的速度经变速箱 13可以慢速启动发电机 5, 再增速 到标准速度输出调整, 而上方具有供冷却用的水槽 32, 水槽 32内有冷却水

33, 储存槽 3上具有可上升或下降的盖体 31, 储存槽 3可供储存气体。

相对应的汽缸 20是固定在密封的空间中间,汽缸 20进气口 23是靠凸轮

11控制其开启时间, 可在外部安装调整, 空间大容易准确安装调整, 凸轮 11 所需的力量是经由出力转轴 41及减速齿轮 42的传动而来。

下述的四行程引擎 2动作及时间点的控制点,是依活塞 21所在位置,其 控制室由设置于转轴上凸轮 11碰触进气口 23阀门而进气或排气口 26阀门而 排气。

如图 2所示, 启动前, 先将现有氢气与氧气储存于储存槽 3中, 进气行 程时, 氢气与氧气是以均匀混合, 凸轮 11碰触进气阀 24, 而打开进气口 23, 此时有一进水管 28也同时打开, 在氢气与氧气进气时, 水可与氢气、氧气混 合进入汽缸 20, 此为进气行程。 当进气以后, 下一行程汽缸 20是在压缩行程, 所有阀都在关闭状态, 压 缩行程所需动力, 来源于爆炸时所产生的动力, 而当点火时与爆炸行程时, 当活塞 21压缩至顶点, 此时氢气与氧气承受 30 k g / c m的压力, 即点火 产生爆炸力推动活塞 21,点火瞬间高温会比 238CTC多数倍,水将还原成氢气 与氧气, 比率达 95 %, 点火同时启动第二进水管 28, 把水注入汽缸 20, 一 方面冷却高温, 一方面水气在高温之下, 膨胀产生更大的推力推动活塞 21。

如图 2所示, 汽缸 20组上方有储存冷却水 33的水槽 32, 水槽 32上方 是氧气与氢气储存槽 3,储存槽 3的盖体 31可依储存气体多寡而往上方升起 与下降; 最初没任何气体时, 此时盖体 31顶端是贴水面, 启动时, 利用现有 的氢气与氧气注入水槽 32 中, 可让盖体 31升起, 作为启动气体, 汽缸 20 的排气, 是先排入冷却水 33中冷却, 排气口 26处有一风扇 34把排气打散, 以便散热, 由储存槽 3收集, 再由进气管 22进气阀 24转入汽缸 20, 因此进 入汽缸 20的氢气与氧气能维持在常温, 经压缩再点火, 爆炸再产生动力。

本发明即是把氢气、 氧气与水注入汽缸 20中再施以高压, 以令该氢气、 氧气与水的密度增加,再点火,如此即可以使 得汽缸 20内产生爆炸力和高温, 当汽缸 20内产生爆炸力时, 即可以推动该汽缸 20内的活塞 21, 而高温可以 将水还原为氢气及氧气, 可以作为下一次爆炸的原料, 由于氢气与氧气体积 比水大一千倍, 所产生的膨胀力即可以用来推动汽缸 20的活塞 21, 因此, 引擎 2可以持续循环。

其化学反应机制如下:

2 H 2+ Q 2 → 2 H 2 0 +超高温 + X M P a

其中, 把 ^ ,与水注入汽缸 20中再施以高压 (约 2〜3 M P a ) 时, 使氢气、 氧气与水的密度 (比重) 大幅增加, 再点火, 会有两种现象发 生:

一、 爆炸瞬间温度随压力增加的比例而增加, 而产生高温。

二、 产生的强大爆炸力以 xMPa来表示。

一般氢氧焰是在压力 3kg I cm左右,产生 238CTC的高温,用来切割钢板, 本发明 2H 2 + 0 2 是在密闭的汽缸 20中, 先以约 30kg /cm的高压压缩, 使 其密度及比重大幅增加, 水在此高温中将扮演以下三种脚色:

一、 水 2H 2 0将分解成氢及氧, 分解率将高达 95%, 可以成为下一次爆 炸的原料。

二、 2H 2 +0 2 在汽缸 20中高压 (约 2〜3MP a ) 点火产生高温, 是散 热反应, 2H 2 0靠高温分解为 2H 2 +0 2 是吸热反应,一产生高热,一是吸热, 当两者中合后, 即会大幅降低汽缸 20内的温度, 以减少高温对汽缸 20的破 坏。

三、 2H 2 0吸热后, 产出氢及氧, 同时气体膨胀 1000倍, 其膨胀力以 y MPa表示, 因此, 汽缸 20内部存有两种力量 xMPa与 yMPa推动活塞 21。

再者, 针对水在高温时 95%的分解率说明:

2H 2 +0 2 点火产生的高温时, 理想化的情况下, 是将 2H 2 0百分之百还 原成 2H 2 +0 2 , 但是, 若未达理想状况 (例如只有 95%尚缺 5%), 则会在 下一个爆炸行程时氢气与氧气的量会不足, 不能产生相同的爆炸力。 此时则 必须补充足够的氢气与氧气于储存槽 3中, 即可以使得本发明的引擎 2持续 运转。

例如, 若第一次爆炸时用了氢气 20公升(升)及氧气 10公升来做循环, 每小时能发电 2500 kwh (耗氢量 720立方), 如上所述, 每爆炸一次高温能 把水还原 95%的氢气及氧气(即欠缺 5%的氢气及氧气), 此 5%不足的氧气 为一公升, 每小时要用电 245 kwh (以每生产氢气一立方用电 6.8度为计算 标准),才能在每一次爆炸立即提供 1公升的氢气以补足原始氢气与氧气的数 量 (每小时欠 36立方米), 才能产生相同的爆炸力, 带动引擎 2使发电量相 同。

因此, 本发明的循环系统 1为可改善公知的技术关键在于:

本发明的汽缸 20可以注入氢气、氧气与水, 再以高压针对该氢气、氧气 与水进行压缩, 当压缩过后再进行点火, 以令该汽缸 20内产生爆炸, 当汽缸 20内产生爆炸过后, 爆炸时所产生的高温可使水还原成氢气与氧气 , 并且, 由于氢气与氧气的体积大于水,此膨胀力即可 用以推动汽缸 20内的活塞 21, 该汽缸 20即可藉此进一歩驱动该活塞 21往复作动于该汽缸 20,藉由此结构, 本发明可以利用该活塞 21的动作, 以进一歩的驱动引擎 2的动作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已, 非因此即拘限本发明的专利范 围, 故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的简 易修饰及等效结构变化, 均应同理包含于本发明的专利范围内, 合予陈明。