用于内燃机的按需产生氢气的氢气补充系统的利记博彩app
【专利摘要】提供一种按需生产的便携式氢气产生系统（1），用于生产氢气并将氢气作为燃料补充剂注入内燃机（32），尤其是车辆（31）的内燃机（32）的进气口。氢气与氧气通过燃料电池在低温低压下由供应箱（6）中的水生产。氢气与氧气被送回供应箱（6）以用于分配和水保存。上述气体由箱（6）中的隔板（17）和箱（6）中的水面保持分离。在汽油发动机（32）的情况下，氢气被引到发动机（32）的进气口（38），而氧气排放到大气中。该装置（1）可选地由车辆电池（33）、独立电池、内燃机（32）的废热或太阳能提供动力。该系统（1）采用了允许对该装置（1）提供动力的真空开关（35）或其他发动机传感器，由此仅在发动机处于运转时产生氢气。因此，随着氢气产生，它立即被发动机（32）消耗。没有氢气储存在车辆（31）上、车辆内或车辆周围。
【专利说明】用于内燃机的按需产生氢气的氢气补充系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及氢气产生装置。更具体地，本发明涉及可用于内燃机以提高燃料效率并且减少碳排放的氢气补充系统。
【背景技术】
[0002]市场上存在多种生成HHO气体的装置，该HHO气体也称为布郎气体，用作汽油和柴油发动机的补充剂。HHO由两个氢与一个氧组成。这些装置通常包含将水分解成氢与氧的电解槽。实例为专利4023405号。这些电解槽通常使用电解质，最显著地是氢氧化钾(KOH)或者碳酸氢钠。对该装置施加电压以生产HHO气体。
[0003]大多数这些装置的主要问题是产生氢气所需要的能量对车辆的电气系统造成很大的负荷。类似于在任何车辆内运行空调装置，附加的电负载导致每加仑的英里数减少。尽管氢气通常提高车辆的效率和每加仑的英里数，但在车辆上用于产生氢气的附加的电负载往往高至需要最小化的程度或在许多情况下否定车辆的大部分或全部的里程收益。
[0004]此外，大多数HHO系统产生混合气流形式的氢气和氧气。氢气与氧气一般没有彼此分离。在现代的汽油动力车辆的情况下，这种额外的氧气被车辆的氧气传感器检测，该氧气传感器将此额外的氧气水平传达给车载计算机，即车辆的电子控制单元ECU。当电子控制单元检测到此额外的氧气时，这是发动机正缩缸(lean)运行且ECU对发动机加入更多汽油的信号。这也否定了大部分的燃料效率收益。
[0005]再者，HHO系统通常使用碳酸氢钠或者氢氧化钾(Κ0Η)。氢氧化钾通常由于其稳定性且其对用在电解槽中的不锈钢板或其它板产生更低的劣化而比碳酸氢钠优选。但是，氢氧化钾由于其具有腐蚀性而必须小心处理，而且如果处理不当，其结晶体将会造成危险。为了电解槽的最佳运转，电解质正常需要以一定比例注入到单元中。使用它的时候需要格外小心。它不是通常你可以放心地交到没有经验的消费者手中的产品类型。
[0006]代表性的HHO系统的另一个问题是复杂的安装。通常需要在发动机舱或者车辆外部找到空间。由于所有的车辆不尽相同，在多种车辆的发动机罩下找到合适的地点来安装该装置几乎是不可能的。而且该系统通常连接到车辆的电气系统，如果安装不当，这会导致保险丝烧断和很多其他问题。氢气仅在汽车运行时需要，而不是在打开点火时。在安装过程中，必须小心观察以确保仅在发动机运行时对该装置提供电能。否则氢气会在进气口中累积。这进一步使这些系统的安装复杂化。
【发明内容】
[0007]本发明涉及一种用于产生氢气并将所述氢气注入内燃机，尤其是车辆的内燃机的进气口的按需生产的便携式紧凑型氢气补充系统。氢气与氧气通过燃料电池由供应箱中的水在低温低压下生产。氢气与氧气被送回供应箱以用于分配和水保存。上述气体由箱中的隔板和箱中的水面保持分离。在汽油发动机的情况下，氢气被送到发动机的进气口，而氧气可选择地排放到大气中。该装置可以由车辆交流发电机、独立电池、废热或太阳能提供动力。该系统采用了对该系统提供的动力进行控制的真空开关或其他发动机传感器，由此用于发动机的氢气生产仅在发动机运行时进行。因此，氢气随其产生而立即被发动机消耗。没有氢气储存在车辆上、车辆内或车辆周围。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]从以下结合附图看到的示例实施方式和权利要求的详细描述中，本发明的前述内容及更好理解将变得明显，实施方式、权利要求和附图均构成本发明公开内容的一部分。虽然前述和以下所书面描述的公开内容集中于本发明公开的示例实施方式，但应清楚理解的是，本发明公开的示例实施方式是为了说明且仅为示例，本发明不限于此，其中附图的简要说明如下:
[0009]图1为根据本发明示出水箱和壳体设计的便携式氢气补充系统的详图；
[0010]图2示意性示出了根据本发明安装在典型车辆内的便携式氢气补充系统；
[0011]图3为示出了根据本发明的PEM电解槽的运转以及细节的示意图；
[0012]图4为根据本发明的水箱6的另一实施方式的示意图；
[0013]图5A-图5B为根据本发明的安装托架3的另一实施方式的示意图；
[0014]图6为根据本发明的控制电路50的一种实施方式的示意图。
【具体实施方式】
[0015]如下面将更详细描述的，本发明提供了用于提高内燃机的燃料效率并降低碳排放的设备、方法与系统，特别是例如氢气补充系统。本发明提供了如下说明的多种实施方式。然而，应当注意的是，本发明并不限于本文所描述的实施方式，而是可扩展至本领域技术人员已知或将知的其它实施方式。
[0016]如图1所示，本发明提供了一种便携式氢气补充系统1，氢气补充系统I包括可由安装托架3与紧固单元4固定在车辆的主体(trunk)或其他平整表面上的壳体单元2。燃料电池5和以使水7通过重力供应给燃料电池的方式安置在燃料电池5的上面的水箱6在壳体单元2的内部。水箱6由支撑构件8支撑在壳体单元2内且在燃料电池上方。壳体单元设计为易于从安装托架3拆卸。
[0017]水箱6包括安置于其下侧且与管或其它供应构件10连接的供水接头9，上述管或其它供应构件10又连接到燃料电池5上的进水接头11。水通过供应构件10供应至燃料电池5。燃料电池5还包括氢气出口接头12和氧气出口接头13，氢气出口接头12和氧气出口接头13通过管或另外的供应构件14和15与水箱6的下侧的进气接头16连接。水箱包括至少一个隔板17，该隔板17将水箱6分隔成至少两个部分，即氢气部分18与氧气部分19。隔板17沿着水箱6的内壁形成并自水箱6的底表面20延伸约1/4"。水箱6包括允许向该箱注水的充注管口 21。随着水放入水箱6中，该箱在隔板17的两侧均匀充注。
[0018]公知的用于产生电的燃料电池5被逆向操作来产生氢气与氧气。水自水箱注入燃料电池且在对该电池施加电压时，生产氢气与氧气。
[0019]根据本发明，燃料电池5可例如是质子交换膜电解槽或聚合物电解质膜(PEM)电解槽。PEM电解槽包括通常由离聚物制成并且设计为在使诸如氧气或氢气之类的气体无法渗透的同时而传导质子的半透膜。当被并入到质子交换膜燃料电池或质子交换膜电解槽的膜电极组件(MEA)中时，所述半透膜的基本功能是:隔离反应物和传输质子。
[0020]已知的是，电解槽是通过施加电能而由水产生氢气和氧气的装置，并且所述电解槽包括一系列板，当施加低电压直流时，水流过所述板。通过通电，电解槽通常通过将化合物分解为基本部分或更简单产物而将水分解成氢气和氧气。
[0021]在图3中示出了 PEM电解槽。PEM电解槽包括多个层，所述多个层包括:彼此相对布置的外部电极41，所述外部电极41中的一个是阳极41a，而另一个是阴极41b ;分别布置在阳极41a和阴极41b上的电催化剂42a和42b ；以及布置在电催化剂2a和42b之间的膜
43。PEM电解槽进一步包括外部电路44，所述外部电路44以下述方式将电力施加到阳极41a和阴极41b，即，使电力以电子的形式从阳极41a沿外部电路44流动到阴极41b并且使质子从阳极41a穿过膜43到达阴极41b。
[0022]PEM电解槽的效率主要依赖于它的膜和电催化剂的性能。膜43包括固态含氟聚合物，所述固态含氟聚合物被部分地化学改性以包含磺酸基SO3H，所述磺酸基能容易地以带正电荷的原子或H+质子的形式释放它们的氢:S03H->S03_+H+。
[0023]这些离子或带电荷的形式使得水可以透过膜结构而不产生气体，即不产生氢气H2和氧气O2分子。所产生的水合质子H3O+可自由移动而磺酸盐离子S03_保留固定在聚合物侧链上。因此，当对膜43施加电场时，水合质子被吸引到带负电荷的电极，即阴极41b。因为移动的电荷相当于电流，膜43充当电的导体。也可称为质子导体。
[0024]所使用的典型的膜材料被称为“全氟磺酸(nafion)”。全氟磺酸是包含小比例磺酸基或羧酸基离子官能基的全氟化聚合物。
[0025]因此，如图3所示，水H20进入电池并且在膜43的表面被分解以形成质子、电子以及气态氧。当质子在所施加的电场的影响下穿过膜43并且电子通过外部电路44时，气态氧离开所述电池。质子和电子在相对的表面处(即作为阴极41b已知的带负电荷的电极)结合，以形成纯净的气态氢。
[0026]在燃料电池5的运转过程中，少量的水、氢气泡22和氧气泡23分别从燃料电池5的氢气出口 12和氧气出口 13冒出并流入箱6的氢气侧18和氧气侧19。上述气泡经过水上升到由箱内的水面和箱隔板17形成的上部空气腔体24。氢气与氧气在上部腔体24内由隔板17和箱内的水面保持彼此分离。随着氢气与氧气充注它们各自的上部腔体24，氢气通过上述箱上侧的接头25流出上部腔体，氧气通过上述箱上侧的接头26流出上部腔体。氢气通过与壳体单元2的氢气接头28连接的管27流动。氧气通过与壳体单元2的接头30连接的管29流动。
[0027]如图2所示，由汽油或柴油发动机32提供动力的车辆31装配有便携式氢气补充系统I。由连接至电线34的车辆电池33对便携式氢气补充系统I供电。氢气补充系统的电路包括真空开关35或其它发动机传感器，以及操作控制开关(operator controlledswitch) 36，操作控制开关36在发动机运行时接通便携式氢气补充系统I的电路。一旦对便携式氢气补充系统I供电，氢气通过与壳体单元2的氢气接头28连接的氢气出口管37流到车辆发动机32的进气口 38。氧气通过氧气出口管39流动，并在具有氧气传感器的汽油发动机的情况下排放到大气中。上述两种气体能够可选地结合用于不具有氧气传感器的柴油发动机车辆或其它内燃机。
[0028]图4中示出了水箱6的一个替代实施方式。根据如图4中所示的水箱6，隔板17a和17b被配置在箱的相对两端以将水箱6分隔成氢气部分18和氧气部分19。各隔板17a, 17b沿着水箱6的内壁形成并自水箱6的底表面20延伸约1/4"。随着水放入水箱6中，该箱在各隔板17a和17b的两侧均匀充注。
[0029]根据本发明之前所述的，随着氢气与氧气注入它们各自的上部腔体24，氢气通过上述箱上侧的接头25流出上部腔体，氧气通过上述箱上侧的接头26流出上部腔体。或者，所述接头25和26可由气体收集器45和46替代。各气体收集器45，46被构造为包括挡板47a和47b，所述挡板47a和47b用于防止水溅入或进入到管27和29中。各挡板47a，47b配置为从气体收集器45和46的内表面垂直伸出。具体来说，挡板47a配置为从气体收集器45，46的内表面的一部分延伸，该内表面的一部分与所述气体收集器45，46的内表面的另一部分相对，挡板47b从所述气体收集器45，46的内表面的另一部分延伸。
[0030]图5A-图5B中示出了安装托架3的一个替代实施方式。安装托架3具有形成在其中的安置在安装托架3的角部附近的椭圆形孔48，椭圆形孔48用于容纳布置在壳体单元2的底凸缘(undersigned)上的螺钉/双头螺柱。椭圆形孔48通过容纳布置在壳体单元2的底凸缘上的螺钉/双头螺柱而使得壳体单元2能够被可拆卸地附接到安装托架3上。壳体单元2可从安装托架3上拆卸，这就允许使用者拆卸该装置以便进行包括加水、进行维修、更换部件及其它在内的维护。
[0031]举例而言，电路可由如图6所示的用于控制氢气补充系统的控制电路50而提供。控制电路50包括真空开关35或者其它发动机传感器、操作控制开关36、全球定位系统(GPS)51、与门电路52或其它类似电路以及开关53，所述真空开关35或者其它发动机传感器在发动机运转时提供正输出，所述操作控制开关36在所述操作控制开关36被移动到接通位置时提供来自所述真空开关35的正输出，所述全球定位系统51在汽车的速度超过预定的水平时提供正输出，所述与门电路52或其它类似电路在所述操作控制开关36和所述GPS51的输出都为正时提供正输出，所述开关53在所述与门电路52供给正输出时将电力切换给所述燃料电池5，因此使得所述燃料电池5在发动机运转并且汽车速度超过预定水平时运转。
[0032]当发动机的负载没有超过预定水平且由氢气补充系统生产并且供应到汽油动力发动机的氢气的量落入预设的范围之内时，所述氢气补充系统在汽油动力发动机中最佳地运转。
[0033]在汽油动力发动机中，氢气补充系统所使用的电力由发动机交流发电机供应。如上所述，仅仅当发动机运转并且汽车速度超过预定水平时，才供应电力。因此，氢气补充系统施加在发动机上的负载与从交流发电机中取得的电力(以安培为单位测量)量有关。最佳地，当发动机上的负载不超过4安培的从交流发电机取得的电流或以另外一种方式测量的不超过56瓦特时，氢气补充系统在汽油动力发动机上最好地运转。应注意，安培或瓦特的量取决于发动机和交流发电机的规格(四、六或八汽缸，等等)。还应注意，柴油发动机具有不同的最佳负载设置。
[0034]另外，在汽油动力发动机中，氢气补充系统产生并且供应到汽油动力发动机的最佳的氢气量落在0.10?0.25升/每分钟的预设范围内。
[0035]在上述的基础上，当发动机上的负载不超过4安培或以另外一种方式测量的不超过56瓦特并且氢气补充系统产生并供应到汽油动力发动机的氢气量落在0.10?0.25升/每分钟的预设范围内时，汽油动力发动机取得了最高的燃油效率(以公里/加仑来测量)。
[0036]虽然已经描述了本发明的优选实施方式，但应该理解，在不脱离本发明的精神与范围可以对其进行多种修改。所有此类修改均落入所附权利要求的范围。
【权利要求】
1.一种便携式氢气补充系统，用于对内燃机供应氢气，所述便携式氢气补充系统包括: 壳体单元； 燃料电池，安装在所述壳体单元内，将水转换成氢气和氧气； 水箱，安装在所述壳体单元内，安置为向所述燃料电池供应水； 电源，用于对所述燃料电池供电； 发动机传感器，用于检测所述内燃机的运转；和 操作控制开关， 其中，所述水箱包括至少一个箱隔板，所述箱隔板将所述水箱分隔成至少两个部分，在所述水箱内被放入水时，所述至少两个部分都充注水； 其中，所述水箱在其顶部至少包括用于分别收集氢气和氧气的第一气体收集腔体和第二气体收集腔体，所述气体收集腔体由所述水箱的顶部表面、所述箱隔板和所述水箱内的水面形成； 其中，每个所述气体 收集腔体在其顶部包括用于分配氢气和氧气中的一种至所述水箱外的接头； 其中，在所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转且所述操作控制开关被激活时，所述电源对所述燃料电池供电； 其中，当供电时，所述燃料电池由供应到所述燃料电池中的水生产氢气和氧气，所述氢气和氧气被引导经过所述水箱进入所述水箱顶部的相应的所述气体收集腔体中以用于适当的气体分配，从而使得氢气被供应到内燃机中以用于所述内燃机中的燃烧； 其中，所述燃料电池是质子交换膜(PEM)电解槽；并且 其中，所述PEM电解槽包括: 多个层，所述多个层包括:彼此相对布置的外部电极、电催化剂以及膜，所述外部电极中的一个是阳极而另一个是阴极，所述电催化剂分别布置在所述阳极和所述阴极上，所述膜布置在电催化剂之间；和 外部电路，所述外部电路以下述方式将电力施加到阳极和阴极，使电力以电子的形式从阳极沿外部电路流动到阴极并且使质子从阳极穿过膜到达阴极。
2.根据权利要求1所述的便携式氢气补充系统，进一步包括: 安装托架，所述安装托架将所述便携式氢气补充系统安装到包括内燃机的车辆的表面上。
3.根据权利要求1所述的便携式氢气补充系统，其中，所述水箱安置在所述燃料电池的上方。
4.根据权利要求1所述的便携式氢气补充系统，进一步包括: 控制电路，所述控制电路具有开关，当所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转时，所述控制电路对所述燃料电池供电。
5.根据权利要求1所述的便携式氢气补充系统，其中，所述燃料电池包括: 多个层；并且 其中，电力以生产氢气和氧气的方式施加到所述燃料电池的相对的层。
6.一种将氢气供应到内燃机的方法，包括:由安装在壳体单元内的燃料电池将水转换成氢气和氧气； 由安装在所述壳体单元内的水箱对所述燃料电池供应水； 由发动机传感器检测所述内燃机的运转； 在所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转且所述操作控制开关被激活时，由电源对所述燃料电池供电； 当供电时，通过所述燃料电池由供应到所述燃料电池中的水生产氢气和氧气，所述氢气和氧气被引导经过所述水箱进入所述水箱顶部的相应的气体收集腔体中以用于适当的气体分配；以及 将氢气供应到内燃机中以用于所述内燃机中的燃烧， 其中，所述水箱包括至少一个箱隔板，所述箱隔板将所述水箱分隔成至少两个部分，在所述水箱内放入水时，所述至少两个部分都充注水； 其中，每个所述气体收集腔体在其顶部包括用于分配氢气和氧气中的一种至所述水箱外的接头； 其中，所述燃料电池是质子交换膜(PEM)电解槽；并且 其中，所述PEM电解槽包括: 多个层，所述多个层包括:彼此相对布置的外部电极、电催化剂以及膜，所述外部电极中的一个是阳极而另一个是阴极，所述电催化剂分别布置在所述阳极和所述阴极上，所述膜布置在电催化剂之间；和 外部电路，所述外部电路以下述方式将电力施加到阳极和阴极，使电力以电子的形式从阳极沿外部电路流动到阴极并且使得质子从阳极穿过膜到达阴极。`
7.根据权利要求6所述的方法，其中，安装托架将所述便携式氢气补充系统安装到包括内燃机的车辆的表面上。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述水箱安置在所述燃料电池的上方。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，当所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转时，具有开关的控制电路对所述燃料电池供电。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述燃料电池包括: 多个层；并且 其中，电力以生产氢气和氧气的方式施加到所述燃料电池的相对的层。
11.一种便携式氢气补充系统，用于对内燃机供应氢气，所述便携式氢气补充系统包括: 壳体单元； 燃料电池，安装在所述壳体单元内，将水转换成氢气和氧气； 水箱，安装在所述壳体单元内，安置为向所述燃料电池供应水； 电源，用于对所述燃料电池供电； 发动机传感器，用于检测所述内燃机的运转；和 操作控制开关， 其中，所述水箱包括至少一个箱隔板，所述箱隔板将所述水箱分隔成至少两个部分，在所述水箱内被放入水时，所述至少两个部分都充注水； 其中，所述水箱在其顶部至少包括用于分别收集氢气和氧气的第一气体收集腔体和第二气体收集腔体，所述气体收集腔体由所述水箱的顶部表面、所述箱隔板和所述水箱内的水面形成； 其中，每个所述气体收集腔体在其顶部包括用于分配氢气和氧气中的一种至所述水箱外的接头； 其中，在所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转且所述操作控制开关被激活时，所述电源对所述燃料电池供电； 其中，当供电时，所述燃料电池由供应到所述燃料电池中的水生产氢气和氧气，所述氢气和氧气被引导经过所述水箱进入所述水箱顶部的所述气体收集腔体中以用于适当的气体分配，从而使得氢气被供应到内燃机中以用于所述内燃机中的燃烧； 其中，所述水箱包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板被配置在所述箱的相对两端以将所述箱分隔成氢气部分和氧气部分；并且 其中，各隔板沿着所述水箱的内壁形成并自水箱的底表面延伸至预定位置，以便当水被放入水箱中时，所述水箱在各隔板的两侧均匀充注。
12.根据权利要求11所述的便携式氢气补充系统，进一步包括: 安装托架，所述安装托架将所述便携式氢气补充系统安装到包括内燃机的车辆的表面上。
13.根据权利要求 11所述的便携式氢气补充系统，其中，所述水箱安置在所述燃料电池的上方。
14.根据权利要求11所述的便携式氢气补充系统，进一步包括: 控制电路，所述控制电路具有开关，当所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转时，所述控制电路对所述燃料电池供电。
15.根据权利要求11所述的便携式氢气补充系统，其中，所述燃料电池包括: 多个层；并且 其中，电力以生产氢气和氧气的方式施加到所述燃料电池的相对的层。
16.根据权利要求11所述的便携式氢气补充系统，其中，所述水箱包括: 供水接头，所述供水接头安置于所述水箱的下侧并且与连接到所述燃料电池上的进水接头的管连接， 其中，水通过所述管供应到所述燃料电池，并且 其中，所述燃料电池进一步包括氢气出口接头和氧气出口接头，所述氢气出口接头和氧气出口接头通过另外的管与水箱下侧的进气接头连接。
17.根据权利要求16所述的便携式氢气补充系统，其中，在燃料电池的运转过程中，少量的水、氢气泡和氧气泡分别从燃料电池的氢气出口和氧气出口冒出并流入所述水箱的氢气侧和氧气侧， 其中，气泡经过水上升到由箱内的水面和箱隔板形成的上部空气腔体中，使得氢气和氧气在所述上部腔体内由所述隔板保持彼此分离，并且 其中，随着氢气与氧气充注它们各自的上部腔体，气体通过氢气接头和氧气接头流出所述上部腔体。
18.根据权利要求17所述的便携式氢气补充系统，其中，所述氢气接头和氧气接头分别能够由气体收集器来替代，所述气体收集器被构造为包含用于防止水溅入或进入所述管中的挡板。
19.根据权利要求18所述的便携式氢气补充系统，其中，各挡板被构造为从气体收集器的内表面垂直地伸出，并且 其中，第一挡板配置为从气体收集器的内表面的一部分延伸，所述内表面的一部分与所述气体收集器的内表面的另一部分相对，第二挡板从所述气体收集器的内表面的另一部分延伸。
20.一种将氢气供应到内燃机的方法，包括: 由安装在壳体单元内的燃料电池将水转换成氢气和氧气； 由安装所述在所述壳体单元内的水箱对所述燃料电池供应水； 由发动机传感器检测所述内燃机的运转； 在所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转且所述操作控制开关被激活时，由电源对所述燃料电池供电； 当供电时，通过所述燃料电池由供应到所述燃料电池中的水生产氢气和氧气，所述氢气和氧气被引导经过所述水箱进入所述水箱顶部的相应的气体收集腔体中以用于适当的气体分配；以及 将氢气供应到内燃机中以用于所述内燃机中的燃烧， 其中，所述水箱包括至少一个箱隔板，所述箱隔板将所述水箱分隔成至少两个部分，在所述水箱内放入水时，所述至少两个部分都充注水； 其中，每个所述气体收集腔体在其顶部包括用于分配氢气和氧气中的一种至所述水箱外的接头；` 其中，所述水箱包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板被配置在所述箱的相对两端以将所述箱分隔成氢气部分和氧气部分；并且 其中，各隔板沿着所述水箱的内壁形成并自水箱的底表面延伸至预定位置，以便当水被放入水箱中时，所述水箱在各隔板的两侧均匀充注。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，安装托架将所述便携式氢气补充系统安装到包括内燃机的车辆的表面上。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述水箱安置在所述燃料电池的上方。
23.根据权利要求20所述的方法，其中，当所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转时，具有开关的控制电路对所述燃料电池供电。
24.根据权利要求20所述的方法，其中，所述燃料电池包括: 多个层；并且 其中，电力以生产氢气和氧气的方式施加到所述燃料电池的相对的层。
25.根据权利要求20所述的方法，其中，所述水箱包括: 供水接头，所述供水接头安置于所述水箱的下侧并且与连接到所述燃料电池上的进水接头的管连接， 其中，水通过所述管供应到所述燃料电池，并且 其中，所述燃料电池进一步包括氢气出口接头和氧气出口接头，所述氢气出口接头和氧气出口接头通过另外的管与水箱下侧的进气接头连接。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，在燃料电池的运转过程中，少量的水、氢气泡和氧气泡分别从燃料电池的氢气出口和氧气出口冒出并流入所述水箱的氢气侧和氧气侧，其中，气泡经过水上升到由箱内的水面和箱隔板形成的上部空气腔体中，使得氢气和氧气在所述上部腔体内由所述隔板保持彼此分离，并且 其中，随着氢气与氧气充注它们各自的上部腔体，气体通过氢气接头和氧气接头流出所述上部腔体。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述氢气接头和氧气接头分别能够由气体收集器来替代，所述气体收集器被构造为包含用于防止水溅入或进入所述管中的挡板。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，各挡板配置为从气体收集器的内表面垂直地伸出，并且 其中，第一挡板配置为从气体收集器的内表面的一部分延伸，所述内表面的一部分与所述气体收集器的内表面的另一部分相对，第二挡板从所述气体收集器的内表面的另一部分延伸。
29.一种便携式氢气补充系统，用于对内燃机供应氢气，所述便携式氢气补充系统包括: 壳体单元； 燃料电池，安装在所述壳体单元内，将水转换成氢气和氧气； 水箱，安装在所述壳体单元内，安置为向所述燃料电池供应水； 电源，用于对所述燃料电池供电； 发动机传感器，用于检测所述内燃机的运转；和 操作控制开关， 其中，所述水箱包括至少一个箱隔板，所述箱隔板将所述水箱分隔成至少两个部分，在所述水箱内被放入水时，所述至少两个部分都充注水； 其中，所述水箱在其顶部至少包括用于分别收集氢气和氧气的第一气体收集腔体和第二气体收集腔体，所述气体收集腔体由所述水箱的顶部表面、所述箱隔板和所述水箱内的水面形成； 其中，每个所述气体收集腔体在其顶部包括用于分配氢气和氧气中的一种至所述水箱外的接头； 其中，在所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转且所述操作控制开关被激活时，所述电源对所述燃料电池供电； 其中，当供电时，所述燃料电池由供应到所述燃料电池中的水生产氢气和氧气，所述氢气和氧气被引导经过所述水箱进入所述水箱顶部的所述气体收集腔体中以用于适当的气体分配，从而使得氢气被供应到内燃机中以用于所述内燃机中的燃烧， 其中，所述便携式氢气补充系统通过附接到车辆表面上的安装托架而被安装到由内燃机驱动的车辆上。
30.根据权利要求29所述的便携式氢气补充系统，其中，所述安装托架具有形成在其中的安置在所述安装托架的角部附近的椭圆形孔，所述椭圆形孔用于容纳布置在壳体单元的底凸缘上的螺钉/双头螺柱，并且 其中，所述椭圆形孔通过容纳布置在所述壳体单元的底凸缘上的螺钉/双头螺柱而使得所述壳体单元能够可拆卸地附接到所述安装托架上，从而允许移除所述便携式氢气补充系统以便进行维护。
31.根据权利要求29所述的便携式氢气补充系统，其中，所述水箱安置在所述燃料电池的上方。
32.根据权利要求29所述的便携式氢气补充系统，进一步包括: 控制电路，所述控制电路具有开关，当所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转时，所述控制电路对所述燃料电池供电。
33.根据权利要求29所述的便携式氢气补充系统，其中，所述燃料电池包括: 多个层；并且 其中，电力以生产氢气和氧气的方式施加到所述燃料电池的相对的层。
34.根据权利要求29所述的便携式氢气补充系统，其中，所述水箱包括: 供水接头，所述供水接头安置于所述水箱的下侧并且与连接到所述燃料电池上的进水接头的管连接， 其中，水通过所述管供应到所述燃料电池，并且 其中，所述燃料电池进一步包括氢气出口接头和氧气出口接头，所述氢气出口接头和氧气出口接头通过另外的管 与水箱下侧的进气接头连接。
35.根据权利要求34所述的便携式氢气补充系统，其中，在燃料电池的运转过程中，少量的水、氢气泡和氧气泡分别从燃料电池的氢气出口和氧气出口冒出并流入所述水箱的氢气侧和氧气侧， 其中，气泡经过水上升到由箱内的水面和箱隔板形成的上部空气腔体中，使得氢气和氧气在所述上部腔体内由所述隔板保持彼此分离，并且 其中，随着氢气与氧气充注它们各自的上部腔体，气体通过氢气接头和氧气接头流出所述上部腔体。
36.根据权利要求35所述的便携式氢气补充系统，其中，所述氢气接头和氧气接头分别能够由气体收集器来替代，所述气体收集器被构造为包含用于防止水溅入或进入所述管中的挡板。
37.根据权利要求36所述的便携式氢气补充系统，其中，各挡板配置为从气体收集器的内表面垂直地伸出，并且 其中，第一挡板配置为从气体收集器的内表面的一部分延伸，所述内表面的一部分与所述气体收集器的内表面的另一部分相对，第二挡板从所述气体收集器的内表面的另一部分延伸。
38.一种将氢气供应到内燃机的方法，包括: 由安装在壳体单元内的燃料电池将水转换成氢气和氧气； 由安装所述在壳体单元内的水箱对所述燃料电池供应水； 由发动机传感器检测所述内燃机的运转； 在所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转且所述操作控制开关被激活时，由电源对所述燃料电池供电； 当供电时，通过所述燃料电池由供应到所述燃料电池中的水生产氢气和氧气，所述氢气和氧气被引导经过所述水箱进入所述水箱顶部的相应的气体收集腔体中以用于适当的气体分配；以及将氢气供应到内燃机中以用于所述内燃机中的燃烧， 其中，所述水箱包括至少一个箱隔板，所述箱隔板将所述水箱分隔成至少两个部分，在所述水箱内放入水时，所述至少两个部分都充注水； 其中，每个所述气体收集腔体在其顶部包括用于分配氢气和氧气中的一种至所述水箱外的接头； 其中，所述便携式氢气补充系统通过附接到车辆表面上的安装托架而被安装到由内燃机驱动的车辆上。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述安装托架具有形成在其中的安置在所述安装托架的角部附近的椭圆形孔，所述椭圆形孔用于容纳布置在壳体单元的底凸缘上的螺钉/双头螺柱，并且 其中，所述椭圆形孔通过容纳布置在所述壳体单元的底凸缘上的螺钉/双头螺柱而使得所述壳体单元能够可拆卸地附接到所述安装托架上，从而允许移除所述便携式氢气补充系统以便进行维护。
40.根据权利要求38所述的方法，其中，所述水箱安置在所述燃料电池的上方。
41.根据权利要求38所述的方法，其中，当所述发动机传感器检测到所述内燃机处于运转时，具有开关的控制电路对所述燃料电池供电。
42.根据权利要求38所述的方法，其中，所述燃料电池包括: 多个层；并且 其中，电力以生产氢气和氧气的方式施加到所述燃料电池的相对的层。
43.根据权利要求38所述的方法，其中，所述水箱包括: 供水接头，所述供水接头安置于所述水箱的下侧并且与连接到所述燃料电池上的进水接头的管连接， 其中，水通过所述管供应到所述燃料电池，并且 其中，所述燃料电池进一步包括氢气出口接头和氧气出口接头，所述氢气出口接头和氧气出口接头通过另外的管与水箱下侧的进气接头连接。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，在燃料电池的运转过程中，少量的水、氢气泡和氧气泡分别从燃料电池的氢气出口和氧气出口冒出并流入所述水箱的氢气侧和氧气侧， 其中，气泡经过水上升到由箱内的水面和箱隔板形成的上部空气腔体中，使得氢气和氧气在所述上部腔体内由所述隔板保持彼此分离，并且 其中，随着氢气与氧气充注它们各自的上部腔体，气体通过氢气接头和氧气接头流出所述上部腔体。
45.根据权利要求44所述的方法，其中，所述氢气接头和氧气接头分别能够由气体收集器来替代，所述气体收集器被构造为包含用于防止水溅入或进入所述管中的挡板。
46.根据权利要求45所述的方法，其中，各挡板配置为从气体收集器的内表面垂直地伸出，并且 其中，第一挡板配置为从气体收集器的内表面的一部分延伸，所述内表面的一部分与所述气体收集器的内表面的另一部分相对，第二挡板从所述气体收集器的内表面的另一部分延伸。
【文档编号】F02B43/10GK103764990SQ201180073180
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2011年9月30日 优先权日:2011年9月2日
【发明者】唐纳德·沃德·欧文斯 申请人:唐纳德·沃德·欧文斯