[发明专利]利用发动机废热启动的甲醇重组器

说明书

技术领域

本发明有关于一种利用发动机废热启动的甲醇重组器，其主要能够提高吸取发动机废热的效率，缩短甲醇重组器启动所需的时间，以制造氢气送入发动机内，使发动机内的燃料完全燃烧，达到省油、减污的目的。

背景技术

由于车辆使用本身既是温室气体排放重要来源，同时又是高度倚赖石油的使用部门，故车辆节能减碳为重要政策方向。

一般的车辆用的内燃机发动机为达成良好的点火燃烧效率，车厂于内部设定其最佳的空燃比A值(空气与燃料的混合比率，通常为14.5-15.0)，在此数值下能使燃料发挥最大的燃烧效益。国际知名的汽车制造商在生产省油车辆时，在油、气混合上，以精确的控制装置使空燃比接近这最佳A值。

空燃比越高表示燃料的含量越少，越能省油，但常导致发动机不稳定及震荡，也欠缺足够的马力来行驶。当空燃比大于A值时，表示燃料为相对稀薄。则点火时发动机内为稀薄燃烧的状态。稀薄燃烧会延迟爆炸的时间，使发动机内发生爆震现象，以至于发动机运转不顺畅。当汽车的发动机发生爆震现象时，车辆会产生剧烈震动，导致发动机效率的下降，且有熄火的虞，对车体及车内装置容易因爆震而损坏。

油箱所送出的油与进气歧管输入的空气，在混合后进入发动机内点火燃烧、爆炸，而推动发动机内的活塞作功。在燃烧过程中约有1/3的燃料未燃烧完全，而随废气由排气管排出，造成污染。空燃比过低时，会发生燃料燃烧不完全的现象，使废气污染度较高，影响空气品质，有害环保。由于氢气的燃烧能阶极低(0.017MJ；汽油，0.29MJ)，快速燃烧而其火焰速度(3.2-4.4M/s)远比汽油的火焰速度(0.34M/s)快，因此，美国麻省理工学院的教授们在发动机内加氢，通过氢气的助燃以提高燃油在发动机的燃烧效率，使原来无法完全稳定燃烧的燃料瞬间燃烧殆尽，也免除发动机的爆震，更使排放的废气中的含碳量降低，减少污染。

现阶段的作法，所要的氢气一种来自高压氢气钢瓶或储氢罐，另一种来自水的电解或电浆重组(Plasma reforming)所产生的氢气。前者所用的储氢设备笨重，昂贵，储存量有限，无法长期连续使用，这些缺点限制了这方法的实用性。

电解水获得氢气的方法，有下列的缺点：

1)所产的氢气与氧气2比1的比例混合(67％氢气及33％氧气)，在氢气的自燃范围内(4-74％H₂)，有爆炸的危险，

2)水电解所要的电力(4-5度/立方米氢气)间接来自燃油在发动机的运作所产，如果氢气量高则引起燃油的浪费，抵销氢气助燃的效益，如果注入的氢气量低，则效益不彰。故此方法也难于达成预期的效益。

以电浆重组方法取得氢气，必须抽用电池的电能，于车上将汽油转制氢气，来进行氢气的助燃。由美国麻省理工学院的研究人员所开发出，并由ArvinMeritor与德国汽车的汽车工程公司IAV改良的Hydrogen-Boosted GasolineEngine凭借车上产氢设备，添加15～30％氢气于现有汽车发动机，达成提升30％能源效率降低燃料成本，并且因为氢气的帮助使燃料更完全的燃烧，降低废气的排放量，更有效降低NOx的排放至几乎没有，这方法的设备复杂，昂贵，且其氢气浓度很低，约12-18％，效益有限。因此至今缺乏商业产品。

发明内容

本发明主要目的在提供一种利用发动机废热启动的甲醇重组器，其主要能够迅速地吸取发动机废热中的热量，而达到分子重组反应所需的热量，以提高制氢的效率。

本发明次要目的在提供一种利用发动机废热启动的甲醇重组器，其所制造的氢气送入发动机内后，能够使发动机内的燃料完全燃烧，降低废气中的碳含量，以降低污染。

本发明再一目的在提供一种利用发动机废热启动的甲醇重组器，其所制造的氢气送入发动机内后，能够令高空燃比的稀薄燃料快速燃烧，使发动机正常运转，达到省油的目的。

本发明所提供的一种利用发动机废热启动的甲醇重组器，其包含：

一吸热体，其为金属所制成的板状体，且具有能够与发动机废气排放口成一对一对应的穿孔；该吸热体能够设置在发动机与排气管之间，使该吸热体的一端面与发动机贴合，相对的另一端面与排气管连接，而能够吸收废气中的热量与发动机的热量；

一导热体，其为金属所制成的板状体；该导热体与该吸热体连接，而能够吸收吸热体的热量；

一触媒床，其为甲醇水溶液反应制氢用的触媒床；该触媒床与该导热体连接，而能够吸收导热体的热量，作为对甲醇水溶液进行化学反应所需的热源，而产生氢气。