一种新型绿色环保发动机制造技术

本发明专利技术涉及应用在汽车及其他动力上为其提供动力的能源技术，具体地说是一种新型绿色环保发动机。它使用过氧化氢作为做功物质，使用固态催化剂，加速过氧化氢的分解反应，形成动能。本发动机的特点在于，利用过氧化氢在催化剂的作用下实现迅速的分解反应，在反应中产生大量的能量，利用这部分能量做功产生动能，而反应产物（水和氧气）不但不会影响空气质量而且有助于空气质量的提高，因此，这是绿色环保发动机。利用这种技术路线解决现有燃油汽车、燃油轮船、燃油飞行器的动力问题，提出了过氧化氢发动机的解决方案，替代燃油发动机，解决燃油短缺，及燃油的污染问题。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应用在汽车及其他动力上为其提供动力的能源技术，具体地说是一种新型绿色环保发动机。
技术介绍
目前世界上的机动车主要以燃油车为主，而燃油车对大气的污染是极其严重的。有关资料显示，按目前世界汽车保有量6.6亿辆，新车年产量5190万辆计算，每年汽车排向大气中的有害物质高达7亿多吨。就中国的情况来看，全国汽车保有量平均每年以12.07％的速度增加，机动车排放污染已经成为中国污染物的主要来源之一。以北京市为例，城区大气中碳氢化合物的73.5％、一氧化碳的63.4％、氮氧化物的47％来自汽车排放的尾气(中国矿业报)。另一方面在全球石油储藏量急剧下降的背景下，世界各国对燃油的消费正在不断增长，尤其是中国对燃油的消费需求正在快速增长。根据国家计委能源所的预测，到2005年，全国原油需求量将达2.48亿吨，然而，这期间国内原油产量年平均增长率只能达到0.7％左右，到2005年，全国原油产量约为1.65亿吨，届时原油供需缺口约为8300万吨，如果全部依靠进口，中国原油市场对外依赖程度将高达34％。
技术实现思路
为了解决现有技术中原料短缺、机动车排放污染严重的问题，本专利技术目的是提供一种应用于动力方面的新型绿色环保发动机。这是一种非燃油发动机，所排放的尾气的主要成分是水蒸气和氧气，属于绝对环保产品，相当于“绿色发动机”。本专利技术可望在未来的数年取代目前的燃油发动机，一方面从环保的角度考虑；另一方面从未来的机动车的能源考虑。总之无论从那一方面来考虑其意义都是及其重大的。为了实现上述目的本专利技术技术方案是采用过氧化氢(H2O2)作为燃料，以钯贵金属为固态催化剂，将过氧化氢注入到固态催化剂表面上，过氧化氢在发动机分解室内或气缸中分解，产生高温高压水蒸气和氧气的混合气体，形成动能；所述过氧化氢的用量可根据所需功率要求而定，在同等功率下，所述过氧化氢的用量可以是汽油重量的3～16倍。本专利技术所述发动机可为汽车、船舶、飞行器及其他机动车辆的发动机。其中用于喷气式发动机，所述混合气体可形成超音速气流泻出到大气中产生反向推动力，构成飞行器和船舶的动力；用于涡轮式发动机，所述混合气体可与涡轮机叶片发生碰撞，带动涡轮机旋转，将能量转换为涡轮机的动能，构成以过氧化氢为原料的涡轮发动机；用于塞式发动机，所述混合气体可推动活塞运动，形成分解或排气过程，构成两冲程发动机；用于燃油改进活塞式发动机，过氧化氢产生的所述混合气体可和汽油结合形成动能，具体是发动机的第一个冲程为汽油在氧气中燃烧，放出能量，推动活塞做功；第二个冲程为排气冲程，将汽油燃烧的生成的二氧化碳和水蒸气排出缸外；第三个冲程为过氧化氢分解反应冲程，即注入到固态催化剂表面上的过氧化氢发动机气缸中分解，产生高温高压水蒸气和氧气的混合气体，推动活塞做功；第四个冲成为压缩冲程，将氧气和水蒸气压缩，形成高压气体，构成燃油改进活塞式发动机动力能源。本专利技术原理是过氧化氢在固态催化剂的作用下发生分解反应，放出大量的能量，其产物为水和氧气。所述水和氧气这两种产物对环境没有任何污染，而且有利于提高空气质量，因此，这种动力燃料是真正意义上的环保绿色发动机。本专利技术具有如下优点1.本专利技术利用过氧化氢在固态催化作用下迅速分解，放出能量，产生氧气和水。由于其产物对环境没有污染，反而有助于提高空气中的氧浓度，可被誉为绿色能源；本专利技术为解决现有技术中机动车排放污染严重问题提供了一条行之有效的技术路线。2.可以解决燃油短缺问题。由于本专利技术以过氧化氢作为能源，采用本专利技术方法可设计出用过氧化氢取代燃油的新型绿色环保发动机，这种新型动力在具有环保特性基础上，还可以解决燃油不断短缺的问题，属能源领域的一场革命。3.使用范围广。根据过氧化氢的分解特性，采用本专利技术可设计喷气式发动机、涡轮式发动机、活塞式发动机的实施方案，这些新型绿色环保发动机可应用于汽车、船舶、飞行器及其它动力机车，其用途十分广泛。具体实施例方式下面结合实施例详述本专利技术。实施例1采用喷气式发动机，过氧化氢注入到固态催化剂表面上，过氧化氢立刻分解，在分解室内产生高温高压水蒸气和氧气的混合气体，混合气体由高马赫数的超音速喷管形成超音速气流泻出到大气中产生反向推动力。这种方案结构简单、使用方便、无冷却系统，可以作为飞器和船舶的动力。本实施例采用钯贵金属固态催化剂；在同等功率下，所述过氧化氢的用量是汽油重量的3～12倍。实施例2采用涡轮式发动机，过氧化氢注入到固态催化剂表面上，过氧化氢立刻分解，在分解室内产生高温高压水蒸气和氧气的混合气体，由超音速喷管将混合气体压力和热量转换为混合气体的动能，具有动能的混合气体将与涡轮机叶片发生碰撞，带动涡轮机旋转，将能量转换为涡轮机的动能，形成以过氧化氢为原料的涡轮发动机。这种发动机的传能介质就是燃料分解的产物，由于水蒸气和氧气的分子量较大，是很好的传能介质。这种涡轮发动机主要用在飞行器、船舶、汽车和其它机动车辆。本实施例采用钯贵金属固态催化剂；在同等功率下，所述过氧化氢的用量是汽油重量的3～8倍。实施例3采用塞式发动机，过氧化氢注入到固态催化剂表面上，在发动机气缸中过氧化氢迅速发生分解反应，产生高温高压水蒸气和氧气的混合气体，推动活塞运动，形成分解过程。然后，活塞反方向运动，形成排气过程，但此排气为部分排气，带有压缩现象。经过这两个过程就完成了一个工作周期，可见，该发动机为两冲程发动机，与现在四冲程发动机相比，体积能效提高了一倍，无需吸气过程，结构变得简单，体积将得到减小。这种发动机主要应用于汽车和其它动力机车，是燃油发动机的替代动力机。本实施例采用钯贵金属固态催化剂；在同等功率下，所述过氧化氢的用量是汽油重量的3～16倍。实施例4 采用燃油改进活塞式发动机，其燃料为过氧化氢和汽油两种。发动机的第一个冲程为汽油在氧气中燃烧，放出能量，推动活塞做功；第二个冲程为排气冲程，将汽油燃烧的生成的二氧化碳和水蒸气排出缸外；第三个冲程为过氧化氢分解反应冲程，过氧化氢分解生成氧气和水蒸气，并推动活塞做功；第四个冲成为压缩冲程，将氧气和水蒸气压缩，形成高压气体。经过上面四个冲程发动机完成一个工作周期，从上面的循环中，有两个冲程是做功的，这样发动机的体积能效与一般四冲程汽油发动机相比较提高了一倍，燃油量将减小一倍，减小了污染气体的排放量，同时发挥了汽油燃烧值高的优势。在功率需求较低是这种发动机又可以采用过氧化氢单燃料工作。这种发动机在结构上，与实施例3基本相似，增加汽油供给系统，但同样是不需进气装置的。这种发动机主要适用于汽车及其他动力机车。本实施例采用钯贵金属固态催化剂；在同等功率下，所述过氧化氢的用量是汽油重量的3-10倍。综上所述，使用这种绿色能源的发动机将代替现今正在使用的燃油发动机，应用于汽车、船舶、飞行器及其它机动车辆上，这种发动机能够为它们的运行提供动力，实施例1、实施例2、实施例3所述发动机排出的废气是水蒸气和氧气，真正意义是绿色发动机，而实施例4的发动机虽然仍使用一定的燃油但同样功率是燃油使用量减少了，同样降低了对环境污染的各项指标，也具有环保意义。所述过氧化氢的用量可根据所需功率要求而定。权利要求1.一种新型绿色环保发动机，其特点在于使用过氧化氢作为做功物质，使用固态催化剂，加速过氧化氢的分解反应，形成动能；具体是将过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型绿色环保发动机，其特征在于：使用过氧化氢作为做功物质，使用固态催化剂，加速过氧化氢的分解反应，形成动能；具体是：将过氧化氢注入到固态催化剂表面上，使过氧化氢在发动机分解室内或气缸中分解，产生高温高压水蒸气和氧气的混合气体，形成动能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘万发，公发全，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：91[]