BRPI0900317A2 - sistema de abastecimento de combustìvel de hidrogênio-oxigênio - Google Patents

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Abstract

SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE COMBUSTìVEL DE HIDROGêNIO-OXIGêNIO, inclui um mecanismo de hidrólise de água, um mecanismo de dissipação de calor conectado ao mecanismo de hidrólise (10) de água, um filtro (30) conectado ao mecanismo de hidrólise (10) de água, um compressor (40) conectado ao filtro (30), um contêiner de hidrogênio-oxigênio (50) conectado ao filtro (30) e um meio de ajuste da pressão (60) conectado ao contêiner de hidrogênio-oxigênio (50) ; o mecanismo de hidrólise (10) de água é utilizado para hidrolisar a água, assim produzindo um gás de mistura de hidrogênio, oxigênio e vapor de água; o mecanismo de dissipação de calor (20) é utilizado para dissipar o calor gerado no mecanismo de hidrólise (10) de água; o filtro (30) é utilizado para filtrar o vapor de água no gás de mistura; o compressor (40) é utilizado para comprimir o hidrogênio e oxigênio; o contêiner de hidrogênio-oxigênio (50) é utilizado para armazenar o hidrogênio e oxigênio; o meio de ajuste da pressão (60) é utilizado para regular uma saída do hidrogênio e oxigênio; o sistema de abastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio pode reduzir a poluição do ar e ambiente.

Description

"SISTEMA DE ABASTECIMENTO DECOMBUSTÍVEL DE HIDROGÊNIO-OXIGÊNIO"
HISTÓRICO
A presente invenção geralmenterefere-se a um sistema de abastecimento de combustível, emais especificamente, a um sistema de abastecimento decombustível de hidrogênio-oxigênio.
Atualmente, o aquecimento doefeito estufa na terra está se tornando mais e maisaparente, o que resulta na desertificação do solo,tempestade de areia, poluição do ar, onda de calor, climaextremo, desaparecimento de lagos e deficiência de águafresca. A causa do aquecimento do efeito estufa é gás depoluição produzido por utilização em excesso de gasolina epetróleo na indústria pesada, diversos veículos, tais como,aviões, barcos a vapor e carros. Embora a maioria dos paísesno mundo esteja realizando plano de economia de energia eprevenção de poluição; entretanto, tais esforços não podemradicalmente resolver os problemas acima, e não podem aindasuperar o crescimento da poluição.
Atualmente, todas as pessoasno mundo sofrem de aumento contínuo no preço do óleo e preçoda eletr icidade. A deficiência de petróleo e a poluiçãoproduzida do uso do petróleo deixam as pessoas em um dilemaque temos que utilizar o petróleo. Cada país está dedicadopara desenvolver energia alternativa, por exemplo, energiasolar e energia eólica, para substituir o petróleo.Atualmente, todo o mundo tem expectativa de uma novatecnologia de energia de hidrogênio (célula combustível).Entretanto, existe um longo período quando a fonte deenergia geral, tais como, carros e geradores, poderá sersubstituída pela energia de hidrogênio, sem mencionar nadade fonte de energia especial utilizada na indústria pesada eaeróstato.
Entretanto, o petróleo e aenergia elétrica são a principal causa do efeito estufa epoluição de energia. Portanto, existe um desejo paracompletamente resolver a poluição da utilização de energia eefeito estufa.
BREVE SUMÁRIO
A presente invenção fornece umsistema de abastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio, o qual emprega água como uma fonte de combustívele pode reduzir o custo do combustível.
A presente invenção tambémfornece um sistema de abastecimento de combustível dehidrogênio-oxigênio, o qual emprega água como uma fonte decombustível e pode reduzir a poluição do ar e ambiente.
A presente invenção fornece umsistema de abastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio, que é composto de um mecanismo de hidrólise deágua, um mecanismo de dissipação de calor, um filtro, umcompressor, um contêiner de hidrogênio-oxigênio e um meio deajuste da pressão. 0 mecanismo de hidrólise de água éutilizado para hidrolisar a água, assim produzindo um gás demistura de hidrogênio, oxigênio e vapor de água. O mecanismode dissipação de calor é conectado ao mecanismo de hidrólisede água e utilizado para dissipar o calor gerado nomecanismo de hidrólise de água. 0 filtro é conectado aomecanismo de hidrólise de água e utilizado para filtrar ovapor de água no gás de mistura. 0 compressor é conectado aofiltro e utilizado para comprimir o hidrogênio e oxigênio. 0contêiner de hidrogênio-oxigênio é conectado ao compressor eutilizado para armazenar o hidrogênio e oxigêniocomprimidos. 0 meio de ajuste da pressão é conectado aocontêiner de hidrogênio-oxigênio e utilizar para regular umapressão de saida do hidrogênio e oxigênio.
O sistema de abastecimento decombustível de hidrogênio-oxigênio da presente invenção podeainda incluir um acumulador eletricamente ao mecanismo dehidrólise de água, um controlador de energia conectando oacumulador e o mecanismo de hidrólise de água, um conversorde energia conectado ao compressor, um mecanismo defiltragem conectado ao contêiner de hidrogênio-oxigênio, umaválvula de retenção conectada ao mecanismo de filtragem, umaválvula eletromagnética conectada à válvula de retenção, umcomutador de amortecimento de ar conectado ao meio de ajusteda pressão e um misturador conectado ao comutador deamortecimento de ar. O acumulador é utilizado para forneceruma porção da energia elétrica ao mecanismo de hidrólise. 0controlador de energia é utilizado para aprimorar eestabilizar a saída da energia elétrica. 0 comutador deenergia é utilizado para converter uma voltagem de saída doacumulador a uma voltagem relativamente baixa. 0 mecanismode filtragem ainda filtra o vapor de água no gás de misturae purifica a saida do hidrogênio e oxigênio. A válvula deretenção é utilizada para impedir o refluxo e explosão dogás de mistura. 0 misturador é utilizado para totalmentemisturar o gás de mistura e ar.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Essas e outras característicase vantagens das diversas configurações aqui reveladas serãomais bem entendidas com relação à seguinte descrição edesenhos, em que os números semelhantes referem-se às partessemelhantes, e em que:
a figura 1 é uma visão esquemática mostrando um sistema deabastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio em conformidade com uma primeiraconfiguração; e
a figura 2 é uma visão esquemática mostrando um sistema deabastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio em conformidade com uma segundaconfiguração.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Os aspectos da presenteinvenção serão descritos acompanhados com as seguintesconfigurações. Entretanto, deve ser entendido que asconfigurações têm a intenção de ilustrar a presente invençãoe não podem ser utilizadas para limitar o escopo da presenteinvenção.
Configuração 1
Com referência à Figura 1, apresente invenção fornece um sistema de abastecimento decombustível de hidrogênio-oxigênio, o qual inclui ummecanismo de hidrólise 10, um mecanismo dedissipação de calor 20, um filtro 30, um compressor 40,um contêiner de hidrogênio-oxigênio 50 e um meio de ajusteda pressão 60.
O mecanismo de hidrólise 10inclui um banho de eletrólise de água e duas placas deeletrodo dispostas no banho de eletrólise. As duas placas deeletrodo hidrolisam a água em um gás de mistura dehidrogênio, oxigênio e vapor de água. Preferivelmente, asduas placas de eletrodo têm formato de favo de mel, isto é,um número de orifícios de gás está distribuído nas duasplacas de eletrodo assim como um favo de mel. Os eletrodoscom formato de favo de mel podem maximizar a área desuperfície das duas placas de eletrodo, assim aprimorando asaída de hidrogênio e oxigênio quando a água é hidrolisada.Além do mais, um equalizador de pressão da água (nãomostrado) pode ser montado no mecanismo de hidrólise 10. Oequalizador de pressão da água é configurado para equilibrara pressão do hidrogênio e oxigênio quando o hidrogênio eoxigênio são armazenados separadamente.
O mecanismo de dissipação decalor 20 é montado em uma superfície do mecanismo dehidrólise 10. O mecanismo de dissipação de calor 20 éutilizado para dissipar o calor gerado no mecanismo dehidrólise. Especificamente, o mecanismo de dissipação decalor 20 inicia a dissipar o calor quando a temperatura nomecanismo de hidrólise 10 é superior do que um valor pré-determinado, e o mecanismo de dissipação de calor 20 édesligado quando a temperatura no mecanismo de hidrólise 10é inferior do que o valor pré-determinado. O mecanismo dedissipação de calor 20 inclui tubos de resfriamento de água,ventoinha e membro de controle de temperatura.
O filtro 30, o qual éconectado ao mecanismo de hidrólise 10, é configurado parafiltrar o vapor de água no gás de mistura hidrolisado, assimpurificando o hidrogênio e oxigênio.
O compressor 40, o qual éutilizado para comprimir o hidrogênio e oxigênio provenientedo filtro 30, é conectado ao filtro.
O contêiner de hidrogênio-oxigênio 50 é conectado ao compressor 40. O contêiner dehidrogênio-oxigênio 50 é utilizado para armazenar ohidrogênio e oxigênio comprimido. Além disso, o contêiner dehidrogênio-oxigênio 50 pode incluir uma câmara dearmazenamento de hidrogênio e uma câmara de armazenamento deoxigênio lá definidas. A câmara de armazenamento dehidrogênio e a câmara de armazenamento de oxigênio podem serutilizadas para armazenar o hidrogênio e oxigênio,respectivamente.
O meio de ajuste da pressão 60é conectado ao contêiner de hidrogênio-oxigênio 50, e éconfigurado para ajustar a pressão de saída do hidrogênio eoxigênio.
Quando aplicado na prática, osistema de abastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio pode ser conectado a um motor 63 (com referência àFigura 2) . 0 sistema de abastecimento de combustível dehidrogênio-oxigênio abastece o combustível de hidrogênio eoxigênio ao motor 63, assim acionando o motor 63 parafuncionar e fornecer energia; portanto, a presente invençãoutiliza a água com impacto ambiental reduzido como fonte decombustível, o custo de combustível e a poluição do arprovocada por combustível orgânico podem ser reduzidos.
Configuração 2
Com referência à Figura 2, umadiferença da presente configuração e a primeira configuraçãoé que a presente configuração pode ainda incluir umacumulador 11, um controlador de energia 12, um conversor deenergia 41, um mecanismo de filtragem 51, uma válvula deretenção 52, uma válvula eletromagnética 53, um comutador deamortecimento de ar. 61 e um misturador 62.
O acumulador 11 éeletricamente conectado ao mecanismo de hidrólise 10. 0acumulador 11 é configurado para fornecer uma porção daenergia elétrica ao mecanismo de hidrólise 10.
O controlador de energia 12 éeletricamente conectado ao acumulador 11 e ao mecanismo dehidrólise 10. 0 controlador de energia 12 é utilizado paraaprimorar e estabilizar a saída da energia elétrica. Ocontrolador de energia 12 consiste em um capacítor e umregulador de voltagem elétrica.
O conversor de energia 41 éconectado ao compressor 40 para converter uma alta voltagemde saída do acumulador 11 a uma voltagem relativamentebaixa. Por exemplo, a voltagem de saída do acumulador 11 éigual a 36 volts, o conversor de energia 41 converte avoltagem de saída de 36 volts para 12 volts. O conversor deenergia 41 é um regulador de voltagem.
O mecanismo de filtragem 51 éconectado ao contêiner de hidrogênio-oxigênio 50. Omecanismo de filtragem 51 ainda filtra o vapor de água nogás de mistura e purifica a saída do hidrogênio e oxigênio.
A válvula de retenção 52 éconectada ao mecanismo de filtragem 51 para impedir orefluxo e explosão do gás de mistura.
A válvula eletromagnética 53,que inclui uma válvula, é conectada à válvula de retenção 52.
O comutador de amortecimentode ar 61 é conectado ao meio de ajuste da pressão 60. Ocomutador de amortecimento de ar 61 inclui um amortecedor de ar.
O misturador 62 é conectado aocomutador de amortecimento de ar 61. O misturador 62 éutilizado para totalmente misturar o gás de mistura e arintroduzidos de fora do misturador 62. 0 misturador 62consiste em um bocal de ar e um membro de mistura devértice.
Quando aplicado na prática, osistema de abastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio da presente invenção pode ser conectado a um motor63 (com referência à Figura 2) . 0 sistema de abastecimentode combustível de hidrogênio-oxigênio abastece o combustívelde gás produzido ao misturar o gás de mistura e ar ao motor63, assim acionando o motor 63 para funcionar. 0 motor 63aciona um gerador 64 para gerar a energia elétrica. Aenergia elétrica é retornada ao acumulador 11, de modo que oacumulador é capaz de abastecer energia elétricaininterruptamente. 0 motor 63 pode ser um motor deautomóvel, um motor marítimo, um motor aeronáutico e etc.
Portanto, a presente invenção utiliza a água com impactoambiental reduzido como fonte de combustível, o custo decombustível e a poluição de ar provocado por combustívelorganizado podem ser reduzidos. Além do mais, determinadaquantidade de energia elétrica é retida no acumulador 11; osistema de abastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio pode abastecer o combustível de gásininterruptamente.
Entretanto, a presenteinvenção não pode ser meramente restrita nas aplicações demotor, é entendido que a presente invenção também pode serutilizada em forno a gás ou aquecedor elétrico de água comofonte de combustível. Além disso, a presente invenção podeser combinada com o motor 63 e o gerador 64, assimconstituindo um gerador de motor de combustível de água, oqual pode ser empregado como fonte de energia elétrica emaplicações domésticas, aplicações comerciais, aplicações decomunidade e aplicações municipais, e da mesma forma que umanova geração da fonte de energia elétrica que pode ser usadapara substituir a casa de máquina convencional.
Na presente configuração, o sistema de abastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio ainda inclui um comutador de combustível 70, que éeletricamente conectado ao acumulador 11. O comutador decombustível 70 é utilizado para comutar o combustívelalimentado no sistema de abastecimento de combustível dehidrogênio-oxigênio. 0 combustível pode ser aquele de água,gasolina e álcool. Quando o comutador de combustível 70 édefinido para um modo de combustível de água, a válvulaeletromagnética 53, a válvula e amortecedor de ar docomutador de amortecimento de ar 61 estão abertos, e então osistema de abastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio está pronto para abastecer o combustível dehidrogênio-oxigênio; quando o comutador de combustível 70 édefinido para um modo de combustível de gasolina ou modo deálcool, a válvula eletromagnética 53, a válvula eamortecedor de ar do comutador de amortecimento de ar 61estão fechados, e então o combustível de gasolina ou álcoolpode ser alimentado no motor 63. Portanto, o sistema deabastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio tambémpode abastecer outro combustível (gasolina, por exemplo) aomotor, exceto abastecer o combustível de hidrogênio-oxigênioao motor 63.
Conforme acima descrito, ocusto de combustível, poluição do ar e ambiente podem serreduzidos ao utilizar o sistema de abastecimento decombustível de hidrogênio-oxigênio, as desvantagens acimamencionadas são, portanto, superadas e o sistema deabastecimento de combustível de hidrogênio-oxigênio também évalioso no uso industrial.
A descrição acima descrita éfornecida como exemplo, e não limitação. Considerando arevelação acima, aquele com habilidade na técnica poderiainventar variações que estão dentro do escopo e espírito dainvenção aqui revelada, incluindo modos de configurações dasporções em recesso e materiais e/ou designs das estruturasde anexação. Além disso, as diversas características dasconfigurações aqui reveladas podem ser utilizadas sozinhas,ou em combinações variadas entre si e não têm a intenção deser limitante à combinação específica aqui descrita. Dessaforma, o escopo das reivindicações não deve ser limitadopelas configurações ilustradas.

Claims (9)

1. "SISTEMA DE ABASTECIMENTODE COMBUSTÍVEL DE HIDROGÊNIO-OXIGÊNIO", caracterizado porcompreender: um mecanismo de hidrólise (10) de águaconfigurado para hidrolisar a água, assim produzindo um gásde mistura de hidrogênio, oxigênio, e vapor de água; ummecanismo de dissipação de calor (20) conectado ao mecanismode hidrólise (10) de água, o mecanismo de dissipação decalor (20) sendo configurado para dissipar o calor gerado nomecanismo de hidrólise (10) de água; um filtro (30)conectado ao mecanismo de hidrólise (10) de água, o filtro(30) sendo configurado para filtrar o vapor de água no gásde mistura; um compressor (40) conectado ao filtro (30), ocompressor (40) sendo configurado para comprimir ohidrogênio e oxigênio; um contêiner de hidrogênio-oxigênio(50) conectado ao compressor, o contêiner de hidrogênio-oxigênio (50) sendo configurado para armazenar o hidrogênioe oxigênio; e um meio de ajuste da pressão (60) conectado aocontêiner de hidrogênio-oxigênio (50), o meio de ajuste dapressão (60) sendo configurado para regular uma saída dohidrogênio e oxigênio.
2. "SISTEMA DE ABASTECIMENTODE COMBUSTÍVEL DE HIDROGÊNIO-OXIGÊNIO", conformereivindicado em 1, caracterizado por ainda compreender umacumulador (11) eletricamente conectado ao mecanismo dehidrólise (10) de água.
3. "SISTEMA DE ABASTECIMENTODE COMBUSTÍVEL DE HIDROGÊNIO-OXIGÊNIO", conformereivindicado em 2, ainda compreendendo um controlador deenergia (12) conectado ao mecanismo de hidrólise (10) deágua, caracterizado pelo fato de que o controlador deenergia é configurado para aprimorar e estabilizar a saidada energia elétrica.
4. "SISTEMA DE ABASTECIMENTODE COMBUSTÍVEL DE HIDROGÊNIO-OXIGÊNIO", conformereivindicado em 2, ainda compreendendo um conversor deenergia (41) conectado ao compressor (40) caracterizado pelofato de que o conversor de energia (41) é configurado paraconverter uma voltagem de saida do acumulador (11) a umavoltagem relativamente baixa.
5. "SISTEMA DE ABASTECIMENTODE COMBUSTÍVEL DE HIDROGÊNIO-OXIGÊNIO", conformereivindicado em 1, ainda compreendendo um mecanismo defiltragem (51) conectado ao contêiner (50) de hidrogênio-oxigênio, caracterizado pelo fato de que o mecanismo defiltragem (51) é configurado para filtrar o vapor de água nogás de mistura armazenado no contêiner (50) de hidrogênio-oxigênio e purificar uma saida do contêiner (50) dehidrogênio-oxigênio.
6. "SISTEMA DE ABASTECIMENTODE COMBUSTÍVEL DE HIDROGÊNIO-OXIGÊNIO", conformereivindicado em 5, ainda compreendendo uma válvula deretenção (52) conectada ao mecanismo de filtragem(51), caracterizado pelo fato de que a válvula de retenção(52) é configurada para impedir o refluxo do gás demistura.
7. "SISTEMA DE ABASTECIMENTODE COMBUSTÍVEL DE HIDROGÊNIO-OXIGÊNIO", conformereivindicado em 6, caracterizado por ainda compreender umaválvula eletromagnética (53) conectada à válvula de retenção(52).
8. "SISTEMA DE ABASTECIMENTODE COMBUSTÍVEL DE HIDROGÊNIO-OXIGÊNIO", conformereivindicado em 1, caracterizado por ainda compreender umcomutador de amortecimento (61) de ar conectado ao meio deajuste da pressão (60).
9. "SISTEMA DE TVBAS TECIMENTODE COMBUSTÍVEL DE HIDROGÊNIO-OXIGÊNIO", conformereivindicado em 8, ainda compreendendo um misturador (62)conectado ao comutador de amortecimento de ar (61),caracterizado pelo fato de que o misturador (62) éconfigurado para misturar o gás de mistura e ar.
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