Generador de hidrógeno de consumo instantáneo para motores de combustión.

1. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión caracterizado por depósito (6),

electrodos (2 y 3), tornillos (4, 5 y 7) y tapón de llenado (8).

2. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión, según reivindicación anterior, caracterizado por depósito de polipropileno homopolímero (6), con un espesor de pared de 5 mm y unas dimensiones de diámetro 315 mm y altura total 350 mm, lleno de agua con electrolito añadido hidróxido potásico (KOH al 1%), en un volumen de 22,5 litros.

3. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por electrodos (2 y 3) sumergidos en el interior del depósito (6), realizados de varilla roscada de acero inoxidable diámetro 8 mm y 30 cm de longitud, separados 4 cm entre sí.

4. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por tornillos (4 y 5) en el lateral del depósito (6), separados 15 cm, para instalar un tubo transparente entre ambos, que sirva como testigo del nivel de agua.

5. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por tornillo de salida de gas (7) en la tapa superior del depósito (6), que dispone de una rosca hembra de 1/2'' para conectar el tubo de salida de gas.

6. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por tapón de llenado de agua (8) en la parte superior del depósito (6), realizado en plástico de 1'' con junta de goma.

7. Instalación eléctrica descrita en figura 2, caracterizada por interruptor térmico (16), cable (14), relés (11 y 12), fusible (13), cable de tierra (17) y tubo de alimentación de gas (15).

8. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por interruptor térmico de rearme automático (16) adosado a la pared del depósito (6), que desconecta el sistema cuando la temperatura supera los 60ºC.

9. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por cable conectado al alternador del motor (14) con una sección de cobre de 1,5 mm2 que activa el sistema cuando recibe señal del alternador.

10. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por relé (11) situado junto al motor del vehículo, y relé (12) situado junto al depósito (6), con una potencia de 40A que activa/desactiva el sistema en función de la señal recibida desde el alternador del motor (14) o el interruptor térmico (16) respectivamente.

11. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por fusible (13) situado junto a la batería (10) del vehículo, instalado junto al borne positivo, que tiene una potencia de 50A.

12. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por cable de tierra (17), con una sección de 6 mm2 que está conectado a la masa del vehículo.

13. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por tubo de alimentación de gas (15), de goma reforzada de diámetro interior 8 mm, que está conectado al depósito (6) desde la toma de gas (7) y alimenta al motor del vehículo en el colector de admisión.

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201400681.

Solicitante: GARCIA-PORRAS SANCHEZ DE AMORAGA, Cristobal.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: GARCIA-PORRAS SANCHEZ DE AMORAGA,Cristobal.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C01B3/02 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C01 QUIMICA INORGANICA.C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 3/00 Hidrógeno; Mezclas gaseosas que contienen hidrógeno; Separación del hidrógeno a partir de mezclas que lo contienen; Purificación del hidrógeno (producción de gas de agua o gas de síntesis a partir de materias carbonosas sólidas C10J). › Producción de hidrógeno o de mezclas gaseosas que contienen hidrógeno.
  • F02M21/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02M ALIMENTACION EN GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION CON MEZCLAS COMBUSTIBLES O CONSTITUYENTES DE LAS MISMAS (introducción de la carga de alimentación en tales motores F02B). › F02M 21/00 Aparatos para alimentar los motores con combustibles no líquidos, p. ej. con combustibles gaseosos almacenados bajo forma líquida. › con combustibles gaseosos (aparatos para la vaporización del combustible líquido por el calor F02M 31/00; motores provistos de un aparato de producción de gas a partir de un combustible sólido, p. ej. madera F02B 43/08).

Fragmento de la descripción:

Generador de hidrógeno de consumo instantáneo, para motores de combustión.

Sector de la técnica

Los generadores de hidrógeno se emplean en motores de combustión, tanto para gasolina como para diésel, gas natural y gas glp. Funcionan por electrólisis del agua, al que se le añade un electrolito. Al agua almacenada en un depósito en el interior del vehículo, se le hace pasar una corriente eléctrica generada en el propio motor, y el gas obtenido (HHO) es introducido al conducto de admisión, mezclado con el aire, lo que reduce el consumo del motor y las emisiones contaminantes.

Estado de la técnica

Existen dispositivos similares en el mercado. Después de haber probado otros generadores de célula seca a base de placas, con elevadas dosificaciones de hidróxido potásico (KOH), hemos comprobado empíricamente que rápidamente se producen problemas de aumento de la temperatura (muy perjudicial para el buen funcionamiento del equipo), se genera vapor de agua que va hacia el motor, depósitos de sal en las placas que en pocos kilómetros aparecen sulfatadas, y disminución del rendimiento en breve plazo. Además, la mayor concentración de hidróxido potásico es más corrosiva, lo que precisa un menor plazo de mantenimiento, y siempre existe el riesgo de que pueda penetrar agua al motor provocando graves daños.

Descripción de la invención

1.- Depósito de agua.

Todos los depósitos se fabrican en Polipropileno Homopolímero (PPH). Se trata de un polímero termoplástico parcialmente cristalino que se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno). Pertenece el grupo de las poliolefinas. El homopolímero se obtiene del propileno puro. Propiedades:

Material semi-cristalino con un porcentaje de cristalinidad igual al 60-70%.

Temperatura de fusión: 168°C Densidad : 0,9g/cm3

Se trata de un material extremadamente fuerte y altamente resistente a la corrosión y a productos o agentes químicos. Excelentes propiedades de soldabilidad. Alta resistencia al calor. Se fabrica moldeado por compresión y extrusionado.

Para la fabricación de nuestros depósitos utilizamos tubo comercial de diámetro 315mm y espesor de pared 6mm. Las tapas se realizan con plancha de 8mm, mecanizada para que encaje a tope en el interior del tubo, y soldadas por termofusión con herramienta manual de aire y aporte de cordón. Se realiza doble cordón en cada soldadura.

Las piezas de roscar son accesorios existentes en el mercado, y se sueldan igualmente por termofusión a tope, precalentando las piezas con la herramienta prescrita por el fabricante, y finalmente se refuerza con un cordón de soldadura sobre cada pieza. Estas piezas de

roscar son 2 unidades de Vi' en la parte baja de la pared del depósito para instalar los electrodos. 2 unidades de 1/2 en la parte alta para instalar un tubo y visualizar el nivel de líquido. 1 unidad de 1 en la tapa superior para el llenado, con tapón de plástico y arandela de goma para garantizar el cierre hermético; y 1 unidad de V2" en la tapa superior para la salida de gas.

2.- Electrodos.

Para realizar la electrólisis se introducen en el depósito dos varillas roscadas de acero inoxidable de diámetro 8mm y 30cm de longitud sumergida, con una separación de 4cm.

El ambiente corrosivo del electrolito hace necesario el uso de acero inoxidable en cualquier elemento metálico sumergido.

Los electrodos realizados con varilla roscada exponen mayor superficie al paso de la corriente eléctrica que la varilla lisa, con lo que mejora el rendimiento del equipo.

La instalación de dichos electrodos se realiza sobre una pieza de plástico, donde quedan perfectamente sellados y atornillados con tuercas apretadas por ambos lados. Dicha pieza de plástico es la que se fija con teflón al accesorio roscado de V2" que dispone el depósito.

Esta manera de instalar los electrodos está contrastada por una larga experiencia, ya que no se han producido fugas en ningún caso, a pesar de ser un punto donde se eleva considerablemente la temperatura.

Además, resulta muy cómodo sacar los electrodos para inspeccionarlos o sustituirlos, ya que este es un punto que necesita mantenimiento periódico. La corrosión puede afectar a las varillas, y las incrustaciones de sal disminuyen el rendimiento del aparato.

3.- Instalación eléctrica.

La instalación eléctrica consta de cables, con sus correspondientes conexiones; fusible, portafusible, relés e interruptor térmico.

En el caso de vehículos alimentados desde la batería con 12V, los cables de tensión son de 6mm2, y los cables de señal de l,5mm2. El fusible es de 50A, así como los relés de 40A.

El interruptor térmico corta la señal cuando alcanza los 60°C en todos los casos, y es un mecanismo de seguridad que se instala adosado al depósito, próximo a la zona de los electrodos, con el fin de evitar el sobrecalentamiento del agua, lo que provocaría excesivo vapor y afectaría al normal funcionamiento del equipo.

4 - Accesorios.

Para completar la instalación, se utilizan racores de plástico, roscados con teflón a las piezas del depósito. El tubo de alimentación que introduce el gas HHO al colector de admisión es un tubo de goma reforzado de automoción, para transporte de combustible, de diámetro 8mm. El racor de salida del depósito debe ser vertical, y el tubo de goma debe hacer un bucle de aproximadamente lOcm, para evitar que el agua del depósito rebose y se introduzca en el motor. La fijación del tubo al racor del depósito se realiza con abrazaderas metálicas.

Para la fijación del depósito al chasis se emplean abrazaderas circulares, de diámetro 315mm, además de tomillos de alta dureza.

La abrazadera del depósito es la encargada de fijar el interruptor térmico. Todas las tuercas y tomillos se montan con liquido fijador, para evitar que puedan aflojarse con las vibraciones.

5.- Instalación

La instalación se realiza fijando el depósito a algún punto fijo del vehículo, que tenga suficiente solidez como para soportar el esfuerzo mínimo de lOOkg.

En el caso de los camiones, el depósito instalado en el exterior precisa de una estructura auxiliar de soporte que se suministra con el equipo. Debe fijarse al chasis con tornillos de alta dureza.

La alimentación que lleva el gas HHO al colector de admisión debe realizarse practicando un taladro en este, para introducir nuestro tubo reforzado y posteriormente quedará sellado con adhesivo flexible a base de silicona neutra.

Los cables de alimentación eléctrica al generador se conectarán a la batería, y el cable + incorporará el fusible dentro del porta fusible, en las proximidades de esta.

El cable de señal se conectará al alternador, y su misión es activar el generador únicamente cuando el motor del vehículo esté en movimiento, con lo que el gas HHO generado será inmediatamente consumido sin existir almacenamiento.

Todos los cables y el tubo de alimentación deben fijarse a las partes sólidas del vehículo con profusión de bridas de plástico, ya que esta instalación no va entubada, y puede ser erosionada. Es muy importante vigilar que el tubo de alimentación de gas HHO no quede estrangulado en ningún tramo.

Posteriormente debe añadirse el electrolito. Incorporaremos la cantidad prescrita de hidróxido potásico KOH (10-12gr/litro), y posteriormente añadiremos el agua destilada.

El electrolito libera los electrones necesarios para que exista flujo eléctrico entre los electrodos, y el agua debe ser destilada para evitar la presencia de sustancias disueltas que pueden perjudicar el normal funcionamiento y la durabilidad del generador.

6 - Funcionamiento.

Las innumerables pruebas realizadas en laboratorio nos han venido a corroborar que la energía necesaria para descomponer la molécula de agua en gas HHO es directamente proporcional a la potencia eléctrica consumida. Eso quiere decir que para una instalación que funciona con una diferencia de potencial fija (de 12V o 24V), la potencia que genera está relacionada con la intensidad de corriente que atraviesa el circuito. Para favorecer esa intensidad de corriente añadimos electrolito al agua, pero eso no quiere decir que podamos añadir hidróxido de potasio hasta saturación, ya que la intensidad de corriente consumida nunca debe ser superior a la que produce el alternador del vehículo, porque que de otro modo se descargaría la batería. Hay que tener en cuenta que la intensidad de corriente crece cuando aumenta la temperatura del agua y mejora la circulación de electrones libres.

Nuestro generador está probado y optimizado para dosificaciones de hidróxido potásico del 1%. En este sentido hay que señalar...

 


Reivindicaciones:

1. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión caracterizado por depósito (6), electrodos (2 y 3), tornillos (4, 5 y 7) y tapón de llenado (8).

2. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión, según reivindicación anterior, caracterizado por depósito de polipropileno homopolímero (6), con un espesor de pared de 5 mm y unas dimensiones de diámetro 315 mm y altura total 350 mm, lleno de agua con electrolito añadido hidróxido potásico (KOH al 1%), en un volumen de 22,5 litros.

3. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por electrodos (2 y 3) sumergidos en el interior del depósito (6), realizados de varilla roscada de acero inoxidable diámetro 8 mm y 30 cm de longitud, separados 4 cm entre sí.

4. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por tornillos (4 y 5) en el lateral del depósito (6), separados 15 cm, para instalar un tubo transparente entre ambos, que sirva como testigo del nivel de agua.

5. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por tornillo de salida de gas (7) en la tapa superior del depósito (6), que dispone de una rosca hembra de 1/2'' para conectar el tubo de salida de gas.

6. Generador de hidrógeno (1) de consumo instantáneo para motores de combustión, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por tapón de llenado de agua (8) en la parte superior del depósito (6), realizado en plástico de 1'' con junta de goma.

7. Instalación eléctrica descrita en figura 2, caracterizada por interruptor térmico (16), cable (14), relés (11 y 12), fusible (13), cable de tierra (17) y tubo de alimentación de gas (15).

8. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por interruptor térmico de rearme automático (16) adosado a la pared del depósito (6), que desconecta el sistema cuando la temperatura supera los 60ºC.

9. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por cable conectado al alternador del motor (14) con una sección de cobre de 1,5 mm2 que activa el sistema cuando recibe señal del alternador.

10. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por relé (11) situado junto al motor del vehículo, y relé (12) situado junto al depósito (6), con una potencia de 40A que activa/desactiva el sistema en función de la señal recibida desde el alternador del motor (14) o el interruptor térmico (16) respectivamente.

11. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por fusible (13) situado junto a la batería (10) del vehículo, instalado junto al borne positivo, que tiene una potencia de 50A.

12. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por cable de tierra (17), con una sección de 6 mm2 que está conectado a la masa del vehículo.

13. Instalación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por tubo de alimentación de gas (15), de goma reforzada de diámetro interior 8 mm, que está conectado al depósito (6) desde la toma de gas (7) y alimenta al motor del vehículo en el colector de admisión.

 

Patentes similares o relacionadas:

Sistema de regulación del flujo de gas natural integrado que incluye homogeneización de la temperatura del combustible para rendimiento del motor mejorado y emisiones reducidas, del 7 de Mayo de 2019, de PARKER-HANNIFIN CORPORATION: Un módulo de regulación de la presión de fluido y acondicionamiento que comprende: un colector que incluye una entrada de fluido , una salida de fluido […]

Cámara de precombustión de mezcla pobre, del 17 de Abril de 2019, de Prometheus Applied Technologies, LLC: Una cámara de precombustión de mezcla pobre que comprende: una superficie externa y una superficie interna que encierra un volumen […]

Unidad de válvula de gas y procedimiento de realización de tests de presión a una unidad de válvula de gas, del 13 de Febrero de 2019, de WARTSILA FINLAND OY: Unidad de válvula de gas , que comprende una carcasa provista de una entrada y una salida , comprendiendo dicha entrada y salida una tubería interna […]

Regulador de presión, del 9 de Enero de 2019, de PARKER HANNIFIN CORP: Un regulador de presión que incluye: un cuerpo que tiene una entrada , una salida y un paso de flujo que se extiende […]

Sistema de motor de gas con función de detección de aparición de anomalía de mecanismo de detección de presión de gas, del 19 de Septiembre de 2018, de YANMAR CO., LTD: Un sistema de motor de gas incluyendo: un motor de gas ; un paso de gas para suministrar un gas combustible al motor de gas […]

Sistema y método de procesamiento por lotes para la pirólisis de material orgánico, del 14 de Marzo de 2018, de Chinook End-Stage Recycling Limited: Un método de procesamiento por lotes de pirolización y/o gasificación de material tal como residuos orgánicamente recubiertos y materias orgánicas que incluyen biomasa, residuos […]

Sistema de tratamiento de gas licuado, del 8 de Noviembre de 2017, de DAEWOO SHIPBUILDING & MARINE ENGINEERING CO., LTD: Un sistema de tratamiento de gas licuado para un buque, que incluye un tanque de almacenamiento que almacena gas natural licuado, y un motor que utiliza el gas natural […]

Sistema para procesar gas licuado en un barco, del 23 de Agosto de 2017, de DAEWOO SHIPBUILDING & MARINE ENGINEERING CO., LTD: Un sistema de tratamiento de gas licuado para un buque, que incluye un tanque de carga que almacena gas natural licuado, y un motor que usa el gas natural licuado almacenado […]

Otras patentes de la CIP F02M21/02