[發明專利]內燃機的燃料再生系統

無效

• 申請號: 201110192173.4
• 申請日: 2011-07-05
• 公開（公告）號: CN102865165A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 紀大任;紀瑞麟
• 申請（專利權）人: 鵬發股份有限公司;碧達科技有限公司
• 主分類號: F02M25/12
• 分類號: F02M25/12;F01N5/02;F01N3/10;F02B63/04
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;張燕華

技術領域

本發明涉及一種內燃機的燃料再生系統，特別涉及一種應用于陸路交通工具的內燃機的燃料再生系統。

背景技術

自1859年挖掘石油以及自1876年德國人奧圖(Nikolaus?Otto)改善內燃機后，石油與內燃機迅速成為人類交通與發電的標準配備，且因為石油能量密度高且運輸方便，成為交通、工業化學原料與發電的主要能源，進而帶動全球經濟的快速成長。

自工業革命以來，由于人類大量使用石化燃料而造成二氧化碳的排放量急劇增加，造成全球性的溫室氣體效應，使地球暖化溫度上升而氣候異常，威脅人類健康與生存。特別是內燃機在使用石化燃料燃燒轉換能量時，會造成廢氣廢熱的排放，而廢氣中含有一氧化碳(CO)、燃燒不完全的碳氫化合物(HC)、可致癌的氮氧化物(NOx)與硫氧化物(SOx)，以及碳煙微粒(PM)等有害氣體。且由于有害氣體是以熱氣的方式排入大氣中，會產生嚴重的熱島效應，進而加劇城市的高溫化。

根據美國環境保護機構(Environmental?Protection?Agency，EPA)分析，石化燃料與二氧化碳排放中，石化發電的排放約占35％，以石化燃料做為交通的排放約占27％，工業排放約占20％，民生與家庭排放約占11％，農業污染排放約占7％。其中發電、交通與工業排放共占80％以上的排放量，而用于交通的石化燃料排放中，小型汽機車約占58％，公交車與貨車約占17％，鐵路交通約占2％，船舶約占5％，空中交通約占10％等。其中，陸路交通共占了80％以上的排放。因此，石化燃料與內燃機所造成的污染極需解決。

而以石化燃料做為能源的內燃機技術，有著嚴重的效率盲點。以汽油為例，汽油經由內燃機的進氣、壓縮、動力以及排氣的行程作業后，會將化學能轉變成機械能來供負載與交通運行，其中汽車怠速時的運轉約消耗17.2％的化學能，而轉換成CO、CO2、NOx、SOx以及PM等廢氣與廢熱約消耗達62.4％的化學能，且內燃機消耗18.2％的化學能轉換為機械能，以供應周邊、雨刷、音響、空調以及發電機，內燃機至變速箱的傳動消耗約5.6％的化學能。然而，實際應用到交通傳動的化學能僅為12.6％，且12.6％的化學能更消耗在風阻、煞車以及滾動阻力等，因此可得知100％的石化燃料中，僅轉換約12.6％的化學能于傳動上，而高達62.4％的化學能轉換成廢氣與廢熱排放，造成石化能源消耗與污染環境。

隨著中國與印度的經濟成長，石化燃料與內燃機為主的汽機車持有與使用率快速成長，加重能源消耗與污染排放，因此全球的科學家均致力于石化燃料與內燃機的改進，以尋求更佳的交通發動與能源替代方案，如無碳排放的氫燃料汽車或加電的電動車等，但氫氨燃料的制造生產運輸儲存均需大量的能源，而所謂無污染的電動車，實際上需使用大量的電力，而其電力均需來自使用石化燃料的發電廠，因此電動車的污染全部轉嫁到石化燃料的發電廠，也因而使溫室氣體的排放總量完全沒有減少。

根據美國能源局(DOE)的統計，工業與交通工具的廢熱排放的熱能為7x1015BTU，若回收其中20％的廢熱能即高達1.4x1015BTU(為美國風力發電的6年產能)，因此利用個人的交通工具(內燃機車輛)即可參與降低二氧化碳等溫室氣體的排放。

有鑒于此，本案發明開發出一種內燃機的燃料再生系統，使內燃機運作后所排放出的廢氣與廢熱可轉化為有用的能源，藉以減少使用內燃機的所帶來的污染以及石化能源的消耗。

發明內容

本發明所欲解決的技術問題與目的：

綜觀以上所述，在現有技術中，以石化燃料做為能源的內燃機技術，應用在汽機車等交通工具上時，實際用于傳動的能量過低，而大部分的能量是轉變為廢熱與廢氣，因此會造成石化能源的消耗以及環境的污染。

為了解決上述問題，本發明提供一種內燃機的燃料再生系統，其是利用分子粒徑篩選單元分離出高溫廢氣中的二氧化碳氣體以及水蒸氣，然后再將水蒸氣冷卻生成的液體水電解成氫氣與氧氣，最后再利用反應裝置來將二氧化碳氣體與氫氣進行反應合成出再生燃料的甲醇；其中，反應裝置是利用高溫廢氣來預熱，藉以使內燃機所產生的廢氣與廢熱能再生為有用的能源，進而降低廢氣的排放量，減少對環境的污染。

本發明解決問題的技術手段：

本發明為解決現有技術的問題所采用的技術手段是提供一種內燃機的燃料再生系統，是用以將一內燃機運作時所產生的一高溫廢氣轉換成再生燃料，其燃料再生系統包含一氣體通道、一分子粒徑篩選單元、一電解單元以及一反應裝置。