[发明专利]可燃燃料以及用于生成可燃燃料的设备和方法

说明书

技术领域

本技术涉及可燃燃料以及用于生成有效和更清洁可燃燃料所需的方法和设备的领域。

背景技术

在所施加的电场下利用各种形式的设备电解水生成氢气和氧气是众所周知的。布朗气体（HHO）发生器也是公知的，其利用电解将水转化成其组成成分，而不是一旦释放将氢气和氧气分离。将烃重整成氢气或氢气增强的气体也是如此。但是需要用于生成这类燃料的更加实用的工艺。

发明内容

本技术涉及利用所施加的电场来启动或维持由其生成清洁可燃燃料的反应的水溶液反应器的各方面以及用途。

在本技术的第一独立方面，提供适用于水溶液反应器中的电场发生器。电场发生器包括成阵列的一系列间隔开的平行导电板。位于阵列第一端部处的阵列的一个或多个第一极板连接到第一极性（例如正或负）的施加电力（electric power）的电源（source）。位于与第一端部相对的阵列端部处的阵列的一个或多个第二极板连接到第二极性（与第一极性相反）的施加电力的电源。阵列的一组第三极板优选介于一个或多个第一极板（以下称为“阴极板”）和一个或多个第二极板（以下称为“阳极板”）之间。第三极板优选不连接到任何施加电力的电源以便用作中性电极。第三极板可以子组（subset）布置，每一个子组包括阵列中的至少三个极板。在每个子组内的所有极板可彼此相互电连接。

上述的技术还可包括子组、阴极板和阳极板，所述子组不连接到其它子组，除非通过水溶液反应器的场。子组优选布置成使得每个子组包括至少一个极板，所述至少一个极板介于相邻子组、阴极板或阳极板的两个极板之间，并且还包括至少两个极板，所述至少两个极板围绕另一相邻子组、阴极板或阳极板的一个极板设置（即，介于其间）。极板子组的这种布置在本文中称为“交错”或“交替”。由三个极板构成的子组在本文中可被称为“三元组”。

上述技术还可包括耦接到电力调制器相反电极上的阳极板和阴极板。电力调制器可以小于100％的占空比将步进调制（step modulated）或阶梯变换（ladder switched）的直流电流波形供应给场发生器。例如，功率调制器可以50％的占空比供应步进调制的直流电流波形。波形可以为下述特征：具有相对低的峰值电压（例如大约在14-24伏特范围内的峰值电压），以及在零和峰值电压之间交替。然而，该技术并不将峰值电压局限于该范围内。

上述技术可进一步包括水溶液工作流体（aqueous working fluid），以便生成施加到场发生器、反应容器和/或如上所述其它方面的氢气和氧气气体，诸如HHO。场发生器优选浸没于工作流体中并且如上所述将电力施加到场发生器的相反电极上。水溶液工作流体优选包括纯蒸馏水和盐氢氧化物的溶液，盐氢氧化物例如氢氧化钾（KOH）。盐氢氧化物用作电解质且不被消耗掉。蒸馏水在优选约115°F至130°F之间的温度下被电解成氢气和氧气。可作为水添加的补给水被消耗掉以便维持一个恒定的水位。可优选使用非蒸馏水，但会导致设备的腐蚀增加或结垢。

上述技术还可包括非导电性的且基本上不透气的屏障膜，例如聚合物薄膜或薄片材料，其在阳极和阴极之间的液面上方延伸。隔膜形成屏障以便防止从阳极和阴极所生成的气体混合。

氢气和氧气气体的混合物可用真空泵从反应容器抽出。反应器的输出可由操作过程中在容器内所维持的压力和温度而改变。因此，下述是有利的，即将反应容器中的真空保持在约0.2至0.9个大气压，更优选约0.2至0.5个大气压的范围内，而利用流体再循环将工作流体的温度保持在优选介于约115°F至130°F之间的限定范围内。真空和温度达到平衡以便防止水沸腾或达到在过程中大量水会蒸发的点。

上述技术也可被替代性地采用以便包括施加到场发生器、反应容器和/或如上所述其它方面的水溶液工作流体以便从包含碳基材料的溶液生成液态烃类燃料。诸如优选为碳或煤粉的碳基材料以悬浮的形式分散于如在此之前所述的水溶液工作流体内。水溶液工作流体优选包括初始充注的烃燃料，诸如煤油、柴油或下降到并包括汽油分子量的其它此类燃料，以保持碳基材料悬浮。

如上面所论述的那样，反应器的输出可由操作过程中在容器内所维持的压力和温度而改变。工作流体的温度利用无压力的流体再循环（fluid recirculation）保持在介于约180°F至200°F之间的限定范围内，再次避免沸腾或大量生成水蒸汽。在压力下，温度的上限可相应地升高。