CN1011988B

CN1011988B - 电解水制氢氧的装置

Info

Publication number: CN1011988B
Application number: CN89101949A
Authority: CN
Inventors: 张学明; 张树诚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1991-03-13
Also published as: CN1035856A

Abstract

一种电解水制氢氧的装置，它采用高频脉冲直流电将水电解以产生氢气和氧气，是一种方便，节能应用面广的装置。

本发明是利用高频脉冲所固有的特性，提高电解电源的峰值电压，调整适当的占空比及频率，使水电解装置处于最佳的工作状态下工作，从而提高电解效率，本装置现最佳效率是83.9%左右。本装置可广泛用于各种内燃机，锅炉，气焊设施，燃气灶等配套使用。本装置所产氢气、氧气可与各种可燃物质及不易燃烧的物质进行混燃，应用在内燃机方面，以氢气改变其原有燃烧状况，可提高原机组效率的25%左右，本装置适用面广，工作德定，消耗低，使用方便，无污染，一机多用。

Description

本发明涉及可供研究与工业应用的一种新的电解水制氢氧的装置。

目前，现有的电解水制氢氧的设备耗能高，效率低，用途单一，适用范围有限。本发明可广泛用于各种内燃机，锅炉，气焊设施，燃气灶，制氧机，制氢机等一系列燃烧设施。所产氢气、氧气可与各种可燃物质及不易燃烧的物质进行混燃，应用在内燃机方面，以氢气改变其原有燃烧状况，可使原机组的效率提高25%左右。本发明采用高频脉冲直流电源来电解水，利用高频脉冲所固有的特性，提高电解电源的峰值电压，调整适当的占空比及频率，使水电解装置处在最佳的工作状态下工作，产生氢气和氧气的最佳电解效率可达83.9%。本发明的目的是提供一种适用范围广，消耗低，使用方便，一机多用，无污染的以高频脉冲直流电将水电解的装置，以满足社会的需要。为实现上述目的，本发明采用以下结构（见图1）：由单向泵（1），单向阀（2），阀门（3），水和催化剂进口（4），冷却水进口（5），电解槽组（6），控制电源（7），插头（8），冷却水出口（9），气体控制阀（10），氢气出口（11），氧气出口（12），积液放出阀门（13）、（14），水和催化剂放出阀门（15），积液放出口（16）、（17），水和催化剂放出口（18）所组成。由单向泵（1）向电解槽（6）供水，通过控制电源（7）对电解槽组（6）中的水进行电解，电解出的氢气和氧气经气体控制阀（10）再经氢、氧出口输出使用。

本发明操作简单，工作稳定。制出的氢气、氧气在额定范围内可随意调整。氢气、氧气的纯度均能达到99.4%以上。以下结合附图对本发明作进一步说明。

图1：水分解氢氧装置;

图2：电解槽组组装图;

图3：电解槽片的正视图、侧视图;

图4：气体控制阀的剖面图;

图5：单向泵和单向阀的剖面图;

图6：高频脉冲电源的原理图。

在图2中，（24）是电解槽片单元，阴极和阳极板（23），冷却水胶垫（22），夹板（19），水和催化剂通道（20），电解槽组固定角（21），电解槽密封垫（25）。图3所示电解槽上部（26）为氢气通气孔，（28）为氧气通气孔，（27）为冷却水出孔下部，（29）为电解石棉隔膜布，（30）为水和催化剂进、出孔，（31）为冷却水进孔，电解槽片用有机玻璃或无毒塑料与隔膜布一次注射成型。隔膜布是用来分解水时将氢气和氧气隔离分开，图4中，阀体（32），紧固螺栓（33），平衡膜（35），调解螺栓（37），氢气由电解槽组（6）出来经氢气进入口（34）进入控制阀（10），再经氢气出口（39）输出。氧气由电解槽组（6）出来，经氧气出口（54）进入控制阀（10），再经氧气出口（36）输出。两个（38）为控制阀积液放出口，控制阀（10）是利用调整调节螺栓（37）与平衡膜（35）之间的间隙来控制电解槽组（6）的内部气体压力和电解槽两侧的液面差。在图5中，当压杆（49）带动胶碗（52）上下移动时，泵内产生的正、负压通过连接管道（48），使单向阀中的钢球（47）、（44）上下移动，将水和催化剂从进口（45）吸入单向泵1，再由单向泵1压出并经单向阀2的出口（40）进入阀门3后进入电解槽组（6）中，组成单向泵和单向阀的还有螺母（41），对接头（42），密封圈（46），连杆（50），泵盖（51）。在图6中，（1）是高频整流桥，供电解使用;（2）是滤波电容;（3）是变压器与整流桥（4）;电容（5）;稳压件（6）组成供高频脉冲信号源用的直流稳压电源，该高频脉冲信号源由电阻（10）、（13），电位器（9），电容（11）、（16），集成块（12）所组成。三极管（15）是用来激励功率管（17）导通，使电解槽工作，其中功率管采用高频大功率开关管。电解频率可在3KH₂-50KH₂、50KH₂～100KHz，100KHz～300KHz等几种频率中随意调节，电解频率越高电解效果越好，频率可至几兆。

本发明中的催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠等，加入量与水之比为1∶2，占总量的33%左右，催化剂每隔四、五个月更换一次，电解期间每用一次后，向电解槽组中加适量的水即可。

Claims

1、一种用于电解水以制氢氧的装置，该装置包括电解槽组(6)和高频脉冲直流电源，其特征在于，

电解槽组(6)分为多个电解槽片单元(24)，每两个电解槽片单元之间有一密封垫(25)，每一个电解槽片单元中有一石棉隔膜布(29)将其分成阴极室和阳极室，阴极室中装有阴极，阳极室中装有阳极，在电解槽片单元中装着含有作为催化剂的氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，电解时在阴极上产生氢气，在阳极上产生氧气，

高频脉冲直流电源装置可将普通的工业交流电直接转变成高频脉冲直流电并将其送往阴极和阳极，该装置还包括可以调节脉冲电流的峰值电压、占空比和脉冲频率的相应元器件，所说脉冲频率可在3KHz至100KHz之间任意调节，电解时利用高频脉冲所固有的特性，提高电解电源的峰值电压及调节占空比和频率，使电解装置达到所需的工作状态。

2、如权利要求1中的电解装置，其中所说的电解槽片单元包括阴极和阳极板（23）、石棉隔膜布（29）、冷却水胶垫（22）、电解槽密封垫（25）、氢气排放孔（26）、氧气排放孔（28）以及水和催化剂的进出孔（30）。

3、如权利要求1或2的电解装置，其中所说的电解槽片单元用有机玻璃或无毒塑料与隔膜布一次注射成型。

4、如权利要求1或2中的电解装置，其中所说的电解槽片单元可根据需要随意增减其数量。