CN101634033A - 氢氧气体发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种氢氧气体发生器，其包括：具有一定内径的管构件；插在管构件内部的内周面，具有中央形成主孔的多个第1板材以及与该第1板材交替安装的、具有既定厚度的第1内部间隔部件的第1板材组件；安装在层压的第1板材主孔内部，具有与主孔的内周面相隔既定间距的多个第2板材以及与该第2板材交替安装的、具有既定厚度的第2内部间隔部件的第2板材组件；安装在管构件的前、后方，使第2板材组件以相距主孔内周面一定距离的状态进行位置固定，同时与第2板材组件绝缘的前、后盖；在前盖上形成的、向第1板材组件和第2板材组件之间形成的电解空间进行供水的供水口；在前盖上形成的、排出生成的氢氧气的排气口。
Description
技术领域
本发明涉及一种用水有效产生氢氧气的氢氧气体发生器。
背景技术
一般而言，氢氧气体发生器是利用电解水的方法生成氢气和氧气的装置，在安装正、负电极的电解槽内供应添加少量电解质的水并接通直流电源，使其产生无公害能源资源即氢氧气。此时氢气和氧气按2∶1的摩尔百分比生成，负电极表面生成气泡形态的氢气，正电极表面生成气泡形态的氧气。由此生成的氢气和氧气经混合后成为可燃烧的混合气体。且氢氧气在燃烧时不会产生污染物，作为环保型能源资源而受到全新关注。
但相对于施加在负电极和正电极的电能而言，所生成的氢氧气的量过少，不得不在所生成的氢氧气中混合丙烷气等辅助燃料，导致了经济性的下降。
发明内容
本发明以解决上述背景技术中的技术问题为出发点，目的在于提供一种相对投入的电能可以增大所产生氢氧气的量，进而确保经济性的氢氧气体发生器。
本发明提供的氢氧气体发生器，其特征在于，包括：具有一定内径的管构件；插在管构件内部的内周面，具有中央形成主孔的多个第1板材以及与该第1板材交替安装的、具有既定厚度的第1内部间隔部件的第1板材组件；安装在层压的第1板材主孔内部，具有该主孔的内周面相隔既定间距的多个第2板材以及与该第2板材交替安装的、具有既定厚度的第2内部间隔部件的第2板材组件；安装在管构件的前、后方，使第2板材组件以相距主孔内周面一定距离的状态进行位置固定，同时与第2板材组件绝缘的前、后盖；在前盖上形成的、向第1板材组件和第2板材组件之间形成的电解空间进行供水的供水口；在前盖上形成的、排出生成的氢氧气的排气口。
此时，优选包括安装在管构件外部的、具有多个冷却销以及与冷却销交替安装的既定厚度的外部间隔部件的冷却装置。另外还优选具有安装在第1板材组件和第2板材组件之间的光催化管。
第1、2板材由碳纳米管合金钢形成。
第1、2板材表面经纳米研磨，便于有效产生电解以及使生成的氢氧气气泡更易脱离。
第1、2板材的表面附有托玛琳光催化剂。
第2板材组件包括贯通相互交替布置的第2板材和形成在第2内部间隔部件贯通孔的拉杆，该拉杆在贯通安装在前、后盖的绝缘支架后连接。
本发明提供的氢氧气体发生器，相对投入的电能可以提高所产生氢氧气的量，即使没有添加丙烷气等辅助燃料也能实现燃烧，从而可以确保经济性。且以气泡形态生成的氢气及氧气易于从电极上分离，从而扩大产生电解的电极有效面积，可提高电解的效率和效果。
附图说明
图1是表示本发明一个实施例的氢氧气体发生器立体图。
图2是图1的分解立体图。
图3是根据图1中III-III线的截面图。
<图纸主要部位符号说明>
10...管构件 20...冷却装置
21...冷却销 21a...插孔
22...外部间隔部件 22a...插孔
30...第1板材组件 31...第1板材
31a...主孔 32...第1内部间隔部件
40...第2板材组件 41...第2板材
42...第2内部间隔部件 50...前盖
55...绝缘支架 60...后盖
65...绝缘支架 70...供水口
80...排气口 90...光催化管
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明。
图1是显示本发明一个实施例的氢氧气体发生器的立体图，图2是图1的分解立体图，图3是根据图1中III-III线的截面图。
如图所示，本发明提供的氢氧气体发生器，其包括：具有一定内径的管构件10；安装在管构件10外部的、拥有多个冷却销21以及与冷却销21交替安装的既定厚度的外部间隔部件22的冷却装置20；插在管构件10内部的内周面，由中央形成主孔31a的多个第1板材31以及与第1板材31交替安装的、有既定厚度的第1内部间隔部件32构成的第1板材组件30；安装在层压的第1板材31的主孔31a内部，由与主孔31a的内周面相隔既定间距的多个第2板材41以及与第2板材41交替安装的、有既定厚度第2内部间隔部件42构成的第2板材组件40；安装在管构件10的前、后方，使第2板材组件40以相距主孔31a的内周面一定距离的状态进行位置固定，同时与第2板材组件40绝缘的前、后盖50、60；在前盖50上形成的、向第1板材组件30和第2板材组件40之间形成的电解空间10a进行供水的供水口70；在前盖50上形成的、排出生成的氢氧气的排气口80。
此时最好在第1板材组件30和第2板材组件40之间安装光催化管90。
外部间隔部件22用于隔开多个冷却销21，使其不能相互接触。且第1内部间隔部件32同样用于使多个第1板材31无法相互接触。同时第2内部间隔部件42用于隔开多个第2板材41，使其无法相互接触，本实施例中外部间隔部件22、第1内部间隔部件32以及第2内部间隔部件42的厚度为3mm。
且第2板材41应与第1板材31的主孔31a的内周面相互隔开避免接触，由此第2板材组件40也与第1板材组件30的主孔31a的内周面隔开，本实施例中第1板材31的主孔31a的内周面到第2板材41之间的间距为15mm。
管构件10无论是圆形管、矩形管、六角管、八角管均可，材质采用不锈钢或合金钢等。本实施例中的管构件10以圆形管为例，这一管构件10形成机身。
冷却装置20中冷却销21形成有插入管构件10的插孔21a，外部间隔部件22同样形成有插入管构件10的插孔22a。此时外部间隔部件22呈直径相对冷却销21直径略小的环状。由于这种结构，可在管构件10上交替套装冷却销21和外部间隔部件22，使冷却装置20安装在管构件10外部。
在第1板材组件30中形成第1主孔31a的第1板材31呈对应管构件10内径的形状，第1内部间隔部件32同样拥有对应管构件10内径的形状。此时，第1内部间隔部件32呈直径比第1主孔31a的直径略大的环状。由于这种结构，可在管构件10中交替插入第1板材31和第1内部间隔部件32，使第1板材组件30安装在管构件10内部。这些复数个第1板材31的主孔31a形成气缸。
所述第1板材31选择电解效果好的材质，这种材质例如为，第1板材31最好采用碳纳米管合金钢。碳纳米管合金钢的制造方法为，首先把碳纳米管制成粉末，再把镍、托玛琳制成粉末后，以第1板材的形状模压并经煅烧制作。此时可以加入脱羧基钠复合物作为添加剂，在约1300℃温度中进行煅烧。
另外，第1板材31还可采用不锈钢等金属，第1板材31表面经纳米研磨，使其能够有效产生电解并使生成的氢氧气气泡更易脱离。这类第1板材31采用不锈钢、合金钢等金属材质制成。
纳米研磨指按纳米单位对第1板材31表面进行研磨加工。通过纳米研磨可最大限度降低第1板材31表面摩擦力，使生成的氢气和氧气气泡易于脱离。尤其是物质从大块状态减小到纳米规格后，其机械性、热性、电性、磁性、光学物性均出现独特变化，第1板材31表面经纳米研磨后使其产生物性变化，促使电解更加活跃。
另外第1板材31表面还可粘附上作为光催化剂的托玛琳。托玛琳光催化剂是以数微米到数纳米为单位将托玛琳粉碎制粉，并在约1300℃温度中进行煅烧后，再利用粘合剂粘贴在第1板材31上。托玛琳具有相同于水晶的结晶结构，属于六方晶系矿物，摩擦产生电且产生大量负离子，更加促进电解，使氢气及氧气生成量更多。这种托玛琳经制成粉末煅烧后，可成为扩大与水接触面积的、形成无数微细气孔的光催化剂，在第1板材31上粘贴上托玛琳光催化剂后可进一步促进水的电解。
第2板材组件40的直径比第1主孔31a和第2板材41的直径更小，为隔开第2板材41，第2内部间隔部件42和其它第2板材相互交替安装，此时第2板材组件40包括贯通相互交替设置的第2板材41和第2内部间隔部件42中形成的贯通孔的拉杆45。拉杆45的两端在贯通后述的安装在前、后盖50、60中央的绝缘支架55、65后由螺母N连接。
为了更好的电解效果和便于生成的氢氧气气泡的脱离，第2板材41按类似于第1板材31的方式采用碳纳米管合金钢或纳米研磨不锈钢等金属板材制成后，在其表面使用或粘附上托玛琳光催化剂后使用。即，第2板材41可以采用类似于第1板材13的碳纳米管或不锈钢或合金钢等金属材质制成。
这里所述的第1板材组件30和第2板材组件40之间形成的空间属于完成电解的电解空间10a。
电解空间10a中的电解，就第1板材31而言在第1内部间隔部件32的内侧部分和第2板材41之间进行。此时第1内部间隔部件32的内侧部分面积若采用不同于第2板材41的面积，可以使生成的氢气或氧气的量不同。例如，第1内部间隔部件32的内侧部分露出的第1板材31的面积小于第2板材41，通过管构件10在第1板材组件30上接通正电源、在第2板材组件40上接通负电源，即可使产生的氢气量多于氧气的量。相反，在第1板材组件30上接通负电源、在第2板材组件40上接通正电源，即可使产生的氢气量小于氧气的量。
前、后盖50、60安装在管构件10的两端，大体上在中央安装有支撑第2板材组件40的拉杆45的绝缘支架55、65。前、后盖50、60应具备足够的耐久性，以便牢固支撑第2板材组件40的拉杆45，最好采用比第1、2板材31、41更厚的金属材质。
此时，在管构件10的两端连接前、后盖50、60的方式有不同选择。例如，管构件10的两端焊接固定法兰P1、P2后在各个法兰P1、P2上用螺栓及螺母N与前、后盖50、60相连。并且，在前、后盖50、60和管构件10之间形成相互螺栓连接的螺栓装置及螺母装置情况下，也可省略法兰而在管构件10上连接前、后盖50、60。或者，在前、后盖50、60中任意一者与管构件10之间形成螺栓装置及螺母装置，在前、后盖50、60中另一者与管构件10之间安装上述法兰，并在管构件10上连接前、后盖50、60。
供水口70安装在前盖50的前方下端，成对组成并向电解空间供水。
排气口80安装在前盖50的前方上端，用于排放电解空间产生的氢氧气，此时所述的供水口70位于排气口80的下端。
光催化管90区分第1板材组件30和第2板材组件40之间，托玛琳光催化剂成型为管状。如前述内容，将其粉碎成以数微米到数纳米为单位的粉末并在约1300℃温度中煅烧成管状。这种光催化管90在电解期间产生大量负离子从而进一步促进电解，且在电解进行期间执行过滤第1板材组件30和第2板材组件40中可分离的微细板材粒子的过滤器作用。进而在第1板材31或第2板材41开裂分离时，还可完全排除因第1、2板材31、41产生电击的可能性。
根据上述结构，通过一对供水口70向电解空间供水，之后通过管构件10向第1板材组件30接通正电源、向第2板材组件40接通负电源。于是，电解空间10a的内部在第1板材31和第2板材41之间产生氢气及氧气的气泡，混合成氢氧气的气泡后沿着排气口80向外排出。
综上所述，本发明就以上附图示意的一个实施例作为参考进行了说明，但在不超越发明要旨与范围的情况下，凡拥有本发明技术领域通常知识的人士均能了解到本发明可进行多种修改或变型，这些变型均属于本发明范围。
Claims (7)
1.一种氢氧气体发生器，其特征在于，包括：具有一定内径的管构件(10)；插在管构件(10)内部的内周面，具有中央形成主孔(31a)的多个第1板材(31)以及与该第1板材(31)交替安装的、具有既定厚度的第1内部间隔部件(32)的第1板材组件(30)；安装在层压的第1板材(31)主孔(31a)内部，具有与该主孔(31a)的内周面相隔既定间距的多个第2板材(41)以及与该第2板材(41)交替安装的、具有既定厚度的第2内部间隔部件(42)的第2板材组件(40)；安装在管构件(10)的前、后方，使第2板材组件(40)以相距主孔(31a)内周面一定距离的状态进行位置固定，同时与第2板材组件(40)绝缘的前、后盖(50、60)；在前盖(50)上形成的、向第1板材组件(30)和第2板材组件(40)之间形成的电解空间(10a)进行供水的供水口(70)；在前盖(50)上形成的、排出生成的氢氧气的排气口(80)。
2.根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于，包括安装在管构件(10)外部的、具有多个冷却销(21)以及与冷却销(21)交替安装的既定厚度的外部间隔部件(22)的冷却装置(20)。
3.根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于，光催化管(90)安装在第1板材组件(30)和第2板材组件(40)之间。
4.根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于，第1、2板材(31、41)由碳纳米管合金钢形成。
5.根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于，第1、2板材(31、41)表面经纳米研磨，便于有效产生电解以及使生成的氢氧气气泡更易脱离。
6.根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于，第1、2板材(31、41)的表面附有托玛琳光催化剂。
7.根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于，第2板材组件(40)包括贯通相互交替布置的第2板材(41)和第2内部间隔部件(42)形成的贯通孔的拉杆(45)，该拉杆(45)在贯通安装在前、后盖(50、60)的绝缘支架(55、65)后连接。
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