CN101654787A - 电解液无泵循环氢氧机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于氢氧发生器技术，电解液无泵循环氢氧机。现有的氢氧机电解液循环是由循环泵进行的。缺点是故障频繁、易发生渗漏现象、耗能高、噪声大、维护麻烦等缺点。本发明电解槽(1)的上部设有电解液汇流器(4)、冷却风扇(5)、热交换器(6)；氢气、氧气、电解液经电解液汇流器(4)、热交换器(6)分别进入气水分离器(7)和(12)；电解液经气水分离器分离后经热交换器(6)向下通过回流管(2)进入电解槽(1)；分离电解液后的气体，进入冷凝器(8)、洗涤器(9)、(10)，经顶部的出口管(11)、(15)输出。本发明的优点是：设备结构简单、故障少、寿命长；电解效率高；降低电耗；减少噪音；维修方便。
Description
技术领域
本发明属于氢氧发生器技术，具体地说是一种不需要电解液循环泵的电解液无泵循环氢氧机。
背景技术
氢气是一种高效、无污染的洁净能源，在国防工业、交通运输、金属切割、医药卫生等技术领域有着广泛和重要的应用。氢气由水电解产生，氢氧机是利用水电解产生氢气和氧气的电化学设备。氢氧机包括电源系统、电解槽系统、汽水分离系统、冷却系统、控制系统、安全防回火系统等。现有技术是水被碱性电解液电解成氢和氧后，循环泵将带有氢和氧的电解液加压，输送到气水分离器和冷凝器中。氢气和氧气被洗涤，经气体出口管输出；电解液经回流管回流到电解槽中，循环不断地将水电解成氢和氧。现有技术氢氧机电解槽系统中的电解液的循环是靠电解液循环泵的动力作用进行的。电解槽中的水，在电解液的作用下被电解成氢气和氧气。循环泵保证氢氧机内的电解液在电解过程中正常流动、正常工作；保证水的电解连续、稳定进行；保证氢气和氧气连续稳定产生，满足用气设备的正常工作。
氢氧机内置水电解所用的电解液是碱性溶液，加入动力循环泵可满足氢氧机的正常工作需要，但是循环泵工作时长期处于高温、高压、强碱作用下，故障频繁，极易发生渗漏现象。循环泵在工作时也有耗能高，噪声大等缺点。这一方面增大了装置的维护成本；另一方面使得氢氧机难以连续、稳定的工作，直接影响了水的电离和氢、氧气的产生，影响了用气设备的正常工作。由于现有的氢氧机都是使用循环泵使电解液循环，所以氢氧机的上述缺点是一个长期存在的难以解决的技术问题。因此发明一种工作稳定、电解效率高、维修简单、使用寿命长、不需要电解液循环泵的电解液无泵循环氢氧机是必要的。
经广泛检索专利文件和国内外公开出版物，尚未见有不用电解液循环泵的氢氧机，所以本发明具有实质性的技术内容和显著的技术进步。
发明内容
本发明的目的是：提供一种工作稳定、电解效率高、维修简单、使用寿命长、不需要电解液循环泵的电解液无泵循环氢氧机。
本发明的目的是这样实现的：
电解液无泵循环氢氧机，由电解槽、冷凝器、氢气洗涤器、氧气洗涤器、氢气出口管、氧气出口管组成，电解槽内设有氢气电解液混合出口管和氧气电解液混合出口管；电解槽的上部设有电解液汇流器、冷却风扇、热交换器；氢气电解液混合出口管和氧气电解液混合出口管经电解液汇流器、热交换器分别进入设于热交换器上部的氢气气水分离器和氧气气水分离器；电解液经气水分离器分离后经热交换器向下通过回流管进入电解槽；氢气电解液混合出口管分离电解液后的气体，进入分离器上部的冷凝器和氢气洗涤器，经氢气洗涤器顶部的氢气出口管输出；氧气电解液混合出口管分离电解液后，进入分离器上部的冷凝器、氧气洗涤器，经氧气洗涤器顶部的氧气出口管输出。
电解电源为风能、太阳能、电能三种电源集成至电器盒内，电器盒上设有转换开关，电器盒与氢氧机电源线相连接。
热交换器为列管式结构。
冷却风扇设于热交换器的外部。
氢气电解液混合出口管和氧气电解液混合出口管通过法兰与电解液汇流器连接；氢气水分离器和氢气水分离器通过法兰与冷凝器连接。
本发明的原理和要点是：
水在电解液的作用下，电解成氢气和氧气，体积增大、压力增加、温度升高。利用其电解后自身增大的压力，氢气电解液混合物和氧气电解液混合物由氢气电解液混合出口管和氧气电解液混合出口管喷射上升，经热交换器管内换热降低温度，再升到热交换器上部的氢气气水分离器和氧气气水分离器。在分离器中，电解液与气体分离，由于重力的作用，电解液向下进入热交换器管间，与经热交换器管内上行的氢气电解液混合物和氧气电解液混合物换热，进入电解液汇流器，然后经回流管进入电解槽，如此循环往复进行。氢气和氧气则经氢气气水分离器和氧气气水分离器分离电解液后，向上升至冷凝器通过风冷或水冷降低温度，然后进入洗涤器，用水洗去氢气和氧气中的电解液，经洗涤器顶部的氢气和氧气出口管输出。
本发明氢氧机的电解电源为风能、太阳能、电能互补能源。
本发明对风能的要求：输出为直流电压：DC24V，两台500W风能发电机并联，提供电解槽工作电源。
对太阳能要求：采用太阳能发电系统提供DC24V，功率为1KW的直流电源，以保证电解槽工作电源。
对电能要求：提供功率不超过2KW，电压不超过20V直流电源。
以上三种能源，以互补形式给电解槽提供电解能源。为方便氢氧机用电方便，将其三种电源集成至电器盒内，并设置转换开关，方便人们选择不同能源，节约电能。电器盒与氢氧机电源线相连接。
为了保证电解液降温效果，本发明使用列管式热交换器。
为了保证在特殊情况下，例如夏季环境温度高时降低电解液温度，本发明在热交换器附近设置冷却风扇。在环境高温、电解液冷却效果不好时，启动冷却风扇，强行风冷，保证电解液的冷却效果，保证水的电解连续不断进行。
为了保证设备中的电解液不泄露，本发明氢气电解液混合出口管和氧气电解液混合出口管通过法兰与电解液汇流器连接。氢气气水分离器和氧气气水分离器通过法兰与冷凝器连接。
本发明利用流体力学原理，将电解槽内热电解液分别喷入氢、氧气水分离器中。分离器与电解槽设有高度差，使得分离器分离的电解液通过热交换器内部管路，将冷却的电解液再通过回流管分配到电解槽内部每个电解小室，保证电解槽温度得到控制；电解液可以均匀参加电解。由于本发明完全采用静态循环，使得装置稳定可靠；降低整机电解消耗；基本上让电解液循环系统达到免维护水平，从而大大提高了整机使用可靠性。
本发明首次在氢氧机中省去电解液循环泵，结构的变化带来了设备结构简单、故障少、降低电耗、工作稳定、维修方便等一系列使用、功能和效果上的变化，具有实质性的特点和技术进步，具有新颖性、创造性和实用性。
本发明的优点是：
1.电解液无泵循环氢氧机结构简单，设备故障少，寿命长。
2.工作稳定可靠，电解效率高。
3.省去循环泵，降低电耗；减少噪音。
4.维修方便；电解液循环系统达到免维护水平；减少维护成本；
5.三电互补，使用大自然能源，保护环境，节约电能。
附图说明
图1为本发明电解液无泵循环氢氧机构造图；
图2为电解液无泵循环氢氧机外形图。
图中：1为电解槽；2为回流管；3为氢气电解液混合出口管；4为电解液汇流器；5为冷却风扇；6为热交换器；7为氢气气水分离器；8为氢气冷凝器；9为氢气洗涤器；10为氧气洗涤器；11为氢气出口管；12为氧气气水分离器；13为氧气电解液混合出口管；14为连接法兰；15为氧气出口管。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例一：
电解液无泵循环氢氧机，每小时产气量1500立方米；耗蒸馏水0.8升。采用风能、太阳能、电能三能互补做为水电解能源。额定功率5.3KW。两台500W风能发电机并联，输出直流电压：DC24V；太阳能发电机DC24V，发电功率1KW直流电源；380V电源。三种电源集成至电器盒内，固定至氢氧机电源上，设有转换开关，根据天气情况选择使用。
电解液无泵循环氢氧机的电解槽(1)内设有氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)。电解槽(1)的上部设有电解液汇流器(4)、两台冷却风扇(5)、列管式热交换器(6)。冷却风扇(5)设于热交换器(6)的附近。氢氧机的外壁与热交换器(6)相对应的位置设有液位计(16)。氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)通过法兰(14)与电解液汇流器(4)连接。氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)经电解液汇流器(4)、热交换器(6)分别进入设于热交换器(6)上部的氢气气水分离器(7)和氧气气水分离器(12)；气水分离器(7)和(12)通过法兰(14)与冷凝器(8)连接。电解液经气水分离器(7)和(12)分离后经热交换器(6)向下通过回流管(2)进入电解槽(1)。氢气电解液混合出口管(3)分离电解液后的气体，进入分离器上部的冷凝器(8)、洗涤器(9)，经洗涤器(9)顶部的氢气出口管(11)输出至用氢设备。氧气电解液混合出口管(13)分离电解液后，进入分离器上部的冷凝器(8)、洗涤器(10)，经洗涤器(10)顶部的氧气出口管(15)输出至用氧设备。
本机产气主要用于首饰焊接加工、汽车配件行业、家电行业空调冰箱配件的焊接；电子行业电磁线圈等的焊接；半导体、IC封装、灯具等行业玻璃的加工、制作、有机玻璃抛光、钢结构企业、模具制造企业的火焰切割等中小型火焰加工场所。
实施例二：
电解液无泵循环氢氧机，每小时耗去离子水9.5升；产气量18000立方米；工作气压0.05-0.2Mpa。采用风能、太阳能、电能三能互补做为水电解能源。两台500W风能发电机并联，输出直流电压：DC24V；太阳能发电机DC24V，发电功率1KW直流电源；连接380V电源。三种电源集成至电器盒内，固定至氢氧机电源上，设有转换开关，根据天气情况选择使用。
电解液无泵循环氢氧机的电解槽(1)内设有氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)。电解槽(1)的上部设有电解液汇流器(4)、的冷却风扇(5)、列管式热交换器(6)。冷却风扇(5)设于热交换器(6)的附近。氢氧机的外壁与热交换器(6)相对应的位置设有液位计(16)。氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)通过法兰(14)与电解液汇流器(4)连接。氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)经电解液汇流器(4)、热交换器(6)分别进入设于热交换器(6)上部的氢气气水分离器(7)和氧气气水分离器(12)；气水分离器(7)和(12)通过法兰(14)与冷凝器(8)连接。电解液经气水分离器(7)和(12)分离后经热交换器(6)向下通过回流管(2)进入电解槽(1)。氢气电解液混合出口管(3)分离电解液后的气体，进入分离器上部的冷凝器(8)、洗涤器(9)，经洗涤器(9)顶部的氢气出口管(11)输出至用氢设备。氧气电解液混合出口管(13)分离电解液后，进入分离器上部的冷凝器(8)、洗涤器(10)，经洗涤器(10)顶部的氧气出口管(15)输出至用氧设备。
本机的使用，将水净化后，加入电解槽，通过电解，产生无色、无味、无毒的氢气和氧气，燃烧后变成水。优点是火焰温度高、燃烧集中、割缝窄、挂渣少、切割热影响区小、切割面平整、光滑。广泛应用于钢铁厂、钢构厂的切割、焊接，船舶修造，玻璃制品加工，星级酒店炉灶供气，及各种火焰加工。
实施例三：
电解液无泵循环氢氧机，每小时耗纯净水12.5升；产气量25000L。采用风能、太阳能、电能三能互补做为水电解能源。两台500W风能发电机并联，输出直流电压：DC24V；太阳能发电机DC24V，发电功率1KW直流电源；连接380V电源。三种电源集成至电器盒内，固定至氢氧机电源上，设有转换开关，根据天气情况选择使用。
电解液无泵循环氢氧机的电解槽(1)内设有氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)。电解槽(1)的上部设有电解液汇流器(4)、冷却风扇(5)、列管式热交换器(6)。冷却风扇(5)设于热交换器(6)的附近。氢氧机的外壁与热交换器(6)相对应的位置设有液位计(16)。氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)通过法兰(14)与电解液汇流器(4)连接。氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)经电解液汇流器(4)、热交换器(6)分别进入设于热交换器(6)上部的氢气气水分离器(7)和氧气气水分离器(12)；气水分离器(7)和(12)通过法兰(14)与冷凝器(8)连接。电解液经气水分离器(7)和(12)分离后经热交换器(6)向下通过回流管(2)进入电解槽(1)。氢气电解液混合出口管(3)分离电解液后的气体，进入分离器上部的冷凝器(8)、洗涤器(9)，经洗涤器(9)顶部的氢气出口管(11)输出至用氢设备。氧气电解液混合出口管(13)分离电解液后，进入分离器上部的冷凝器(8)、洗涤器(10)，经洗涤器(10)顶部的氧气出口管(15)输出至用氧设备。
本机的使用，将水净化后，加入电解槽，通过电解，产生无色、无味、无毒的氢气和氧气，燃烧后变成水。优点是火焰温度高、燃烧集中、割缝窄、挂渣少、切割热影响区小、切割面平整、光滑。广泛应用于钢铁厂、钢构厂的切割、焊接，船舶修造，玻璃制品加工，星级酒店炉灶供气，及各种火焰加工。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电解液无泵循环氢氧机，由电解槽(1)、冷凝器(8)、洗涤器(9)和洗涤器(10)，出口管(11)和(15)组成，其特征在于：电解槽(1)内设有氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)；电解槽(1)的上部设有电解液汇流器(4)、冷却风扇(5)、热交换器(6)；氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)经电解液汇流器(4)、热交换器(6)分别进入设于热交换器(6)上部的氢气气水分离器(7)和氧气气水分离器(12)；电解液经气水分离器分离后经热交换器(6)向下通过回流管(2)进入电解槽(1)；氢气电解液混合出口管(3)分离电解液后的气体，进入分离器上部的冷凝器(8)、洗涤器(9)，经洗涤器(9)顶部的氢气出口管(11)输出；氧气电解液混合出口管(13)分离电解液后，进入分离器上部的冷凝器(8)、洗涤器(10)，经洗涤器(10)顶部的氧气出口管(15)输出。
2.根据权利要求1所述的电解液无泵循环氢氧机，其特征在于：电解电源为风能、太阳能、电能三种电源集成至电器盒内，电器盒上设有转换开关，电器盒与氢氧机电源线相连接。
3.根据权利要求1所述的电解液无泵循环氢氧机，其特征在于：热交换器(6)为列管式结构。
4.根据权利要求1所述的电解液无泵循环氢氧机，其特征在于：冷却风扇(5)设于热交换器(6)的外部。
5.根据权利要求1所述的电解液无泵循环氢氧机，其特征在于：氢气电解液混合出口管(3)和氧气电解液混合出口管(13)通过法兰(14)与电解液汇流器(4)连接；气水分离器(7)和(12)通过法兰(14)与冷凝器(8)连接。
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