CN101838815A

CN101838815A - 氢氧气体发生器

Info

Publication number: CN101838815A
Application number: CN201010104880A
Authority: CN
Inventors: 黄富成
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2010-09-22
Also published as: AU2010200376A1; EP2213769A1; BRPI1003280A2; TW201035380A; US20110127160A1; JP2010180478A; KR100918958B1

Abstract

本发明提供一种氢氧气体发生器，包括：多个支架，在其中央形成有主孔，在主孔的外围形成有多个第一结合孔；绝缘衬垫，位于各个支架之间，其上形成有与第一结合孔对应的第二结合孔；电极板，其在绝缘衬垫的内侧紧贴着主孔的边缘部，内侧形成有电极板孔；隔离环，位于电极板和与其相近的支架之间，用来防止电极板和与其相近的支架接触而起到隔离作用；前盖，安装在支架的前方，其上形成有进水孔、排气孔以及与第一、二结合孔对应的第三结合孔；后盖，安装在支架的后方，其上形成有排水孔、排气孔以及与第一、二结合孔对应的第四结合孔；连接装置，其用来贯穿第一、二、三、四结合孔，使前盖、后盖和支架相互连接。

Description

氢氧气体发生器

技术领域

本发明涉及一种用水有效地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制取氢气和氧气的装置，即，在安装正、负电极的电解槽内加入含有少量电解质的水并接通直流电源，使其产生无公害的能源资源即氢氧气。此时氢气和氧气按2∶1的摩尔百分比生成，在负电极的表面生成气泡形态的氢气，而在正电极的表面生成气泡形态的氧气。由此产生的氢气和氧气经混合后成为可燃烧的混合气体。由于氢气和氧气在燃烧时不会产生污染物，所以作为环保型能源资源而受到广泛关注。

但相对于施加给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，从而导致了其经济性的下降。

发明内容

本发明以解决上述现有技术中的技术问题作为出发点，目的在于提供一种相对投入的电能可以增大所产生的氢氧气的量，进而可确保其经济性的氢氧气体发生器。

本发明提供的氢氧气体发生器，包括：多个金属材质支架，在其中央形成有主孔，在该主孔的外围形成有多个第一结合孔；绝缘衬垫，其位于各个支架之间，在隔离相邻的支架的同时起到绝缘及防渗水的密封作用，其上形成有与第一结合孔对应的第二结合孔；电极板，其在绝缘衬垫的内侧紧贴着主孔的边缘部，其用于保持电连接，其内侧形成有电极板孔；隔离环，其位于电极板和与其相近的支架之间，用来隔开该电极板和与其相近的支架，防止它们接触而使其保持电分离状态；前盖，其安装在支架的前方，其上形成有用来进水的进水孔、用来排放氢氧混合气体的排气孔以及与第一、第二结合孔相对应的第三结合孔；后盖，其安装在支架的后方，其上形成有用来排水的排水孔、用来排放氢氧混合气体的排气孔以及与第一、第二结合孔相对应的第四结合孔；连接装置，其用来贯穿第一、第二、第三、第四结合孔，以使所述前盖、后盖和支架相互连接。

本发明还包括：前方绝缘衬垫，其位于前盖和与其相近的支架之间，其上形成有与第一结合孔相对应的第二结合孔；后方绝缘衬垫，其位于后盖和与其相近的支架之间，其上形成有与第一结合孔相对应的第二结合孔。

本发明中连接装置包括：螺杆，其两端形成有螺纹部分；绝缘层，由其包覆螺杆的外周；密封环，其从前盖的第三结合孔和后盖的第四结合孔处突出并套在螺纹部分上；螺母，其与套有密封环的螺纹部分螺纹连接。

本发明中的电极板的材质为碳纳米管合金钢。

本发明中的电极板的表面经纳米研磨，以便于有效产生电解以及生成的氢氧气气泡更易脱离。

本发明中的电极板的表面附有托玛琳光催化剂。

本发明提供的氢氧气体发生器，相对所投入的电能而言，可以提升所产生氢氧气的量，即使不添加丙烷气等辅助燃料也能实现燃烧，从而可以确保其经济性。而且，以气泡形态生成的氢气及氧气易于从电极上脱离，结果可以扩大产生电解的电极有效面积，本发明提供的氢氧气体发生器具有可以提高电解效率的作用和效果。

另外，本发明提供的氢氧气体发生器未另外安装散热装置，即使这样，也能有效地对电解过程中产生的热量进行散热，由此还可简化整体结构而使其更加紧凑，并可使电解过程均衡进行。

此外，位于绝缘衬垫内部的支架的边缘部起到向电极板接通电源的端子作用以及支承电极板的支承架作用，即使采用易碎材料制作电极板，也能对该电极板进行安全支承而防止其破碎。

附图说明

图1是表示本发明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是沿图1中的III-III′线剖切的氢氧气体发生器的整体剖视图。

<附图主要部位符号说明>

10、10′…支架 10a…主孔

10b…第一结合孔 20、20′、20″…绝缘衬垫

20b…第二结合孔 30…电极板

31…电极板孔 40…隔离环

50…前盖 51…进水孔

52…排气孔 60…后盖

61…排水孔 62…排气孔

70…连接装置 71…螺杆

71b…螺纹部分 72…绝缘层

73…密封环 74…螺母

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明。

图1是表示本发明氢氧气体发生器的立体图，图2是图1的分解立体图，图3是沿图1中的III-III′线剖切的氢氧气体发生器的整体剖视图。

如图所示，本发明提供的氢氧气体发生器，包括：多个支架10、10′，在其中央形成有主孔10a，在该主孔10a的外围形成有多个第一结合孔10b；绝缘衬垫20，其位于各支架10、10′之间，其上形成有与第一结合孔10b对应的第二结合孔20b；电极板30，其在绝缘衬垫20的内侧紧贴着主孔10a的边缘部10c，其内侧形成有电极板孔31；隔离环40，其位于电极板30和与其相近的支架10′之间，可以防止该电极板30和与其相近的支架10′接触从而起到隔离作用；前盖50，其安装在支架10、10′的前方，其上形成有用来进水的进水孔51、用来排放氢氧混合气体的排气孔52以及与第一、第二结合孔10b、20b相对应的第三结合孔50b；后盖60，其安装在支架10、10′的后方，其上形成有用来排水的排水孔61、用来排放氢氧混合气体的排气孔62以及与第一、第二结合孔10b、20b相对应的第四结合孔60b；连接装置70，其用来贯穿第一、第二、第三、第四结合孔10b、20b、50b、60b，以使所述前盖50、后盖60和支架10、10′相互连接。

支架10、10′采用不锈钢或合金钢等金属材料制成，其中央形成有主孔10a。

上述支架的形状可以为方形或圆形等不同形状，本实施方式中以方形支架为例来进行说明。

本发明中的支架10、10′起到向后述电极板30接通电源的作用，而且由后述绝缘衬垫20形成密封的电解空间。多个支架10、10′直接接触空气，在电解过程中其可以起到向外散热的散热板作用。

此时，位于绝缘衬垫20内部的支架10、10′边缘部10c起到向电极板30接通电源的端子作用以及支承电极板30的支承架作用，即使采用易碎材料制作电极板30，绝缘衬垫20的内侧的支架边缘部10c也能对该电极板30进行安全支承而防止其破碎。

绝缘衬垫20在对支架10和相邻支架10′进行隔离的同时起到绝缘及防渗水的密封作用。而且，前方绝缘衬垫20′同时对前盖50和与其相近的支架起到绝缘及防渗水的密封作用，而后方绝缘衬垫20″也同时对后盖60和与其相近的支架起到绝缘及防渗水的密封作用。

上述绝缘衬垫20、前方绝缘衬垫20′、后方绝缘衬垫20″优选采用在电解过程中其理化性能不会发生变化的材料，如采用特氟龙塑胶、乙缩醛树脂或PP、PE材料，其整体形成环形。

电极板30位于绝缘衬垫20的内侧，其紧贴着支架10的主孔10a的边缘部10c以用于保持通电状态。该电极板30优选电解效果较好的材质制成，如优选碳纳米管合金钢。碳纳米管合金钢的制造方法是：首先把碳纳米管制成粉末、再把镍和托玛琳制成粉末后，根据电极板形状压制并烧结。此时作为添加剂可加入脱羧基钠复合物，烧结加工约在1300℃的温度中进行。

另外，制成电极板30时还可采用不锈钢等金属材料，电极板30的表面经纳米研磨之后，可使其有效产生电解以及使所生成的氢氧气气泡更易于脱离它。这类电极板30采用不锈钢、合金钢等金属材料制成。

纳米研磨是指按纳米级单位对电极板30的表面进行研磨加工。通过纳米研磨加工后可最大限度地降低电极板30表面摩擦力，使所生成的氢气和氧气气泡更易于脱离上述表面。尤其是物质从大块状态减小到纳米级规格后，其机械性能、热学性能、电性能、磁性能和光学特性等均出现独特变化，电极板30的表面经纳米研磨加工后可使其理化性能产生变化，从而可促使电解过程更加活跃。

另外，在电极板30的表面上还可粘贴托玛琳光催化剂。托玛琳光催化剂的制成和粘贴方法是：将托玛琳粉碎并制成数微米级到数纳米级单位的粉末，并在约1300℃的温度中对其进行烧结，之后再利用粘接剂将其粘贴在电极板30上。托玛琳具有与水晶相同的结晶结构，其属于六方晶系矿物，经摩擦产生电荷且可产生大量的负离子，因而能够更进一步促进电解，使氢气及氧气的生成量更多。这种托玛琳经制成粉末状并烧结之后，可以成为能够扩大与水的接触面积并形成有无数细微气孔的光催化剂，在电极板30上粘贴托玛琳光催化剂后可进一步促进水的电解。

隔离环40位于绝缘衬垫20的内侧，其在使电极板30紧贴支架10′的同时，会隔开电极板30和与其相近的支架10′以防止它们接触。优选该隔离环40的直径与电极板30的直径相同，在本实施方式中，图示的隔离环40的截面呈圆形，但其截面也可以呈方形。

前盖50通过前方绝缘衬垫20′与其相近的支架隔离，而后盖60则通过后方绝缘衬垫20″与其相近的支架隔离。

连接装置70可以采用多种方式，本实施方式中其包括：螺杆71，其两端形成有螺纹部分71b；绝缘层72，由其包覆螺杆71的外周；密封环73，其从前盖的第三结合孔50b和后盖的第四结合孔60b处突出并套在螺纹部分71b上；螺母74，其与套有密封环73的螺纹部分71b螺纹连接。此时，绝缘层72用于防止螺杆与支架10、10′以及前盖50、后盖60产生电接触，而该螺杆71用来贯穿第一、第二、第三、第四结合孔10b、20b、50b和60b。

由于前盖50和后盖60通过前方绝缘衬垫20′、后方绝缘衬垫20″与支架10、10′形成电绝缘状态，而且各个支架10、10′也通过绝缘衬垫20而形成电绝缘状态。因此，既可以把前盖50和后盖60作为电极端子使用，也可以把各个支架作为电极端子使用。如果把前盖50和后盖60作为电极端子使用，则接通300～700V的高电压和2～10A左右的低电流。如果把各个支架作为电极端子使用，则接通1～10V的低电压和100～300A左右的高电流。

采用上述结构时，在水从前方进水孔流入并流向电极板孔31的状态下，对前盖50、后盖60通电，或对各个支架10、10′通电，此时，会在多个电极板30的表面上聚焦正、负电荷，因而在电极板30之间产生电磁场。这时，在进行电解过程的电解空间内形成电磁场空间，整个电解空间的大小相对于多个电极板30的数量而言成正比例增大，在有效地对水进行电解的同时可增大氢气和氧气的产生量。这些氢气和氧气气泡经混合后通过排气孔52、62向外排出。

另外在电解过程进行时，会在电极板30之间的电解空间内产生较多的热量，这些热量不但会阻碍电解过程的进行，而且还是有可能导致爆炸发生等的安全隐患。但在本发明的氢氧气体发生器中，由于支架10、10′与空气直接接触而起到散热板的作用，因此，在电解空间内产生的热量会在传导到支架10、10′之后向空气中散热。所以，本发明无需另外安装散热装置也能有效散热，还可以简化整体结构而使其更加紧凑，从而可在降低生产成本的同时，最大限度地减少故障发生的可能性。

综上所述，本发明参考以上附图对其示意的一个实施方式进行了说明，但在不超越本发明要旨与保护范围的情况下，凡拥有本发明技术领域的一般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的保护范围。

Claims

1.一种氢氧气体发生器，其特征在于，包括：多个支架(10、10′)，在其中央形成有主孔(10a)，在所述主孔(10a)的外围形成有多个第一结合孔(10b)；绝缘衬垫(20)，其位于各个支架(10、10′)之间，在对支架(10)和相邻支架(10′)进行隔离的同时起到绝缘及防渗水的密封作用，其上形成有与第一结合孔(10b)对应的第二结合孔(20b)；电极板(30)，其在绝缘衬垫(20)的内侧紧贴着所述主孔(10a)的边缘部(10c)，其用于保持电连接，其内侧形成有电极板孔(31)；隔离环(40)，其位于所述电极板(30)和与其相近的支架(10′)之间，用来隔开该电极板(30)和与其相近的支架(10′)，可防止它们接触而使其保持电分离状态；前盖(50)，其安装在支架(10、10′)的前方，其上形成有用来进水的进水孔(51)、用来排放氢氧混合气体的排气孔(52)以及与第一结合孔(10b)、第二结合孔(20b)相对应的第三结合孔(50b)；后盖(60)，其安装在支架(10、10′)的后方，其上形成有用来排水的排水孔(61)、用来排放氢氧混合气体的排气孔(62)以及与第一结合孔(10b)、第二结合孔(20b)相对应的第四结合孔(60b)；连接装置(70)，其用来贯穿所述第一结合孔(10b)、第二结合孔(20b)、第三结合孔(50b)、第四结合孔(60b)，以使所述前盖(50)、后盖(60)和支架(10、10′)相互连接。

2.根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于，

还包括：前方绝缘衬垫(20′)，其位于前盖(50)和与其相近的支架之间，其上形成有与第一结合孔(10b)相对应的第二结合孔(20b)；后方绝缘衬垫(20″)，其位于后盖(60)和与其相近的支架之间，其上形成有与第一结合孔(10b)相对应的第二结合孔(20b)。

3.根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于：

所述连接装置(70)包括：螺杆(71)，其两端形成有螺纹部分(71b)；绝缘层(72)，由其包覆所述螺杆(71)的外周；密封环(73)，其从前盖的第三结合孔(50b)和后盖的第四结合孔(60b)处突出并套在螺纹部分(71b)上；螺母(74)，其与套有所述密封环(73)的螺纹部分(71b)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于，

所述电极板(30)由碳纳米管合金钢制成。

5.根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于：

所述电极板(30)的表面经纳米研磨，以使其更有效地产生电解以及使所生成的氢氧气气泡更易于脱离。

6.根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于：

所述电极板(30)的表面涂敷有托玛琳光催化剂。