CN105332000A - 一种氢氧机及氢氧产生的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢氧机及氢氧产生的方法，属于氢氧设备领域。该氢氧机包括：上壳体、与上壳体配套的主机身、以及设置在主机身中的电源、电解槽组件、汽水分离组件、冷却组件以及控制组件，汽水分离组件位于电解槽组件的上方，电解槽组件包括多个顺次立式设置的电解槽，多个电解槽串联连接后与所述电源电连接。本发明提供的氢氧机，通过使多个电解槽串联连接，在基本没有增加电源、电源线及接线端子体积的前提下，不仅降低了成本，更加方便组装，且有效提高了产气量，具有优越的推广应用前景。

Description

一种氢氧机及氢氧产生的方法

技术领域

本发明涉及氢氧设备领域，特别涉及一种氢氧机及氢氧产生的方法。

背景技术

氢气作为一种可替代的能源，用于汽车等其它工业中作为新型燃料，在燃料中掺杂氢气能够降低15％～30％的油耗，并且清洁环保。因此，当前以及未来很长一段时间，氢气在汽车能源等方面的利用将成为一种发展趋势。目前已经开发出利用水电解产生氢气和氧气的氢氧机设备，其可应用于汽车为汽车燃料提供氢气。

现有技术提供的氢氧机一般包括：电源、电解槽、汽水分离组件、冷却组件，控制组件等。其中，电源系统通过向电解槽组件供电，以对电解槽组件中的电解质水溶液进行电解，从而产生氢气和氧气。电解过程中通过冷却组件对电解槽系统进行散热，而产生的氢气和氧气进入汽水分离组件中进行汽水分离后排出。同时，以上运行过程均受到控制组件的实时控制。

然而，发明人研究发现，现有技术提供的氢氧机通常采用单一电解槽，而为了增加产气量，将不断增加电源的供应电流，导致电源体积变大，电源线变粗，而电解槽内的电极片也要相应加大，其上接线端子也要加粗。举例来说，现有技术提供的氢氧机在低压恒流条件(2.3V/60A)下运行，其原始产气量为1升/分钟，此时，电源线为6平方，接线端子型号为60A，电源体积约为16.5cm×10cm×3cm，电解槽体积约为18cm×11.5cm×4.5cm。而如果将产气量提高至4升/分钟，此时，需要的电源线为50平方，接线端子型号至少为200-240A，电源的体积将提高3-5倍，而其他辅助部件，例如散热风扇的风量也将增加10倍以上。由此可见，如此不仅将显著增加成本，且各部件将难以组装。

基于上述，本发明提供了一种通过将多个电解槽串联连接，在原始电流的基础上提高电压，从而无需增加电源及电源线体积，方便组装的氢氧机及氢氧产生的方法，这对于实现低成本地提高产气量具有重要的意义。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种无需增加电源及电源线体积且能够低成本的提高产气量的氢氧机及氢氧产生的方法。具体技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种氢氧机，包括：上壳体、与所述上壳体配套的主机身、以及设置在所述主机身中的电源、电解槽组件、汽水分离组件、冷却组件以及控制组件，所述汽水分离组件位于所述电解槽组件的上方，所述电解槽组件包括多个顺次立式设置的电解槽，多个所述电解槽串联连接后与所述电源电连接。

具体地，作为优选，所述电解槽组件包括第一电解槽、第二电解槽、第三电解槽和第四电解槽；

所述第一电解槽的正接线端与所述第二电解槽的负接线端电连接，所述第二电解槽的正接线端与所述第三电解槽的负接线端电连接，所述第三电解槽的正接线端与所述第四电解槽的负接线端电连接；

所述第一电解槽的负接线端与所述电源的负接线端电连接，所述第二电解槽的正接线端与所述电源的正接线端电连接。

具体地，作为优选，所述汽水分离组件包括水气过滤器、设置在所述水气过滤器下部，且与所述水汽过滤器相连通的储液槽、竖直地位于所述储液槽的下部，并将所述储液槽和所述电解槽组件相连通的进液管、竖直地位于所述储液槽的侧部，并将所述储液槽与所述电解槽组件相连通的出气管、与所述水气过滤器相连通并穿过所述主机身的侧壁的排气管、设置在所述储液槽顶部的补水管、两端连通所述储液槽上下两端的水位显示管、设置在所述主机身的侧壁上，用于显示所述水位显示管中水位的水位显示窗、设置在所述储液槽顶部的水位探针，用于检测所述储液槽内部的水位、设置在所述储液槽顶部的泄压阀，用于检测所述储液槽内部压力并进行泄压。

具体地，作为优选，通过弯头使所述进液管和所述出气管分别与所述储液槽相连通；

所述进液管包括连通所述储液槽和所述第一电解槽的第一进液管、连通所述储液槽和所述第二电解槽的第二进液管、连通所述储液槽和所述第三电解槽的第三进液管、连通所述储液槽和所述第四电解槽的第四进液管；

所述出气管包括连通所述储液槽和所述第一电解槽的第一出气管、连通所述储液槽和所述第二电解槽的第二出气管、连通所述储液槽和所述第三电解槽的第三出气管、连通所述储液槽和所述第四电解槽的第四出气管。

具体地，作为优选，所述冷却组件包括散热风扇，设置在所述电解槽组件的侧部，用于对所述电解槽组件和所述电源进行散热。

具体地，作为优选，所述氢氧机还包括与所述补水管的管口配合连接的水盖，用于封堵所述补水管；所述上壳体上设置有用于穿过所述补水管的管孔。

具体地，作为优选，所述控制组件包括PCB控制板，用于水位侦测、温度侦测、电压侦测、电流侦测、散热风扇控制、电源控制、压力侦测、电解槽电源控制以及无线通信。

具体地，作为优选，所述氢氧机还包括设置在所述主机身侧壁上的显示屏，所述显示屏与所述PCB控制板配合连接，用于显示所述氢氧机的工作电压、工作电流、工作温度、工作水位、工作压力以及通讯信号。

另一方面，本发明实施例提供了利用上述的任意一种氢氧机进行氢氧产生的方法。

具体地，所述电源的端点电压为8V，所述电解槽组件的工作电压为8-10V，工作电流为60A。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的氢氧机，为了提高产气量，通过改变传统采用单一电解槽的方式，将多个电解槽串联连接，从而在不改变原始电流大小的基础上提高电压，如此不仅能有效提高氢氧机的产气量，且避免了大幅增加电源、电源线及接线端子的体积。举例来说，当电源运行参数为2.3V/60A时，单一电解槽的产气量为1升/分钟。如果需要将产气量提高至4升/分钟，则传统方式在使用单一电解槽时，电源的运行参数应当为2.3V/240A，这需要大幅度增加电源、电源线及接线端子的体积，例如电源体积需增加至运行参数为2.3V/60A的电源体积的3倍。而本发明实施例通过将多个电解槽，例如4个电解槽串联连接，则电源的运行参数仅仅为9.2V/60A，与运行参数为2.3V/60A的电源体积相比，其体积仅仅增加至不到1/3。此外，研究发现，单一电解槽的接线端及其内部电极片容易发烫，必须加多散热风散，否则易导致电解液变质需要经常更换电解液，而这个问题被本发明实施例提供的氢氧机所克服。可见，本发明实施例提供的氢氧机，在基本没有增加电源、电源线及接线端子体积的前提下，不仅降低了成本，更加方便组装，且有效提高了产气量，具有优越的推广应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的氢氧机的分解主视图；

图2是本发明又一实施例提供的，氢氧机不包括上壳体的部分的后视图；

图3是本发明又一实施例提供的，电解槽组件与汽水分离组件的连接关系的主视图；

图4是本发明又一实施例提供的，电解槽组件与汽水分离组件的连接关系的后视图。

其中，在图1至图4中，位于电解槽组件上部的一排接线端子均指的是正接线端，位于电解槽组件下部的一排接线端子均指的是负接线端。图1中位于电源左侧的接线端子代表电源的正接线端，位于电源右侧的接线端子代表电源的负接线端。

附图标记分别表示：

1上壳体，

101管孔，

2主机身，

3电源，

4电解槽组件，

401第一电解槽，

402第二电解槽，

403第三电解槽，

404第四电解槽，

5正接线端，

6负接线端，

7汽水分离组件，

701水气过滤器，

702储液槽，

703进液管，

7031第一进液管，

7032第二进液管，

7033第三进液管，

7034第四进液管，

704出气管，

7041第一出气管，

7042第二出气管，

7043第三出气管，

7044第四出气管，

705排气管，

706补水管，

707水位显示管，

708水位显示窗，

709水位探针，

710泄压阀，

8弯头

9散热风扇，

10水盖，

11PCB控制板，

12显示屏。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种氢氧机，如附图1所示，该氢氧机包括：上壳体1、与上壳体1配套的主机身2、以及设置在主机身2中的电源3、电解槽组件4、汽水分离组件7、冷却组件以及控制组件，汽水分离组件7位于电解槽组件4的上方。其中，电解槽组件4包括多个顺次立式设置的电解槽，多个电解槽串联连接后与电源3电连接。举例来说，电解槽组件4可包括2个、3个、4个、5个或者更多个电解槽。

本发明实施例提供的氢氧机，为了提高产气量，通过改变传统采用单一电解槽的方式，将多个电解槽串联连接，从而在不改变原始电流大小的基础上提高电压，如此不仅能有效提高氢氧机的产气量，且避免了大幅增加电源3、电源线及接线端子的体积。举例来说，当电源3运行参数为2.3V/60A时，单一电解槽的产气量为1升/分钟。如果需要将产气量提高至4升/分钟，则传统方式在使用单一电解槽时，电源3的运行参数应当为2.3V/240A，这需要大幅度增加电源3、电源线及接线端子的体积，例如电源3体积需增加至运行参数为2.3V/60A的电源3体积的3倍。而本发明实施例通过将多个电解槽，例如4个电解槽串联连接，则电源3的运行参数仅仅为9.2V/60A，与运行参数为2.3V/60A的电源3体积相比，其体积仅仅增加至不到1/3。此外，研究发现，单一电解槽的接线端及其内部电极片容易发烫，必须加多散热风散，否则易导致电解液变质需要经常更换电解液，而这个问题被本发明实施例提供的氢氧机所克服。可见，本发明实施例提供的氢氧机，在基本没有增加电源3、电源线及接线端子体积的前提下，不仅降低了成本，更加方便组装，且有效提高了产气量，具有优越的推广应用前景。

本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例所述的电源3和电解槽均为本领域常用的现有技术，本发明实施例在此并不特意对它们的内部结构进行具体限定。其中，多个电解槽优选同型号的电解槽。

具体地，如附图3所示，本发明实施例提供的氢氧机中，电解槽组件4包括第一电解槽401、第二电解槽402、第三电解槽403和第四电解槽404。第一电解槽401的正接线端5与第二电解槽402的负接线端6电连接，第二电解槽402的正接线端5与第三电解槽403的负接线端6电连接，第三电解槽403的正接线端5与第四电解槽404的负接线端6电连接。第一电解槽401的负接线端6与电源3的负接线端电连接，第二电解槽402的正接线端5与电源3的正接线端电连接。本发明实施例通过选用4个电解槽不仅能将氢氧机的产气量高4倍，且避免了大幅提高电解槽组件4的体积，利于组装。

进一步地，本发明实施例提供的氢氧机中，如附图1、附图2、附图3及附图4所示，汽水分离组件7包括水气过滤器701、设置在水气过滤器701下部，且与水气过滤器701相连通的储液槽702、竖直地位于储液槽702的下部，并将储液槽702和电解槽组件4相连通的进液管703、竖直地位于储液槽702的侧部，并将储液槽702与电解槽组件4相连通的出气管704、与水气过滤器701相连通并穿过主机身2的侧壁的排气管705、设置在储液槽702顶部的补水管706、两端连通所述储液槽702上下两端的水位显示管707、设置在主机身2的侧壁上，用于显示水位显示管707中水位的水位显示窗708、设置在储液槽702顶部的水位探针709，用于检测储液槽702内部的水位、设置在储液槽702顶部的泄压阀710，用于检测储液槽702内部压力并进行泄压。

该汽水分离组件7的工作原理如下：电解液(即水溶液)由补水管706进入储液槽702，自上而下通过进液管703进入电解槽组件4中进行电解，生成氢气和氧气。所产生的氢气和氧气自下而上通过出气管704顺次进入储液槽702和水气过滤器701，并在水气过滤器701中进行水气分离，得到氢气和氧气成品并经排气管705排出进行后处理。在此过程中，在储液槽702上设置水位显示管707，使水位显示管707的上下两端分别与储液槽702的上下两端相连通，并通过水位显示窗708进行显示，以保证储液槽702中具有足够进行正常电解过程的水溶液。通过在储液槽702顶部设置水位探针709，以实时检测储液槽702内部的水位，以保证其内的水位低于储液槽702的上顶部，来为生成的氢气和氧气提供位移空间。通过在储液槽702顶部设置泄压阀710(其包括压力传感器)，用于检测储液槽702内部压力并进行泄压，保证该氢氧机的安全运行。

具体地，如附图3及附图4所示，通过使用弯头8使进液管703和出气管704分别与储液槽702相连通，以实现进液管703和出气管704竖直设置。其中，每个进液管703和每个出气管704分别对应单一的电解槽。举例来说，本发明实施例中，进液管703包括第一进液管7031、第二进液管7032、第三进液管7033、第四进液管7034。其中第一进液管7031的上端和下端分别连通储液槽702和第一电解槽401；第二进液管7032的上端和下端分别连通储液槽702和第二电解槽402；第三进液管7033的上端和下端分别连通储液槽702和第三电解槽403；第四进液管7034的上端和下端分别连通储液槽702和第四电解槽404。相应地，出气管704包括第一出气管7041、第二出气管7042、第三出气管7043和第四出气管7044。其中，第一出气管7041的上端和下端分别连通储液槽702和第一电解槽401；第二出气管7042的上端和下端分别连通储液槽702和第二电解槽402；第三出气管7043的上端和下端分别连通储液槽702和第三电解槽403；第四出气管7044的上端和下端分别连通储液槽702和第四电解槽404。通过如上设置，以使各个电解槽彼此独立，不仅便于维修且方便管理。

进一步地，本发明实施例提供的氢氧机中，冷却组件包括散热风扇9，该散热风扇9设置在电解槽组件4的侧部，用于对电解槽组件4和电源3进行散热。通过散热风扇9对电解槽组件4和电源3进行散热，以防止电解液变质，避免繁琐地更换电解液。此外，本发明实施例提供的氢氧机还包括与补水管706的管口配合连接(优选螺纹连接)的水盖10，用于在氢氧机闲置时封堵补水管706，防止杂质由此进入储水槽内造成污染。而且，还在上壳体1上设置有管孔101，用于当上壳体1与主机身2配合成为整体时，储液槽702上部的补水管706可以从该管孔101中穿出，以便于随时向其中补水。

作为优选，本发明实施例提供的氢氧机中，控制组件包括PCB控制板11，用于水位侦测、温度侦测、电压侦测、电流侦测、散热风扇9控制、电源3控制、压力侦测、电解槽电源3控制以及无线通信。该氢氧机还包括设置在主机身2侧壁上的显示屏12，显示屏12与PCB控制板11配合连接，用于显示氢氧机的工作电压、工作电流、工作温度、工作水位、工作压力以及通讯信号。本发明实施例通过设置互相配合的PCB控制板11和显示屏12，不仅能实时监测并控制氢氧机的工作过程，保证氢氧机的安全运行。

第二方面，本发明实施例还提供了采用上述的氢氧机进行氢氧产生的方法。

具体地，作为优选，本发明实施例提供的采用上述的任意一种氢氧机进行氢氧产生的过程中，电源的端点电压可为8V，电解槽组件的工作电压为8-10V，例如为8V或9.2V，工作电流为60A。此时，使用6平方的电源线，60A的接线端子，体积约为16.5cm×10cm×3cm的电源(或者再增加1/3)，体积约为18cm×11.5cm×4.5cm的电解槽即可实现本发明。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氢氧机，包括：上壳体、与所述上壳体配套的主机身、以及设置在所述主机身中的电源、电解槽组件、汽水分离组件、冷却组件以及控制组件，所述汽水分离组件位于所述电解槽组件的上方，其特征在于，所述电解槽组件包括多个顺次立式设置的电解槽，多个所述电解槽串联连接后与所述电源电连接。

2.根据权利要求1所述的氢氧机，其特征在于，所述电解槽组件包括第一电解槽、第二电解槽、第三电解槽和第四电解槽；

所述第一电解槽的正接线端与所述第二电解槽的负接线端电连接，所述第二电解槽的正接线端与所述第三电解槽的负接线端电连接，所述第三电解槽的正接线端与所述第四电解槽的负接线端电连接；

所述第一电解槽的负接线端与所述电源的负接线端电连接，所述第二电解槽的正接线端与所述电源的正接线端电连接。

3.根据权利要求2所述的氢氧机，其特征在于，所述汽水分离组件包括水气过滤器、设置在所述水气过滤器下部，且与所述水汽过滤器相连通的储液槽、竖直地位于所述储液槽的下部，并将所述储液槽和所述电解槽组件相连通的进液管、竖直地位于所述储液槽的侧部，并将所述储液槽与所述电解槽组件相连通的出气管、与所述水气过滤器相连通并穿过所述主机身的侧壁的排气管、设置在所述储液槽顶部的补水管、两端连通所述储液槽上下两端的水位显示管、设置在所述主机身的侧壁上，用于显示所述水位显示管中水位的水位显示窗、设置在所述储液槽顶部的水位探针，用于检测所述储液槽内部的水位、设置在所述储液槽顶部的泄压阀，用于检测所述储液槽内部压力并进行泄压。

4.根据权利要求3所述的氢氧机，其特征在于，通过弯头使所述进液管和所述出气管分别与所述储液槽相连通；

所述进液管包括连通所述储液槽和所述第一电解槽的第一进液管、连通所述储液槽和所述第二电解槽的第二进液管、连通所述储液槽和所述第三电解槽的第三进液管、连通所述储液槽和所述第四电解槽的第四进液管；

所述出气管包括连通所述储液槽和所述第一电解槽的第一出气管、连通所述储液槽和所述第二电解槽的第二出气管、连通所述储液槽和所述第三电解槽的第三出气管、连通所述储液槽和所述第四电解槽的第四出气管。

5.根据权利要求4所述的氢氧机，其特征在于，所述冷却组件包括散热风扇，设置在所述电解槽组件的侧部，用于对所述电解槽组件和所述电源进行散热。

6.根据权利要求3所述的氢氧机，其特征在于，所述氢氧机还包括与所述补水管的管口配合连接的水盖，用于封堵所述补水管；

所述上壳体上设置有用于穿过所述补水管的管孔。

7.根据权利要求5所述的氢氧机，其特征在于，所述控制组件包括PCB控制板，用于水位侦测、温度侦测、电压侦测、电流侦测、散热风扇控制、电源控制、压力侦测、电解槽电源控制以及无线通信。

8.根据权利要求7所述的氢氧机，其特征在于，所述氢氧机还包括设置在所述主机身侧壁上的显示屏，所述显示屏与所述PCB控制板配合连接，用于显示氢氧机的工作电压、工作电流、工作温度、工作水位、工作压力以及通讯信号。

9.利用权利要求1-8任一项所述的氢氧机进行氢氧产生的方法。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电源的端点电压为8V，所述电解槽组件的工作电压为8-10V，工作电流为60A。