CN108502847A - 一体化等离子体制氢装置 - Google Patents
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Abstract
一体化等离子体制氢装置，属于等离子体放电制氢技术领域。包括壳体，壳体内设置等离子体高频电源、等离子体催化器，等离子体催化器上设置至少一对等离子体电弧放电电极，等离子体电弧放电电极通过高压线与等离子体高频电源配合连接，等离子体催化器进气端连接预制氢气体进气管，等离子体催化器出气端连接等离子体富氢气体出气管，等离子体高频电源连接直流电源接头。上述一体化等离子体制氢装置，其体积小，易集成安装，高压连接线短、电阻小、损耗小、放电效率高，保障和提高了制氢效率；且催化器制造方便，生产成本低，外壳不易开裂损坏，使用安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于等离子体放电制氢技术领域，具体为一体化等离子体制氢装置。
背景技术
目前的等离子体放电制氢技术：主要有辉光放电等离子体技术、尖端放电等离子体技术、隔离放电等离子体技术和电弧放电等离子体技术。现有的等离子体放电制氢技术或者方案，基本上都是把高频电源和等离子体放电分别设计安装，例如本发明设计人之前申请的专利号为201220064614.2的“一种发动机节能装置”，它所采用的是“非平衡低温等离子体发生装置”，实际上就是所谓的“隔离放电等离子体发生（催化器）器”，这类设计方案的缺点是：体积比较大，也是由“电源”供（高频高压）电，而且是分别独立安装在汽车的发动机仓内，占用的空间大，不易集成安装。这样的设计还存在有高压连接线太长、电阻大、损耗大、放电效率降低的缺点。
且现有的等离子体发生器、滑动电弧发生器或者催化器，大都是使用陶瓷材料制造外壳，如果不在外部包装金属壳体，安全性不好保证。由于陶瓷材料的性质耐高温聚变性差，正常工作时催化器的温度很高，当有没有被加热成为蒸汽的液体（低温）进入时，陶瓷外壳容易开裂损坏，造成实用性和安全性变差，如果在陶瓷壳体外部增加金属外壳，又会增加制造难度和增加成本，这样对于产品的批量生产更是得不偿失。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种一体化等离子体制氢装置的技术方案，其体积小，易集成安装，高压连接线短、电阻小、损耗小、放电效率高，保障和提高了制氢效率；且催化器制造方便，生产成本低，外壳不易开裂损坏，使用安全可靠。
所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于包括壳体，壳体内设置等离子体高频电源、等离子体催化器，等离子体催化器上设置至少一对等离子体电弧放电电极，等离子体电弧放电电极通过高压线与等离子体高频电源配合连接，等离子体催化器进气端连接预制氢气体进气管，等离子体催化器出气端连接等离子体富氢气体出气管，等离子体高频电源连接直流电源接头。
所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于等离子体高频电源外部配合设置高频电源散热器。
所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于等离子体催化器设置在等离子体高频电源上方，壳体上设置安装支撑螺栓，安装支撑螺栓顶部设置催化器固定板，等离子体催化器安装在催化器固定板上。
所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于所述的等离子体催化器包括不锈钢壳体，不锈钢壳体两侧对称设置至少一对电极陶瓷绝缘体，电极陶瓷绝缘体外端配合设置电极，电极陶瓷绝缘体内端配合设置放电电极，电极与放电电极配合连接，不锈钢壳体内设置放电工作腔，成对排列的放电电极位于放电工作腔中，不锈钢壳体进气端连接预制氢气体进气管，不锈钢壳体出气端连接等离子体富氢气体出气管，预制氢气体进气管、等离子体富氢气体出气管与放电工作腔连通。
所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于高频电源散热器与壳体之间配合设置电源散热器绝缘板。
所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于等离子体催化器与催化器固定板之间配合设置催化器绝缘板。
所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于放电电极截面为弧形结构，成对排列安装的放电电极之间的放电间隙构成中间小外周边大的空间结构。
所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于不锈钢壳体、电极陶瓷绝缘体之间配合设置金属电极外壳。
所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于不锈钢壳体两侧对称设置1-3对电极陶瓷绝缘体，1-3对放电电极成对排列设置。
所述的一种等离子体金属外壳催化器，其特征在于不锈钢壳体、放电电极之间配合设置陶瓷绝缘环。
上述一体化等离子体制氢装置，其体积小，易集成安装，高压连接线短、电阻小、损耗小、放电效率高，保障和提高了制氢效率；且催化器制造方便，生产成本低，外壳不易开裂损坏，使用安全可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明等离子体催化器的结构示意图；
图中：1-壳体、3-等离子体高频电源、11-等离子体催化器、12-等离子体电弧放电电极、8-高压线、10-预制氢气体进气管、13-等离子体富氢气体出气管、6-直流电源接头、4-高频电源散热器、7-安装支撑螺栓、2-催化器固定板、11a-不锈钢壳体、14-电极陶瓷绝缘体、15-电极、16-放电电极、17-放电工作腔、5-电源散热器绝缘板、9-催化器绝缘板、12-金属电极外壳、18-陶瓷绝缘环。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图所示，该一体化等离子体制氢装置，包括壳体1，壳体1内设置等离子体高频电源3、等离子体催化器11，等离子体催化器11上设置至少一对等离子体电弧放电电极12，等离子体电弧放电电极12通过高压线8与等离子体高频电源3配合连接，等离子体催化器11进气端连接预制氢气体进气管10，等离子体催化器11出气端连接等离子体富氢气体出气管13，等离子体高频电源3连接直流电源接头6。
优选，等离子体高频电源3外部配合设置高频电源散热器4。
优选，等离子体催化器11设置在等离子体高频电源3上方，壳体1上设置安装支撑螺栓7，安装支撑螺栓7顶部设置催化器固定板2，等离子体催化器11安装在催化器固定板2上。
优选，高频电源散热器4与壳体1之间配合设置电源散热器绝缘板5。
优选，等离子体催化器11与催化器固定板2之间配合设置催化器绝缘板9。
优选，所述的等离子体催化器11包括不锈钢壳体11a，不锈钢壳体11a两侧对称设置至少一对电极陶瓷绝缘体14，电极陶瓷绝缘体14外端配合设置电极15，电极陶瓷绝缘体14内端配合设置放电电极16，电极15与放电电极16配合连接，电极15与高压电线8配合连接，不锈钢壳体11a内设置放电工作腔17，成对排列的放电电极16位于放电工作腔17中，不锈钢壳体11a进气端连接预制氢气体进气管10，不锈钢壳体11a出气端连接等离子体富氢气体出气管13，预制氢气体进气管10、等离子体富氢气体出气管13与放电工作腔17连通。放电电极16截面为弧形结构，成对排列安装的放电电极16之间的放电间隙构成中间小外周边大的空间结构。不锈钢壳体11a、电极陶瓷绝缘体14之间配合设置金属电极外壳12。不锈钢壳体11a两侧对称设置1-3对电极陶瓷绝缘体14，1-3对放电电极16成对排列设置。不锈钢壳体11a、放电电极16之间配合设置陶瓷绝缘环18。电极陶瓷绝缘体14和陶瓷绝缘环18可以保证电极15、放电电极16与不锈钢壳体11a绝缘，放电电极16成对排列安装，放电间隙设计成中间小外周边大的形状，可以使电弧在进气流的推动下形成滑动电弧放电工作区，便于扩大催化效果。不锈钢壳体1耐高温、耐热变形性能好、不容易破裂。工作时，被催化气体从预制氢气体进气管10喷入，经过一对放电电极16的空间时对放电电弧形成一个压力，放电电弧向等离子体富氢气体出气管13方向滑动形成连续反复的滑动电弧，这个滑动电弧区形成一个高能等离子体催化区，将喷进来的气体迅速催化成为富氢气体供发动机或者制氢使用，预制氢气体进气管10、等离子体富氢气体出气管13可以用耐高温波纹管与上、下端设备连接。
本发明的工作原理如下所述：直流电源接头6接通12-36伏直流电源，等离子体高频电源3输出0.8-1.2万伏高压电，对称安装的等离子体电弧放电电极12开始放电工作，预制氢气体从预制氢气体进气管10喷入等等离子体催化器11，在经过对称安装的等离子体电弧放电电极12空间时，被高频高压电弧轰击电离、振荡切割、裂化分解成为氢、碳氢、氢氧等离子体等可燃混合气体，由等离子体富氢气体出气管13输出供发动机或者燃烧机使用；预制氢气体可以是水蒸气加甲醇或者醇基燃料气体，也可以是碳氢化合物气体或者杂醇、粗醇气体。
Claims (10)
1.一体化等离子体制氢装置，其特征在于包括壳体（1），壳体（1）内设置等离子体高频电源（3）、等离子体催化器（11），等离子体催化器（11）上设置至少一对等离子体电弧放电电极（12），等离子体电弧放电电极（12）通过高压线（8）与等离子体高频电源（3）配合连接，等离子体催化器（11）进气端连接预制氢气体进气管（10），等离子体催化器（11）出气端连接等离子体富氢气体出气管（13），等离子体高频电源（3）连接直流电源接头（6）。
2.如权利要求1所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于等离子体高频电源（3）外部配合设置高频电源散热器（4）。
3.如权利要求1所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于等离子体催化器（11）设置在等离子体高频电源（3）上方，壳体（1）上设置安装支撑螺栓（7），安装支撑螺栓（7）顶部设置催化器固定板（2），等离子体催化器（11）安装在催化器固定板（2）上。
4.如权利要求1所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于所述的等离子体催化器（11）包括不锈钢壳体（11a），不锈钢壳体（11a）两侧对称设置至少一对电极陶瓷绝缘体（14），电极陶瓷绝缘体（14）外端配合设置电极（15），电极陶瓷绝缘体（14）内端配合设置放电电极（16），电极（15）与放电电极（16）配合连接，不锈钢壳体（11a）内设置放电工作腔（17），成对排列的放电电极（16）位于放电工作腔（17）中，不锈钢壳体（11a）进气端连接预制氢气体进气管（10），不锈钢壳体（11a）出气端连接等离子体富氢气体出气管（13），预制氢气体进气管（10）、等离子体富氢气体出气管（13）与放电工作腔（17）连通。
5.如权利要求2所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于高频电源散热器（4）与壳体（1）之间配合设置电源散热器绝缘板（5）。
6.如权利要求3所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于等离子体催化器（11）与催化器固定板（2）之间配合设置催化器绝缘板（9）。
7.如权利要求4所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于放电电极（16）截面为弧形结构，成对排列安装的放电电极（16）之间的放电间隙构成中间小外周边大的空间结构。
8.如权利要求4所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于不锈钢壳体（11a）、电极陶瓷绝缘体（14）之间配合设置金属电极外壳（12）。
9.如权利要求4所述的一体化等离子体制氢装置，其特征在于不锈钢壳体（11a）两侧对称设置1-3对电极陶瓷绝缘体（14），1-3对放电电极（16）成对排列设置。
10.如权利要求8所述的一种等离子体金属外壳催化器，其特征在于不锈钢壳体（11a）、放电电极（16）之间配合设置陶瓷绝缘环（18）。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180907 |