CN109536985A - 氢氧发生组件及氢氧发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢氧发生组件及氢氧发生器。氢氧发生组件包括第一电极板、离子交换膜和第二电极板，所述第一电极板的内表面开设有用于供水流动的水槽，所述水槽与所述离子交换膜之间形成水腔，所述第一电极板的还开设有连通所述水槽的进水孔和回水孔，所述第二电极板开设有出气通孔；所述氢氧发生组件还包括第一护板和第二护板，所述第一电极板、所述离子交换膜和所述第二电极板依次设置在所述第一护板和所述第二护板之间，所述第一护板上设置有连通所述进水孔的进水管以及连通所述回水孔的回水管，所述第二护板上设置有连通所述出气通孔的出气管。实现增大氢氧发生组件的产气量，以提高氢氧发生器的氢气输出效率。

Description

氢氧发生组件及氢氧发生器

技术领域

本发明涉及水电解技术领域，尤其涉及一种氢氧发生组件及氢氧发生器。

背景技术

目前，利用电解水产氢气是人们日常生活中获取氢气的常规方式，中国专利号201810314444.0公开了一种便携式氢氧发生器，其中，在水箱的底部设置氢氧发生装置来实现对水箱中的水进行电解产生氢氧，具体为，在水箱的底部依次设置第一电极、离子交换膜和第二电极，通过控制第一电极和第二电极的极性，来实现第一电极产生氧气，而第二电极产生氢气。由于电解水产生气体的量与电极与水的接触面积成正比，而受水箱底部面积的限制，氢氧产气量较低。如何设计一种产气量高的氢氧发生器是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种氢氧发生组件及氢氧发生器，实现增大氢氧发生组件的产气量，以提高氢氧发生器的氢气输出效率。

本发明提供的技术方案是，一种氢氧发生组件，包括第一电极板、离子交换膜和第二电极板，所述第一电极板的内表面开设有用于供水流动的水槽，所述水槽与所述离子交换膜之间形成水腔，所述第一电极板的还开设有连通所述水槽的进水孔和回水孔，所述第二电极板开设有出气通孔；所述氢氧发生组件还包括第一护板和第二护板，所述第一电极板、所述离子交换膜和所述第二电极板依次设置在所述第一护板和所述第二护板之间，所述第一护板上设置有连通所述进水孔的进水管以及连通所述回水孔的回水管，所述第二护板上设置有连通所述出气通孔的出气管。

进一步的，所述氢氧发生组件还包括第一多孔导电板，所述第一多孔导电板设置在所述离子交换膜和所述第一电极板之间，所述第一多孔导电板的外围设置有第一密封圈。

进一步的，所述水槽中设置有若干凸起的导流支撑块，所述第一多孔导电板贴靠在所述导流支撑块上。

进一步的，所述氢氧发生组件还包括第二多孔导电板，所述第二多孔导电板设置在所述离子交换膜和所述第二电极板之间，所述第二多孔导电板的外围设置有第二密封圈。

进一步的，所述第一护板和所述第一电极板之间设置有第一绝缘垫，所述第二护板和所述第二电极板之间设置有第二绝缘垫。

本发明还提供一种氢氧发生器，包括外壳以及设置在所述外壳内部的水箱，所述外壳上设置有氢气出口，还包括上述氢氧发生组件，所述氢氧发生组件中的进水管和回水管分别连接所述水箱，所述氢氧发生组件中的出气管与所述氢气出口连通。

进一步的，所述水箱包括氧气水仓、氢气水仓、气水分离仓和上盖，所述上盖密封遮盖住所述氧气水仓、所述氢气水仓和所述气水分离仓的上部仓口边缘，所述上盖设置有用于向所述氧气水仓加水的加水口，所述注水口上设置有可拆卸的加水盖，所述上盖上还设置有连通所述气水分离仓的出气孔和第一通气孔，所述上盖上还设置有连通所述氢气水仓的第二通气孔，所述第一通气孔与所述第二通气孔相互连通，所述出气孔与所述氢气出口密封连接。

进一步的，所述上盖设置有凸起的挡圈，所述挡圈上设置有密封盖，所述第一通气孔和所述第二通气孔位于所述挡圈的内侧。

进一步的，所述出气孔上还设置有空气单向阀；和/或，所述加水盖上设置有透气孔，所述透气孔上也设置有空气单向阀。

进一步的，所述氧气水仓的底部还设置有第一排水口，所述外壳上设置有第二排水口，所述第一排水口通过排水管与所述第二排水口连接；所述氢气水仓的底部还设置有第三排水口，所述外壳上设置有第四排水口，所述第三排水口通过排水管与所述第四排水口连接。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过采用独立结构的氢氧发生组件，外部的水通过水管进入到水腔中，以实现电解水处理，第一电极板产生的气体则跟随水流从回水管输出，而第二电极板产生的气体则通过出气管排出，电极板不再受水箱底部面积的限制并且独立于水箱设置，一方面能够有效的增大电极板的面积以增大产气量，另一方面更有利于后期维修，实现增大氢氧发生组件的产气量，以提高氢氧发生器的氢气输出效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明氢氧发生器实施例的结构示意图；

图2为本发明氢氧发生器实施例的去掉外壳的结构示意图；

图3为本发明氢氧发生器实施例的局部爆炸图；

图4为本发明氢氧发生器实施例中氢氧发生组件的爆炸图；

图5为本发明氢氧发生器实施例中第一电极板的结构示意图；

图6为本发明氢氧发生器实施例的剖视图；

图7为本发明氢氧发生器实施例中水箱的局部结构示意图；

图8为本发明氢氧发生器实施例中上盖的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图8所示，本实施例氢氧发生器，包括外壳1以及设置在所述外壳1内部的水箱2，所述外壳1上设置有氢气出口11，还包括氢氧发生组件3，所述氢氧发生组件3包括第一电极板31、离子交换膜32和第二电极板33，所述第一电极板31的内表面开设有用于供水流动的水槽311，所述水槽311与所述离子交换膜31之间形成水腔（未标记），所述第一电极板31的还开设有连通所述水槽311的进水孔（未标记）和回水孔（未标记），所述第二电极板33开设有出气通孔331；所述氢氧发生组件3还包括第一护板34和第二护板35，所述第一电极板31、所述离子交换膜32和所述第二电极板33依次设置在所述第一护板34和所述第二护板35之间，所述第一护板34上设置有连通所述进水孔的进水管341以及连通所述回水孔的回水管342，所述第二护板35上设置有连通所述出气通孔331的出气管351；进水管341和回水管342分别连接所述水箱2，所述出气管351与所述氢气出口11连通，所述氢氧发生组件3纵向设置在所述外壳1中。

具体而言，本实施例氢氧发生器中的水箱2和氢氧发生组件3相互独立两者之间通过管道进行连接，这样，氢氧发生组件3中的电极板便不会受水箱2截面面积的限制，可以根据外壳1内部的空间进行设置，以获得更大的电解面积以增大产气量，在实际使用过程中，水箱2中的水通过水管10进入到氢氧发生组件3的水腔中，电极板通电后，第一电极板31在水腔中产生氧气，氧气形成的气泡上升从而将带动水箱2与水腔之间的水循环流动，而流动的水能够快速的清除掉第一电极板31表面形成的氧气泡，从而可以更有效的加快产气速度，相对应的，第二电极板33则在离子交换膜32的另一侧产生氢气，水腔中的水会渗透离子交换膜32接触第二电极板33以产生氢气，由于氧气产出量大，则相对应的，氢气的产出量也随之增大，最终获得大气量的氢气，而第二电极板33产生的氢气经过出气通孔321、出气管351从氢气出口11输出供用户使用。其中，由于氢氧发生组件3独立于水箱2布置，后期需要维修时，可以更加方便，操作人员无需拆卸水箱2，仅需要将进水管341和回水管342从水箱2上拆卸下，便可以独立的维修氢氧发生组件3。另外，由于氢氧发生组件3纵向布置，使得电极板也竖立布置，更有利于气体沿着电极板的表面快速脱离以加快水流，进一步的提高产气效率。

进一步的，氢氧发生组件3还包括第一多孔导电板36，所述第一多孔导电板36设置在所述离子交换膜32和所述第一电极板31之间，所述第一多孔导电板36的外围设置有第一密封圈361。具体的，第一多孔导电板36夹在离子交换膜32和所述第一电极板31，第一多孔导电板36能够对离子交换膜32进行支撑，确保离子交换膜32保持平整。同样的，氢氧发生组件还可以包括第二多孔导电板37，所述第二多孔导电板37设置在所述离子交换膜32和所述第二电极板33之间，所述第二多孔导电板37的外围设置有第二密封圈371，具体的，第二多孔导电板37的作用与第一多孔导电板36相同，可以独立使用，也可以在离子交换膜32的两侧对应配置第一多孔导电板36和第二多孔导电板37，离子交换膜32将夹在第一多孔导电板36和第二多孔导电板37之间，第一多孔导电板36和第二多孔导电板37可以采用多孔钛板制成，一方面多孔钛板具有良好的导电性，另一方面多孔钛板具有良好的耐腐蚀性能，提高使用可靠性，另外，由于多孔钛板与电极板贴靠在一起，加大了水的电解接触面积，催化电解效果更佳，产气更均匀。优选的，水槽311中设置有若干凸起的导流支撑块312，所述第一多孔导电板36贴靠在所述导流支撑块312上，具体的，导流支撑块312能够有效的支撑柱第一多孔导电板36，以避免在组装过程中受水槽311凹陷的影响而导致第一多孔导电板36发生变形，提供组装可靠性。另外，第一护板34和所述第一电极板31之间设置有第一绝缘垫38，所述第二护板35和所述第二电极板33之间设置有第二绝缘垫39，在组装过程中，则将第一绝缘垫38、第一电极板31、第一多孔导电板36、离子交换膜32、第二多孔导电板37、第二电极板33和第二绝缘垫39依次布置并夹紧在第一护板34和第二护板35之间，夹紧的方式可以通过螺栓30将第一护板34和第二护板35相互紧固在一起。

更进一步的，水箱2包括氧气水仓21、氢气水仓22、气水分离仓23和上盖24，所述上盖24密封遮盖住所述氧气水仓21、所述氢气水仓22和所述气水分离仓23的上部仓口边缘，所述上盖24设置有用于向所述氧气水仓21加水的加水口241，所述注水口241上设置有可拆卸的加水盖25，所述上盖24上还设置有连通所述气水分离仓23的出气孔242和第一通气孔243，所述上盖24上还设置有连通所述氢气水仓22的第二通气孔244，所述第一通气孔243与所述第二通气孔244相互连通，所述出气孔242与所述氢气出口11密封连接。具体的，水箱2分为氧气水仓21、氢气水仓22、气水分离仓23，其中，氧气水仓21、氢气水仓22、气水分离仓23可以为整体结构或分体结构，在此不做限制，氧气水仓21的侧部与进水管341和回水管342连接，氧气水仓21与水腔之间进行水循环流动，第一电极板31产生的氧气跟随水流进入到氧气水仓21中，而为了方便氧气排出，加水盖25上设置有透气孔（未图示），氧气从透气孔排到外部。而第二电极板33产生的氢气通过连接管从氢气水仓22的底部进口进入，同时，渗透过离子交换膜32的水也会经过连接管200进入到氢气水仓22中，而在实际使用过程中，（氢气水仓22设置有透明视窗221，相对应的，外壳1上设置有展示口12，透明视窗221设置在展示口12中，用户能够从透明视窗221来查看氢气在氢气水仓22所产生的气泡，氢气在氢气水仓22继续上升依次经过上盖24上的第二通气孔244和第一通气孔243进入到气水分离仓23中，由于氢气在氢气水仓22冒泡会携带水汽上升，但是，在进入到气水分离仓23中后，由于水汽较重将向下流动而氢气较轻聚集在气水分离仓23的顶部，便可以实现氢水分离，氢气最终从出气孔242输出。优选的，为了更好的实现氢气与水分离，上盖24设置有凸起的挡圈245，所述挡圈245上设置有密封盖26，所述第一通气孔243和所述第二通气孔244位于所述挡圈245的内侧，具体的，上盖24、挡圈245和密封盖26之间形成用于密封连通第一通气孔243和所述第二通气孔244的腔体，以确保氢气在从氢气水仓22进入到气水分离仓23的过程中不会外泄，优选的，密封盖26上设置有朝向所述上盖方向延伸的挡板261，所述挡板261与上盖24之间形成透气间隔，具体的，氢气在氢气水仓22中向上流动经过第二通气孔244进入到挡圈245和密封盖26形成的腔体中，而挡板261位于第一通气孔243和所述第二通气孔244之间的上方，则氢气会受挡板261阻挡进行初次氢气与水的分离，分离出的水经验证上盖24流入到氢气水仓22或气水分离仓23中，而氢气集满挡圈245和密封盖26形成的腔体后从第一通气孔243进入到气水分离仓23中进行第二次氢气与水的分离，以使得用户能够获得更加纯净的氢气。其中，为了提高使用安全可靠性，出气孔242上还设置有空气单向阀27；和/或，所述加水盖25上的透气孔上也设置有空气单向阀，具体的，以出气孔242为例，由于使用一段时间后，气水分离仓23中也会存有水，在正常使用条件下，在气压的作用下，氢气将空气单向阀中的阀门顶开以实现氢气的输出，而当出现氢氧发生器发生倾倒时，水流到空气单向阀处，空气单向阀中的阀门在弹簧力作用下复位自动关闭，从而避免水的外溢，以提高安全可靠性。又进一步的，所述氧气水仓21的底部还设置有第一排水口（未标记），所述外壳1上设置有第二排水口（未标记），所述第一排水口通过排水管100与所述第二排水口连接；所述氢气水仓22的底部还设置有第三排水口（未标记），所述外壳1上设置有第四排水口（未标记），所述第三排水口通过排水管100与所述第四排水口连接，具体的，氧气水仓21和氢气水仓22中的水可以通过排水口外排出，以方便用户清洁水箱2。

其中，水箱2则安装在外壳1的底板上，外壳1中可以配置有安装支架101，安装支架301位于水箱2的一侧，氢氧发生组件3则通过螺钉固定在安装支架301上以实现纵向安装；外壳1中对应配置用于控制氢氧发生组件3运行的电路板4，电路板4则可以直接固定在水箱2上，而电路板4为了提高散热效率，可以配置有风机41，具体的，电路板4通过螺钉等方式安装在固定支架42上，固定支架42通过螺钉等方式安装在水箱2的侧壁上，而风机41则可以通过螺钉或卡装的方式直接安装在电路板4上。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过采用独立结构的氢氧发生组件，外部的水通过水管进入到水腔中，以实现电解水处理，第一电极板产生的气体则跟随水流从回水管输出，而第二电极板产生的气体则通过出气管排出，电极板不再受水箱底部面积的限制并且独立于水箱设置，一方面能够有效的增大电极板的面积以增大产气量，另一方面更有利于后期维修，实现增大氢氧发生组件的产气量，以提高氢氧发生器的氢气输出效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种氢氧发生组件，包括第一电极板、离子交换膜和第二电极板，其特征在于，所述第一电极板的内表面开设有用于供水流动的水槽，所述水槽与所述离子交换膜之间形成水腔，所述第一电极板的还开设有连通所述水槽的进水孔和回水孔，所述第二电极板开设有出气通孔；所述氢氧发生组件还包括第一护板和第二护板，所述第一电极板、所述离子交换膜和所述第二电极板依次设置在所述第一护板和所述第二护板之间，所述第一护板上设置有连通所述进水孔的进水管以及连通所述回水孔的回水管，所述第二护板上设置有连通所述出气通孔的出气管。

2.根据权利要求1所述的氢氧发生组件，其特征在于，所述氢氧发生组件还包括第一多孔导电板，所述第一多孔导电板设置在所述离子交换膜和所述第一电极板之间，所述第一多孔导电板的外围设置有第一密封圈。

3.根据权利要求2所述的氢氧发生组件，其特征在于，所述水槽中设置有若干凸起的导流支撑块，所述第一多孔导电板贴靠在所述导流支撑块上。

4.根据权利要求1所述的氢氧发生组件，其特征在于，所述氢氧发生组件还包括第二多孔导电板，所述第二多孔导电板设置在所述离子交换膜和所述第二电极板之间，所述第二多孔导电板的外围设置有第二密封圈。

5.根据权利要求1-4任一所述的氢氧发生组件，其特征在于，所述第一护板和所述第一电极板之间设置有第一绝缘垫，所述第二护板和所述第二电极板之间设置有第二绝缘垫。

6.一种氢氧发生器，包括外壳以及设置在所述外壳内部的水箱，所述外壳上设置有氢气出口，其特征在于，还包括如权利要求1-5任一所述的氢氧发生组件，所述氢氧发生组件中的进水管和回水管分别连接所述水箱，所述氢氧发生组件中的出气管与所述氢气出口连通。

7.根据权利要求6所述的氢氧发生器，其特征在于，所述水箱包括氧气水仓、氢气水仓、气水分离仓和上盖，所述上盖密封遮盖住所述氧气水仓、所述氢气水仓和所述气水分离仓的上部仓口边缘，所述上盖设置有用于向所述氧气水仓加水的加水口，所述注水口上设置有可拆卸的加水盖，所述上盖上还设置有连通所述气水分离仓的出气孔和第一通气孔，所述上盖上还设置有连通所述氢气水仓的第二通气孔，所述第一通气孔与所述第二通气孔相互连通，所述出气孔与所述氢气出口密封连接。

8.根据权利要求7所述的氢氧发生器，其特征在于，所述上盖设置有凸起的挡圈，所述挡圈上设置有密封盖，所述第一通气孔和所述第二通气孔位于所述挡圈的内侧。

9.根据权利要求7所述的氢氧发生器，其特征在于，所述出气孔上还设置有空气单向阀；和/或，所述加水盖上设置有透气孔，所述透气孔上也设置有空气单向阀。

10.根据权利要求7所述的氢氧发生器，其特征在于，所述氧气水仓的底部还设置有第一排水口，所述外壳上设置有第二排水口，所述第一排水口通过排水管与所述第二排水口连接；所述氢气水仓的底部还设置有第三排水口，所述外壳上设置有第四排水口，所述第三排水口通过排水管与所述第四排水口连接。