CN111472014A - 一种家用吸氢机 - Google Patents

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王杰鹏
张世渊
杨金彭
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Abstract

本发明公开了一种家用吸氢机，包括：原料水箱，循环泵，电解槽，开关电源，气液分离器，空气泵，混气罐和氢气传感器；原料水箱顶部设置一个以上排气孔；电解槽的阳极和阴极之间通过质子交换膜隔开，质子交换膜的两侧分别涂覆有析氢催化剂和析氧催化剂；阳极腔室下部通过管路与原料水箱的底部连通，二者之间的管路上设有循环泵；阳极腔室上部通过管路与原料水箱的上端外周连通；阴极腔室通过管路与气液分离器的下端外周连通，气液分离器上端通过管路与混气罐连通，气液分离器底部通过管路与原料水箱连通，使气液分离器底部的出水口安装高度高于原料水箱下端的回水口安装高度；空气泵通过管路与混气罐相连。

Description

一种家用吸氢机
技术领域
本发明涉及纯水电解制氢技术领域，具体涉及一种家用吸氢机。
背景技术
在现有技术中，传统的吸氢机电解产生氢气后直接将氢气供人体呼吸，吸入氢气浓度不可调整，作为适用于家用功能的吸氢机具有诸多不便，且安全性不够高；因此，需要一款可调节浓度且安全性更高的家用吸氢机。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种家用吸氢机，能够实现氢气浓度可调，且具有浓度上限报警功能，安全性更高。
本发明的技术方案为：一种家用吸氢机，包括：原料水箱，循环泵，电解槽，开关电源，气液分离器，空气泵，混气罐和氢气传感器；原料水箱顶部设置一个以上排气孔；
电解槽的阳极和阴极之间通过质子交换膜隔开，质子交换膜的两侧分别涂覆有析氢催化剂和析氧催化剂，质子交换膜涂有析氧催化剂的一侧对应为电解槽的阳极腔室、涂有析氢催化剂的一侧对应为电解槽的阴极腔室；
电解槽的阳极和阴极分别与开关电源的正极和负极相连，开关电源中设有电位器，通过实时和/或连续调节电流输出，能够实时和/或连续调节电解槽产生氢气的流量；
阳极腔室下部通过管路与原料水箱的底部连通，二者之间的管路上设有循环泵，原料水通过循环泵在阳极腔室与原料水箱之间循环；阳极腔室上部通过管路与原料水箱的上端外周连通，用于排出氧气；
阴极腔室通过管路与气液分离器的下端外周连通，气液分离器上端通过管路与混气罐连通，气液分离器底部通过管路与原料水箱连通，同时，使气液分离器底部的出水口安装高度高于原料水箱下端的回水口安装高度，用于回水；
空气泵通过管路与混气罐相连，用于向混气罐泵入空气；空气与氢气在混气罐内混合后，混合气体从混气罐上设置的出气口送至使用者；
混气罐出气口所在端设有氢气传感器，氢气传感器上设有报警指示灯，当氢气浓度达到设定上限时，报警指示灯亮起，用于报警。
优选地，还包括：湿化器，所述混气罐的出气口通过管路与湿化器相连，混合气体经过湿化器湿化后送至使用者。
优选地，所述氢气传感器上还设有显示屏，能够实时显示混气罐中氢气浓度。
优选地，所述气液分离器内部设有多孔形式的折流板结构。
优选地，所述混气罐内部设有折流板。
优选地，所述空气泵为定量泵，用于向混气罐泵入定量的空气。
有益效果：
(1)本发明的家用吸氢机，增加了浓度调节和浓度上限报警功能，它具有安全性高、成本低、操作简单的效果，能够适合不同人群使用。
(2)本发明的家用吸氢机能够实时显示浓度。
附图说明
图1为本发明家用吸氢机的结构示意图。
其中，1、原料水箱，2、循环泵，3、电解槽，4、开关电源，5、气液分离器，6、空气泵，7、混气罐，8、氢气传感器，9、湿化器。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：
本实施例提供了一种家用吸氢机，能够实现氢气浓度可调，且具有浓度上限报警功能，安全性更高。
如图1所示，该家用吸氢机包括：原料水箱1，循环泵2，电解槽3，开关电源4，气液分离器5，空气泵6，混气罐7，氢气传感器8和湿化器9；原料水箱1底部设有出水口、顶部设置一个以上排气孔，上端与下端外周各设有一个回水口；气液分离器5的下端外周设有进气口，底部设有出水口，顶部设有出气口；混气罐7上设有两个进气口，一个出气口，其中，两个进气口分别为氢气进口和空气进口。
该家用吸氢机的连接关系为：电解槽3的阳极和阴极之间通过质子交换膜(质子交换膜为透水阻气膜)隔开，质子交换膜的两侧分别涂覆有析氢催化剂和析氧催化剂，质子交换膜涂有析氧催化剂的一侧对应为电解槽3的阳极腔室，质子交换膜涂有析氢催化剂的一侧对应为电解槽3的阴极腔室；
电解槽3的阳极和阴极分别通过接线柱与开关电源4的正极和负极相连，开关电源4中设有电位器，通过实时和/或连续调节电流输出，即可实现电解槽3产生氢气流量的实时和/或连续调节；
阳极腔室所对应的电解槽3的外侧下部设有原料水进口、上部设有氧气出口，阴极腔室所对应的电解槽3的外侧上部设有氢气出口；其中，阳极腔室的原料水进口通过管路与原料水箱1的出水口相连，二者之间的管路上设有循环泵2，原料水通过循环泵2在阳极腔室与原料水箱1之间循环；阳极腔室的氧气出口通过管路与原料水箱1的一个回水口相连，用于排出氧气；
气液分离器5的进气口通过管路与阴极腔室的氢气出口相连，气液分离器5的出气口与混气罐7的氢气进口相连，气液分离器5的出水口与原料水箱1的另一个回水口相连，同时，使气液分离器5的出水口的安装高度高于与其相连的原料水箱1的回水口，用于回水；
混气罐7的空气进口与空气泵6相连，空气泵6为定量泵，用于向混气罐7泵入定量的空气；混气罐7的出气口与湿化器9相连，空气与氢气在混气罐7内混合后，经过湿化器9将湿化后的混合气体送至使用者；
混气罐7的出气口所在端设有氢气传感器8，氢气传感器8上设有显示屏和报警指示灯，能够实时显示混气罐7中氢气浓度，当氢气浓度达到设定上限时，报警指示灯亮起，用于报警。
该家用吸氢机的工作原理为：预先在原料水箱1中注入原料水，将循环泵2先上电运行5～10秒，使原料水在原料水箱1和电解槽3的阳极腔室内往复循环，使质子交换膜两侧都含有设定水分；再将开关电源4通电，电解槽3的质子交换膜两侧开始电解产生氢气和氧气；阳极腔室内的氧气随着原料水循环从电解槽3阳极腔室的氧气出口返回原料水箱1，通过原料水箱1顶部的排气孔排入大气，阴极腔室的氢气携带部分水进入气液分离器5，气液分离器5将氢气和水分分离，分离后的水分在势差的作用下返回原料水箱1，分离后的氢气进入混气罐7，与空气泵6泵入的空气充分混合，混合后的混合气体进入湿化器9过滤并加湿，过滤并加湿后的混合气体供使用者呼吸使用；
通过调节开关电源4中的电位器获得连续输出的电流，从而获得不同流量的氢气，再将氢气与空气混合获得设定浓度阈值的混合气体，通过混气罐7上的氢气传感器8检测并显示不同氢气浓度值，用于实时监控氢气浓度，氢气传感器8中预设氢气浓度上限报警值，当氢气浓度达到设定上限值时，氢气传感器8报警，用于有效保证安全性。
实施例2：
在实施例1的基础上，气液分离器5内部设有多孔形式的折流板结构，能够有效将电解槽3中生成的氢气中携带的水分完全分离。
实施例3：
在实施例1或2的基础上，混气罐7内部设有折流板，用于使空气和氢气充分混合。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (6)

1.一种家用吸氢机，其特征在于，包括：原料水箱(1)，循环泵(2)，电解槽(3)，开关电源(4)，气液分离器(5)，空气泵(6)，混气罐(7)和氢气传感器(8)；原料水箱(1)顶部设置一个以上排气孔；
电解槽(3)的阳极和阴极之间通过质子交换膜隔开，质子交换膜的两侧分别涂覆有析氢催化剂和析氧催化剂，质子交换膜涂有析氧催化剂的一侧对应为电解槽(3)的阳极腔室、涂有析氢催化剂的一侧对应为电解槽(3)的阴极腔室；
电解槽(3)的阳极和阴极分别与开关电源(4)的正极和负极相连，开关电源(4)中设有电位器，通过实时和/或连续调节电流输出，能够实时和/或连续调节电解槽(3)产生氢气的流量；
阳极腔室下部通过管路与原料水箱(1)的底部连通，二者之间的管路上设有循环泵(2)，原料水通过循环泵(2)在阳极腔室与原料水箱(1)之间循环；阳极腔室上部通过管路与原料水箱(1)的上端外周连通，用于排出氧气；
阴极腔室通过管路与气液分离器(5)的下端外周连通，气液分离器(5)上端通过管路与混气罐(7)连通，气液分离器(5)底部通过管路与原料水箱(1)连通，同时，使气液分离器(5)底部的出水口安装高度高于原料水箱(1)下端的回水口安装高度，用于回水；
空气泵(6)通过管路与混气罐(7)相连，用于向混气罐(7)泵入空气；空气与氢气在混气罐(7)内混合后，混合气体从混气罐(7)上设置的出气口送至使用者；
混气罐(7)出气口所在端设有氢气传感器(8)，氢气传感器(8)上设有报警指示灯，当氢气浓度达到设定上限时，报警指示灯亮起，用于报警。
2.如权利要求1所述的家用吸氢机，其特征在于，还包括：湿化器(9)，所述混气罐(7)的出气口通过管路与湿化器(9)相连，混合气体经过湿化器(9)湿化后送至使用者。
3.如权利要求1所述的家用吸氢机，其特征在于，所述氢气传感器(8)上还设有显示屏，能够实时显示混气罐(7)中氢气浓度。
4.如权利要求1所述的家用吸氢机，其特征在于，所述气液分离器(5)内部设有多孔形式的折流板结构。
5.如权利要求1所述的家用吸氢机，其特征在于，所述混气罐(7)内部设有折流板。
6.如权利要求1所述的家用吸氢机，其特征在于，所述空气泵(6)为定量泵，用于向混气罐(7)泵入定量的空气。
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