CN111926342A - 一种新能源智能变流制氢装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新能源智能变流制氢装置，属于制氢技术领域。该新能源智能变流制氢装置包括基板、风力发电机构、电解制氢机构和储气机构。所述风力发电机构包括风力发电机和第一箱体，所述风力发电机和所述第一箱体均安装于所述基板表面，所述第一箱体内部安装有整流器，所述整流器的电源输入端通过稳压器与所述风力发电机电源输出端连接。本发明通过风力带动风力发电机工作，产生电流，然后带动电解阳极和电解阴极进行作为，对电解液进行电解，产生氢和氧，实现了风力的利用，减小了风能的浪费，使得制氢过程更加节能，此外，通过排氧管、排氢管和储气罐配合，可对氧和氢进行分开存储。

Description

一种新能源智能变流制氢装置

技术领域

本发明涉及制氢领域，具体而言，涉及一种新能源智能变流制氢装置。

背景技术

氢气，在常温常压下，是一种极易燃烧，无色透明、无臭无味且难溶于水的气体，工业中，通常采用电解水的方法进行氢气的制备。

现有的电解水制氢设备不便对自然中的风能进行利用，容易造成风能的浪费，而且，电解水制氢过程中产生的氧和氢不便进行存储，不利于使用。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种新能源智能变流制氢装置，旨在改善传统制氢设备不便对风能进行利用，不便对产生氢和氧进行存储的问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种新能源智能变流制氢装置，包括基板、风力发电机构、电解制氢机构和储气机构。

所述风力发电机构包括风力发电机和第一箱体，所述风力发电机和所述第一箱体均安装于所述基板表面，所述第一箱体内部安装有整流器，所述整流器的电源输入端通过稳压器与所述风力发电机电源输出端连接，所述电解制氢机构包括第二箱体、储水罐和电解池，所述第二箱体固定在所述基板表面，所述储水罐和所述电解池均安装于所述第二箱体，且所述储水罐和所述电解池连通，所述电解池内部两侧分别设置有电解阳极和电解阴极，所述电解阳极和所述电解阴极均与所述整流器电源输出端电性连接，所述储气机构包括排氧管、排氢管和储气罐，所述排氧管套设在所述电解阳极顶端，所述排氢管套设在电解阴极，所述储气罐设置有两个，且两个所述储气罐分别与排氧管和所述排氢管连通。

在本发明的一种实施例中，所述第一箱体内部设置有蓄电池，所述蓄电池通过充电控制器与所述风力发电机电性连接。

在本发明的一种实施例中，所述充电控制器的电源输入端与所述风力发电机的电源输出端连接，所述充电控制器的电源输出端与所述蓄电池的电源输入端连接，所述蓄电池的电源输出端通过导线分别与所述电解阳极和所述电解阴极电性连接。

在本发明的一种实施例中，所述储水罐位于所述电解池正上方，所述储水罐的下端部呈漏斗状，所述储水罐底端中心连通有输水管，所述输水管另一端与所述电解池连通，且所述输水管管身设置有阀门。

在本发明的一种实施例中，所述储水罐表面连通有三通管，所述三通管内部设置有滤芯，所述三通管另外两个接头处螺接有管封。

在本发明的一种实施例中，所述排氧管和所述排氢管规格相同，且所述排氧管和所述排氢管均包括第一管体和第二管体，所述第一管体为变径管，所述第一管体内部滑动插接有绝缘板，所述电解阳极和所述电解阴极分别与对应的所述绝缘板固定连接，所述第一管体的顶端螺接有堵头，所述电解阳极和所述电解阴极分别滑动贯穿对应的所述第一管体，所述第二管体的两端分别与所述储气罐和所述第一管体连通。

在本发明的一种实施例中，所述绝缘板的一侧贴着所述第一管体内壁，且所述绝缘板表面间隔开设有通孔。

在本发明的一种实施例中，所述储气罐表面开设有排气孔，所述储气罐内部滑动安装有活塞，且所述活塞位于所述排气孔和所述第二管体之间。

在本发明的一种实施例中，所述活塞贴近排气孔的一侧固定有导向杆，所述导向杆的一端滑动贯穿所述储气罐。

在本发明的一种实施例中，所述储气罐表面连通排气管，所述排气管表面设置有单向阀，所述单向阀的进气端与所述储气罐连通。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的一种新能源智能变流制氢装置，使用时，风力发电机在风能的作用下产生交流电，交流电经稳压、整流后转变成直流电，然后再输送至电解阳极和电解阴极，电解阳极和电解阴极便可以对电解液进行电解，产生氢和氧，实现了风力的利用，减小了风能的浪费，使得制氢过程更加节能，此外，通过排氧管和排氢管，可将产生的氢和氧分别输送至两个储气罐内，利于对氧和氢进行分开存储。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的新能源智能变流制氢装置结构示意图；

图2为本发明实施方式提供的第一箱体内部结构示意图；

图3为本发明实施方式提供的电解制氢机构和储气机构连接结构示意图；

图4为本发明实施方式提供的储水罐结构示意图；

图5为本发明实施方式提供的三通管内部结构示意图；

图6为本发明实施方式提供的排氧管结构示意图；

图7为本发明实施方式提供的绝缘板结构示意图；

图8为本发明实施方式提供的储气罐结构示意图。

图中：100-基板；200-风力发电机构；210-风力发电机；220-第一箱体；230-整流器；240-稳压器；250-蓄电池；260-充电控制器；300-电解制氢机构；310-第二箱体；320-储水罐；321-输水管；322-阀门；323-三通管；324-滤芯；325-管封；330-电解池；340-电解阳极；350-电解阴极；400-储气机构；410-排氧管；420-排氢管；430-储气罐；431-排气孔；432-活塞；433-导向杆；434-排气管；435-单向阀；440-第一管体；441-堵头；450-第二管体；460-绝缘板；461-通孔。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参阅图1-8，本发明提供一种新能源智能变流制氢装置，包括基板100、风力发电机构200、电解制氢机构300和储气机构400。

其中，风力发电机构200安装在基板100表面，风力发电机构200用于将风能转化成电能，电解制氢机构300使用风力发电机构200产生的电能对电解液进行电解，产生氧和氢，储气机构400用于对氧和氢分别进行存储，实现了风力的利用，减小了风能的浪费，使得制氢过程更加节能。

请参阅图1-2，风力发电机构200包括风力发电机210和第一箱体220，风力发电机210和第一箱体220均安装于基板100表面，第一箱体220内部安装有整流器230，整流器230的电源输入端通过稳压器240与风力发电机210电源输出端连接，在具体实施时，风力发电机210在风能的作用下会产生交流电，整流器230可将交流电转变成直流电，然后再输送至电解阳极340和电解阴极350，该稳压器240的电源输入端与风力发电机210的电源输出端连接，而稳压器240的电源输出端与整流器230的电源输入端连接，该稳压器240用于稳定风力发电机210发出电流的电压。

在本实施例中，第一箱体220内部设置有蓄电池250，蓄电池250通过充电控制器260与风力发电机210电性连接，风力发电机210产生的交流电可通过充电控制器260整流后输送给蓄电池250，蓄电池250可将电能转化成化学能进行存储，利于对电能进行收集；

充电控制器260的电源输入端与风力发电机210的电源输出端连接，充电控制器260的电源输出端与蓄电池250的电源输入端连接，蓄电池250的电源输出端通过导线分别与电解阳极340和电解阴极350电性连接，将蓄电池250中的电能输送给电解阳极340和电解阴极350，利于电解阳极340和电解阴极350对电解液进行电解。

请参阅图1、图3、图4和图5，电解制氢机构300包括第二箱体310、储水罐320和电解池330，第二箱体310固定在基板100表面，储水罐320和电解池330均安装于第二箱体310，且储水罐320和电解池330连通，电解池330内部两侧分别设置有电解阳极340和电解阴极350，电解阳极340和电解阴极350均与整流器230电源输出端电性连接，在具体实施时，该储水罐320内存储电解液，该电解液主要为水，储水罐320内的电解液可输送至电解池330内，通过风力发电机210产生的电流经过稳压、整流后可输送至电解阳极340和电解阴极350，使电解阳极340和电解阴极350对电解液进行电解，产生氢和氧。

在本实施例中，储水罐320位于电解池330正上方，储水罐320的下端部呈漏斗状，储水罐320底端中心连通有输水管321，输水管321另一端与电解池330连通，且输水管321管身设置有阀门322，增设输水管321，利于电解液的输送，阀门322的设置，利于操作人员控制输水管321内的流量；

储水罐320表面连通有三通管323，三通管323内部设置有滤芯324，三通管323另外两个接头处螺接有管封325，通过三通管323，操作人员可向储水罐320内添加电解液，滤芯324的设置，利于对电解液进行净化，去除电解液中的杂质。

请参阅图1、图2、图6、图7和图8，储气机构400包括排氧管410、排氢管420和储气罐430，排氧管410套设在电解阳极340顶端，排氢管420套设在电解阴极350，储气罐430设置有两个，且两个储气罐430分别与排氧管410和排氢管420连通，在具体实施时，电解阳极340处产生氧气，氧气可通过排氧管410输送至储气罐430内，电解阴极350处产生氢气，氢气可通过排氢管420输送至另一储气罐430内，利于对氧和氢进行分开存储。

在本实施例中，排氧管410和排氢管420规格相同，且排氧管410和排氢管420均包括第一管体440和第二管体450，第一管体440为变径管，第一管体440内部滑动插接有绝缘板460，电解阳极340和电解阴极350分别与对应的绝缘板460固定连接，第一管体440的顶端螺接有堵头441，电解阳极340和电解阴极350分别滑动贯穿对应的第一管体440，第二管体450的两端分别与储气罐430和第一管体440连通，螺接于第一管体440的堵头441拆装方便，当堵头441拆除后，操作人员可以将第一管体440中的绝缘板460取出，从而可将对应的电解阳极340或电解阴极350取出，利于对电解阳极340或电解阴极350进行更换；

绝缘板460的一侧贴着第一管体440内壁，且绝缘板460表面间隔开设有通孔461，通孔461的开设，利于氧或氢穿过绝缘板460；

储气罐430表面开设有排气孔431，储气罐430内部滑动安装有活塞432，且活塞432位于排气孔431和第二管体450之间，氧或氢可通过第二管体450输送至储气罐430内，储气罐430内的氧或氢增加时，可推动活塞432移动，活塞432可以推动储气罐430内的其他气体，使其他气体经排气孔431排出，利于氧或氢的存储；

进一步地，活塞432贴近排气孔431的一侧固定有导向杆433，导向杆433的一端滑动贯穿储气罐430，增设导向杆433，可限制活塞432的移动范围，使活塞432的移动更稳定；储气罐430表面连通排气管434，排气管434表面设置有单向阀435，单向阀435的进气端与储气罐430连通，通过排气管434和单向阀435配合，可对储气罐430内的氧或氢进行排出。

具体的，该新能源智能变流制氢装置的工作原理：使用时，将储水罐320内的电解液输送至电解池330内，风力发电机210在风能的作用下会产生交流电，风力发电机210产生的交流电经稳压器240和整流器230进行稳压、整流后转变成电压稳定的直流电，然后再输送至电解阳极340和电解阴极350，电解阳极340和电解阴极350便可以对电解液进行电解，产生氢和氧，电解阳极340处产生的氧气可通过排氧管410输送至储气罐430内，电解阴极350处产生的氢气可通过排氢管420输送至另一储气罐430内，利于对氧和氢进行分开存储。

需要说明的是，风力发电机210、整流器230、稳压器240、蓄电池250、充电控制器260、阀门322、电解阳极340、电解阴极350和单向阀435具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

风力发电机210、整流器230、稳压器240、蓄电池250、充电控制器260、阀门322、电解阳极340、电解阴极350和单向阀435的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种新能源智能变流制氢装置，其特征在于，包括

基板(100)；

风力发电机构(200)，所述风力发电机构(200)包括风力发电机(210)和第一箱体(220)，所述风力发电机(210)和所述第一箱体(220)均安装于所述基板(100)表面，所述第一箱体(220)内部安装有整流器(230)，所述整流器(230)的电源输入端通过稳压器(240)与所述风力发电机(210)电源输出端连接；

电解制氢机构(300)，所述电解制氢机构(300)包括第二箱体(310)、储水罐(320)和电解池(330)，所述第二箱体(310)固定在所述基板(100)表面，所述储水罐(320)和所述电解池(330)均安装于所述第二箱体(310)，且所述储水罐(320)和所述电解池(330)连通，所述电解池(330)内部两侧分别设置有电解阳极(340)和电解阴极(350)，所述电解阳极(340)和所述电解阴极(350)均与所述整流器(230)电源输出端电性连接；

储气机构(400)，所述储气机构(400)包括排氧管(410)、排氢管(420)和储气罐(430)，所述排氧管(410)套设在所述电解阳极(340)顶端，所述排氢管(420)套设在电解阴极(350)，所述储气罐(430)设置有两个，且两个所述储气罐(430)分别与排氧管(410)和所述排氢管(420)连通。

2.根据权利要求1所述的一种新能源智能变流制氢装置，其特征在于，所述第一箱体(220)内部设置有蓄电池(250)，所述蓄电池(250)通过充电控制器(260)与所述风力发电机(210)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种新能源智能变流制氢装置，其特征在于，所述充电控制器(260)的电源输入端与所述风力发电机(210)的电源输出端连接，所述充电控制器(260)的电源输出端与所述蓄电池(250)的电源输入端连接，所述蓄电池(250)的电源输出端通过导线分别与所述电解阳极(340)和所述电解阴极(350)电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种新能源智能变流制氢装置，其特征在于，所述储水罐(320)位于所述电解池(330)正上方，所述储水罐(320)的下端部呈漏斗状，所述储水罐(320)底端中心连通有输水管(321)，所述输水管(321)另一端与所述电解池(330)连通，且所述输水管(321)管身设置有阀门(322)。

5.根据权利要求1所述的一种新能源智能变流制氢装置，其特征在于，所述储水罐(320)表面连通有三通管(323)，所述三通管(323)内部设置有滤芯(324)，所述三通管(323)另外两个接头处螺接有管封(325)。

6.根据权利要求1所述的一种新能源智能变流制氢装置，其特征在于，所述排氧管(410)和所述排氢管(420)规格相同，且所述排氧管(410)和所述排氢管(420)均包括第一管体(440)和第二管体(450)，所述第一管体(440)为变径管，所述第一管体(440)内部滑动插接有绝缘板(460)，所述电解阳极(340)和所述电解阴极(350)分别与对应的所述绝缘板(460)固定连接，所述第一管体(440)的顶端螺接有堵头(441)，所述电解阳极(340)和所述电解阴极(350)分别滑动贯穿对应的所述第一管体(440)，所述第二管体(450)的两端分别与所述储气罐(430)和所述第一管体(440)连通。

7.根据权利要求6所述的一种新能源智能变流制氢装置，其特征在于，所述绝缘板(460)的一侧贴着所述第一管体(440)内壁，且所述绝缘板(460)表面间隔开设有通孔(461)。

8.根据权利要求6所述的一种新能源智能变流制氢装置，其特征在于，所述储气罐(430)表面开设有排气孔(431)，所述储气罐(430)内部滑动安装有活塞(432)，且所述活塞(432)位于所述排气孔(431)和所述第二管体(450)之间。

9.根据权利要求8所述的一种新能源智能变流制氢装置，其特征在于，所述活塞(432)贴近排气孔(431)的一侧固定有导向杆(433)，所述导向杆(433)的一端滑动贯穿所述储气罐(430)。

10.根据权利要求1所述的一种新能源智能变流制氢装置，其特征在于，所述储气罐(430)表面连通排气管(434)，所述排气管(434)表面设置有单向阀(435)，所述单向阀(435)的进气端与所述储气罐(430)连通。

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