CN114688567A - 一种氢燃气灶 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氢燃气灶，包括：灶台，灶台表面设有至少三个燃烧喷头；电解槽装置，表面设有氢气输出口和氧气输出口，氢气输出口通过管道与各个燃烧喷头相接通，电解槽装置内设有多组电解组件，电解组件与设置于电解槽装置外部的正极电棒和负极电棒固定连接，正极电棒和负极电棒分别通过供电线路与外部电源的正负极相接；继电器，接于供电线路上，用于实现供电线路的电流调节；灶台开关，与继电器电性连接，用于控制继电器动作。该装置能够实现水电解氢过程的控制，随取随用，制备的氢气通过灶台燃烧使用，既能满足日常家庭热量使用需求，又安全方便。
Description
技术领域
本发明涉及燃气灶技术领域，尤其是涉及一种氢燃气灶。
背景技术
现有的液化气罐燃气灶使用的能源均为天然气或煤气，其来源多为煤气罐或者天然气管道，不管采用何种渠道，总是不可避免的存在爆炸与一氧化碳中毒的风险，不仅造成大量人员伤亡，同时也带来巨大经济损失。此外，天然气和煤气具有毒性，在不完全燃烧时会产生令人窒息的一氧化碳，在家庭中使用，存在一定的人身安全隐患。
电解氢氢燃气灶使用的能源为氢气，氢气作为新兴的新能源，其具有清洁、安全、无毒、可再生、节能等诸多优点，不会产生大面积爆炸，也不会因燃烧不完全或本身泄露对人造成伤害。
为实现电解氢燃气灶，首先必须实现氢气的产生及输送，而氢气的制备主要通过电解槽实现，电解槽的原理即为使用直流电电解水，在正负极分别产生氢气和氧气。电解槽的制造及使用已经实现工业化，但是直接用于家庭等小规模的氢气电解槽尚未出现，现有的氢燃气灶多需要配备小型氢气存储罐，而氢气的储存和罐装条件要求极高，暂无法满足普通家庭的家用需求，且存在安全风险，不适宜在家庭环境存储使用。
鉴于上述原因，本发明提出一种氢燃气灶，该氢燃气灶能够对氢气的制备、传输和作为燃料使用进行实时控制，能够在需要使用时随时制备，不需要对氢气进行储存，方便快捷，能够满足日常家庭使用需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氢燃气灶，该氢燃气灶能够实现水电解氢过程的控制，制备的氢气通过灶台燃烧使用，既能满足日常家庭使用需求，又安全方便。
本发明提供一种氢燃气灶，包括：
灶台，所述灶台表面设有至少三个燃烧喷头；
电解槽装置，所述电解槽装置顶部设有氢气输出口和氧气输出口，所述氢气输出口通过管道与各个所述燃烧喷头相接通，所述电解槽装置内设有多组电解组件，所述电解组件与设置于所述电解槽装置外部的正极电棒和负极电棒相接，所述正极电棒和所述负极电棒分别通过供电线路与外部电源的正负极相接；
继电器，所述继电器接于所述供电线路上，用于实现所述供电线路的电流调节；
灶台开关，与所述继电器电性连接，用于控制所述继电器动作。
优选地，所述电解槽装置还包括进水板和出水板，所述进水板和所述出水板通过多个固定棒固定连接，所述电解组件设置于所述进水板和所述出水板之间，所述进水板上设置有进水口，所述出水板上设置有出水口。
优选地，所述电解组件包括由靠近所述进水板一侧到远离其一侧依次堆叠设置的负极电解板、氢气发生板、隔断板、正极电解板和氧气发生板，所述隔断板使所述氢气发生板和所述正极电解板相隔离，所述负极电解板与所述负极电棒相接，所述正极电解板与所述正极电棒相接。
优选地，所述正极电解板的边缘设置有与所述正极电棒适配的第一安装孔，所述负极电解板的边缘设置有与所述负极电棒适配的第二安装孔。
优选地，所述氢气输出口设置于所述氢气发生板的顶部，所述氧气输出口设置于所述氧气发生板的顶部。
优选地，所述氢气发生板和所述氧气发生板均为中空框架，所述负极电解板和所述氢气发生板间安装有密封垫圈，所述正极电解板和所述氧气发生板间安装有密封垫圈。
优选地，所述负极电解板和所述进水板间设置有密封垫圈，相邻的所述电解组件间设置有所述隔断板和密封垫圈。
优选地，所述负极电解板的顶部开设有氢气通孔，所述正极电解板的顶部开设有氧气通孔，所述负极电解板、所述隔断板和所述正极电解板的底部均开设有过水口。
优选地，所述电解组件的数量为四组，各组所述电解组件堆叠布置于所述进水板和所述出水板间，每组所述电解组件均设置有所述氢气输出口和所述氧气输出口，各个所述氢气输出口通过管道一体连接并与所述燃烧喷头相连通。
优选地，所述外部电源为AC/DC电源，其能够将交流电源整流滤波为直流电源。
本发明的技术方案中氢燃气灶能够通过灶台开关和继电器控制电解槽装置的通断电，通过电解槽装置对通入的水进行电解，生成氢气和氧气，氢气和氧气分离后，氢气通到灶台，通过燃烧喷头进行燃烧，供家庭日常使用。该燃气灶电解过程方便安全，且能够实时控制电解过程的开始和停止。相比普通燃气灶，更加节省能源，有效减少环境污染，杜绝类似天然气及煤气的中毒及爆炸风险，产生巨大社会及经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明氢燃气灶的整体结构示意图；
图2为本发明中电解槽装置拆解后的结构示意图。
附图标记说明：
1：电解槽装置；101：进水板；102：出水板；103：固定棒；104：负极电解板；1041：氢气通孔；105：氢气发生板；106：隔断板；107：正极电解板；1071：氧气通孔；108：氧气发生板；109：正极电棒；1010：负极电棒；1011：密封垫圈；1012：过水口；2：灶台；3：继电器；4：外部电源；5：灶台开关；6：进水口；7：出水口；8：氧气输出口；9：氢气输出口；10：输气管道；11：开关控制线；12：供电线路。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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做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。
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装置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所述特征。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。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供了一种氢燃气灶，包括电解槽装置1和灶台2，电解槽装置1用于对水进行电解，电解生成的氢气分离后通到灶台2，灶台2表面设有至少三个燃烧喷头，用于对通入的氢气燃烧，供家庭日常烹饪使用。
电解槽装置1的两侧分别设置有进水口6和出水口7，由进水口6向电解槽装置1内通入水，电解后由出水口7流出，电解槽装置1的顶部设有氢气输出口9和氧气输出口8，氢气输出口9通过输气管道10与各个燃烧喷头相接通，电解后得到的氢气分离并由氢气输出口9输出通往灶台2进行燃烧使用，氧气可由氧气输出口8排入外部环境。电解槽电解槽装置内设有多组电解组件，每个电解组件均通过设置于电解槽装置1外部的正负极通过供电线路12与外部电源4的正负极相接，供电线路12上接有继电器3，用于实现供电线路12的电流调节，继电器3通过开关控制线11与灶台开关5电性连接，灶台开关5为旋钮式开关，通过其可控制继电器3的输入量大小，进而达到控制输入电解槽装置1的电流大小，进而控制电解过程的速率，对某一时间内产生的氢气量进行控制。
如图2所示，电解槽装置1包括进水板101和出水板102，进水口6设置于进水板101表面，与外部水源相接通，出水口7设置于出水板102表面，进水板101和出水板102平行布置，二者间通过多个穿过其边沿处的固定棒103和螺母固定连接，电解组件设置于进水板101和出水板102之间，并被各个固定棒103围于内侧，对其进行支撑和固定，电解组件数量为多个，在本实施例中为4个，其数量可以根据氢气的需求量进行增减，以满足不同的使用需求。
电解组件包括由靠近进水板101一侧到远离其一侧依次堆叠设置的负极电解板104、氢气发生板105、隔断板106、正极电解板107和氧气发生板108，其中，隔断板106使负极电解板104、氢气发生板105和正极电解板107相隔离，避免电解过程中产生的氢气和氧气混合。正极电解板107的边缘设置有与第一安装孔，正极电棒109与第一安装孔适配安装，负极电解板104的边缘设置有第二安装孔，负极电棒1010与第二安装孔适配安装，各个电解组件的正极电解板107上第一安装孔位于同一轴线，各个负极电解板104上第二安装孔位于同一轴线，通过同一组正极电棒109和负极电棒1010提供电解需要的正负极电源。
各个电解组件的氢气输出口9设置于各氢气发生板105的顶部同一位置，各个氧气输出口8设置于氧气发生板108的顶部同一位置，各个氢气输出口9相连通后，通过输气管道10与灶台2接通，各个氧气输出口8连通后，与外部环境接通，氧气可直接排入外部环境。
在本实施例中，负极电解板104采用铂、钛等金属或其合金，正极电解板107采用铂铬合金、铂镍合金、金或金合金等。氢气发生板105和氧气发生板108均为中空框架，氢气输出口9设置在氢气发生板105顶端中部，并与其内部相连通，氧气输出口8设置在氧气发生板108顶部中间，并与其内部相连通。负极电解板104和氢气发生板105间、正极电解板107和氧气发生板108间、负极电解板104和进水板101间设置有密封垫圈均安装有密封垫圈1011，相邻电解组件间设置有隔断板106和密封垫圈1011，密封垫圈1011的外轮廓与氢气发生板105、氧气发生板108或隔断板106的外轮廓相适配，能够防止在电解过程中水由电解槽装置1溢出。
在本实施例中，负极电解板104的顶部开设有氢气通孔1041，正极电解板107的顶部开设有氧气通孔1071，负极电解板104、隔断板106和正极电解板107的底部均开设有过水口1012。由进水口6通入在水可经过水口1012在各电解组件内流通。以负极电解板104为例，负极电解板104的两侧是密封垫圈1011，保证密封不漏水，负极电解板104的左侧为氢气发生板105，在负极电解板104上产生的氢气会在水中上升通过氢气通孔1041和氢气发生板105顶部的氢气输出口9输出，氢气发生板105的左侧设置隔断板106，隔断板106的左侧是正极电解板107，正极电解板107用于产生氧气，隔断板106的作用是将氢气和氧气隔开，以防两种气体混合产生危险。在电解槽装置1中设置多组电解组件，可以增加水的电解效率，所有的氢气输出汇合成一路输入到灶台2。
灶台2可选择加装气体单向阀、防回火器、气体过滤器及氢气经检传感器等，对氢气进行提纯净化，同时通过灶台开关5可以控制输入电解槽装置1的功率，从而控制氢气的产生量，达到控制灶台2燃烧热量的目的，以规避爆炸等风险。
外部电源4采用AC/DC电源，AC/DC电源将市电(交流电)整流滤波转换为电解槽装置1需要的直流电，直流电的正负极连接于继电器3的输入端，继电器3的输出端连接电解槽装置1，继电器3的控制端连接灶台开关5。当灶台开关5打开时，继电器3工作，连通外部电源4和电解槽装置1，电解槽装置1开始工作，产生氢气，并通过输气管路10将氢气输送至灶台2的燃烧喷头，灶台2在有氢气输入后即可开始点燃工作，为家庭生活提供热量。
本发明氢燃气灶的氢气是由水电解产生，随用随取，当灶台开关5关闭时，电解水的过程停止，不再产生氢气，当灶台开关5打开时，电解水的过程开始，灶台点燃，且氢气产生量可调节控制，因此，整个过程氢气不需要储存，也不会过量，保证使用安全。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (10)
1.一种氢燃气灶，其特征在于，包括：
灶台，所述灶台表面设有至少三个燃烧喷头；
电解槽装置，所述电解槽装置顶部设有氢气输出口和氧气输出口，所述氢气输出口通过管道与各个所述燃烧喷头相接通，所述电解槽装置内设有多组电解组件，所述电解组件与设置于所述电解槽装置外部的正极电棒和负极电棒相接，所述正极电棒和所述负极电棒分别通过供电线路与外部电源的正负极相接；
继电器，所述继电器接于所述供电线路上，用于实现所述供电线路的电流调节；
灶台开关，与所述继电器电性连接，用于控制所述继电器动作。
2.根据权利要求1所述的氢燃气灶，其特征在于，所述电解槽装置还包括进水板和出水板，所述进水板和所述出水板通过多个固定棒固定连接，所述电解组件设置于所述进水板和所述出水板之间，所述进水板上设置有进水口，所述出水板上设置有出水口。
3.根据权利要求2所述的氢燃气灶，其特征在于，所述电解组件包括由靠近所述进水板一侧到远离其一侧依次堆叠设置的负极电解板、氢气发生板、隔断板、正极电解板和氧气发生板，所述隔断板使所述氢气发生板和所述正极电解板相隔离，所述负极电解板与所述负极电棒相接，所述正极电解板与所述正极电棒相接。
4.根据权利要求3所述的氢燃气灶，其特征在于，所述正极电解板的边缘设置有与所述正极电棒适配的第一安装孔，所述负极电解板的边缘设置有与所述负极电棒适配的第二安装孔。
5.根据权利要求3所述的氢燃气灶，其特征在于，所述氢气输出口设置于所述氢气发生板的顶部，所述氧气输出口设置于所述氧气发生板的顶部。
6.根据权利要求3所述的氢燃气灶，其特征在于，所述氢气发生板和所述氧气发生板均为中空框架，所述负极电解板和所述氢气发生板间安装有密封垫圈，所述正极电解板和所述氧气发生板间安装有密封垫圈。
7.根据权利要求6所述的氢燃气灶，其特征在于，所述负极电解板和所述进水板间设置有密封垫圈，相邻的所述电解组件间设置有所述隔断板和密封垫圈。
8.根据权利要求6所述的氢燃气灶，其特征在于，所述负极电解板的顶部开设有氢气通孔，所述正极电解板的顶部开设有氧气通孔，所述负极电解板、所述隔断板和所述正极电解板的底部均开设有过水口。
9.根据权利要求5所述的氢燃气灶，其特征在于，所述电解组件的数量为四组，各组所述电解组件堆叠布置于所述进水板和所述出水板间，每组所述电解组件均设置有所述氢气输出口和所述氧气输出口，各个所述氢气输出口通过管道一体连接并与所述燃烧喷头相连通。
10.根据权利要求1所述的氢燃气灶，其特征在于，所述外部电源为AC/DC电源，其能够将交流电源整流滤波为直流电源。
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