CN117165972A - 氢氧气分离供应机及其中的组件 - Google Patents
氢氧气分离供应机及其中的组件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117165972A CN117165972A CN202310472987.6A CN202310472987A CN117165972A CN 117165972 A CN117165972 A CN 117165972A CN 202310472987 A CN202310472987 A CN 202310472987A CN 117165972 A CN117165972 A CN 117165972A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- oxygen
- hydrogen
- water tank
- outlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 149
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 149
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 335
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 151
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 140
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 126
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 126
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 78
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 37
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 10
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 5
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 5
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 230000010410 reperfusion Effects 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 201000006474 Brain Ischemia Diseases 0.000 description 1
- 208000014644 Brain disease Diseases 0.000 description 1
- 208000000059 Dyspnea Diseases 0.000 description 1
- 206010013975 Dyspnoeas Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 210000002216 heart Anatomy 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 208000028867 ischemia Diseases 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 208000031225 myocardial ischemia Diseases 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
一种氢氧气分离供应机及其中的组件,氢氧气分离供应机包括水槽、电解装置、散热装置、以及直流电源供应器。水槽内部设有多个垂直隔板连接至水槽頂端,使水槽内部区分为进出水区、氢气区、以及氧气区,当水槽注入纯水到最低水位时,进出水区、氢气区、以及氧气区下方的纯水互相流通,但上方的气体互相不流通。电解装置包含第二进水口、氧出口、电解氧气水槽、质子膜电解器、氢出口及电解氢气水槽。电解氧气水槽与电解氢气水槽设置在质子膜电解器的两侧,第二进水口与氧出口设置在电解氧气水槽,氢出口设置在电解氢气水槽。散热装置包含有散热管路与风扇,散热管路的一端为高温水口连接至电解装置的氧出口,另一端为低温水口连接至水槽的氧氣进口。
Description
技术领域
本发明涉及一种电解工艺所使用的相关设备,特别是指一种通过电解工艺以持续供应氢气与氧气的机器。
背景技术
在动物实验中,研究人员发现,氢气在兔的大脑缺血再灌注模型中的抗氧化作用,也通过观察心肌缺血再灌注模型缺血灶细胞,发现氢气可抑制细胞程序性凋亡。其后,研究人员逐渐在肝脏、肾脏、心脏、脑部疾病等全身性疾病动物模型中,进一步证实了氢气的抗炎、抗氧化能力。
广州呼吸健康研究院全国多中心研究结果显示,氢气分子量少,质量最轻,吸入氢氧气,能减少气道阻力,增加氧气弥散度和氧流量,改善呼吸困难症状,同时也有抗氧化作用和抗炎作用。
关于氢氧机的现有技术,专利号CN202210488669.4公开一种具有单补水双出气功能的水箱的氢氧机,包括有水箱和电解槽。水箱包括有水箱本体、分隔部、旋盖和上盖体;分隔部设置于水箱本体内腔中心位置并且将内腔分为第一内槽和第二内槽,分隔部上部设置有两个相互连通的补水口以及一个入水口;旋盖安装于入水口,旋盖下端带有一硅胶套圈,并且于旋盖插入入水口内部的状态下,使硅胶套圈同时封住两个补水口;在上盖体上设置有分别对应第一内槽和第二内槽的第一水箱出气口和第二水箱出气口。电解槽的出气口和进水口分别与第一内槽和第二内槽连通。本現有技術的水箱采用一个入水口向两个补水口补水以及第一内槽和第二内槽各自出气口独立出气的方式,利用单补水方式来达到双重出气的目的。
现有技术中,专利号CN202111020055.5公开一种氢氧发生设备水箱,包括箱体及与箱体密封配合的箱盖,箱体内部分隔成至少两个补水槽,每个补水槽均配置有补水口、进气口及出气口,箱体设有注水口,箱体内部设有与注水口连通的注水通道,注水通道设有用于分别连通每个补水槽的分支出水口,注水口内配置有封堵组件,封堵组件能够将每个分支出水口同时封堵,借此保证每个出气口独立均衡出气,每个出气口互不影响。
现有技术中,专利号CN202210292447.5公开一种具有养生功能的智能化氢氧机,包括壳体、后盖、底座、水箱、电解槽、湿化瓶、PLC控制器。壳体安装于底座上,壳体的后部安装后盖,所述壳体前部安装湿化瓶,壳体内部设置隔板,隔板上部固定安装水箱、PLC控制器,水箱下部设置出水口,上部设置回水口,水箱的顶板上设置出气孔,出气孔上安装过滤装置,过滤装置与湿化瓶之间通过气体管道连接,隔板的下部设置电解槽,电解槽的下部设置电解槽下水口,所述电解槽上水口通过管道连接于回水口,电解槽上水口通过管道连接于回水口,电解槽下水口通过管道连接于出水口;水箱中加入水后,水经出水口流入到电解槽中,电解槽通电后对水进行电解产生氢气、氧气。
现有技术中,专利号CN202210991009.8公开一种氢氧治疗仪及其系统,包括壳体、水箱、PEM电解槽、水气分离机构以及回流废水箱。所述水箱通过支架设置在所述壳体内;所述PEM电解槽包括注水口、氧气口以及氢气口,所述水箱的出水口在竖直方向上的高度高于所述PEM电解槽的注水口在竖直方向上的高度;所述水气分离机构包括第一水气分离器以及第二水气分离器;所述水箱、所述PEM电解槽、所述水气分离机构与所述回流废水箱依次设置,所述第一水气分离器、所述第二水气分离器的出水口分别与所述回流废水箱相连通。区别现有技术,本现有技术可以提高设备的安全性,可以提高PEM电解槽的使用寿命,以及提高PEM电解槽分解出的氢氧的浓度。
现有技术中,专利号CN202111431765.7公开一种大流量氢氧机,包括外壳体,外壳体的顶部安装有控制板,控制板的表面安装有多个显示器,外壳体的正面安装有面板,面板的底部开设有观察窗,面板的内侧安装有与出气口连通的可视透明管,底座的顶部安装有安装架,安装架安装有置于外壳体内部的水箱、自动抽水泵、过滤器、气水分离器和电源。本现有技术通过设置的两个氢氧发生器在工作时可以对水进行快速电解,同时两个氢氧发生器的出氢端与四个气水分离器的进气端连通,其中一个氢氧发生器的出氧端与一个气水分离器的进气端连通,使得最终通过出气口排出的混合气体做到氢浓度与氧气浓度比例为4:1,确保氢气排出的浓度大于75.6%,增加氢氧机工作过程中的安全性。
现有技术中,专利号CN202110930988.1公开一种医用氢氧治疗仪,包括机体、制氧装置、制氢装置及控制装置。机体上设置有第一接口及第二接口;制氧装置用于制备氧气,其设置在机体内,其上设置有与第一接口相连通的氧气出口;制氢装置用于制备氢气,其设置在机体内,其上设置有与第二接口相连通的氢气出口;控制装置设置在机体上,其用于控制制氧装置和制氢装置的运行。因在机体内集成了相互独立的制氧装置和制氢装置,分别实现氧气的独立制备和氢气的独立制备,两者之间的安全距离更大,同时,产生的氧气和氢气分别自制氧装置和制氢装置分别输出,进一步拉大了安全距离,可避免因在同一模块上同时制备氢气和氧气并且氢氧气混合输出而引发爆炸,安全性更高。
现有技术中,专利号CN202011633106.7公开一种氢氧机,包括水箱、电解装置、氢气收集机构、氧气收集机构、汽水分离器和气泡展示装置。氧气收集机构包括设于水箱内的氧气收集罩,氧气收集罩顶部设有氧气输出口;氢气收集机构包括与电解装置的氢气输出端连接的氢气管;水箱底部设有与电解装置的氧气输出端连接的氧气口,氧气收集罩设于氧气口的正上方;汽水分离器包括水汽分离腔、排水管、单向排水腔和浮球;气泡展示装置用于将氢气通入水中产生气泡,以展示氢气的流动。通过上述设计能够将电解产生的氢气和氧气进行收集和利用,为用户同时提供吸氢和吸氧功能,功能更为全面,保健效果更好。
上述现有技术在产业中实际使用的相关功能上仍有不足之处,有改善的必要,因此,本发明乃提出一种解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种氢氧气分离供应机,次要目的在于提供氢氧气分离供应机其中的组件,具有氢氧出气效率高、操作使用方便、安全、发热低、可以长时间持续使用等特点,适用于居家与办公环境使用。
为达到本发明的至少一个优点,本发明的第一较佳实施例提出一种氢氧气分离供应机1,包括有一个水槽700、一个电解装置500、一个第一管路100、一个第二管路200、一个第三管路300、一个第四管路400、一个散热装置600、以及一个直流电源供应器800。
水槽700包括一个第一进水口711供注入纯水、一个水出口712、一个氢气进口721、一个氢气出口722、一个氧氣进口731、一个氧气出口732。水槽700内部还设置有最低水位705与最高水位706,氢氧气分离供应机1在纯水介于最低水位705与最高水位706之间才进行工作。第一进水口711、氢气出口722与氧气出口732均设置在最高水位706的上方,水出口712、氢气进口721与氧氣进口731均设置在最低水位705的下方。
水槽700的内部更设有多个垂直隔板740,与水槽700的頂端701连接,通过垂直隔板740使水槽700的内部区分为一个进出水区710、一个氢气区720、以及一个氧气区730,,且氢气区720的容积是氧气区730的容积的两倍。第一进水口711与水出口712位在进出水区710,氢气进口721与氢气出口722位在氢气区720,氧氣进口731与氧气出口732位在氧气区730,当水槽700注入纯水到最低水位705时,进出水区710、氢气区720、以及氧气区730的上方的气体互相不流通。
电解装置500包含一个第二进水口501、一个氧出口502、一个电解氧气水槽530、一个质子膜电解器510、一个氢出口521、以及一个电解氢气水槽520。电解氧气水槽530与电解氢气水槽520设置在质子膜电解器510的两侧,第二进水口501与氧出口502设置在电解氧气水槽530,氢出口521设置在电解氢气水槽520,第一管路100的一端连接到第二进水口501,另一端连接到水槽700的水出口712,第二管路200的一端连接到氢出口521,另一端连接到水槽700的氢气进口721。
散热装置600包含有一个散热管路630与一个风扇640,散热管路630的两端分别设有一个高温水口610与一个低温水口620,第三管路300的一端连接至高温水口610,另一端连接至电解装置500的氧出口502,第四管路400的一端连接至低温水口620,另一端连接至水槽700的氧氣进口731。
直流电源供应器800电性连接至电解装置500与风扇640,提供质子膜电解器510及风扇640运转时所需电力。。
为达到本发明的至少一个优点,本发明的第二较佳实施例提出一种氢氧气分离供应机组件,具体地说,是第一较佳实施例中的水槽700。水槽700包括一个第一进水口711、一个水出口712、一个氢气进口721、一个氢气出口722、一个氧氣进口731、一个氧气出口732。水槽700的内部更设有多个垂直隔板740,与水槽700的頂端701连接,通过垂直隔板740使水槽700的内部区分为一个进出水区710、一个氢气区720、以及一个氧气区730。
为达到本发明的至少一个优点,本发明的第三较佳实施例提出一种氢氧气分离供应机组件,具体地说,是第一较佳实施例中的电解装置500。电解装置500包含一个第二进水口501、一个氧出口502、一个电解氧气水槽530、一个质子膜电解器510、一个氢出口521、以及一个电解氢气水槽520。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下列举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
所提供的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,其构成了说明书的一部分,用于例示本发明的实施方式,并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地,以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,并非用于限定本发明的实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图衍生而获得其他的附图。所述附图包括:
图1是本发明提出的氢氧气分离供应机的实施例示意图。
图2是本发明提出的水槽的实施例示意图。
图3是本发明提出的電解裝置的实施例示意图。
图4是本发明提出的散熱裝置的实施例示意图。
附图标注:
氢氧气分离供应机1、水槽700、电解装置500
第一管路100、单向阀110
第二管路200、第三管路300、第四管路400
散热装置600、直流电源供应器800
第一进水口711、水出口712、氢气进口721、氢气出口722
氧氣进口731、氧气出口732
最低水位705、最高水位706
垂直隔板740、间隙780
进出水区710、氢气区720、氧气区730
第二进水口501、氧出口502、电解氧气水槽530
质子膜电解器510、氢出口521、电解氢气水槽520
散热管路630、风扇640、高温水口610、低温水口620
散热片650
具体实施方式
这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的,并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现,并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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,除了申请人特别强调并限定其功能作用以外,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组件必须具有特定的方位、或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,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。另外,术语“包括”及其任何变形,皆为“至少包含”的意思。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸的连接,或一体成型的连接;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,可以是两个组件内部的连通。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。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指,否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是,这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在,而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
本发明主要揭示一种氢氧气分离供应机及其中的组件,其中所涉及的基本物理化学原理,已为相关技术领域具有通常知识者所能理解,故以下不再作完整描述。同时,以下文中所对照的附图,仅表达与本发明有关的结构示意,并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制,在先说明。
第一较佳实施例:氢氧气分离供应机
为达到本发明所述优点的其中之一,本发明的第一较佳实施例提出一种氢氧气分离供应机1,如图1所示,包括有一个水槽700、一个电解装置500、一个第一管路100、一个第二管路200、一个第三管路300、一个第四管路400、一个散热装置600、以及一个直流电源供应器800,如图1所示。
【水槽700】
如图2所示,水槽700包括一个第一进水口711、一个水出口712、一个氢气进口721、一个氢气出口722、一个氧氣进口731、以及一个氧气出口732。水槽700内部还设置有最低水位705与最高水位706,氢氧气分离供应机1在纯水介于最低水位705与最高水位706之间才进行工作。第一进水口711、氢气出口722与氧气出口732均设置在水槽700的上方,更具体的,是设置在最高水位706的上方。第一进水口711是用于将外部的纯水注入水槽内,氢气出口722是用于将电解生成的氢气经由纯水做热交换降温后向外输出,氧气出口732是用于将电解生成的氧气经由纯水做热交换降温后向外输出。
水出口712、氢气进口721与氧氣进口731均设置在水槽700的下方,更具体的,是设置在最低水位705的下方。水出口712是用于将水槽700的纯水导出,通过第一管路100而进入电解装置500。氢气进口721与氧氣进口731用于将电解装置500生成的电解氢气与电解氧气分别导入至水槽700内。
水槽700的内部更设有多个垂直隔板740,与水槽700的頂端701连接,通过垂直隔板740使水槽700的内部区分为一个进出水区710、一个氢气区720、以及一个氧气区730。第一进水口711与水出口712位在进出水区710,氢气进口721与氢气出口722位在氢气区720,氧氣进口731与氧气出口732位在氧气区730,当水槽700注入纯水到最低水位705以上时,进出水区710、氢气区720、以及氧气区730的上方的气体互相不流通。因为氢气与氧气的比重都比水小,一般正常情况下,水底的氢气与氧气会因浮力自动向上升。所以,从氢气进口721与氧氣进口731进入水槽700的氢气与氧气会上升到水槽700内纯水的液面上方,而从氢气出口722与氧气出口732分别输出,而不会互相混和在一起。
垂直隔板740的底部与水槽700的底端702具有一个间隙780,使水槽700内的纯水可以在进出水区710、氢气区720、以及氧气区730的下方互相流通,这样可以维持三区的水位一致,而不需要分别在这三区注水。更重要的是,氢气进口721与氧氣进口731的高度,都要大于间隙780的高度。这样设置的目的有其必要性,可以最大可能使氢气进口721与氧氣进口731进入水槽700的氢气与氧气分别维持在氢气区720与氧气区730内,不会因为槽底水的流动而逸散至其他区内。这也是本发明提出的水槽相较于现有技术的依大特点。
本发明的另一特点是,通过垂直隔板740的配置,使氢气区720的容积是氧气区730的容积的两倍。这一项至关重要,因为水的分子式是H2O,氢气分子式是H2,氧气分子式是O2。一个水分子包含有两个氢原子与一个氧原子,所以正常来说,通过电解水产生氢原子数量是氧原子数量的两倍,所以得到的氢气的容积是氧气容积的两倍。如果水槽700内的氢气区720的容积比氧气区730的两倍容积为小,那么氢气区720的纯水液面上方空间也会比和氧气区的纯水液面上方空间的两倍为小。在电解过程中,产生的氢气会把氢气区720的纯水液面向下挤压,造成氢气区720与氧气区730的液面高度和水压不同,纯水因压力差形成过度的流动,氢气进口721与氧氣进口731进入水槽700的氢气与氧气,会因为水的流动而互相混和在一起,就失去原本把氢气与氧气分离输出的效果了。
较佳的,水槽700更包含有一个水位感知器,用于侦测水槽700内的纯水的水位,确认纯水在最低水位705与最高水位706之间才允许氢氧气分离供应机1的运作。
【电解装置500】
请见图3,电解装置500包含一个第二进水口501、一个氧出口502、一个电解氧气水槽530、一个质子膜电解器510、一个氢出口521、以及一个电解氢气水槽520。第二进水口501用于接收来自于水槽700的纯水,更具体地说,水槽700的纯水通过水出口712、第一管路700及第二进水口501而进入电解装置500。
本发明采用质子膜电解生成氢气与氧气,基本原理是在质子膜的两侧分别镀上阳极与阴极金属,通电后对纯水进行电解生成氢气与氧气。由于质子膜的孔隙极小,只能允许纯水电解后的氢气通过质子膜到达另一侧,电解后的氧气被阻隔在质子膜的这一侧。因此,电解氧气水槽530与电解氢气水槽520分别设置在质子膜电解器510的两侧,不互相连通。第二进水口501与氧出口502都设置在电解氧气水槽530,氧出口502的高度要明显高于第二进水口501,这样因为浮力原理,电解生成的氧气可以自动通过氧出口502输出,而不会从第二进水口501输出。氢出口521设置在电解氢气水槽520,电解生成的氢气通过氢出口521而输出,经由第二管路200,由氢气进口721而进入水槽700的氢气区720内。
不论是任何电解装置,电解水生成氢气与氧气的同时会产生大量热能,电解效率愈高,产生热能越大,这也是现有氢氧机的普遍性问题,不能长时间开启运作,必须间歇性的停机降温,避免机器损坏。本发明另一特点也解决了这个问题,电解热能对质子膜电解器510而言主要集中在氧气这一侧。所以,通过氧出口502输出的电解氧气不会直接进入水槽700,而会经由第四管路400而进入散热装置600。
较佳的,电解装置500设置在水槽700的下方,水槽700内的纯水因为重力可以经由第一管路100自动流入电解装置500内,维持质子膜电解器510内充足的纯水量,以保护质子膜,避免突然通电后烧毁。
为了提高质子膜电解生成氢气氧气的效率,建议使用多个质子膜电解单元。本发明提出的质子膜电解器510包含n组质子膜电解单元,每一个质子膜电解单元的额定操作电压为m伏,直流电源供应器800的最大输出电压为P伏,其中n*m≈P。更具体地说,本发明使用的每一个质子膜电解单元的额定操作电压为3伏(m=3),如果使用最大输出电压为12伏(P=12)的直流电源供应器800,就可以串接4组(n=4)质子膜电解单元,达到最佳电解效率。当然,也可以只串接2~3组质子膜电解单元,但这时每一组质子膜电解单元的供给电压太高,容易烧毁;也可以串接4组以上的质子膜电解单元,但这时每一组质子膜电解单元的供给电压不足,电解效率较差,整体电解效率并不会优于4组串接的质子膜电解单元。
【第一管路100】
请见图1、图2与图3,第一管路100用于连接水槽700与电解装置500,将水槽700内的纯水输送至电解装置500内进行电解。更具体地说,第一管路100的一端连接到水槽700的水出口712,另一端连接到电解装置500的第二进水口501。水出口712的高度比第二进水口501更高,这样水槽700内的纯水可以因为重力而自动流入电解装置500。
在较佳实施例中,第一管路100还包括一个单向阀110,设置在靠近电解装置500的位置,最大可能的避免电解装置500内的水逆流至水槽700内。
【第二管路200】
参见图1、图2与图3,第二管路200用于连接电解装置500与水槽700,将电解装置500生成的氢气传输至水槽700。更具体地说,第二管路200的一端连接到电解装置500的氢出口521,另一端连接到水槽700的氢气进口721。更具体的,氢气进口721的高度比氢出口521更高,这样电解装置500生成的氢气可以因为重力或浮力而自动升入水槽700。
【第三管路300】
参见图1、图3与图4,第三管路300用于连接电解装置500与散热装置600,将电解装置500生成的氧气输送至散热装置600进行冷却。更具体地说,第三管路300的一端连接到电解装置500的的氧出口502,另一端连接到散热装置600的高温水口610。由于氧出口502的水温因为质子膜电解的缘故,水温较高,根据热对流原理,高温水口610的高度必须比氧出口502更高,这样氧出口502的氧气能够更容易因为温度、重力或浮力而自动升入散热装置600的高温水口610。
【第四管路400】
参见图1、图3与图4,第四管路400用于连接散热装置600与水槽700,将经由散热装置600冷却的氧气输送至水槽700。更具体地说,第四管路400的一端连接到散热装置600的低温水口620,另一端连接到水槽700的氧氣进口731。较佳的,氧氣进口731的高度比低温水口620更高,这样低温水口620的氧气能够更容易因为重力或浮力而自动升入水槽700的氧氣进口731。
【散热装置600】
参见图4,散热装置600包含有一个散热管路630与一个风扇640,散热管路630的两端分别设有一个高温水口610与一个低温水口620。高温水口610通过第三管路300连接至电解装置500的氧出口502,低温水口620通过第四管路400连接至水槽700的氧氣进口731。从电解装置500的氧出口502流出的高温氧气水,通过第三管路300进入高温水口610以后,借由散热管路630进行降温,然后从低温水口620流出,再通过第四管路400从氧氣进口731进入水槽700。
较佳地,散热装置600还包含有多个散热片650,使散热管路630穿设于散热片650之中,通过热传导提高散热效能。
风扇640与散热管路630的配置关系是一个重点,风扇640吸取的空气或吹出的气流最好能最大面积的穿过散热管路630,才能通过对流起到最佳的散热效果。如果散热管路630是垂直设置,风扇640也以垂直设置为宜,且配置在散热管路630的左侧或右侧。如果散热管路630是水平设置,风扇640也以水平设置为宜,且配置在散热管路630的上方或下方。
由于热空气上升的原理,较佳的,散热装置600设置在电解装置500的上方,更利于把电解装置500工作时产生的热能带走。
【直流电源供应器800】
参见图1,直流电源供应器800电性连接至电解装置500与散热装置600,主要提供质子膜电解器510及风扇640运转时所需的直流电力,同时也提供给其他电子零部件及感知器的直流电力,不过,其中以质子膜电解器510的耗电量最大。因此,直流电源供应器在工作时也是会发出大量热能,需要散热处理。
正常的直流电源供应器会自带小型散热风扇,但对于全速运转的直流电源供应器,这样的小型风扇散热效果不彰,所以本发明提出的散热装置600的风扇640也对直流电源供应器800进行散热。
风扇640与直流电源供应器800的配置关系是一个重点,要使直流电源供应器800设置在风扇640吸取的空气或吹出的气流路径上,才能通过对流起到最佳的散热效果。如果风扇640是垂直设置,气流路径是水平的,直流电源供应器800且配置在风扇640的左侧或右侧。如果风扇640是水平设置,气流路径是垂直的,直流电源供应器800且配置在风扇640的上方或下方。
第二较佳实施例:水槽700
为达到本发明所述的至少一个优点,本发明进一步提出第二较佳实施例,是一种氢氧气分离供应机组件,更具体的说,是第一较佳实施例提出的氢氧气分离供应机所使用的水槽700,请参见图1与图2。
水槽700包括一个第一进水口711、一个水出口712、一个氢气进口721、一个氢气出口722、一个氧氣进口731、以及一个氧气出口732。水槽700能够自动调节进出水区710、氢气区720、以及氧气区730等三区的水位,不需要分别注水;同时,电解生成的氢气和氧气能够分别维持在氢气区720与氧气区730内,不会因为槽底水的流动而逸散至其他区内。水槽700的具体特征如前述第一较佳实施例所述,于此不再赘述。
第三较佳实施例:电解装置500
为达到本发明所述的至少一个优点,本发明进一步提出第三较佳实施例,是一种氢氧气分离供应机组件,更具体的说,是第一较佳实施例提出的氢氧气分离供应机所使用的电解装置500,请参见图1与图3。电解装置500使用纯水,通过质子膜电解生成氢气和氧气,包含一个第二进水口501、一个氧出口502、一个电解氧气水槽530、一个质子膜电解器510、一个氢出口521、以及一个电解氢气水槽520。本发明提出的电解装置500寿命长、电解生成氢气与氧气的效率高、且可节省无谓的维修操作。电解装置500的具体特征如前述第一较佳实施例所述,于此不再赘述。
利用本发明所提供的氢氧气分离供应机及其中的组件,具有氢氧出气效率高、操作使用方便、安全、发热低、可以长时间持续使用等特点,适用于居家与办公环境使用。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本术领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种氢氧气分离供应机(1),包括有一个水槽(700)、一个电解装置(500)、一个第一管路(100)、一个第二管路(200)、一个第三管路(300)、一个第四管路(400)、一个散热装置(600)、以及一个直流电源供应器(800),其特征在于:
所述水槽(700)包括一个第一进水口(711)供注入纯水、一个水出口(712)、一个氢气进口(721)、一个氢气出口(722)、一个氧氣进口(731)、一个氧气出口(732),所述水槽(700)内部还设置有最低水位(705)与最高水位(706),所述氢氧气分离供应机(1)在所述纯水介于所述最低水位(705)与所述最高水位(706)之间才进行工作,所述第一进水口(711)、所述氢气出口(722)与所述氧气出口(732)均设置在所述最高水位(706)的上方,所述水出口(712)、所述氢气进口(721)与所述氧氣进口(731)均设置在所述最低水位(705)的下方;
所述水槽(700)的内部更设有多个垂直隔板(740),与所述水槽(700)的頂端(701)连接,通过所述垂直隔板(740)使所述水槽(700)的内部区分为一个进出水区(710)、一个氢气区(720)、以及一个氧气区(730),所述第一进水口(711)与所述水出口(712)位在所述进出水区(710),所述氢气进口(721)与所述氢气出口(722)位在所述氢气区(720),所述氧氣进口(731)与所述氧气出口(732)位在所述氧气区(730),当所述水槽(700)注入纯水到所述最低水位(705)时,所述进出水区(710)、所述氢气区(720)、以及所述氧气区(730)的上方的气体互相不流通;
所述电解装置(500)包含一个第二进水口(501)、一个氧出口(502)、一个电解氧气水槽(530)、一个质子膜电解器(510)、一个氢出口(521)、以及一个电解氢气水槽(520),所述电解氧气水槽(530)与所述电解氢气水槽(520)设置在所述质子膜电解器(510)的两侧,所述第二进水口(501)与所述氧出口(502)设置在所述电解氧气水槽(530),所述氢出口(521)设置在所述电解氢气水槽(520),所述第一管路(100)的一端连接到所述第二进水口(501),另一端连接到所述水槽(700)的所述水出口(712),所述第二管路(200)的一端连接到所述氢出口(521),另一端连接到所述水槽(700)的所述氢气进口(721);
所述散热装置(600)包含有一个散热管路(630)与一个风扇(640),所述散热管路(630)的两端分别设有一个高温水口(610)与一个低温水口(620),所述第三管路(300)的一端连接至所述高温水口(610),另一端连接至所述电解装置(500)的所述氧出口(502),所述第四管路(400)的一端连接至所述低温水口(620),另一端连接至所述水槽(700)的所述氧氣进口(731);
所述直流电源供应器(800)电性连接至所述电解装置(500)与所述风扇(640),提供所述质子膜电解器(510)及所述风扇(640)运转时所需电力。
2.如权利要求1所述的氢氧气分离供应机(1),其特征在于:
所述垂直隔板(740)的底部与所述水槽(700)的底端(702)具有一个间隙(780),使所述水槽(700)内的纯水可以在所述进出水区(710)、所述氢气区(720)、以及所述氧气区(730)的下方互相流通,且所述氢气进口(721)与所述氧氣进口(731)的高度,都大于所述间隙(780)的高度;
且所述氢气区(720)的容积是所述氧气区(730)的容积的两倍。
3.如权利要求2所述的氢氧气分离供应机(1),其特征在于:
所述电解装置(500)设置在所述水槽(700)的下方,所述散热装置(600)设置在所述电解装置(500)的上方,所述直流电源供应器(800)设置在所述散热装置(600)的上方;
所述电解氧气水槽(530)的所述第二进水(501)的位置低于所述氧出口(502)的位置。
4.如权利要求3所述的氢氧气分离供应机(1),其特征在于:
所述散热装置(600)还包含有多个散热片(650),使所述散热管路(630)穿设于所述散热片(650)之中。
5.如权利要求3所述的氢氧气分离供应机(1),其特征在于:
所述质子膜电解器(510)包含n组串接的质子膜电解单元,每一所述质子膜电解单元的额定操作电压为m伏,所述直流电源供应器(800)的最大输出电压为P伏,其中n*m≈P。
6.如权利要求5所述的氢氧气分离供应机(1),其特征在于:
所述n=4,所述p=12。
7.如权利要求1所述的氢氧气分离供应机(1),其特征在于:
所述水槽(700)更包含有一个水位感知器,侦测所述水槽(700)内的纯水的水位。
8.如权利要求1所述的氢氧气分离供应机(1),其特征在于:
所述第一管路(100)还包括一个单向阀(110),设置在靠近所述电解装置(500)的位置,避免所述电解装置(500)内的水逆流至所述水槽(700)内。
9.一种氢氧气分离供应机组件,使用在权利要求1至8其中任一项所述的氢氧气分离供应机(1),其特征在于:
所述氢氧气分离供应机组件为包含在权利要求1至8其中任一项所述的氢氧气分离供应机(1)的所述水槽(700)。
10.一种氢氧气分离供应机组件,使用在权利要求1至8其中任一项所述的氢氧气分离供应机(1),其特征在于:
所述氢氧气分离供应机组件为包含在权利要求1至8其中任一项所述的氢氧气分离供应机(1)的所述电解装置(500)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310472987.6A CN117165972A (zh) | 2023-04-27 | 2023-04-27 | 氢氧气分离供应机及其中的组件 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310472987.6A CN117165972A (zh) | 2023-04-27 | 2023-04-27 | 氢氧气分离供应机及其中的组件 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117165972A true CN117165972A (zh) | 2023-12-05 |
Family
ID=88934266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310472987.6A Pending CN117165972A (zh) | 2023-04-27 | 2023-04-27 | 氢氧气分离供应机及其中的组件 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117165972A (zh) |
-
2023
- 2023-04-27 CN CN202310472987.6A patent/CN117165972A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW201615896A (zh) | 氣體產生器 | |
CN103882466A (zh) | 一种中高压固体聚合物水电解装置 | |
CN113046764A (zh) | 氢氧机电解反应机构 | |
CN105119004B (zh) | 一种燃料电池壳体及输出功率稳定的燃料电池装置 | |
CN215856357U (zh) | 一种用于生产氢气和氧气的电解设备 | |
CN220485846U (zh) | 水槽及具有水槽的氢氧气分离供应机 | |
CN117165972A (zh) | 氢氧气分离供应机及其中的组件 | |
TWI586841B (zh) | 氣體產生器 | |
CN219385342U (zh) | 一种水循环汽水分离氢氧发生器 | |
CN112877716A (zh) | 一种高效能电解式臭氧发生装置 | |
CN2525414Y (zh) | 多功能健康型空调机 | |
CN217489495U (zh) | 医用氢氧治疗仪 | |
CN214803945U (zh) | 水电隔离式富氢水杯 | |
CN112500976B (zh) | 一种酿酒用多段式蒸馏集液设备 | |
CN213266718U (zh) | 一种臭氧电解装置 | |
CN213538114U (zh) | 多核心高效型氢氧产生机 | |
CN2109398U (zh) | 自动恒压式氢氧气体发生装置 | |
CN216378409U (zh) | 一种氢氧发生设备 | |
CN219260203U (zh) | 一种可获取干燥氢气的制氢机 | |
CN216294919U (zh) | 一种具有低频发生模块的氢氧呼吸机 | |
CN217922351U (zh) | 一种水冷电解槽结构 | |
CN2310770Y (zh) | 多孔式氢氧发生器 | |
CN216294947U (zh) | 一种吸氢机 | |
CN219183426U (zh) | 一种快速制氢的饮水机制氢模块 | |
CN217757677U (zh) | 一种新型压滤式氢氧发生器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |