CN201003072Y - 一体化稳压可调的氢氧燃料产气机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，电解槽的电解液出口端通过磁力循环泵连接有具风扇的电解液散热器，电解液散热器通过温度开关连接有汽液分离罐，电解液散热器设有温度传感器探头，汽液分离罐回流连接到电解槽；汽液分离罐通过第一过滤器和第一单向阀连接到气体洗涤器，气体洗涤器上部设有一根具第二单向阀的返液管伸入到汽液分离罐底部，气体洗涤器通过第二过滤器、精密过滤减压阀、氢氧干式阻火器连接到用气设备。本实用新型提高电解效率，增强电解槽密封性，清除氢氧气中夹带的碱液和清除水蒸汽，防止电解液喷出，实行风冷。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用电解水产生氢气和氧气的氢氧燃料产气机。
背景技术
能源短缺与环境污染是二十一世纪面临的两大主要问题。氢能是二次能源，是最好的能源载体，当前，氢能已逐步在切割、焊接、水针剂拉丝封口等工艺中推广使用。目前产生氢燃料的主要方法是电解水制氢，考虑到制作成本和制作复杂性等方面的因素，目前常见的产生氢燃料的主要设备是产生氢氧混合气的设备，一般称之为氢氧燃料发生机(简称氢氧机)。
目前小型氢氧机(一般功率在4KW以下)主要应用于首饰焊接、有机玻璃抛光或薄板切割等方面，技术方面相当成熟，使用也比较方便。但中型氢氧机仍存在不少缺点，亟待改进，如公开号为CN2625394的中国专利03248234.5公布了一种产生氢气和氧气的装置的氢氧机，存在电解效率低、电解槽因温度升高导致变形漏液、氢氧气中含碱和含水汽量均较大、电解液喷射到供气管道，需要大量自来水冷却、氢氧焰温度不能调节、极板易氧化、电解液循环阻力大等缺点，给用户操作带来很多不便，从而影响氢氧机的推广普及。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，解决当前氢氧机存在的电解效率低、电解槽易变形漏液、氢氧气中夹带碱液和水蒸汽、电解液喷出到供气管道中、冷却效果差等诸多问题，达到提高电解效率，增强电解槽密封性，清除氢氧气中夹带的碱液和清除水蒸汽，防止电解液喷出，实行风冷取消自来水冷，整机在使用过程中一体化，简化操作等目的。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，包括电解电源、电解槽，所述的电解槽的电解液出口端通过磁力循环泵14连接有具风扇16的电解液散热器15，所述的电解液散热器15通过温度开关17连接有汽液分离罐19，所述的电解液散热器15出口端设有用于控制所述风扇16的温度传感器探头18，所述的汽液分离罐19的电解液出口端通过残渣过滤罐11回流连接到所述的电解槽；所述的汽液分离罐19的气体出口端通过第一过滤器35和第一单向阀24连接到气体洗涤器22，所述的气体洗涤器22气体出口端通过第二过滤器21连接精密过滤减压阀26，在所述的第二过滤器21与所述的精密过滤减压阀26之间设有压力控制器25，所述的精密过滤减压阀26通过氢氧干式阻火器29连接到用气设备30。
所述的第一过滤器35、第一过滤器35为微孔过滤器。
所述的电解槽的电解极板为方形，左右各截成圆弧状。
采用上述技术方案的一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，电解电源通过直流平波电抗电容器后对电解槽中电解液进行电解，产生的氢氧气及电解液经磁力循环泵输送至汽液分离罐进行汽液分离，分离后的电解液回流到电解槽的另一端，再次进行电解，如此循环不已。初步水汽分离后的氢氧气经与气体洗涤器连通的管道进入气体洗涤器的底部冒出，气体洗涤器中的清水将氢氧气携带的水蒸汽冷却成水从而实现氢氧气与水蒸汽的脱离，同时洗去了氢氧气携带的小量碱液，气体洗涤器上方出气管设微孔过滤器，氢氧气经出气孔出来后洗出从水中冒出时所带的水分，再经精密过滤减压阀进一步过滤稳压后，经干式防回火器后输出用户设定的稳压气源供用气设备使用。
为解决喷水问题，所述气体洗涤器上部设有一具第二单向阀的返液管伸入到汽液分离罐底部，当气体洗涤器由于洗涤氢氧气所携带的碱液与水蒸汽导致水分过多时，多余的水分或碱液自动返回到汽液分离罐从而返回到电解槽。
为解决电解槽温度过高变形而导致电解槽漏液的问题，电解槽外壳材料采用带法兰的钢衬工程塑料管(如直接采用工程塑料管，则两端用同材质的塑料焊条焊接一个同材质的法兰)，密封方式由原来的电解槽两端用螺杆压紧改为每端用法兰连接密封(如采用直接采用PP管，PO管或是四氟管，则除了两端用法兰连接密封外，PP管两端还用螺杆加强锁紧。
为解决电解液的冷却问题，将原来的盘管水冷换热方式改成铝翅不锈钢散热器风冷散热方式或是板式换热器，从而实现对电解槽之碱液直接冷却。
为确保机器的使用安全性，汽液分离罐与气体洗涤器顶部均设有防爆膜，一旦回火到汽液分离罐或气体洗涤器内，防爆膜受压冲破泄压后保护设备的安全。
为了解决焰温调节的问题，在所述的氢氧干式阻火器和所述的用气设备之间通过针形阀和第三单向阀连接有火焰温度调节罐，增加一储存调温助剂(易挥发可燃液体，如酒精、汽油等)的储罐，火焰温度调节罐顶部设有螺纹连接的注液口及出气管，火焰温度调节罐与气液分离罐焊接在一起，或是将气液分离罐置于火焰温度调节罐内，利用气液分离罐的高温将调温助剂加速挥发，从火焰温度调节罐顶部引出的出气管经针形阀后与氢氧气管在氢氧干式阻火器与精密过滤减压阀之间汇总，通过旋转针形阀来调节调温助剂气体与氢氧气的混比，从而实现氢氧焰温度的调节。
为解决极板易氧化的问题，在电解液中加入0.5％～5％浓度的重络酸钾，使得极板表面形成一层致密抗氧化膜，保持极板的活性。
为解决原极板构造导致电解液循环阻力大的缺点，将圆形极板改成方形极板，左右各截成圆弧，这样极板组装到圆形电解槽后，电解槽内上下部形成宽敞的水路气路通道，增大电解液水汽流动的孔隙面积。
本实用新型的有益效果是：
1、改进的汽液分离罐与气体洗涤罐的气路结构，有利于洗涤气体中的碱液和水汽，提高了氢氧气的纯度。
2、增设的直流平波电容电抗器可有效消除电网垃圾对设备的影响， 使得直流供应更加平稳。
3、改进的汽液分离罐与气体洗涤罐的水路结构，有利于保证带出的碱液自动返回至电解槽中，不至于带出至气管中，防止喷水。
4、气体洗涤罐顶部增设的过滤器可进一步对气体进行过滤，并且有利于防止外部燃气设备阀门突然打开时导致设备喷出水份。
5、汽液分离罐与气体洗涤罐顶部设置的防爆膜起到防爆泄压作用，特别是汽液分离罐输出的气体是从气体洗涤罐的水中冒出的，因此，起到一个水封防回火的作用。
6、火焰温度调节罐与汽液分离罐相邻焊接或是汽液分离罐置于火焰温度调节罐内部的这种构造方式，充分利用了汽液分离罐的高温促进调温助剂的挥发，同时，调温助剂也有利于冷却汽液分离罐，减少氢氧气的含水汽量。增设的火焰温度调节罐有利于调节氢氧气的温度，从而使得氢氧机适合于不同用途的火焰加工场所。
7、增设的精密过滤减压阀，不管设备内部压力如何变化，以及外部用气设备的流量变化，均不影响供气压力。
8、改进的电解极板构造，有利于加速电解液的循环流动。
附图说明
图1是本实用新型总体结构图；
图2是本实用新型的电解极板构造图。
具体实施方式
参见图1和图2，电解槽10的电解液出口端通过磁力循环泵14连接有具轴流风扇16的电解液散热器15，电解液散热器15通过温度开关17连接有汽液分离罐19，电解液散热器15出口端设有用于控制轴流风扇16的温度传感器探头18，汽液分离罐19的电解液出口端通过残渣过滤罐11回流连接到电解槽10；汽液分离罐19的气体出口端通过第一过滤器35和第一单向阀24连接到气体洗涤器22，气体洗涤器22气体出口端通过第二过滤器21连接精密过滤减压阀26，气体洗涤器22上部设有一根具第二单向阀33的返液管34伸入到汽液分离罐19底部，在第二过滤器21与精密过滤减压阀26之间设有压力控制器25，精密过滤减压阀26通过氢氧干式阻火器29连接到用气设备30，在氢氧干式阻火器29和用气设备30之间通过针形阀28和第三单向阀32连接有火焰温度调节罐27。第一过滤器35、第一过滤器35为微孔过滤器。电解槽10的电解极板为圆形，上下端各截去小段圆弧，左右各开一小孔。电解液散热器15可以采用半导体电子散热器或是铝翅片不锈钢散热器或是板式散热器。火焰温度调节罐27与汽液分离罐19相邻焊接在一起，或者汽液分离罐19置于火焰温度调节罐27内。
1、三相四线电源线经电流开关1分成三相电和二相电，其中二相电主要供应磁力循环泵14、温度控制器31、轴流风扇16的电力供应，三相电经交流接触器2后输送至整流稳流模块3进行整流稳流后输出直流电给电解槽10供电进行电解。在整流稳流模块3输出的直流电路中，串联了平波电抗器8、直流电流表6，在直流电流表两端并联一个熔断器5，在电解槽10两端并联平波电容器7和正负极倒换开关9。整流稳流模块3接电位器4，通过调节电位器4的阻值来改变控制电压，从而控制整流稳流模块3的导通角。直流平波电抗电容器串接于直流电路中，电感量一般为5mH～100mH之间，其电感量根据整流输出的纹波而定。
2、温度控制器31的传感器探头18和温度开关17接在电解液散热器15的出水管路上，用于测量电解液散热器15冷却后的电解液温度，温度控制器31的超温闭合触点接轴流风扇16，根据冷却效果的要求，轴流风扇16可以设置多个。这样实施的目的在于电解液温度过高时，轴流风扇16启动，进行强制风冷。
3、温度开关17和压力控制器25在电路上采用串联，与交流接触器2的常闭触点相连，当温度开关17感知温度过高而断开或是压力控制器25感知压力过大而断开时，交流接触器断开，停止电解。
4、电解槽10材料选用钢衬塑管或工程塑料管焊一同材质的塑料法兰。电解槽10内装满多个左右为圆弧的方形极板36，左右为圆弧的方形极板36之间用耐高温耐腐的“O”形垫圈隔开，每个左右为圆弧的极板36构造如附图2所示。电解槽10两端加同材质的“O”形垫圈隔开后用钢质法兰以螺杆锁紧方式密封。钢质法兰焊皮管接头，用于电解液流动。电解槽10一端与磁力循环泵14进水口相连，磁力循环泵14出水口又与电解液散热器15进水口相连，电解液散热器15出水口又与气液分离罐19的进水口相连，汽液分离罐19底部出水口又与残渣过滤罐11上部进水口相连，残渣过滤罐11又与电解槽10的进水口相连。
5、电解液散热器15的导热盘管外部可采用铝翅片不锈钢散热器散热或是采用半导体晶片电子散热器进行电子散热。轴流风机16位于电解液散热器15的表面并尽量靠近。轴流风机可根据设备功率大小设置一至多个以满足散热效果。
6、残渣过滤罐11底部设螺纹接口的排液口12，打开排液口12可放出电解液过滤后的残渣。
7、汽液分离罐19侧面设有与其连通液位管20，可观察汽液分离罐19的液位。顶部设第一微孔过滤器35，第一微孔过滤器35顶部设螺纹接口方式的第一自动泄压阀23，从第一微孔过滤器35上部的侧面引出一管经单向阀24与气体洗涤器22相连并一直连通到气体洗涤罐22的底部。
8、气体洗涤器22上部设有一根具第二单向阀33的返液管34伸入到汽液分离罐19底部。
9、气体洗涤罐22顶部设第二微孔过滤器21，第二微孔过滤器21顶部设螺纹接口方式的第二自动泄压阀37，气体洗涤罐22侧面设有与其连通液位管，可观察气体洗涤罐22的液位。
10、自气体洗涤罐22顶部的第二微孔过滤器21引出气管一分为二，一路接压力控制器25，另一路接精密过滤减压阀26。精密过滤减压阀26的减压调节范围为0.04mpa～0.4Mpa之间连续可调。
11、火焰温度调节罐27顶部设螺纹接口方式的自动泄压阀23，侧边设有与火焰温度调节罐27连通的液位管20，顶部引出气管经单向阀24后再接针形阀28，最后与精密过滤减压阀26的气体输出口汇总，连接到氢氧干式防回火器，最后给用气设备30供气。
在氢氧燃料产气机初次安装投入使用前，配备20％～30％的电解液，拧开水汽分离罐19顶部的第一自动泄压阀23，通过漏斗将电解液加入到水汽分离罐19中，由于水汽分离罐19高出残渣过滤罐11与电解槽10以及电解液散热器15，因此加入的水又流入到电解槽10中，一直加入电解液至水汽分离罐19的最高液位线后，电解槽10以及电解液散热器15都将充满电解液。拧开气体洗涤罐21顶部的第二自动泄压阀37，加入纯净水至最高水位线。拧开气体温度调节罐27顶部的第三自动泄压阀38，加入酒精或汽油或熔剂油等调温助剂至最高水位线。为解决极板易氧化的问题，在电解液中加入0.5％～5％浓度的重络酸钾，使得极板表面形成一层致密抗氧化膜，保持极板的活性。
在设备使用时，打开电源开关1，氢氧燃料产气机将交流转为直流对电解槽中的电解液进行电解，产生氢气和氧气，同时，磁力循环泵14将含汽的电解液抽至电解液散热器15进行散热后，含汽的电解液被送至水汽分离罐19进行汽体与电解液的分离，分离后的电解液又经残渣过滤罐11沉淀残渣后重新流回到电解槽10中，在水汽分离罐19中被分离的汽体经第一微孔过滤器35过滤汽体中携带的部分未分离的碱液后，经出气管进入到气体洗涤罐22的底部，又从气体洗涤罐22的水中冒上来，在上冒的过程中可以洗出汽体中的水蒸汽。得到纯度较高的氢氧气，再经气体洗涤罐22顶部的第二微孔过滤罐21再次过滤掉残留的水分后输出到压力控制器25，精密过滤减压阀26。火焰温度调节罐27中的助剂液体因易挥发而不断成为气态，该气态助剂经第三单向阀24、针形阀28与精密过滤减压阀26输出的氢氧气混合，经氢氧干式防回火器29送到用气设备30，点火即可使用。
在实际使用时，火焰温度调节可以通过打开针形阀28大小来调节气态助剂与氢氧气的混比，氢氧气的产气量可以通过电位器4来调节电解电流大小而实现。在使用过程中，当温控器测量达到指定电解液温度时，自动启动轴流风扇16进对电解液进行强制风冷，当温度开关测量电解液超温或是产气压力过大时，自动断开交流触器2停止电解，当电解液温度没有超温并且产气压力低于最高压力时，又自动接通交流接触器2重新电解。温控器控制电解槽温度在60度时启动风机散热。
在实际使用时，如果气液分离罐19的水位低于最低水位时，停机并释放机内气体，拧开气体洗涤器22顶部的第二自动泄压阀37，加入纯净水，由于气体洗涤器22高于气液分离罐19并保持连通状态，则纯净水又流回到汽液分离罐19，从而补充到电解槽10中。
在实际使用时，如果火焰温度调节罐27中液体助剂低于最低液位线时，关闭针形阀28，打开火焰温度调节罐27顶部的第三自动泄压阀38，加入液体助剂，再重新拧上第三自动泄压阀38即可重新工作。
Claims (9)
1、一种一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，包括电解电源、电解槽，其特征是：所述的电解槽(10)的电解液出口端通过磁力循环泵(14)连接有具风扇(16)的电解液散热器(15)，所述的电解液散热器(15)通过温度开关(17)连接有汽液分离罐(19)，所述的电解液散热器(15)出口端设有用于控制所述风扇(16)的温度传感器探头(18)，所述的汽液分离罐(19)的电解液出口端通过残渣过滤罐(11)回流连接到所述的电解槽(10)；所述的汽液分离罐(19)的气体出口端通过第一过滤器(35)和第一单向阀(24)连接到气体洗涤器(22)，所述气体洗涤器(22)上部设有一根具第二单向阀(33)的返液管(34)伸入到汽液分离罐(19)底部，所述的气体洗涤器(22)气体出口端通过第二过滤器(21)连接精密过滤减压阀(26)，在所述的第二过滤器(21)与所述的精密过滤减压阀(26)之间设有压力控制器(25)，所述的精密过滤减压阀(26)通过氢氧干式阻火器(29)连接到用气设备(30)。
2、根据权利要求1所述的一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，其特征是：所述的第一过滤器(35)、第一过滤器(35)为微孔过滤器。
3、根据权利要求1或2所述的一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，其特征是：所述的电解槽(10)的电解极板(36)为方形，左右各截成圆弧。
4、根据权利要求1或2所述的一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，其特征是：所述的电解槽(10)的外壳为带法兰的钢衬塑管或工程塑料管，与其端板采用法兰连接。
5、根据权利要求1或2所述的一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，其特征是：所述的电解液散热器(15)为半导体电子散热器或是铝翅片不锈钢散热器或是板式换热器。
6、根据权利要求1或2所述的一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，其特征是：在所述的氢氧干式阻火器(29)和所述的用气设备(30)之间通过针形阀(28)和第三单向阀(32)连接有火焰温度调节罐(27)。
7、根据权利要求6所述的一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，其特征是：所述的火焰温度调节罐(27)与所述的汽液分离罐(19)相邻焊接在一起或所述的汽液分离罐置(19)于所述的火焰温度调节罐(27)内。
8、根据权利要求1或2所述的一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，其特征是：在所述的电解槽(10)的电解液中加入0.5％～5％浓度的重络酸钾。
9、根据权利要求1或2所述的一体化稳压可调的氢氧燃料产气机，其特征是：所述的温度开关(17)和压力控制器(25)在电路上采用串联，与所述的电解电源的交流接触器(2)的线圈触点相连。
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2006
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