CN202530173U - 一种以开关电源为电解槽供电的制氢设备 - Google Patents

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李海鹏
吕为民
余会明
罗德华
王志信
白峰
陈晓东
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    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

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Abstract

本实用新型属于电源设备技术领域，涉及一种制氢设备，特别涉及一种以开关电源为电解槽供电的制氢设备；包括配电站、开关电源、电解槽、氢分离器和氧分离器，开关电源的输入口为交流电输入口、输出口为直流电输出口；电解槽的下端设带有一正极两个负极的接线端、右上端氧气及碱液混合物输出端和氢气及碱液混合物输出端、左下端设有液体进入端；在氧分离器中部设有氧气及碱液混合物进入端、下端设有液体输出端；在氢分离器的中部设有氢气及碱液混合物进入端、下端设有液体输出端；采用开关型直流电源为电解槽供电，减小了供电部分的重量和体积，重量小于原方案重量的五分之一，体积小于原方案体积的二分之一。效率提高至90％以上。

Description

一种以开关电源为电解槽供电的制氢设备
技术领域
本实用新型属于电源设备技术领域，涉及一种制氢设备，特别涉及一种以开关电源为电解槽供电的制氢设备。
背景技术
在现有的技术中，在水电解制氢过程中，需要为电解槽提供大功率直流电源，以使电解槽小室一端产生氧气，另一端产生氢气。供电系统包括配电站、变压器、整流柜和电解槽。具体实现方法是三相AC380V交流电由配电站送入变压器，进入整流柜，经整流柜整定为直流电再用于电解槽电解水。整流柜内主要元件为可控硅、触发板、电流表、电压表和电位器等。整流柜的重量和体积较大，实际运行中存在的主要缺点有：元器件多；故障率高；可靠性低；对电力系统存在较大干扰；功率因数低(0.85±0.05)；直流输出波动较大(大于3A)。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种具有体积小、重量轻、工作稳定可靠、电磁干扰小等优点的以开关电源为电解槽供电的制氢设备。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种以开关电源为电解槽供电的制氢设备，包括配电站、开关电源、电解槽、氢分离器和氧分离器，开关电源的输入口为交流电输入口、输出口为直流电输出口；电解槽的下端设带有一正极两个负极的接线端、右上端氧气及碱液混合物输出端和氢气及碱液混合物输出端、左下端设有液体进入端；在氧分离器中部设有氧气及碱液混合物进入端、下端设有液体输出端；在氢分离器的中部设有氢气及碱液混合物进入端、下端设有液体输出端；
其连接关系：配电站的交流电输出口与开关电源的输入口连接，开关电源的输出口的正极与电解槽接线端的正极连接，开关电源的负极与电解槽接线端的两个负极连接，电解槽的氢气及碱液混合物输出端通过管路与氢分离器的氢气及碱液混合物进入端连接，电解槽的氧气及碱液混合物输出端通过管路与氧分离器的氧气及碱液混合物进入端连接；氧分离器和氢分离器的液体输出端通过管路与电解槽的液体进入端连接。
所述电解槽的氢气及碱液混合物输出端与氢分离器的氢气及碱液混合物进入端管路连接为液密封连接。
所述电解槽的氧气及碱液混合物输出端与氧分离器的氧气及碱液混合物进入端管路连接为液密封连接。
所述氧分离器的液体输出端与电解槽的液体进入端管路连接为液密封连接。
所述氢分离器的液体输出端与电解槽的液体进入端管路连接为液密封连接。
本实用新型是这样实现的：由配电站输出三相AC380V交流电，并将AC380V交流电输送至开关电源，开关电源的功能是将AC380V交流电直接转换为直流电，直流电直接为电解槽供电，电解槽在电的作用下使水转换成氧气和氢气，并将氧气及碱液混合物和氢气及碱液混合物分别输送到氧分离器和氢分离器中，氧分离器和氢分离器将碱液在通过管道流入电解槽中。
本实用新型的优点和有益效果在于：采用开关型直流电源为电解槽供电，减小了供电部分的重量和体积，重量小于原方案重量的五分之一，体积小于原方案体积的二分之一。效率提高至90％以上。功率因数达到0.91至0.93，减小了对电网的干扰。直流输出稳定，电流波动小于1A。由于未使用变压器和可控硅，所以故障源减少，故障率也大为降低。同时，使制氢系统单元得到简化，占地面积减少。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1-配电站；2-开关电源；3-电解槽；4-氢分离器；5-氧分离器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型具体实施的技术方案是一种以开关电源为电解槽供电的制氢设备，包括配电站1、开关电源2、电解槽3、氢分离器4和氧分离器5，开关电源2的输入口为交流电输入口、输出口为直流电输出口；电解槽3的下端设带有一正极两个负极的接线端、右上端氧气及碱液混合物输出端和氢气及碱液混合物输出端、左下端设有液体进入端；在氧分离器5中部设有氧气及碱液混合物进入端、下端设有液体输出端；在氢分离器4的中部设有氢气及碱液混合物进入端、下端设有液体输出端；
其连接关系：配电站1的交流电输出口与开关电源2的输入口连接，开关电源2的输出口的正极与电解槽3接线端的正极连接，开关电源2的负极与电解槽3接线端的两个负极连接，电解槽3的氢气及碱液混合物输出端通过管路与氢分离器4的氢气及碱液混合物进入端连接，电解槽3的氧气及碱液混合物输出端通过管路与氧分离器5的氧气及碱液混合物进入端连接；氧分离器5和氢分离器4的液体输出端通过管路与电解槽3的液体进入端连接。
所述电解槽3的氢气及碱液混合物输出端与氢分离器4的氢气及碱液混合物进入端管路连接为液密封连接。
所述电解槽3的氧气及碱液混合物输出端与氧分离器5的氧气及碱液混合物进入端管路连接为液密封连接。
所述氧分离器5的液体输出端与电解槽3的液体进入端管路连接为液密封连接。
所述氢分离器4的液体输出端与电解槽3的液体进入端管路连接为液密封连接。
以上所述仅是本实用新型的优先实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种以开关电源为电解槽供电的制氢设备，其特征在于：包括配电站(1)、开关电源(2)、电解槽(3)、氢分离器(4)和氧分离器(5)，开关电源(2)的输入口为交流电输入口、输出口为直流电输出口；电解槽(3)的下端设带有一正极两个负极的接线端、右上端氧气及碱液混合物输出端和氢气及碱液混合物输出端、左下端设有液体进入端；在氧分离器(5)中部设有氧气及碱液混合物进入端、下端设有液体输出端；在氢分离器(4)的中部设有氢气及碱液混合物进入端、下端设有液体输出端；
其连接关系：配电站(1)的交流电输出口与开关电源(2)的输入口连接，开关电源(2)的输出口的正极与电解槽(3)接线端的正极连接，开关电源(2)的负极与电解槽(3)接线端的两个负极连接，电解槽(3)的氢气及碱液混合物输出端通过管路与氢分离器(4)的氢气及碱液混合物进入端连接，电解槽(3)的氧气及碱液混合物输出端通过管路与氧分离器(5)的氧气及碱液混合物进入端连接；氧分离器(5)和氢分离器(4)的液体输出端通过管路与电解槽(3)的液体进入端连接。
2.根据权利要求1所述的以开关电源为电解槽供电的制氢设备，其特征在于：所述电解槽(3)的氢气及碱液混合物输出端与氢分离器(4)的氢气及碱液混合物进入端管路连接为液密封连接。
3.根据权利要求1或2所述的以开关电源为电解槽供电的制氢设备，其特征在于：所述电解槽(3)的氧气及碱液混合物输出端与氧分离器(5)的氧气及碱液混合物进入端管路连接为液密封连接。
4.根据权利要求1所述的以开关电源为电解槽供电的制氢设备，其特征在于：所述氧分离器(5)的液体输出端与电解槽(3)的液体进入端管路连接为液密封连接。
5.根据权利要求1或4所述的以开关电源为电解槽供电的制氢设备，其特征在于：所述氢分离器(4)的液体输出端与电解槽(3)的液体进入端管路连接为液密封连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111472014A (zh) * 2020-01-22 2020-07-31 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 一种家用吸氢机

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