CN206089831U - 电子脉冲式水制取氢氧气的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型电子脉冲式水制取氢氧气的装置属于从水中提取氢氧气技术；所述方法是采用直流电子脉冲对在45℃以下条件的水在系统装置内进行电子脉冲震荡处理，其脉冲频率为80—100MHz，功率密度为1—3KW/L，脉冲作用时间为1—5S，间隔时间为连续；所述装置是在系统中间部位对称装配有电子震荡环，通过导线与计算机电子脉冲控制器连通；本实用新型是将水在该系统装置中得到高频震荡，使水分子气化，在电场力的作用下使水的分子链打开，生成氢气和氧气，改变了常规电解水制氢氧气的方法；提高了制取氢氧气的效率和安全性，具有广泛的生产应用价值。

Description

电子脉冲式水制取氢氧气的装置

技术领域

本实用新型属于制氢技术领域，具体地说是通过用水为原料高效制造氢气和氧气的电子脉冲式水制取氢氧气的装置。其目的是为寻求实现工业化生产可再生能源的根本性解决方案。

背景技术

能源作为世界的经济命脉，社会发展的动力，受到了各国的高度重视。氢气作为一种清洁、高效、和资源丰富的可再生能源已渐为世人所共识，也必将成为人类的终极能源之一。

尽管氢是自然界最丰富的元素之一，但是在自然界能以氢气独立存在的非常少有，所以只能依靠人工制取。而且作为能源使用，特别是普通的民用燃料，首先要求产氢气量大、安全可靠性高，并要求能够长时间的稳定运行。同时要求造价较低，即经济上具有可行性，这是科学技术人员对制氢技术的研发目标。就长远和宏观而言，氢气的主要来源是水，以水裂解制氢应是当代新技术的主攻方向。

目前以水裂解制氢氧气是普遍采用的方法。因为在电解水时的离子交换过程中要放出很高的热量；在制氢气过程中的散热问题是有史以来难以解决的课题。如果不妥善解决制氢设备的散热问题就很难使制氢设备持久稳定工作。更谈不上安全可靠了，其技术方案设计至关重要。

本申请人与2013年8月12目向国家知识产权局专利局申请了一项实用新型专利，其专利号为：ZL201320487914.6 。该技术方案所采用的制氢装置为电解槽结构并配备有独立的储水罐，其缺陷是体积大，单位时间内的氢气产量低，综合成本高，不适用于工业化批量生产。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术所存在的问题，提供一种通过用水为原料高效制造氢氧气的电子脉冲式水制取氢氧气的装置。以达到高效、安全、实用制取氢氧气的目的。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：一种电子脉冲式水制氢氧气的装置，它包括有直流电子脉冲电路、制氢氧气水罐、密封垫，其特征在于：所述直流电子脉冲电路包括：脉冲频率为80—100MHz，功率密度为1—3KW/L，脉冲作用时间为1—5S，间隔时间为连续；所述制氢氧气水罐包括：在制氢氧气水罐中部设置有一导电极板，在该导电极板两侧分别依次对称设置有绝缘环，储水罐及连接法兰，在两侧的连接法兰之间均布有导电极板及两侧的绝缘环，储水罐密封垫并夹紧成为一体结构的连接丝杆及丝母；在导电极板两侧的绝缘环内对称均布有与绝缘环垂直设置并相互平行的震荡极板，在震荡极板及导电极板上还均布有通水孔、通气孔，在所述每个震荡极板及导电极板上的通水孔、通气孔等高水平设置；在储水罐的上部设置有氢气氧气的混合出口，在储水罐上还分别设置有进水口及排水口。

本实用新型为了便于随时掌握储水罐的液位、温度及压力情况，则在储水罐上还设置有温度传感器、压力传感器及液位传感器。本装置中的电子温度T、压力P、液位L传感器在系统中起到技术参数及功能的闭环及安全控制。

本实用新型根据制氢氧气量的需要，可以设计不同体积及不同直径的储水罐和相对应的震荡极板，其直径越大，则相邻的两个震荡极板间距就越大，本实用新型震荡极板之间的间距为2-25mm。同理，根据需要，本实用新型所述震荡极板的形状为圆形、椭圆形、矩形（含方形）或棱形，其厚度为0.6-2.5mm。

由于导电极板与连接丝杆均为金属导体，而本实用新型确定了上述二者不能相互导电，因此，当所述的连接丝杆穿过导电极板时，采用绝缘管套装。

在导电极板与绝缘环，绝缘环与储水罐，储水罐与连接法兰，以及储水罐上的结合处均设置有密封垫，以防止储水罐内的水泄漏。

所述每个震荡极板上的通水孔（平衡液面孔）通气孔等高水平对称设置，以保证在震荡制氢氧气的同时，保持二侧水位等高，不产生谐振，也便于散热，制氢氧气效果更加明显。

为保证本实用新型装置的安全运行，所述制氢氧气水罐两端的连接法兰均为接地端，并且完全对称接地，以保证震荡极板的震荡效果更好。

所述的直流电子脉冲电路还与计算机控制单元相连接，温度传感器、压力传感器及液位传感器同样分别与计算机控制单元相连接。

根据需要，本实用新型在制氢氧气水罐内的水中还加入适量的电解质。

本实用新型所采用电解水裂解制氢的结构从根本上改变了电解槽的结构设计；并且采用了于之相匹配的电子脉冲技术。解决了自古以来难以解决的制氢效率、散热及安全难题，因脉冲振荡使水雾化制氢，没有明显的温升，反而会抑制温升，因此不需要更多的辅助降温设备；另外，脉冲振荡使水雾化制氢与电解水制氢具有本质的区别，其经济实用性非常明显。本实用新型还具有结构合理，制氢安全，操作方便，使用寿命长，应用范围宽等优点。

附图说明

图1是本实用新型的系统控制原理图；

图2是本实用新型装置的总成示意图；

图3是图2中A本实用新型装置的电子震荡环解剖图的放大图；

图4是本实用新型装置的两侧法兰示意图；

图5是本实用新型装置中的正电位极板与电子震荡环内部结构图。

附图中的主要部件说明：1为氢氧气混合出口，2为氢氧气混合出口，3为储水罐入口，4为储水罐入口，5为绝缘环，6为绝缘环，7为储水罐，8为储水罐，9为传感器安装孔，10为传感器安装孔，11为清洗排水口，12为清洗排水口，13为绝缘套管，14为丝杆，15为丝母，16为储水罐连接法兰，17为储水罐筒壳，18为密封垫，19为通气孔，20、22为平衡液孔，21为脉冲震荡极板，23为密封垫，24为正电位极板，E为正脉冲接入端。

下面将结合附图通过实例对本实用新型作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本实用新型其中的例子而已，并不代表本实用新型所限定的权利保护范围，本实用新型的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式：

由图1-图5所示，图中的PG为直流脉冲电路，所述直流脉冲电路PG包括：脉冲频率为80—100MHz，功率密度为1—3KW/L，脉冲作用时间为1—5S，间隔时间为连续；直流脉冲电路PG受控于智能控制电路ICS，直流脉冲电路PG的输入端接通由交流电源AC（220V、380V）经整流电路RC或者直接采用直流电源DC（12V、24V、36V）电源经直流控制电路DC-K。本实例所述制氢氧气水罐包括：在制氢氧气水罐中部设置有一导电极板24（E），在该导电极板两侧分别依次对称设置有绝缘环5、6，储水罐7、8及储水罐连接法兰16，在两侧的储水罐连接法兰之间均布有将导电极板24及两侧的绝缘环5、6，储水罐7、8及密封垫23并夹紧成为一体结构的连接丝杆14及丝母15，由于所述的连接丝杆14穿过导电极板24时，采用绝缘套管13套装；在导电极板24两侧的绝缘环5、6内对称均布有与绝缘环垂直设置并相互平行的脉冲震荡极板21，在脉冲震荡极板21及导电极板24上还均布有通水孔、通气孔20、22，在所述每个震荡极板及导电极板上的平衡液孔（通水孔）、通气孔20、22、19均等高水平对称设置；在储水罐7、8的上部设置有氢氧气混合出口1、2，在储水罐7、8上还分别设置有储水罐入水口3、4及储水罐清洗排水口11、12。

本实用新型为了便于随时掌握储水罐的液位、温度及压力情况，则在储水罐7、8上还设置有温度传感器、压力传感器及液位传感器；所述的传感器通过传感器安装孔9、10设置在储水罐内。

首先将该系统装置见图1中储水罐入水口3、4的加水盖打开，注满较为清洁的水（自来水即可），水温在5-45℃之间，水通过储水罐入口注入到储水罐内并且分别通过脉冲震荡极板21上的平衡液孔20、22进入由绝缘环5、6及脉冲震荡极板21组成的电子脉冲震荡环中，然后将加水盖盖好，通过密封垫锁紧不漏水，接通AC或DC电源（本系统装置具备交流和直流二种电源工作模式），由计算机控制的直流脉冲电路PG及系统智能控制电路ICS开始工作（图1），直流脉冲电路PG（脉冲频率为80—100MHz，功率密度为1—3KW/L，脉冲作用时间为1—5S，间隔时间为连续）通过该装置的导电极板24（E）端与二侧法兰（GND)端形成闭环电路，分别作用于电子脉冲震荡环5、6的二端；公共地端（GND)共连。在直流电子脉冲E作用下，在电子脉冲震荡环图5中对震荡极板21产生强烈震荡，使水雾化成气态，在直流电场力的作用下使水分子链打开将水分子变成离子状态，即一个水分子可以分解成为二个氢原子和一个氧原子，即形成化学阴阳离子，阴阳离子沿各自方向移动，分别在阳极E形成氧气，在阴极GND形成氢气；并由装置中的氢氧气混合出口1、2输出即可使用；因本装置将产生的氢气和氧气作为清洁燃料所以汇流输出，即产即用。产出的氢氧气即刻做燃料燃烧了，所以不会马上还原生成水，即是高能燃料又安全可靠。本装置安装了温度T、压力P、液位L传感器（图1、图2），使水温度T控制在45℃以下；压力P控制在0.3MPa以下；液位L控制在缺水报警状态或自动补水控制。所有控制都能做到在智能控制电路ICS设置范围内使系统装置安全可靠运行。

在本实用新型装置结构中分别装配有：氢氧气混合出口；储水罐入口；电子震荡环（5、6）；储水罐；电子温度、压力、液位传感器；储水罐清洗排水口；二侧法兰通过绝缘管、丝杆、丝母将水罐和电子脉冲震荡环紧密对称夹紧；成为该系统装置的主体。其结构简单，安全可靠。技术独创，效率极高，是本实用新型的突出特点。

本实用新型具有良好的接地性，二侧法兰均为不锈钢金属接地端（GND)，唯有震荡极板24（E)端是电位端，因此本装置不易漏电，特别安全。

本实用新型在制氢过程中通过传感器控制，即用即产，不存储氢气，使装置特别安全。

本实用新型应用范围广，作为可再生清洁能源可以广泛地应用在机动车辆上，锅炉上，金属焊接、切割设备上等领域。因此，是根据需用量来确定产氢量的装置。

Claims (9)

1.一种电子脉冲式水制氢氧气的装置，它包括有直流电子脉冲电路，制氢氧气水罐，密封垫，其特征在于：所述直流电子脉冲电路包括：脉冲频率为80—100MHz，功率密度为1—3KW/L，脉冲作用时间为1—5S，间隔时间为连续；所述制氢氧气水罐包括：在制氢水罐中部设置有一导电极板，在该导电极板两侧分别依次对称设置有绝缘环，储水罐及连接法兰，在两侧的连接法兰之间均布有将导电极板及两侧的绝缘环，储水罐密封垫并夹紧成为一体结构的连接丝杆及丝母；在导电极板两侧的绝缘环内对称均布有与绝缘环垂直设置并相互平行的震荡极板，在震荡极板及导电极板上还均布有通水孔，在所述每个震荡极板及导电极板上的通水孔等高水平设置；在储水罐的上部设置有氢气氧气的混合出口，在储水罐上还分别设置有进水口及排水口。

2.根据权利要求1所述的电子脉冲式水制氢氧气的装置，其特征在于：在储水罐上还设置有温度传感器、压力传感器及液位传感器。

3.根据权利要求1所述的电子脉冲式水制氢氧气的装置，其特征在于：震荡极板之间的间距为2-25mm。

4.根据权利要求1或3所述的电子脉冲式水制氢氧气的装置，其特征在于：震荡极板的形状为圆形，椭圆形、矩形或棱形，其厚度为0.6-2.5mm。

5.根据权利要求1所述的电子脉冲式水制氢氧气的装置，其特征在于：当所述的连接丝杆穿过导电极板时，采用绝缘管套装。

6.根据权利要求1、2或5所述的电子脉冲式水制氢氧气的装置，其特征在于：在导电极板与绝缘环，绝缘环与储水罐，储水罐与连接法兰，以及储水罐上的接口处均设置有密封垫。

7.根据权利要求1所述的电子脉冲式水制氢氧气的装置，其特征在于：所述每个震荡极板上的通水孔通气孔都等高水平对称设置。

8.根据权利要求1所述的电子脉冲式水制氢氧气的装置，其特征在于：所述制氢氧气水罐两端的连接法兰为接地端，直流脉冲在中间极板对二侧水罐等效施加。

9.根据权利要求1或2所述的电子脉冲式水制氢氧气的装置，其特征在于：所述的直流电子脉冲电路PG还与计算机智能控制电路ICS相连接，温度传感器T、压力传感器P及液位传感器L同样分别与计算机智能控制电路ICS相连接。