CN210057076U - 可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电解制造氢气和氧气的技术领域，尤其涉及用于可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置。包括储水容器、电解装置，所述电解装置上设有用于供制备的氧气流出的第一出气管、以及用于供制备的氢气流出的第二出气管，所述第一出气管与第二出气管汇集后与气体输出口连通，且所述气体输出口处还连接有呼吸管口，所述呼吸管口处还设有用于对使用者呼气时将呼吸管口处气体回流的气体回流管道，所述气体回流管道上还连接有用于对回流气体进行反应过滤处理和/或稀释排放的处理装置，且所述呼吸管口以及气体回流管道均连接在呼吸器上。在呼吸器上增加气体回流管道，使得使用者在呼气时将装置产生的气体以及呼出的气体进行回流。

Description

可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置

【技术领域】

本实用新型属于电解制造氢气和氧气的技术领域，尤其涉及用于可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置。

【背景技术】

据研究表明，氢气作为一种选择性抗氧化物质，氢对肝脏缺血、药物性肝炎、胆管阻塞引起的肝硬化、脂肪肝等多种类型的肝脏疾病具有有效和明显的治疗作用。目前市面上已推出制氢杯等产品，来方便人们在日常中摄入氢。

目前，市面上的氢氧呼吸机、氢氧产生装置，其产生出氢气与氧气后，直接供使用者吸取，而使用者在呼出时，高浓度氢氧混合气体通常是直接导出至空气中，或者聚集在使用者面部附近，给消费者带来极大的安全隐患。

【发明内容】

为解决现有技术中氢氧产生装置中使用过程中容易造成使用者面部周围氢浓度升高的问题，本实用新型提供了可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，包括储水容器、与所述储水容器连接的电解装置，所述电解装置上设有用于供制备的氧气流出的第一出气管、以及用于供制备的氢气流出的第二出气管，所述第一出气管与第二出气管汇集后与气体输出口连通，且所述气体输出口处还连接有呼吸管口，所述呼吸管口处还设有用于对使用者呼气时将呼吸管口处气体回流的气体回流管道，所述气体回流管道上还连接有用于对回流气体进行反应过滤处理和/或稀释排放的处理装置，且所述呼吸管口以及气体回流管道均连接在呼吸器上。

如上所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，所述处理装置为设置在气体回流管道上用于将回流气体增压的增压风机。

如上所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，所述处理装置包括有设于气体回流管道上用于将氢气氧化为水的反应滤芯。

如上所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，所述反应滤芯上还设有空气补充入口、空气排放入口,还设有排水管道，所述排水管道连通至储水容器。

如上所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，所述处理装置包括可对回收气体中氮气过滤的氮气分离器和对回收气体中二氧化碳过滤的二氧化碳过滤器。

如上所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，所述气体输出口处还连接有气体扩散管口,所述气体扩散管口还连接有风机，所述风机的进风口有两个，其中一个为靠近所述电解装置，且两个所述的进风口出均设有调节开关，所述风机上还设有用于对其吹出的空气加湿的超声波雾化装置。

如上所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，所述气体回流管道的一端连接于呼吸器，另一端开口于设备降温风扇。

如上所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，所述第一出气管上接有第一气水分离器，所述第二出气管上接有第二气水分离器，所述第一气水分离器与第二气水分离器上的气体输出管道汇合后与所述气体输出口连通。所述储水容器上还设有回流管道，所述第一气水分离器与第二气水分离器上的液体输出口与回流管道连通，且连通处还设有由微孔材料制成的多孔滤网。

如上所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，所述第一气水分离器的气体输出管道上还设有过滤器。

如上所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，所述第一气水分离器与第二气水分离器上的气体输出管道汇合处与气体输出口之间还接有湿化瓶。

与现有技术相比，本实用新型有如下优点：

1、本实用新型提供了可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，在呼吸器上增加气体回流管道，使得使用者在呼气时将装置产生的气体以及呼出的气体进行回流。这样一来能够避免装置产生出的氢气与氧气直接排放至使用者面部附近，二来后续能够对回流的气体进行再处理、回流再用(如发电、分离N2、CO2后重复使用等)，从而降低该装置在使用过程中存在的安全风险，以及节约氢气与氧气制取的能耗。

2、本实用新型可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，其通过增压风机或者该装置自带的散热风扇将回流气体吹散后直接排放或是通过管道排放到安全位置，这样通过简单的结构设置即可解决该装置存在在使用者面部附近排放高浓度氢气的安全隐患。

3、本实用新型可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，还可通过反应滤芯将回流气体中的氢气进行反应变为水，这样一来能够将氢气处理掉，二来通过将水导回至储水容器中，实现再利用。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置的示意图；

图2为本实用新型可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置的示意图二(图中省略扩散管道)；

图3为本实用新型处理装置仅采用扇热风机的实施例示意图；

图4为本实用新型处理装置实施例三的示意图一；

图5为本实用新型处理装置实施例三的示意图二。

【具体实施方式】

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

如图1所示，可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，包括储水容器1、与所述储水容器1连接的电解装置2，所述电解装置2上设有用于供制备的氧气流出的第一出气管31、以及用于供制备的氢气流出的第二出气管32，所述第一出气管31与第二出气管32汇集后与气体输出口5连通，且所述气体输出口5处还连接有呼吸管口81，所述呼吸管口81处还设有用于对使用者呼气时将呼吸管口81处气体回流的气体回流管道83，所述气体回流管道83上还连接有用于对回流气体进行反应过滤处理和/或稀释排放的处理装置，且所述呼吸管口81以及气体回流管道83均连接在呼吸器上。本实用新型提供了可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，在呼吸器上增加气体回流管道，使得使用者在呼气时将装置产生的气体以及呼出的气体进行回流。这样一来能够避免装置产生出的氢气与氧气直接排放至使用者面部附近，二来后续能够对回流的气体进行再处理、回流再用(如发电、分离N2、CO2后重复使用等)，从而降低该装置在使用过程中存在的安全风险，以及节约氢气与氧气制取的能耗。

另外，为达到上述使用者在呼气时气体回流管道打开的效果，本方案中呼吸器可采用如专利“可控气量的呼吸装置”(申请号为2017217390140)所公开的方案即可实现。其具体结构本方案中不再作说明。

进一步地，所述处理装置为设置在气体回流管道83上用于将回流气体增压吹散的增压风机91。通过增压风机将回流气体吹散后排放到别处，这样通过简单的结构设置即可可达到降低使用者周围空气的氢浓度。

而且，如图3所示，作为上述方案的优化，所述气体回流管道83的一端连接于呼吸器，另一端开口于设备降温风扇。通过装置自带的降温风扇作为上述方案的增压风扇，也能达到相同的效果。而且能够使得装置结构更为简单。另外，通过该装置自带的扇热风扇能够直接对回收气体排放，而且排放口一般原理使用者，也可另外设置排放管道对回收气体排放。可根据使用的场合设置，例如个人使用不需单独设置排放管道；如在氧疗室内，则优选通过排放管道统一排放到室外。

另外，如图2所示，所述处理装置包括有设于气体回流管道83上用于将氢气氧化为水的反应滤芯92，所述反应滤芯92上还设有空气补充入口、空气排放入口。反应滤芯92采用含铂族贵金属做催化剂的微孔膜类材料制成；通过催化剂实现对氢气的氧化反应。而且为了补足氧气的含量，特意开设空气补充口以及空气排放口，也可通过风机等风压设备来从外界抽取足量的空气。

具体地，氢气氧气在通过微孔滤料时，接触铂族金属微粒时发生反应，产生热量/电和水，电和水可以回收利用，热量可以驱动空气补充和排放。这个滤芯可以做成平板状，管状，或者膜丝状，材料可以为陶瓷、有机高分子。微孔的尺寸优选是1mm以下。

而且，所述反应滤芯92还设有排水管道93，所述排水管道93连通至储水容器1。通过将反应产生的水导回至储水容器从而实现再利用，简单的结构提高利用率。

再进一步地，处理装置的实施例三，所述处理装置包括可对回收气体中氮气过滤的氮气分离器94和对回收气体中二氧化碳过滤的二氧化碳过滤器95。可以使用分子筛技术分离和排放氮气，使用碱金属氧化物或溶液固定二氧化碳，保留氢气氧气供使用者呼吸。如图4所示，该方案中二氧化碳过滤器为二氧化碳化学吸附装置。如图5所示，二氧化碳过滤器为二氧化碳分子筛。且处理装置上还包括用于将过滤后的回收气体导回至呼气器上的循环管道96。

又进一步地，所述气体输出口5处还连接有气体扩散管口82，所述气体扩散管口82还连接有风机9，所述风机9的进风口有两个，其中一个为靠近所述电解装置2。本实用新型提供了可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，为了使混合气体能够直接供使用者呼气，通过风机通入普通空气或过滤后的空气，从而降低混合气体中氢氧的浓度，便于使用者呼吸使用。氢气和氧气呼吸时，其混合比例为2：1，具有一定的安全隐患。这里设计有风机以及扩散气管，输出空气，用于吹散人体呼吸器附近富集的氢气，避免氢气浓度过高后带来的爆燃风险。而且所述风机的进风口有2个，其中一个为靠近电解装置，另一个进风口与环境温度处靠近，一个位于电解槽附件(热空气)，一个位于环境温度处(常温空气)，然后可以二选一选择使用，这样即便在寒冷的冬天中，还给使用者提供温暖的呼吸气体。在本方案中，更为优化的选择利用电解装置在启动过程中产生的热量，风机在将该部分热量带出的同时，还起到散热作用。

进一步地，两个所述的进风口出均设有调节开关。使得本产品还可通过调节2个进风口的进风量来进行温度的调节。通过2个调节开关的开口大小来控制进风量，从而调节热空气与常温空气的混合比例来实现温度调节。本方案中所述调节开关可采用电池阀来实现。

又进一步地，所述风机9上还设有用于对其吹出的空气加湿的超声波雾化装置。通过超声波雾化装置能够提高空气中的湿度，进一步让使用者使用起来更舒适。

又进一步地，所述第一出气管31上接有第一气水分离器41，所述第二出气管32上接有第二气水分离器42，所述第一气水分离器41与第二气水分离器42上的气体输出管道汇合后与所述气体输出口5连通。由于制造出的气体都带有水分，通过气水分离器分离后可直接供人体呼吸，而且，气水分离器可采用传统机械式分离器。而本方案中，所述第一出气管31上接有具有疏水透气膜的第一气水分离器41，所述第二出气管32上接有具有疏水透气膜的第二气水分离器42，所述第一气水分离器41与第二气水分离器42上的气体输出管道汇合后与气体输出口5连通。其通过电解装置对从储水容器里导入的水进行电解产生出含氢气的水与含氧气的水后，通过第一出气管道与第二出气管道式别输出后，分别导入到采用具有疏水透气膜的气水分离器中进行过滤水分，最后脱水后的气体从气体输出管导出至设备的气体输出口。其中气体分离器采用疏水透气膜来进行过滤气体中的水汽，其结构简单，而且分离效果好，使得设备体积减少，便于在呼吸器上使用。

本方案中，疏水透气膜具体为，所述第一气水分离器41内的疏水透气膜为采用聚烯烃、含氟聚合物材料制成的微孔膜，或采用经过疏水处理的聚醚砜、聚丙烯腈、陶瓷等亲水材料制成的微孔膜。其孔径优先选取小于0.2微米。

所述第一气水分离器41内的疏水透气膜可做成丝膜状立体膜。利用疏水透气膜自身的透气的属性加上立体结构，能够有效分离气水的同时，防止水汽附于膜层表面造成堵塞。其原理为，在水汽的状态下，水颗粒非常细小，根据毛细运动的原理，可以顺利渗透到毛细管到另一侧，从而发生透汽现象。当水汽冷凝变成水珠后，颗粒变大，由于水珠表面张力的作用(水分子之间互相“拉扯抗衡”)，水分子就不能顺利脱离水珠渗透到另一侧，也就是防止了水的渗透发生，使透汽膜有了疏水的功能。

另外，也可采用以下材料，所述第一气水分离器41内的疏水透气膜为疏水型微孔材料制成，其上孔径小于10微米。材料可选择pp或pbdf，其孔径优先选取小于0.2微米。其也具有较好的水汽分离的效果。

另外，所述储水容器1上还设有回流管道11，所述第一气水分离器41与第二气水分离器42上的液体输出口与回流管道11连通，且连通处还设有由微孔材料制成的多孔滤网43。通过气水分离器分离后的液体可通过回流管道流回至储水容器中，实现循环再用。而且，还通过增加多孔滤网，通过气水分离器分离后的液体(以下称为脱气水)，脱气水出口处通过多孔滤网43，收集水体内微小气泡，而且使小气泡汇聚为大气泡(气泡中即为制造的气体)，也起到一定的分隔作用，即可提高气体的收集效率。而且，本方案中，多孔滤网的孔径优先选择≥0.1微米。

而且，所述第一气水分离器41的气体输出管道上还设有过滤器6。过滤器可采用活性炭过滤，其主要过滤制造的氧气中可能含有的臭氧成分。

另外，所述第一气水分离器41与第二气水分离器42上的气体输出管道汇合处与气体输出口5之间还接有湿化瓶7。增加湿化瓶7一来可提高混合气体中的湿度，使得使用者吸取更为舒适；二来由于混合气体中含有氢气，该为易爆易燃气体，增加湿度后能够防止气体易燃，提高安全性能。

而且，所述第二出气管32与所述第二气水分离器42之间还设有压力传感器。当电解装置启动后，可通过压力传感器检测出是否电解成功，成功启动后产生的氢气导致第二出气管道内部气体变化。

同理，还可在本装置管道外设置氢气传感器，其用于检测装置内是否有氢气泄露，避免因泄露造成爆炸的危险。

还进一步地，为了使得本设备更为智能、方便，可在储水容器中增加液位传感器，其能够及时检测并使用者往储水容器中加水。

具体地，本设备为呼吸机，其上气体输出口为供使用者直接吸取的呼气口。而且本电解装置可采用常规的SPE膜技术实现电解以及氢氧分流。

还进一步地，所述电解装置2包括带有SPE膜的电解槽，所述电解槽位于膜的两侧各上分别设有左进水口和右进水口，且所述左进水口与右进水口通过一连通管道21连通，所述第二出气管32上还连接有液体输出管道33，所述液体输出管道33以及连通管道21上均设有开关阀，两个所述的开关阀可同时开启或关闭。本实用新型提供了可输出含氢水的电解水制氢制氧设备，其通过电解装置对从储水容器里导入的水进行电解产生出含氢气的水与含氧气的水后，通过第一出气管道与第二出气管道式别输出，而且增加液体输出管道后，可增加本设备制造含氢水的功能，可直接导出含氢水进行使用，使用者可通过打开该开关阀进行选择。

本实用新型提供了可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，在呼吸器上增加气体回流管道，使得使用者在呼气时将装置产生的气体以及呼出的气体进行回流。这样一来能够避免装置产生出的氢气与氧气直接排放至使用者面部附近，二来后续能够对回流的气体进行再处理、回流再用(如发电、分离N2、CO2后重复使用等)，从而降低该装置在使用过程中存在的安全风险，以及节约氢气与氧气制取的能耗。

如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。凡与本实用新型的方法、结构等近似、雷同，或是对于本实用新型构思前提下做出若干技术推演，或替换都应当视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，其特征在于，包括储水容器(1)、与所述储水容器(1)连接的电解装置(2)，所述电解装置(2)上设有用于供制备的氧气流出的第一出气管(31)、以及用于供制备的氢气流出的第二出气管(32)，所述第一出气管(31)与第二出气管(32)汇集后与气体输出口(5)连通，且所述气体输出口(5)处还连接有呼吸管口(81)，所述呼吸管口(81)处还设有用于对使用者呼气时将呼吸管口(81)处气体回流的气体回流管道(83)，所述气体回流管道(83)上还连接有用于对回流气体进行反应过滤处理和/或稀释排放的处理装置，且所述呼吸管口(81)以及气体回流管道(83)均连接在呼吸器上。

2.根据权利要求1所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，其特征在于，所述处理装置为设置在气体回流管道(83)上用于将回流气体增压的增压风机(91)。

3.根据权利要求1或2中所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，其特征在于，所述处理装置包括有设于气体回流管道(83)上用于将氢气氧化为水的反应滤芯(92)。

4.根据权利要求3所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，其特征在于，所述反应滤芯(92)上还设有空气补充入口、空气排放入口,还设有排水管道(93)，所述排水管道(93)连通至储水容器(1)。

5.根据权利要求1所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，其特征在于，所述处理装置包括可对回收气体中氮气过滤的氮气分离器(94)和对回收气体中二氧化碳过滤的二氧化碳过滤器(95)，且处理装置上还包括用于将过滤后的回收气体导回至呼气器上的循环管道。

6.根据权利要求1所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，其特征在于，所述气体输出口(5)处还连接有气体扩散管口(82),所述气体扩散管口(82)还连接有风机(9)，所述风机(9)的进风口有两个，其中一个为靠近所述电解装置(2)，且两个所述的进风口出均设有调节开关，所述风机(9)上还设有用于对其吹出的空气加湿的超声波雾化装置。

7.根据权利要求1所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，其特征在于，所述气体回流管道(83)的一端连接于呼吸器，另一端开口于设备降温风扇。

8.根据权利要求4所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，其特征在于，所述第一出气管(31)上接有第一气水分离器(41)，所述第二出气管(32)上接有第二气水分离器(42)，所述第一气水分离器(41)与第二气水分离器(42)上的气体输出管道汇合后与所述气体输出口(5)连通，所述储水容器(1)上还设有回流管道(11)，所述第一气水分离器(41)与第二气水分离器(42)上的液体输出口与回流管道(11)连通，且连通处还设有由微孔材料制成的多孔滤网。

9.根据权利要求8所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，其特征在于，所述第一气水分离器(41)的气体输出管道上还设有过滤器(6)。

10.根据权利要求8所述的可对排出氢气进行回流的电解水制氢制氧呼吸装置，其特征在于，所述第一气水分离器(41)与第二气水分离器(42)上的气体输出管道汇合处与气体输出口(5)之间还接有湿化瓶(7)。

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