CN214694386U - 一种水电解氢氧分离发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水电解氢氧分离发生器，包括依次连接的进水储水板、正极电解板、正极钛纤维毡、膜电极、负极钛纤维毡、负极电解板和固定板；所述正极电解板和负极电解板分别与直流电源连接；进水储水板开设有储水槽、进水口以及用于出水和出氧气的出水口，储水槽分别与出水口和进水口连通，出水口和进水口分别与水箱连接；储水槽设置有支撑条一；正极电解板开设有透水孔，支撑条一与相邻透水孔之间的连接部相抵；固定板设置有出气口和支撑条二；负极电解板开设有透气孔，支撑条二与相邻透气孔之间的连接部相抵。本实用新型体积小，可避免发生器在大电流工作下产生高温，可靠生成氢气，从而保证电解率和延长使用寿命。

Description

一种水电解氢氧分离发生器

技术领域

本实用新型涉及水电解技术领域，更具体地说，涉及一种水电解氢氧分离发生器。

背景技术

水电解氢氧分离发生器是将水电解生成氢和氧的装置，该装置所产生的氢和氧是相互分离开的。一般的水电解氢氧分离发生器是由多片电极板和绝缘框相互交替堆叠，经粘结或紧固件紧固构成的多个电解室，通过水电解的方式生成氢气和氧气，再将氢气收集。

然而，现有水电解氢氧分离发生器存在以下缺点：

(1)现有水电解氢氧分离发生器存体积大，导致不便于携带。

(2)现有水电解氢氧分离发生器在大电流作用下容易发生温度过高导致影响内部电解部件的电解效率，甚至容易出现内部部件烧坏的现象，使得无法生成氢气和氧气，从而影响水电解氢氧分离发生器的工作效率和大大缩短使用寿命，提高使用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种实用性强的水电解氢氧分离发生器，该水电解氢氧分离发生器体积小，可避免发生器在大电流工作下产生高温，可靠生成氢气，从而保证电解率和延长使用寿命。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种水电解氢氧分离发生器，其特征在于：与外部水箱和直流电源连接，其包括依次连接的进水储水板、正极电解板、正极钛纤维毡、膜电极、负极钛纤维毡、负极电解板和固定板；所述正极电解板和负极电解板分别与直流电源连接；

所述进水储水板开设有储水槽、进水口以及用于出水和出氧气的出水口，储水槽分别与出水口和进水口连通，出水口和进水口分别与水箱连接；所述储水槽设置有用于水流导向和支撑正极电解板的支撑条一；所述正极电解板开设有透水孔，支撑条一与相邻透水孔之间的连接部相抵，实现对正极电解板支撑；

所述固定板设置有用于出氢气的出气口和用于支撑负极电解板的支撑条二；所述负极电解板开设有透气孔，支撑条二与相邻透气孔之间的连接部相抵，实现对负极电解板支撑。

在上述方案中，本实用新型的进水储水板可通过储水槽储水，使得发生器工作过程中，一直保证充足的水通过正极电解板和正极钛纤维毡进入至膜电极，并通过与直流电源连接的正极电解板和负极电解板，进行水电解，可避免发生器在大电流工作下由于水供应不足产生高温，该发生器可有效和可靠生成氢气，从而保证发生器的电解率和延长使用寿命。另外，支撑条一和支撑条二的设计，可有效保证在进水储水板和固定板施加压力时，正极电解板和负极电解板不会发生形变，从而进一步保证发生器的电解率和延长使用寿命。

本实用新型还包括用于增加膜电极导电性能以及防止负极钛纤维毡刺穿膜电极的炭布；所述炭布设置在膜电极和负极钛纤维毡之间。本实用新型的炭布的作用为：第一，增加膜电极的电流密度，增加膜电极导电性能；第二，防止负极钛纤维毡刺穿膜电极；第三，起到绝缘的作用，防止负极钛纤维毡和正极钛纤维毡直接接触，以防止在大电流情况下出现放电现象。

所述负极钛纤维毡和炭布的外围设置有硅胶密封框一。

所述正极钛纤维毡和膜电极的外围设置有硅胶密封框二；所述正极电解板和负极电解板之间形成密封空间。

所述进水储水板与正极电解板之间设置有硅胶密封片一。

所述固定板与负极电解板之间设置有硅胶密封片二。

所述正极钛纤维毡的尺寸大于负极钛纤维毡的尺寸。该设计可有效防止正极钛纤维毡和负极钛纤维毡相接触，避免短路。

所述支撑条一横向均匀排列在储水槽内。

所述进水口设置在进水储水板的下方；所述出水口设置在进水储水板的上方；所述出气口设置在固定板的上方。

本实用新型还包括进水管接口、出水管接口和出氢管接口；所述进水口通过进水管接口与水箱连接；所述出水口通过出水管接口与水箱连接；所述出气口通过出氢管接口与外部的氢气收集装置连接。

本实用新型水电解氢氧分离发生器的工作原理为：

水电解氢氧分离发生器的进水储水板和固定板通过螺杆等紧固件对中间的板件进行固定。在进水储水板和固定板施加压力下，正极电解板和负极电解板之间形成密封空间。工作时，从进水口进入的水可在储水槽进行存储，利用正极电解板的透水孔使得水快速进入正极钛纤维毡；利用正极钛纤维毡的疏水性和负极钛纤维毡的透气性，使得膜电极保证持续有水渗透，并通过炭布增强导电性，使得膜电极可持续进行水电解，水电解产生的氢气和氧气能够及时分别从负极钛纤维毡和正极钛纤维毡排出；而负极钛纤维毡排出的氢气可通过负极电解板的透气孔快速排至出气口，正极钛纤维毡排出的氧气可通过正极电解板的透水孔快速排至出水口。

本实用新型水电解氢氧分离发生器工作时生成的氧气小气泡可通过支撑条一的引导汇集至出水口排出，防止生成的氧气小气泡在储水槽上过快聚集，变成大气泡，阻碍水流的流动。在储水槽中的氧气小气泡向上移动，同时为水流带来向上流动的动力，使得只需要将进水口、出水口与水箱直接连通，无需设置水泵等主动动力装置，水流即可自发地从进水口进入、从出水口流出。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：本实用新型水电解氢氧分离发生器实用性强，该水电解氢氧分离发生器体积小，可避免发生器在大电流工作下产生高温，可靠生成氢气，从而保证电解率和延长使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型水电解氢氧分离发生器的示意图；

图2是本实用新型水电解氢氧分离发生器的爆炸图(螺杆等紧固件未图示)；

图3是本实用新型水电解氢氧分离发生器中进水储水板的示意图；

图4是本实用新型水电解氢氧分离发生器中固定板的示意图；

其中，1为进水储水板、2为正极纯钛板、3为正极钛纤维毡、4为膜电极、5为负极钛纤维毡、6为负极纯钛板、7为固定板、8为储水槽、9为进水口、10为出水口、11为支撑条一、12为透水孔、13为出气口、14为支撑条二、15为透气孔、16为炭布、17为硅胶密封框一、18为硅胶密封框二、19为硅胶密封片一、20为硅胶密封片二、21为进水管接口、22为出水管接口、23为出氢管接口、24为螺杆。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例

如图1至图4所示，本实用新型水电解氢氧分离发生器是与外部水箱和直流电源连接的，其包括依次连接的进水储水板1、采用正极纯钛板2作为正极电解板、正极钛纤维毡3、膜电极4、负极钛纤维毡5、采用负极纯钛板6作为负极电解板和固定板7，正极纯钛板2和负极纯钛板6分别与直流电源连接。

其中，进水储水板1开设有储水槽8、进水口9以及用于出水和出氧气的出水口10，储水槽8分别与出水口10和进水口9连通，出水口10和进水口9分别与水箱连接。该储水槽8设置有用于水流导向和支撑正极纯钛板2的支撑条一11，该正极纯钛板2开设有透水孔12，支撑条一11与相邻透水孔12之间的连接部相抵，实现对正极纯钛板2支撑。固定板7设置有用于出氢气的出气口13和用于支撑负极纯钛板6的支撑条二14，负极纯钛板6开设有透气孔15，支撑条二14与相邻透气孔15之间的连接部相抵，实现对负极纯钛板6支撑。

本实用新型还包括用于增加膜电极4导电性能以及防止负极钛纤维毡5刺穿膜电极4的炭布16，该炭布16设置在膜电极4和负极钛纤维毡5之间。本实用新型的炭布16的作用为：第一，增加膜电极4的电流密度，增加膜电极4导电性能；第二，防止负极钛纤维毡5刺穿膜电极4；第三，起到绝缘的作用，防止负极钛纤维毡5和正极钛纤维毡3直接接触，以防止在大电流情况下出现放电现象。

为了提高水电解氢氧分离发生器的密封性，负极钛纤维毡5和炭布16的外围设置有硅胶密封框一17，正极钛纤维毡3和膜电极4的外围设置有硅胶密封框二18，正极纯钛板2和负极纯钛板6之间形成密封空间。进水储水板1与正极纯钛板2之间设置有硅胶密封片一19，固定板7与负极纯钛板6之间设置有硅胶密封片二20。

本实用新型的正极钛纤维毡3的尺寸大于负极钛纤维毡5的尺寸，该设计可有效防止正极钛纤维毡3和负极钛纤维毡5相接触，避免短路。

本实用新型的支撑条一11横向均匀排列在储水槽8内，而支撑条二14也是横向均匀排列在固定板7上。本实施例的进水口9设置在进水储水板1的下方，出水口10设置在进水储水板1的上方，而出气口13设置在固定板7的上方。

本实用新型还包括进水管接口21、出水管接口22和出氢管接口23，其中，进水口9通过进水管接口21与水箱连接，出水口10通过出水管接口22与水箱连接，出气口13通过出氢管接口23与外部的氢气收集装置连接。

本实用新型水电解氢氧分离发生器的工作原理为：

水电解氢氧分离发生器的进水储水板1和固定板7通过螺杆24等紧固件对中间的板件进行固定。在进水储水板1和固定板7施加压力下，正极纯钛板2和负极纯钛板6之间形成密封空间。工作时，从进水口9进入的水可在储水槽8进行存储，利用正极纯钛板2的透水孔12使得水快速进入正极钛纤维毡3；利用正极钛纤维毡3的疏水性和负极钛纤维毡5的透气性，使得膜电极4保证持续有水渗透，并通过炭布16增强导电性，使得膜电极4可持续进行水电解，水电解产生的氢气和氧气能够及时分别从负极钛纤维毡5和正极钛纤维毡3排出；而负极钛纤维毡3排出的氢气可通过负极纯钛板6的透气孔12快速排至出气口13，正极钛纤维毡3排出的氧气可通过正极纯钛板2的透水孔12快速排至出水口10。

本实用新型水电解氢氧分离发生器工作时生成的氧气小气泡可通过支撑条一11的引导汇集至出水口10排出，防止生成的氧气小气泡在储水槽8上过快聚集，变成大气泡，阻碍水流的流动。在储水槽8中的氧气小气泡向上移动，同时为水流带来向上流动的动力，使得只需要将进水口9、出水口10与水箱直接连通，无需设置水泵等主动动力装置，水流即可自发地从进水口9进入、从出水口10流出。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水电解氢氧分离发生器，其特征在于：与外部水箱和直流电源连接，其包括依次连接的进水储水板、正极电解板、正极钛纤维毡、膜电极、负极钛纤维毡、负极电解板和固定板；所述正极电解板和负极电解板分别与直流电源连接；

所述进水储水板开设有储水槽、进水口以及用于出水和出氧气的出水口，储水槽分别与出水口和进水口连通，出水口和进水口分别与水箱连接；所述储水槽设置有用于水流导向和支撑正极电解板的支撑条一；所述正极电解板开设有透水孔，支撑条一与相邻透水孔之间的连接部相抵，实现对正极电解板支撑；

所述固定板设置有用于出氢气的出气口和用于支撑负极电解板的支撑条二；所述负极电解板开设有透气孔，支撑条二与相邻透气孔之间的连接部相抵，实现对负极电解板支撑。

2.根据权利要求1所述的水电解氢氧分离发生器，其特征在于：还包括用于增加膜电极导电性能以及防止负极钛纤维毡刺穿膜电极的炭布；所述炭布设置在膜电极和负极钛纤维毡之间。

3.根据权利要求2所述的水电解氢氧分离发生器，其特征在于：所述负极钛纤维毡和炭布的外围设置有硅胶密封框一。

4.根据权利要求3所述的水电解氢氧分离发生器，其特征在于：所述正极钛纤维毡和膜电极的外围设置有硅胶密封框二；所述正极电解板和负极电解板之间形成密封空间。

5.根据权利要求1所述的水电解氢氧分离发生器，其特征在于：所述进水储水板与正极电解板之间设置有硅胶密封片一。

6.根据权利要求1所述的水电解氢氧分离发生器，其特征在于：所述固定板与负极电解板之间设置有硅胶密封片二。

7.根据权利要求1所述的水电解氢氧分离发生器，其特征在于：所述正极钛纤维毡的尺寸大于负极钛纤维毡的尺寸。

8.根据权利要求1所述的水电解氢氧分离发生器，其特征在于：所述支撑条一横向均匀排列在储水槽内。

9.根据权利要求1所述的水电解氢氧分离发生器，其特征在于：所述进水口设置在进水储水板的下方；所述出水口设置在进水储水板的上方；所述出气口设置在固定板的上方。

10.根据权利要求1所述的水电解氢氧分离发生器，其特征在于：还包括进水管接口、出水管接口和出氢管接口；所述进水口通过进水管接口与水箱连接；所述出水口通过出水管接口与水箱连接；所述出气口通过出氢管接口与外部的氢气收集装置连接。

Images