CN214937839U

CN214937839U - 基于半导体的取水制氢装置

Info

Publication number: CN214937839U
Application number: CN202121058499.3U
Authority: CN
Inventors: 陈德香; 陈群
Original assignee: Shenzhen Youyun Medical Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Youyun Medical Technology Co ltd
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2021-11-30
Anticipated expiration: 2031-05-18

Abstract

本实用新型公开了一种基于半导体的取水制氢装置，包括凝水模组、第一储水箱、转换模组、第二储水箱及氢氧分离单元，凝水模组设在空气管道中，用于将所述空气管道内的空气制冷以制取冷凝水；第一储水箱设在所述凝水模组下方，用以存储所述冷凝水；转换模组与所述第一储水箱相连通，用以将所述冷凝水转换为蒸馏水；第二储水箱与所述转换模组相连通，用以存储所述蒸馏水；氢氧分离单元与所述第二储水箱相连，用于将所述蒸馏水水解以分离出氢气。本实用新型不需要采用人工加蒸馏水，制氢效率更高且有利于方便公共场所使用。

Description

基于半导体的取水制氢装置

技术领域

本实用新型涉及制氢技术领域，具体涉及一种基于半导体的取水制氢装置。

背景技术

氢能是一种二次能源，从长远看，以水制氢是最有前途的方法，原料取之不尽，而且氢燃烧放出能量后又生成水，不造成环境污染。在相关技术中，由于氢气的不稳定性，在制氢的工艺过程中，现有的制氢方式通常需要采用杂质少的蒸馏水，但是由于需要采用人工加蒸馏水，效率低且不方便公共场所使用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种基于半导体的取水制氢装置，包括：

凝水模组，设在空气管道中，用于将所述空气管道内的空气制冷以制取冷凝水；

第一储水箱，设在所述凝水模组下方，用以存储所述冷凝水；

转换模组，与所述第一储水箱相连通，用以将所述冷凝水转换为蒸馏水；

第二储水箱，与所述转换模组相连通，用以存储所述蒸馏水；

氢氧分离单元，与所述第二储水箱相连，用于将所述蒸馏水水解以分离出氢气。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，所述凝水模组包括至少两个第一制冷单元，至少两个所述第一制冷单元分别设在所述空气管道的进风口与出风口，以将进入所述空气管道内的空气冷凝成冷凝水。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，所述转换模组包括水热单元及第二制冷单元，所述水热单元与所述第一储水箱相连通，所述第二制冷单元与所述第二储水箱相连通，所述水热单元用于将所述冷凝水加热蒸馏，并通过所述第二制冷单元制冷以导入至所述第二储水箱内。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，所述所述氢氧分离单元包括：

电解槽，所述电解槽与所述第二储水箱相连通，用于将所述蒸馏水电解以生成氢气和氧气；

连接管路，所述连接管路的入口与所述电解槽相连；

分离器，与所述连接管路的出口相连通，当所述氢气和所述氧气经由所述连接管路进入所述分离器时，所述分离器将所述氢气和所述氧气分离并导出。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，所述连接管路上设有传感器模组及电磁阀，所述传感器模组用于检测所述连接管路的运行状态，所述电磁阀用于控制所述连接管路的通断。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，所述传感器模组包括温度单元、电流检测单元及压力单元，所述温度单元用于检测所述连接管路的温度状态，所述电流检测单元用于检测所述连接管路的电流状态，所述压力单元用于检测所述连接管路的压力状态。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，还包括通信模块，所述通信模块与所述传感器模组相连，用以在所述传感器模组与移动终端之间通信。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，所述第一储水箱外设有显示单元及语音提示单元，所述显示单元与所述语音提示单元分别与所述通信模块相连，以使所述移动终端控制所述显示单元的显示参数以及控制所述语音提示单元的语音提示参数。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，所述第一储水箱内设有第一水位传感器，用于在所述冷凝水低于预定水位时控制所述凝水模组运转工作。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，所述第二储水箱内设有第二水位传感器及TDS检测传感器，所述第二水位传感器用于在所述蒸馏水低于预设水位时控制所述转换模组运转工作，所述TDS检测传感器用于检测所述蒸馏水的水质。

本实用新型提供的基于半导体的取水制氢装置，可以通过凝水模组将空气管道内的空气冷凝生成冷凝水，并存储在第一储水箱内，再通过转换模组将冷凝水转换成蒸馏水，进而使蒸馏水存储在第二储水箱内，然后采用氢氧分离单元将蒸馏水进行水解分离出氢气，如此，不需要采用人工加蒸馏水，制氢效率更高且有利于方便公共场所使用。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中提供的基于半导体的取水制氢装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中提供的基于半导体的取水制氢装置的模块框图；

图3是本实用新型实施例中提供的传感器模组的结构框图。

附图标号说明：

10、凝水模组；101、第一制冷单元；20、空气管道；30、第一储水箱；301、冷凝水；302、第一水位传感器；303、显示单元；304、语音提示单元；40、转换模组；401、水热单元；402、第二制冷单元；50、第二储水箱；501、蒸馏水；502、第二水位传感器；503、TDS检测传感器；60、氢氧分离单元；601、电解槽；602、连接管路；603、分离器；70、传感器模组；701、温度单元；702、电流检测单元；703、压力单元；80、通信模块；90、移动终端。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图详细描述本实用新型实施例的基于半导体的取水制氢装置。

参照图1所示，本实用新型提供的基于半导体的取水制氢装置，包括凝水模组10、第一储水箱30、转换模组40、第二储水箱50及氢氧分离单元60，凝水模组10设在空气管道20中，用于将空气管道20内的空气制冷以制取冷凝水301；第一储水箱30设在凝水模组10下方，用以存储冷凝水301；转换模组40与第一储水箱30相连通，用以将冷凝水301转换为蒸馏水501；第二储水箱50与转换模组40相连通，用以存储蒸馏水501；氢氧分离单元60与第二储水箱50相连，用于将蒸馏水501水解以分离出氢气。

本实用新型提供的基于半导体的取水制氢装置，可以通过凝水模组10将空气管道20内的空气冷凝生成冷凝水301，并存储在第一储水箱30内，再通过转换模组40将冷凝水301转换成蒸馏水501，进而使蒸馏水501存储在第二储水箱50内，然后采用氢氧分离单元60将蒸馏水501进行水解分离出氢气，如此，不需要采用人工加蒸馏水501，制氢效率更高且有利于方便公共场所使用。

具体的，凝水模组10包括至少两个第一制冷单元101，至少两个第一制冷单元101分别设在空气管道20的进风口与出风口，以将进入空气管道20内的空气冷凝成冷凝水301。在本实施例中，第一制冷单元101可以是半导体制冷片，在空气管道20内可以设置风扇，使得空气通过风扇带入空气管道20内，并通过两个第一制冷单元101制冷冷凝形成水滴，使得形成的冷凝水301可以滴入第一储水箱30内以进行存储。

具体的，转换模组40包括水热单元401及第二制冷单元402，水热单元401与第一储水箱30相连通，第二制冷单元402与第二储水箱50相连通，水热单元401用于将冷凝水301加热蒸馏，并通过第二制冷单元402制冷以导入至第二储水箱50内。

在本实施例中，第一储水箱30内的冷凝水301可以进入水热单元401进行加热蒸馏，在加热蒸馏后的冷凝水301进入第二制冷单元402制冷降温以形成蒸馏水501，进而导入至第二储水箱50内进行储存，如此，使得蒸馏水501能够从空气中制备生成，无需人工添加蒸馏水501，资源利用率更高。

进一步地，氢氧分离单元60包括电解槽601、连接管路602及分离器603，电解槽601与第二储水箱50相连通，用于将蒸馏水501电解以生成氢气和氧气；连接管路602的入口与电解槽601相连；分离器603与连接管路602的出口相连通，当氢气和氧气经由连接管路602进入分离器603时，分离器603将氢气和氧气分离并导出。

在本实施例中，第二储水箱50内的蒸馏水501可以进入电解槽601内，并通过电解槽601对蒸馏水501电解生成氢气和氧气，使得氢气和氧气可以经由连接管路602进入分离器603内，进而通过分离器603将氢气和氧气分离，并将氢气从出气口输出，由此，完成氢气的制备，使用更方便简单。

参照图3所示，连接管路602设有传感器模组70及电磁阀(图中未示出)，传感器模组70用于检测连接管路602的运行状态，电磁阀用于控制连接管路602的通断。

在本实施例中，传感器模组70包括温度单元701、电流检测单元702及压力单元703，温度单元701用于检测连接管路602的温度状态，电流检测单元702用于检测连接管路602的电流状态，压力单元703用于检测连接管路602的压力状态；可以理解的是，通过检测连接管路602的温度、压力及电流等状态，确保氢气和氧气分离的过程中，可以实时进行监测，安全性更高。

参照图2所示，还包括通信模块80，通信模块80与传感器模组70相连，用以在传感器模组70与移动终端90之间通信。其中，通信模块80可以采用蓝牙MCU芯片，通过通信模块80在移动终端90和传感器模组70之间形成通信，进而可以采用移动终端90对传感器模组70的的各个参数进行设定，使得传感器模组70的各个参数更为可控，使用更安全。

具体的，第一储水箱30内设有第一水位传感器302，用于在冷凝水301低于预定水位时控制凝水模组10运转工作。其中，第一水位传感器302可以感应第一储水箱30内的水位高低，并在第一储水箱30内的水位低于预定水位时，控制凝水模组10开始工作，以进行冷凝制水，可选的，预定水位可以是第一储水箱30容积的一半位置。

进一步地，第二储水箱50内设有第二水位传感器502及TDS检测传感器503，第二水位传感器502用于在蒸馏水501低于预设水位时控制转换模组40运转工作，TDS检测传感器503用于检测蒸馏水501的水质。

在本实施例中，TDS(Total dissolved solids溶解性固体总量)检测传感器可以检测蒸馏水501中的水质状况，进而可以在电解槽601电解过程中，确保蒸馏水501的电导率更有利于电解，使得蒸馏水501在电解出氢气时更为稳定可靠；并且，在蒸馏水501被电解后水量降低，通过第二水位传感器502感应第二储水箱50内的的水位高低，可以在第二储水箱50内的水位低于预设水位时控制转换模组40将冷凝水301蒸馏以制成蒸馏水501，如此，可以使得蒸馏水501不需要人工添加即可自行制成，使用更方便；可以理解的是，预设水位可以是第二储水箱50容积的一半位置。

进一步地，第一储水箱30外设有显示单元303及语音提示单元304，显示单元303与语音提示单元304分别与通信模块80相连，以使移动终端90控制显示单元303的显示参数以及控制语音提示单元304的语音提示参数。其中，显示单元303可以分别与传感器模组70、第一水位传感器302、第二水位传感器502及TDS检测传感器503相连，进而可以通过显示单元303进行显示第一储水箱30和第二储水箱50的水位状态，以及连接管路602的运行状态，并通过语音提示单元304进行语音播报及报警，使用更安全可靠。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种基于半导体的取水制氢装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于半导体的取水制氢装置，其特征在于，所述凝水模组包括至少两个第一制冷单元，至少两个所述第一制冷单元分别设在所述空气管道的进风口与出风口，以将进入所述空气管道内的空气冷凝成冷凝水。

3.根据权利要求1所述的基于半导体的取水制氢装置，其特征在于，所述转换模组包括水热单元及第二制冷单元，所述水热单元与所述第一储水箱相连通，所述第二制冷单元与所述第二储水箱相连通，所述水热单元用于将所述冷凝水加热蒸馏，并通过所述第二制冷单元制冷以导入至所述第二储水箱内。

4.根据权利要求1所述的基于半导体的取水制氢装置，其特征在于，所述氢氧分离单元包括：

连接管路，所述连接管路的入口与所述电解槽相连；

5.根据权利要求4所述的基于半导体的取水制氢装置，其特征在于，所述连接管路上设有传感器模组及电磁阀，所述传感器模组用于检测所述连接管路的运行状态，所述电磁阀用于控制所述连接管路的通断。

6.根据权利要求5所述的基于半导体的取水制氢装置，其特征在于，所述传感器模组包括温度单元、电流检测单元及压力单元，所述温度单元用于检测所述连接管路的温度状态，所述电流检测单元用于检测所述连接管路的电流状态，所述压力单元用于检测所述连接管路的压力状态。

7.根据权利要求5所述的基于半导体的取水制氢装置，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块与所述传感器模组相连，用以在所述传感器模组与移动终端之间通信。

8.根据权利要求7所述的基于半导体的取水制氢装置，其特征在于，所述第一储水箱外设有显示单元及语音提示单元，所述显示单元与所述语音提示单元分别与所述通信模块相连，以使所述移动终端控制所述显示单元的显示参数以及控制所述语音提示单元的语音提示参数。

9.根据权利要求1所述的基于半导体的取水制氢装置，其特征在于，所述第一储水箱内设有第一水位传感器，用于在所述冷凝水低于预定水位时控制所述凝水模组运转工作。

10.根据权利要求1所述的基于半导体的取水制氢装置，其特征在于，所述第二储水箱内设有第二水位传感器及TDS检测传感器，所述第二水位传感器用于在所述蒸馏水低于预设水位时控制所述转换模组运转工作，所述TDS检测传感器用于检测所述蒸馏水的水质。