CN216512863U - 氢气含量可调的氢氧混合气制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，包括机壳，用于容纳制氧装置，制氢装置、控制模块以及供电模块，其中供电模块用于上述各装置的供电；制氧装置，用于空气中氧气的分离，将氧气存储备用；制氢装置，用于通过电解水原理，产生的氢气或氢氧混合气备用；所述控制模块，用于控制调节氧气的流量，检测氧气的浓度，以及将氢氧混合气的流量及氢气含量调节至预设范围内；制氧装置产生的氧气与所述制氢装置产生的氢气或氢氧混合气通过管路汇流至氢氧混合气制备装置的出气口经湿化后排出或直接排出。本实用新型具有使用寿命长、氢气含量可调、氢氧混合气流量可调等优点。

Description

氢气含量可调的氢氧混合气制备装置

技术领域

本实用新型涉及氢氧制备技术领域，具体而言，尤其涉及一种氢气含量可调的氢氧混合气制备装置。

背景技术

氧气对人体的代谢起着关键作用，缺氧会引起上呼吸道感染、失眠、肺水肿及脑水肿等疾病。近年来，氢气在医疗、保健、养生领域的应用广泛兴起，人们开始关注含氢气体和含氢液体的产品。利用氢气的生物学效应，如：抗氧化、抗炎症、抗凋亡和修复细胞的作用，可实现身体状态的改善和防治疾病的效果。许多研究结果表明，氢气能够选择性清除体内恶性自由基、具有调节免疫、代谢调节等健康作用，对脑缺血、老年痴呆、肺损伤、肾脏损伤、肿瘤治疗、改善睡眠等方面的具有辅助治疗的作用。同时，氢气对美容抗衰、抗紫外线损伤、皮肤组织修复等也具有美容作用。

目前，市面上的制氢机或者医疗机构的氢氧发生器多半结构复杂，仅能实现高纯氢气的制备或固定氢氧比(氢气/氧气＝66.6％：33.3％)的氢氧混合气的功能，而对于有氢气含量可调的氢氧混合气的制备装置目前还未见报道。

因此，有必要提供一种新型的适用于医疗保健的、可供使用者调节氢气含量的氢氧混合气制备装置，用以解决现有技术的不足。

实用新型内容

根据上述提出现有技术中制氢及制氢氧混合气设备结构复杂，氢氧气比例不可调节等技术问题，而提供一种氢气含量可调的氢氧混合气制备装置。本实用新型主要将空气分离制氧工艺耦合应用于电解水制氢技术中，通过对上述装置进行合理的结构设计、优化，通过控制调节气体流量、氢气含量实现多模式供给，具有结构紧凑、使用寿命长、氢氧混合气出气量可调、氢气含量可调等优点。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，其特征在于，包括：

机壳，用于容纳制氧装置，制氢装置、控制模块以及供电模块，其中供电模块用于上述各装置的供电；

所述制氧装置，用于空气中的氧气的分离，将氧气存储备用；

所述制氢装置，用于通过电解水原理，产生的氢气或氢氧混合气备用；

所述控制模块，用于控制调节氧气的流量，检测氧气的浓度，以及将氢氧混合气的流量及氢气含量调节至预设范围内；

所述制氧装置产生的氧气与所述制氢装置产生的氢气或氢氧混合气通过管路汇流至所述氢氧混合气制备装置的出气口经湿化后排出或直接排出。

进一步地，所述制氧装置包括空气压缩机、与空气压缩机相连的冷凝器、与冷凝器相连的用于将空气中氧气分离的吸附装置、与吸附装置相连的用于氧气存储的储气罐、以及与空气中其它气体输出管路相连的消音装置。

制氧装置的工作原理为，基于变压吸附原理，采用沸石分子筛作为吸附剂，由于沸石分子筛有选择吸附的特性，氮气被沸石分子筛大量吸附，氧在气相中被富集，在变压吸附的作用下实现氮氧分离。采用两个吸附塔流程，一塔吸附产氧，一塔解吸再生，通过控制模块控制组合气阀的启闭，使两塔循环交替，连续交替，连续产出高品质氧气。

进一步地，所述吸附装置为至少包括两个吸附塔的吸附塔组，所述冷凝器与所述吸附塔组之间设有组合气阀，通过组合气阀控制气路，采用变压吸附原理，循环交替工作，实现空气中氧气的分离。所述冷凝器一侧还设有散热器，用于对冷凝器散热。

进一步地，所述制氢装置包括电解池和催化剂电极，在电解池上设有氢气或氢氧混合气出气口，氢气或氢氧混合气出气口处设有气液分离器，产生的氢气或氢氧混合气经过多级过滤和干燥后汇流入与氧气出气管相通的出气管路。

优选地，干燥后的氢氧混合气再经过阻火器后，进入到汇流管道，能有效保证装置的安全性。

进一步地，所述氢氧混合气的流量及氢气含量的预设范围是，氢氧混合气出气量0.03～7L/min，其中，氢气含量占比0％～100％。当制氧装置停止工作时，选择制氢装置的氢气出气口启动，即可实现浓度近乎100％的氢气供给；或者当制氧装置停止工作时，选择制氢装置的氢氧混合气出气口启动，即可实现氢气：氧气为66.6％：33.3％的氢氧混合气供给；亦或者是仅启动制氧装置，实现100％的氧气供给；再或者是将二者同时启动，将氢气含量调至所需要的范围即可。值得注意的是，当氢气含量超过爆炸极限时，为进一步保证装置的安全性，在汇流部与出气口之间再设置一个阻火器。

进一步地，所述机壳包括主壳体和设置在主壳体上下两端的上盖和底盖，所述上盖上设有用于向制氢装置中注水的注水口，所述注水口上设有密封盖，所述上盖内还设有湿化瓶。

进一步地，所述上盖上还设有控制面板显示屏和流量计显示窗。

进一步地，所述底盖上设有多排进气孔，所述底盖上还设有便于移动的脚轮。

进一步地，所述湿化瓶底部还设有灯光板，所述湿化瓶侧面的上盖上设有湿化瓶可视窗。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的制氧装置，根据变压吸附原理，可以将空气中的氧气和其它气体分离，得到高纯度的氧气供给备用。

2、本实用新型提供的制氢装置，根据电解水原理，产生氢气或氢氧混合气，经过多级过滤与干燥得到纯净的氢气或氢氧混合气供给备用。

3、本实用新型提供的氢气含量可调的氢氧混合气制备装置可以根据使用者的需求将产生的氢氧混合气的流量及氢气含量调节到预设的含量范围内，安全可靠，方便快捷，可以实现多模式供给。

综上，本实用新型的氢气含量可调的氢氧混合气制备装置的结构紧凑，氢氧混合气的出气量可调、氢气含量可调，使用寿命长。

基于上述理由本实用新型可在制氢制氧领域广泛推广。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型氢气含量可调的氢氧混合气制备装置的结构示意爆炸图。

图2为本实用新型氢气含量可调的氢氧混合气制备装置的使用流程图。

图中：1、主壳体；2、上盖；3、底盖；4、脚轮；5、第一过滤器；6、空气压缩机；7、冷凝器；8、组合气阀；9、吸附塔组；10、储气罐；11、第二过滤器；12、流量计；13、显示屏；14、控制模块；15、单向阀；16、三通管；17、出气口；18、湿化瓶；19、供电模块；20、电解池；21、电解堆；22、气液分离器；23、阻火器；24、进气孔；25、灯光板；26、注水口；27、密封盖；28、消音器；29、流量调节阀；30、散热器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，包括：

机壳，用于容纳制氧装置，制氢装置、控制模块14以及供电模块19，其中供电模块19用于上述各装置的供电；

所述机壳包括主壳体1和设置在主壳体1上下两端的上盖2和底盖3，所述上盖2上设有用于向制氢装置中注水的注水口26，所述注水口26上设有密封盖27，所述上盖2内还设有湿化瓶18，湿化瓶18底部还设有灯光板25，所述湿化瓶18侧面的上盖2上设有湿化瓶可视窗，可以通过可视窗观察湿化瓶内气体的流出量。

所述上盖2上还设有控制面板显示屏13，用于显示控制控制模块14的工作，流量计12显示窗用于观察流量情况。

所述底盖3上设有多排进气孔24，用于加大主壳体1内的进风量，所述底盖3上还设有便于移动的脚轮4。

所述制氧装置，用于将空气中的氧气和其它气体分离，将氧气存储备用；所述制氧装置包括空气压缩机6、与空气压缩机6相连的冷凝器7、与冷凝器7相连的用于氧气和其它气体分离的吸附装置、与吸附装置相连的用于氧气存储的储气罐10、以及与其它气体输出管路相连的消音装置，消音装置为消音器28。所述吸附装置包括两个吸附塔的吸附塔组9，所述冷凝器7与所述吸附塔组9之间设有组合气阀8，通过组合气阀8控制气路，采用变压吸附原理，循环交替工作，实现空气中氧气的分离。所述冷凝器7一侧还设有散热器30，用于对冷凝器7散热，散热器30可采用风冷散热。

所述制氢装置，用于通过电解水原理，产生的氢气或氢氧混合气备用；所述制氢装置包括电解池20和催化剂电极(电解堆21)，在电解池20上设有氢气或氢氧混合气出气口，氢气或氢氧混合气出气口处设有气液分离器22，产生的氢气或氢氧混合气经过多级过滤和干燥后再经过阻火器23后汇流入与氧气出气管相通的三通管16。

所述控制模块14，用于控制调节氧气的流量，检测氧气的浓度，以及将氢氧混合气的流量及氢气含量调节至预设范围内，即氢氧混合气出气量0.03～7L/min，其中，氢气含量占比0％～100％。所述制氧装置产生的氧气经单向阀15与所述制氢装置产生的氢气或氢氧混合气通过三通管16汇流至所述氢氧混合气制备装置的出气口17经湿化瓶18湿化后排出或者直接排出。值得注意的是，当氢气含量超过爆炸极限时(即氢气含量大于4％时)，在三通管16与出气口17之间，应增设阻火器，以进一步提高装置安全性。

如图2所示，本实用新型氢氧混合气制备装置的使用方法，具体包括：

准备工作，打开密封盖27，通过注水口26将电解池20内注水，启动氢氧混合气制备装置，制氧装置和制氢装置工作。

制氧装置工作流程，空气从底盖3的进气孔24进入到主壳体1中，经第一过滤器5进入到空气压缩机6中进行压缩，经冷凝器7进入到组合气阀8中，冷凝器7客通过散热器30进行散热。压缩气体通过组合气阀8选择进入吸附塔组9进行变压吸附，氧气和其它气体分离后，氧气气路进入储气罐10经第二过滤器11后，经控制模块14控制，由流量调节阀29调节流量，通过流量计12显示流量，再进行浓度检测后经单向阀15进入到三通管16中，与制氢装置电解水产生的氢气或氢氧混合气汇流；其它气体气路通过消音器28排出。

制氢装置工作流程，电解池电解水产生氢气或氢氧混合气，经过气液分离器22后进入阻火器23，然后与氧气气路在三通管16汇流，此时，已经根据使用者的需求将氢氧混合气的流量及氢气含量调节到预设的范围内，经出气口17选择进入到湿化瓶18中，经过湿化后排出供给使用或直接排出供给使用，安全可靠。

根据使用者的需求，选择单独开启制氢装置或制氧装置，或同时开启两个装置，即可以实现多模式气体供给。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，其特征在于，包括：

机壳，用于容纳制氧装置，制氢装置、控制模块以及供电模块，其中供电模块用于上述各装置的供电；

所述制氧装置，用于空气中氧气的分离，将氧气存储备用；

所述制氢装置，用于通过电解水原理，产生的氢气或氢氧混合气备用；

所述控制模块，用于控制调节氧气的流量，检测氧气的浓度，以及将氢氧混合气的流量及氢气含量调节至预设范围内；

所述制氧装置产生的氧气与所述制氢装置产生的氢气或氢氧混合气通过管路汇流至所述氢氧混合气制备装置的出气口经湿化后排出或直接排出。

2.根据权利要求1所述的氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，其特征在于，所述制氧装置包括空气压缩机、与空气压缩机相连的冷凝器、与冷凝器相连的用于将空气中氧气分离的吸附装置、与吸附装置相连的用于氧气存储的储气罐、以及与空气中其它气体输出管路相连的消音装置。

3.根据权利要求2所述的氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，其特征在于，所述吸附装置为至少包括两个吸附塔的吸附塔组，所述冷凝器与所述吸附塔组之间设有组合气阀，通过组合气阀控制气路，采用变压吸附原理，循环交替工作，实现空气中氧气的分离。

4.根据权利要求2所述的氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，其特征在于，所述冷凝器一侧还设有散热器。

5.根据权利要求1所述的氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，其特征在于，所述制氢装置包括电解池和催化剂电极，在电解池上设有氢气或氢氧混合气出气口，氢气或氢氧混合气出气口处设有气液分离器，产生的氢气或氢氧混合气经过多级过滤和干燥后汇流入与氧气出气管相通的出气管路。

6.根据权利要求1所述的氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，其特征在于，所述机壳包括主壳体和设置在主壳体上下两端的上盖和底盖，所述上盖上设有用于向制氢装置中注水的注水口，所述注水口上设有密封盖，所述上盖内还设有湿化瓶。

7.根据权利要求6所述的氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，其特征在于，所述上盖上还设有控制面板显示屏和流量计显示窗。

8.根据权利要求6所述的氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，其特征在于，所述底盖上设有多排进气孔，所述底盖上还设有便于移动的脚轮。

9.根据权利要求6所述的氢气含量可调的氢氧混合气制备装置，其特征在于，所述湿化瓶底部还设有灯光板，所述湿化瓶侧面的上盖上设有湿化瓶可视窗。

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