CN216947230U - 一种隧道单向供水式氢氧气体发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道单向供水式氢氧气体发生器，包括层叠装配的左侧铝板、右侧铝板、第一电极钛板、第二电极钛板、两组以上的质子交换膜组、一组以上的中间钛板组。第一电极钛板和第二电极钛板的内侧面设有迂回形曲折通道。质子交换膜组为一质子交换膜和两片密封绝缘框片，中间钛板组为一中间钛板和两侧设有多孔钛板。第一电极钛板、第二电极钛板、绝缘片、密封绝缘框片、中间钛板、右侧铝板的边沿设有相贯通的第一通孔组、第二通孔组、第三通孔组，第一电极钛板、第二电极钛板和中间钛板的迂回形曲折通道设置右下端、左上端或者右上端、左下端不同的槽口连通第一、第二、第三、第四通孔组，左侧铝板或右侧铝板上设有相应的通孔接头。

Description

一种隧道单向供水式氢氧气体发生器

技术领域

本实用新型涉及氢氧发生器技术领域，特别是涉及一种隧道单向供水式氢氧发生器。

背景技术

随着技术的发展，目前制氢技术趋于成熟，方法多样，如水煤气法制氢和电解水制氢，水煤气法制氢这种方法制氢成本较低、产量大，然而需要的设备也较多。对于小型设备的应用，电解水制氢相较之下为一种更优越的方法，最具有应用前景，它具有气体纯度高，操作简便，无污染，无噪音，可循环利用等优点。由于电解时会产生大量不易散发的热量，现有的电解制氢的氢氧发生器通常具有散热性能差的缺陷，通过外设的冷却系统，如风冷或水冷装置，需要耗费更多的电能。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构设计简单合理、装配便捷、冷却效果好的隧道单向供水式氢氧气体发生器。

本实用新型所采用的技术方案是：一种隧道单向供水式氢氧气体发生器，包括层叠装配的左侧铝板、右侧铝板、第一电极钛板、第二电极钛板、两组以上的质子交换膜组、一组以上的中间钛板组。第一电极钛板和第二电极钛板的外侧面为平面，内侧面设有下沉式凹位，下沉式凹位上设有迂回形曲折通道，迂回形曲折通道上覆盖一多孔钛板，多孔钛板嵌于下沉式凹位内，第一电极钛板和第二电极钛板的外侧面设有绝缘片。质子交换膜组为一质子交换膜和两片密封绝缘框片，密封绝缘框片的中部设有开口，质子交换膜夹于两片密封绝缘框片之间的开口处。中间钛板组为一中间钛板，该中间钛板为两侧面均设有下沉式凹位，及下沉式凹位上设有迂回形曲折通道，迂回形曲折通道上覆盖一多孔钛板，多孔钛板嵌于下沉式凹位内。第一电极钛板、第二电极钛板、绝缘片、密封绝缘框片、中间钛板、右侧铝板的边沿设有相贯通的第一通孔组、第二通孔组、第三通孔组。对应右侧铝板上设有接通第一通孔组、第二通孔组、第三通孔组的相应的第一通孔接头、第二通孔接头、第三通孔接头、第四通孔接头。

第一电极钛板、第二电极钛板和中间钛板上的迂回形曲折通道的通道两端均设有槽口。槽口与第一电极钛板、第二电极钛板和中间钛板这些板材上设置的第一通孔组，或第二通孔组，或第三通孔组，或第四通孔组连通。

进一步所述第一电极钛板上的迂回形曲折通道的槽口分别布置于右下端和左上端的第一槽口、第二槽口。中间钛板贴近第一电极钛板一侧的迂回形曲折通道的槽口分别布置于左下端和右上端的第三槽口、第四槽口。中间钛板贴近第二电极钛板一侧的迂回形曲折通道的槽口分别布置于右下端和左上端的第五槽口、第六槽口。第二电极钛板上的迂回形曲折通道的槽口分别布置于左下端和右上端的第七槽口、第八槽口。

第一电极钛板、第二电极钛板、绝缘片、密封绝缘框片、中间钛板、右侧铝板的边沿设有均匀分布用于穿插螺栓的螺栓穿插孔，左侧铝板的边沿均匀设有多枚螺栓。螺栓的螺杆部穿过绝缘片、第一电极钛板、第二电极钛板、密封绝缘框片、中间钛板、右侧铝板，右侧铝板外侧设有螺母与螺栓锁紧固定。螺栓的螺杆部套设有绝缘收缩管，螺杆部前端套设有弹垫。

进一步所述密封绝缘筐片的边沿设有均匀分布的垫片安置孔位，垫片安置孔位内嵌入式安置有铁氟龙垫片。

进一步所述左侧铝板和右侧铝板的外沿侧壁设有多个预留孔位，预留孔位用于安装固定支架或者检测传感器器件。

本方案所述氢氧气体发生器从左至右依次层叠装配，左侧铝板、绝缘片、第一电极钛板、质子交换膜组、中间钛板组、质子交换膜组、第二电极钛板、绝缘片、右侧铝板。

进一步所述质子交换膜组和第二电极钛板之间可增加层叠中间钛板组和质子交换膜组组成的加塞组，增加在质子交换膜组和第二电极钛板之间的加塞组的组数为一组以上。

进一步所述绝缘片和密封绝缘框片采用硅胶材质一体成型。

本实用新型的有益效果为：通过本技术方案设计的氢氧气体发生器，其设计第一电极钛板、第二电极钛板和中间钛板上的迂回形曲折通道，迂回形曲折通道的通道两端均设有槽口，槽口设计的右下端、左上端或者左下端、右上端，槽口与第一电极钛板、第二电极钛板和中间钛板这些板材上设置的第一通孔组、第二通孔组、第三通孔组连通，实现“隧道”式的水流通道和气流通道，水流通道和气流通道能够实现水体更加均匀的电解反应，和能够起到水流带走一定温度的冷却效果。同时，左侧铝板、右侧铝板采用铝材质一方面也是散热效果好，另一方面是质量轻，易加工，成本低。

通过在密封绝缘框片边沿均匀设置垫片安置孔位，在垫片安置孔位内嵌入式安置铁氟龙垫片，铁氟龙垫片的厚度略微比密封绝缘框片的厚度薄一点，铁氟龙垫片起到承压支撑作用，能够实现通过螺栓装配锁紧的同时，不会过渡锁紧，导致密封绝缘框片过渡形变而堵住作为进水孔、出水孔、出气孔的第一通孔组、第二通孔组、第三通孔组、第四通孔组。

通过质子交换膜组将第一电极钛板和中间钛板之间、中间钛板和第二电极钛板之间隔成两个密闭空间，且通过第一电极钛板上的迂回形曲折通道的槽口分别布置于右下端和左上端；中间钛板贴近第一电极钛板一侧的迂回形曲折通道的槽口分别布置于左下端和右上端；中间钛板贴近第二电极钛板一侧的迂回形曲折通道的槽口分别布置于右下端和左上端；第二电极钛板上的迂回形曲折通道的槽口分别布置于左下端和右上端，实现从右侧铝板的右下端连通第一通孔组的通孔接头进水，水从中间钛板贴近第二电极钛板一侧的右下端入，左上端出，同时水也进入到第一电极钛板的右下端，然后从左上端出，然后右侧铝板的左上端连通的第二通孔组的通孔接头输出水及电解产生的氧气。而由质子交换膜的另一侧则产生氢气，氢气从中间钛板贴近第一电极钛板一侧的左下端和右上端出，及第二电极钛板的左下端和右上端出，然后从右侧铝板的左下端和右上端连通的第三通孔组的通孔接头输出氢气。本方案实现质子交换膜两侧的电解产生氧气和氢气的两个密闭空间，密封效果好，不漏水、不漏气。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构分解示意图。

图2为本实用新型的第二电极钛板结构示意图。

图3为本实用新型的中间钛板的左侧面结构示意图。

图4为本实用新型的中间钛板的右侧面结构示意图。

图5为本实用新型的第二电极钛板和绝缘片、右侧铝板结构示意图。

图6为本实用新型的质子交换膜组结构示意图。

图7为本实用新型的下方的第一通孔组和第三通孔组处的截面图。

图8为本实用新型的上方的第二通孔组和第三通孔组处的截面图。

图9为本实用新型的第一通孔接头为进水、第二通孔接头为出水的水路流向示意图。

图10为本实用新型的第一通孔接头为出水、第二通孔接头为进水的水路流向示意图。

图11为本实用新型的第三通孔接头和第四通孔接头为出气的气路流向示意图。

图12为本实用新型的第四通孔接头为进水、第三通孔接头为出水的水路流向示意图。

图13为本实用新型的第三通孔接头为进水、第四通孔接头为出水的水路流向示意图。

图14为本实用新型的第一通孔接头和第二通孔接头为出气的气路流向示意图。

图15为本实用新型的整体结构右侧视角立体图。

图16为本实用新型的整体结构左侧视角立体图。

图17为本实用新型增加多组中间钛板组和质子交换膜组结构示意图。

图18为实施例二改变的中间钛板的右侧面结构示意图。

图19为实施例二改变的中间钛板的左侧面结构示意图。

图20为实施例二的实现串联状态的水路的示意图。

图21为实施例二的实现串联状态的气路的示意图。

图22为本实用新型列举的迂回形曲折通道的截面形状示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明,其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例一

请参照图1至图16，一种隧道单向供水式氢氧气体发生器,其包括层叠装配的左侧铝板1、右侧铝板10、第一电极钛板3、第二电极钛板9、两组以上的质子交换膜组M、一组以上的中间钛板组。第一电极钛板3和第二电极钛板9的外侧面为平面，内侧面设有下沉式凹位31，下沉式凹位31上设有迂回形曲折通道32，迂回形曲折通道32上覆盖一多孔钛板4，多孔钛板4嵌于下沉式凹位31内，第一电极钛板3和第二电极钛板9的外侧面设有绝缘片2。质子交换膜组M为一质子交换膜6和两片密封绝缘框片5，密封绝缘框片5的中部设有开口，质子交换膜6夹于两片密封绝缘框片5之间的开口处。中间钛板组T为一中间钛板8，该中间钛板8为两侧面均设有下沉式凹位31，及下沉式凹位31上设有迂回形曲折通道32，迂回形曲折通道32上覆盖一多孔钛板4，多孔钛板4嵌于下沉式凹位31内。第一电极钛板3、第二电极钛板9、绝缘片2、密封绝缘框片5、中间钛板8、右侧铝板10的边沿设有相贯通的第一通孔组01、第二通孔组02、第三通孔组03，对应右侧铝板10上设有接通第一通孔组01、第二通孔组02、第三通孔组03的相应的第一通孔接头100、第二通孔接头200、第三通孔接头300、第四通孔接头400，每一通孔接头底部设有密封垫圈15。

参照图1至图10，第一电极钛板3、第二电极钛板9和中间钛板8上的迂回形曲折通道32的通道两端均设有槽口，槽口与第一电极钛板3、第二电极钛板9和中间钛板8这些板材上设置的第一通孔组01，或第二通孔组02，或第三通孔组03，或第四通孔组04连通

作为优选的，所述第一电极钛板3上的迂回形曲折通道32的槽口分别布置于右下端和左上端的第一槽口301、第二槽口302；中间钛板8贴近第一电极钛板3一侧的迂回形曲折通道32的槽口分别布置于左下端和右上端的第三槽口801、第四槽口802；中间钛板8贴近第二电极钛板9一侧的迂回形曲折通道32的槽口分别布置于右下端和左上端的第五槽口803、第六槽口804；第二电极钛板9上的迂回形曲折通道32的槽口分别布置于左下端和右上端的第七槽口901、第八槽口902。

参照图图9、图11，从右侧铝板10的右下端的第一通孔接头100进水，水流通过第一通孔组01，水从中间钛板8贴近第二电极钛板9一侧的右下端入，左上端出，同时水也进入到第一电极钛板3的右下端，然后从左上端出，然后右侧铝板10的左上端连通的第二通孔组02的第二通孔接头200输出水及电解产生的氧气。而由质子交换膜6的另一侧则产生氢气，氢气从中间钛板8贴近第一电极钛板3一侧的左下端和右上端出，及第二电极钛板9的左下端和右上端出，然后从右侧铝板10的左下端和右上端连通的第三通孔组03、第四通孔组04的第三通孔接头300、第四通孔接头400输出氢气。

参照图10、图11，根据实际应用，右侧铝板10上的第二通孔接头200作为进水端进水，然后第一通孔接头100出水，第三通孔接头300和第四通孔接头400输出氢气。

参照图12、图14，根据实际应用，改变第一电极钛板3和第二电极钛板9所连接的电源正负极，右侧铝板10上的第三通孔接头300作为进水端进水，然后第四通孔接头400出水端，第一通孔接头100和第二通孔接头200为输出氢气端。

参照图13、图14，根据实际应用，将右侧铝板10上的第四通孔接头400作为进水端进水，然后第三通孔接头300出水，第一通孔接头100和第二通孔接头200输出氢气。

参照图1、图7和图8，所述第一电极钛板3、绝缘片2、密封绝缘框片5、中间钛板8、第二电极钛板9、右侧铝板10的边沿设有均匀分布用于穿插螺栓的螺栓穿插孔，左侧铝板1的边沿均匀设有多枚螺栓11。螺栓11的螺杆部穿过绝缘片2、第一电极钛板3、密封绝缘框片5、中间钛板8、第二电极钛板9、右侧铝板10，右侧铝板10外侧设有螺母14与螺栓11锁紧固定。所述螺栓11的螺杆部套设有绝缘收缩管12，螺杆部前端套设有弹垫13。

优选的，参照图1、图6至图8，所述密封绝缘筐片5的边沿设有均匀分布的垫片安置孔位51，垫片安置孔位51内嵌入式安置有铁氟龙垫片7。铁氟龙垫片7的厚度略微比密封绝缘框片5的厚度薄一点，铁氟龙垫片7起到承压支撑作用，能够实现通过螺栓11装配锁紧的同时，不会过渡锁紧，导致密封绝缘框片5过渡形变而堵住进水孔、出水孔、出气孔。

参照图10，所述左侧铝板1和右侧铝板10的外沿侧壁设有多个预留孔位17，预留孔位17用于安装固定支架或者检测传感器器件。

作为优选的，绝缘片2和密封绝缘框片5采用硅胶材质一体成型。

参照图1、图15，从左至右依次层叠装配左侧铝板1、绝缘片2、第一电极钛板3、质子交换膜组M、中间钛板组T、质子交换膜组M、第二电极钛板9、绝缘片2、右侧铝板10。

参照图15、图17，所述质子交换膜组M和第二电极钛板9之间可增加层叠中间钛板组T和质子交换膜组M组成的加塞组S，增加在质子交换膜组M和第二电极钛板9之间的加塞组S的组数更加实际需要及匹配作业参数，可以增加一组以上，不作具体组数的限定。

以上实施例一是在同一块铝板的一侧设置四个通孔接头，其形成的水路和气路是并联的，下面是在实施例一基础上作延伸设计，实现一侧铝板进另一侧铝板出的串联的水路、气路的实施例二。

实施例二

参照图18至图21，在实施例一的基础上，左侧铝板1和右侧铝板10上各设置两个相对的通孔接头，形成串联的水路、气路。将实施例一靠近第二电极钛板一侧的中间钛板8右下端的第一通孔组01修改为底部为封闭的第一槽孔位01-1，第一槽孔位01-1和中间钛板8的第五槽口803是相通的。靠近第一电极钛板一侧的中间钛板8做下端的第四通孔组04修改为底部为封闭的第二槽孔位04-1，第二槽孔位04-1和中间钛板8的第三槽口相通。参照图20、图21，图示的两条路径，这两条路径可以根据实际变换连接第一电极钛板和第二电极钛板的正负极电源，实现这两条路径分别是图20所示的是水路、图21所示的是气路，或者图21所示的作为水路，则图20所示的作为气路。

实施例一和实施例二，相同的都是实现质子交换膜组的两侧面的电极钛板、中间钛板，实现其中一侧面是实现流通水的，另一侧面则为实现制氢，流通氢气。

需要说明的是，对于本实施例附图2至图5所示的仅仅是本实施例所列举的一种用于说明本方案的迂回形曲折通道32的一种举例，其所示的迂回形曲折还可以包含其他的迂回形状的通道，（如圆形、棱形、矩形等）。迂回形曲折通道32的通道截面不仅为矩形，还可以为下凹多变形、下凹圆弧、下凹“V”字形等（如图22所示）。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。而对于属于本实用新型的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种隧道单向供水式氢氧气体发生器，其特征在于：包括层叠装配的左侧铝板（1）、右侧铝板（10）、第一电极钛板（3）、第二电极钛板（9）、两组以上的质子交换膜组（M）、一组以上的中间钛板组（T），所述第一电极钛板（3）和第二电极钛板（9）的外侧面为平面，内侧面设有下沉式凹位（31），下沉式凹位（31）上设有迂回形曲折通道（32），迂回形曲折通道（32）上覆盖一多孔钛板（4），多孔钛板（4）嵌于下沉式凹位（31）内，第一电极钛板（3）和第二电极钛板（9）的外侧面设有绝缘片（2）；所述质子交换膜组（M）为一质子交换膜（6）和两片密封绝缘框片（5），密封绝缘框片（5）的中部设有开口，质子交换膜（6）夹于两片密封绝缘框片（5）之间的开口处；所述中间钛板组（T）为一中间钛板（8），该中间钛板（8）为两侧面均设有下沉式凹位（31），及下沉式凹位（31）上设有迂回形曲折通道（32），迂回形曲折通道（32）上覆盖一多孔钛板（4），多孔钛板（4）嵌于下沉式凹位（31）内；所述第一电极钛板（3）、第二电极钛板（9）、绝缘片（2）、密封绝缘框片（5）、中间钛板（8）、右侧铝板（10）的边沿设有相贯通的第一通孔组（01）、第二通孔组（02）、第三通孔组（03）、第四通孔组（04），对应右侧铝板（10）上设有接通第一通孔组（01）、第二通孔组（02）、第三通孔组（03）、第四通孔组（04）的相应的第一通孔接头（100）、第二通孔接头（200）、第三通孔接头（300）、第四通孔接头（400）。

2.根据权利要求1所述的一种隧道单向供水式氢氧气体发生器，其特征在于：所述第一电极钛板（3）、第二电极钛板（9）和中间钛板（8）上的迂回形曲折通道（32）的通道两端均设有槽口，槽口与第一电极钛板（3）、第二电极钛板（9）和中间钛板（8）这些板材上设置的第一通孔组（01），或第二通孔组（02），或第三通孔组（03），或第四通孔组（04）连通。

3.根据权利要求2所述的一种隧道单向供水式氢氧气体发生器，其特征在于：所述第一电极钛板（3）上的迂回形曲折通道（32）的槽口分别布置于右下端和左上端的第一槽口（301）、第二槽口（302）；中间钛板（8）贴近第一电极钛板（3）一侧的迂回形曲折通道（32）的槽口分别布置于左下端和右上端的第三槽口（801）、第四槽口（802）；中间钛板（8）贴近第二电极钛板（9）一侧的迂回形曲折通道（32）的槽口分别布置于右下端和左上端的第五槽口（803）、第六槽口（804）；第二电极钛板（9）上的迂回形曲折通道（32）的槽口分别布置于左下端和右上端的第七槽口（901）、第八槽口（902）。

4.根据权利要求1所述的一种隧道单向供水式氢氧气体发生器，其特征在于：所述第一电极钛板（3）、绝缘片（2）、密封绝缘框片（5）、中间钛板（8）、第二电极钛板（9）、右侧铝板（10）的边沿设有均匀分布用于穿插螺栓的螺栓穿插孔，左侧铝板（1）的边沿均匀设有多枚螺栓（11），螺栓（11）的螺杆部穿过绝缘片（2）、第一电极钛板（3）、密封绝缘框片（5）、中间钛板（8）、第二电极钛板（9）、右侧铝板（10），右侧铝板（10）外侧设有螺母（14）与螺栓（11）锁紧固定；所述螺栓（11）的螺杆部套设有绝缘收缩管（12），螺杆部前端套设有弹垫（13）。

5.根据权利要求1所述的一种隧道单向供水式氢氧气体发生器，其特征在于：所述密封绝缘框片（5）的边沿设有均匀分布的垫片安置孔位（51），垫片安置孔位（51）内嵌入式安置有铁氟龙垫片（7）。

6.根据权利要求1所述的一种隧道单向供水式氢氧气体发生器，其特征在于：所述左侧铝板（1）和右侧铝板（10）的外沿侧壁设有多个预留孔位（17），预留孔位（17）用于安装固定支架或者检测传感器器件。

7.根据权利要求1所述的一种隧道单向供水式氢氧气体发生器，其特征在于：所述绝缘片（2）和密封绝缘框片（5）采用硅胶材质一体成型。

8.根据权利要求1所述的一种隧道单向供水式氢氧气体发生器，其特征在于：从左至右依次层叠装配左侧铝板（1）、绝缘片（2）、第一电极钛板（3）、质子交换膜组（M）、中间钛板组（T）、质子交换膜组（M）、第二电极钛板（9）、绝缘片（2）、右侧铝板（10）。

9.根据权利要求8所述的一种隧道单向供水式氢氧气体发生器，其特征在于：所述质子交换膜组（M）和第二电极钛板（9）之间可增加层叠中间钛板组（T）和质子交换膜组（M）组成的加塞组（S），增加在质子交换膜组（M）和第二电极钛板（9）之间的加塞组（S）的组数为一组以上。

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