CN218666307U - 微型制氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种微型制氢装置，包括第一电极板、第二电极板、第三电极板、第一隔板以及第二隔板，其中：所述第一电极板、第二电极板、第三电极板以依次相互平行的方式固定在一起，且所述第一电极板和第三电极板连接电压源的第一电极，所述第二电极板连接电压源的第二电极；所述第一隔板位于第一电极板和第二电极板之间，并在第一电极板和第二电极板之间形成第一水流通道；所述第二隔板位于第二电极板和第三电极板之间，并在第二电极板和第三电极板之间形成第二水流通道；所述第二电极板上具有连通第一水流通道和第二水流通道的通孔。本实用新型通过延长了水流在电极板之间的行程，可使更多的氢气溶于水中，极大提高出水中的氢含量。

Description

微型制氢装置

技术领域

本实用新型涉及制氢领域，更具体地说，涉及一种微型制氢装置。

背景技术

氢气是一种理想的医用气体，它能够在细胞水平发展作用。近年来，国内许多医疗机构及研究单位等，通过各种临床验证及人体辅助医疗应用等，已逐渐认可氢作用在人体时所带来的正面效果。目前已有很多相关产品得到研发和推广，例如吸氢机、氢氧呼吸机、富氢水杯、氢食品等。

然而，氢分子在人体的作用，除了直接摄入外，也可应用在皮肤健康维持上。例如，刘洋、徐慧等在《组织工程与重建外科》2021年017卷003期发表的《氢分子医学在皮肤美容的应用进展》一文中指出，氢气对人体各个系统均有疾病治疗和预防作用；邢卫斌、付国俊等于2013年6月在《中华皮肤科杂志》发表的《氢气对中波紫外线致皮肤成纤维细胞氧化损伤的影响》一文中也指出，对于中波紫外线(UVB)致人成纤维细胞氧化损伤，氢气可明显提高细胞增殖活性。目前市场上的洗浴用花洒，大多使用自来水经加热、增压后配合身体清洁剂对人体进行清洁。此外，也有在洗浴花洒中加入制氢功能，但这些洗浴花洒中的微型制氢装置因体积受限，通常只有一对电极形成一个制氢通道，例如公开号为CN 206438567U的中国实用新型专利，因此制氢量相对较低，从而导致花洒的出水中的含氢量也相对较低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述微型制氢装置产生的水中含氢量相对较低的问题，提供一种新的微型制氢装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种微型制氢装置，包括第一电极板、第二电极板、第三电极板、第一隔板以及第二隔板，其中：

所述第一电极板、第二电极板、第三电极板以依次相互平行的方式固定在一起，且所述第一电极板和第三电极板连接电压源的第一电极，所述第二电极板连接电压源的第二电极，所述第二电极与所述第一电极的极性相反；

所述第一隔板位于第一电极板和第二电极板之间，并在第一电极板和第二电极板之间形成第一水流通道，且所述第一水流通道；所述第二隔板位于第二电极板和第三电极板之间，并在第二电极板和第三电极板之间形成第二水流通道；所述第二电极板上具有连通第一水流通道和第二水流通道的通孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述通孔位于所述第二电极板的中心位置；所述第一水流通道呈以所述通孔中心轴为中心的螺旋形，且所述第一水流通道的入水口位于所述螺旋形的外缘，所述第一水流通道出水口由所述通孔构成。

作为本实用新型的进一步改进，所述通孔位于所述第二电极板的中心位置，所述第二水流通道呈以所述通孔中心轴为中心的螺旋形，且所述第二水流通道的入水口由所述通孔构成，所述第二水流通道出水口位于所述螺旋形的外缘。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一电极板、第二电极板、第三电极板的边缘分别具有多个沿周向分布的固定孔，所述第一电极板、第二电极板、第三电极板通过分别穿过所述固定孔的螺栓固定在一起形成电解模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述微型制氢装置还包括外壳，所述外壳内具有第一容置腔，且所述第一容置腔包括入口和出口；

所述电解模块固定于所述第一容置腔内，且所述第一水流通道的入水口与所述第一容置腔的入口相连通，所述第二水流通道的出水口与所述第一容置腔的出口相连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳包括第二容置腔，所述第二容置腔与所述第一容置腔相互隔绝，且所述电压源由设置于所述第二容置腔内的电池和控制电路板构成，所述控制电路板由所述电池供电并通过延伸到所述第一容置腔的导电端子或导线向所述电解模块输出1-4A的直流电流。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一隔板和第二隔板分别由绝缘弹性材料构成；或者，所述第一隔板上与第一电极板和第二电极板相接触的位置、所述第二隔板上与第二电极板和第三电极板相接触的位置分别具有弹性层。

作为本实用新型的进一步改进，所述电压源的第一电极为负极，所述电压源的第二电极为正极。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一电极板、第二电极板和第三电极板的主体分别由厚度小于2毫米、直径为50-100mm的圆形钛金属板构成，且所述第二电极板的表面具有触媒层。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一电极板和第二电极板之间的间距为3-8毫米，所述第二电极板和第三电极板之间的间距为3-8毫米。

本实用新型具有以下有益效果：通过在三个电极板之间设置两个相连通的水流通道，延长了水流在电极板之间的行程，即增加了单股水流与电极板的接触行程，从而使更多的氢气溶于水中，极大提高了出水中的氢含量。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的微型制氢装置的分解结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的微型制氢装置中第一水流通道中水流的流向的示意图；

图3是本实用新型另一实施例提供的微型制氢装置的分解结构示意图；

图4是本实用新型又一实施例提供的微型制氢装置的剖面结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的微型制氢装置的控制电路板中电池电压处理电路的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的微型制氢装置的控制电路板中输出控制电路的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的微型制氢装置的分解结构示意图，该微型制氢装置可应用于淋浴花洒、自来水管等，并可增加出水中的氢含量。本实施例的微型制氢装置包括第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13、第一隔板14以及第二隔板15。上述第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13分别呈片状，并由导电金属制备而成。例如第一电极板11、第二电极板12和第三电极板13的主体可分别由厚度小于2毫米、直径为50-100mm的圆形钛金属板构成。由于钛金属比较稳定，因此在电解制氢过程中，不会有其他离子进入水中。并且，第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13中，连接电源正极的电极板的表面具有触媒层，该触媒层具体可由催化剂等构成，以提高制氢效率。

在本实施例中，第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13以依次相互平行的方式固定在一起，且第一电极板11和第三电极板13连接电压源的第一电极，第二电极板12连接电压源上与第一电极的极性相反的第二电极，即在正常工作时，第一电极板11和第三电极板13的极性相同，第二电极板12则与第一电极板11、第三电极板13的极性相反。在本实用新型的一个实施例中，上述第一电极可以为电压源的负极，第二电极则可为电压源的正极。

第一隔板14位于第一电极板11和第二电极板12之间，并在第一电极板11和第二电极板12之间形成第一水流通道，即第一隔板14由垂直于第一电极板11和第二电极板12设置的板构成，且第一隔板14的两侧边缘分别与第一电极板11和第二电极板12密封连接，第一水流通道由第一隔板14、第一电极板11、第二电极板12围合而成。该第一水流通道所在的平面与第一电极板11和第二电极板12平行，即第一水流通道中的水流在平行于第一电极板11和第二电极板12的平面内流动，从而在第一水流通道内流动的水流始终与第一电极板11和第二电极板12相接触，并在第一电极板11和第二电极板12通电时，在第一电极板11和第二电极板12上电压作用下电解生成氢气(电解也会同时产生氧，产生的氧同样混入水中)，电解生成的氢气混入水中，提高水中的氢含量。电解水产生氢和氧属于本领域的惯用技术，在此不再赘述。

第二隔板15位于第二电极板12和第三电极板13之间，并在第二电极板12和第三电极板13之间形成第二水流通道，即第二隔板15由垂直于第二电极板12和第三电极板13设置的板构成，且第二隔板15的两侧边缘分别与第二电极板12和第三电极板13密封连接，第二水流通道由第二隔板15、第二电极板12、第三电极板13围合而成。类似地，该第二水流通道所在的平面与第二电极板12和第三电极板13平行，即第二水流通道中的水流在平行于第二电极板12和第三电极板13的平面内流动，从而在第二水流通道内流动的水流始终与第二电极板12和第三电极板13相接触，并在第二电极板12和第三电极板13通电时，在第二电极板12和第三电极板13上电压作用下电解生成氢气，电解生成的氢气同样混入水中，进一步提高水中的氢含量。

特别地，上述第一隔板14和第二隔板15可分别由绝缘弹性材料构成，这样，在第一隔板14置于第一电极板11和第二电极板12之间、第二隔板15置于第二电极板12和第三电极板13之间时，可保证第一隔板14与第一电极板11和第二电极板12密封连接，第二隔板15与第二电极板12和第三电极板13密封连接。

或者，也可第一隔板14上与第一电极板11和第二电极板12相接触的位置、第二隔板上与第二电极板12和第三电极板13相接触的位置分别具有弹性层，该结构同样可保证第一隔板14与第一电极板11和第二电极板12密封连接，第二隔板15与第二电极板12和第三电极板13密封连接。

在第二电极板12上，还具有连通第一水流通道和第二水流通道的通孔121，从而流经第一水流通道的水流经通孔121流入到第二水流通道，并经第二水流通道流出。

通过上述结构，进入微型制氢装置水，可先通过第一电极板11和第二电极板12电解形成氢气并混入水中，然后再通过第二电极板12和第三电极板13进一步电解形成氢气并混入水中，延长了单股水流在电极板之间的行程，即增加了单股水流与电极板的接触行程，从而可使电极板产生的氢气更多地溶于水中，极大提高出水中的氢含量。

在本实用新型的一个实施例中，第一电极板11和第二电极板12之间的间距为3-8毫米，该间距可保证第一电极板11和第二电极板12对第一水流通道内的水进行电解产生氢(电解也会产生氧，产生的氧同样混入水中)。类似地，第二电极板12和第三电极板13之间的间距为3-8毫米。

在本实用新型的一个实施例中，通孔121位于第二电极板12的中心位置，例如当第二电极板12为圆形时，通孔121位于圆形的圆心位置。相应地，第一水流通道呈以通孔121的中心轴为中心的螺旋形，即第一隔板14的横截面呈螺旋形，第一水流通道的入水口位于螺旋形的外缘，第一水流通道出水口由通孔121构成，结合图2所示，由螺旋形的外缘进入的水在螺旋形的第一水流通道的导引下，流向螺旋形的中心并进入到通孔121。由于第一水流通道采用螺旋形，一方面可延长第一水流通道的长度，另一方面第一隔板14不会对水流产生阻滞，可保证第一水流通道内的水顺畅流动。

类似地，所述第二水流通道呈以通孔121的中心轴为中心的螺旋形，即第二隔板15的横截面呈螺旋形。第二水流通道的入水口由通孔121构成，第二水流通道出水口位于螺旋形的外缘，这样，由通孔121流入的水在螺旋形的第二水流通道的导引下，流向螺旋形的边缘并流出。由于第二水流通道采用螺旋形，一方面可延长第二水流通道的长度，另一方面第二隔板15不会对水流产生阻滞，可保证第二水流通道内的水顺畅流动。

在具体实现时，第一水流通道和第二水流通道可同时呈螺旋形，也可其中一个呈螺旋形，另一个为其他形状。经实验证实，当第一水流通道和第二水流通道同时呈螺旋形时，在出水流量相同的情况下，出水中氢的含量相较于同等条件(即同等能耗时)下采用普通单流道制氢装置的出水中的氢含量提高30％-40％。

结合图3所示，在本实用新型的一个实施例中，第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13的边缘分别具有多个沿周向分布的固定孔111、122、131，第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13通过分别穿过固定孔111、122、131的螺栓16固定在一起形成电解模块。并且上述螺栓16可由绝缘材料构成，或者，可使第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13上与螺栓16相接触的部分(即固定孔111、122、131)处设置绝缘垫片或卡环，以防止螺栓16与第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13导电连接。

在实际应用中，第一隔板14和第二隔板15上也可分别具有固定孔141、151，从而螺栓16可同时将第一隔板14和第二隔板15进行固定，避免第一隔板14和第二隔板15移位。当然，在实际应用中，第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13、第一隔板14以及第二隔板15也可通过其他方式固定。

结合图4所示，在本实用新型的一个实施例中，微型制氢装置还包括外壳20，该外壳20内具有第一容置腔21，且第一容置腔21包括入口和出口。由第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13、第一隔板14以及第二隔板15构成的电解模块固定于第一容置腔21内，且第一水流通道的入水口142与第一容置腔的入口相连通，第二水流通道的出水口152与所述第一容置腔21的出口相连通。上述外壳20可将电解模块与外部环境相隔，从而有效保护电解模块，同时避免电解模块被误触。

在本实用新型的一个实施例中，外壳20还包括第二容置腔22，该第二容置腔22与第一容置腔21相互隔绝，从而避免第一容置腔21的水流进入第二容置腔22。电压源30由设置于第二容置腔22内的电池31和控制电路板32构成，其中控制电路板32由电池31供电，且该控制电路板32通过延伸到第一容置腔21的导电端子或导线向电解模块(即第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13)输出1-4A的直流电流。特别地，电池31可提供5V的直流电压，控制电路板32通过电池电压处理电路将电池31输出的5V直流电升压为6.5V直流电，如图5所示。该控制电路板32还包括用于将6.5V直流电做处理后形成所需的输出电流的输出控制电路，如图6所示。上述电池电压处理电路和输出控制电路的具体结构属于本领域的惯用技术，在此不再赘述。

上述微型制氢装置可应用于花洒，此时，外壳20可以为花洒的花洒头，此时，第一容置腔21和第二容置腔22沿电解模块的轴向分布，即第一容置腔位于花洒头喷水口的一侧，第二容置腔22则背向花洒头的喷水口。该花洒还可包括与外壳20相连(或一体)的握把40，握把40包括与第一水流通道的入水口142相连通的水道41。

上述微型制氢装置还可应用于自来水管路，例如位于与水龙头相邻的自来水管，或者接于水龙头的出水口，从而可使用微型制氢装置产生的水流清洗蔬菜、水果等。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种微型制氢装置，其特征在于，包括第一电极板、第二电极板、第三电极板、第一隔板以及第二隔板，其中：

所述第一电极板、第二电极板、第三电极板以依次相互平行的方式固定在一起，且所述第一电极板和第三电极板连接电压源的第一电极，所述第二电极板连接电压源的第二电极，所述第二电极与所述第一电极的极性相反；

所述第一隔板位于第一电极板和第二电极板之间，并在第一电极板和第二电极板之间形成第一水流通道；所述第二隔板位于第二电极板和第三电极板之间，并在第二电极板和第三电极板之间形成第二水流通道；所述第二电极板上具有连通第一水流通道和第二水流通道的通孔。

2.根据权利要求1所述的微型制氢装置，其特征在于，所述通孔位于所述第二电极板的中心位置；所述第一水流通道呈以所述通孔中心轴为中心的螺旋形，且所述第一水流通道的入水口位于所述螺旋形的外缘，所述第一水流通道出水口由所述通孔构成。

3.根据权利要求1所述的微型制氢装置，其特征在于，所述通孔位于所述第二电极板的中心位置，所述第二水流通道呈以所述通孔中心轴为中心的螺旋形，且所述第二水流通道的入水口由所述通孔构成，所述第二水流通道出水口位于所述螺旋形的外缘。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的微型制氢装置，其特征在于，所述第一电极板、第二电极板、第三电极板的边缘分别具有多个沿周向分布的固定孔，所述第一电极板、第二电极板、第三电极板通过分别穿过所述固定孔的螺栓固定在一起形成电解模块。

5.根据权利要求4所述的微型制氢装置，其特征在于，所述微型制氢装置还包括外壳，所述外壳内具有第一容置腔，且所述第一容置腔包括入口和出口；

所述电解模块固定于所述第一容置腔内，且所述第一水流通道的入水口与所述第一容置腔的入口相连通，所述第二水流通道的出水口与所述第一容置腔的出口相连通。

6.根据权利要求5所述的微型制氢装置，其特征在于，所述外壳包括第二容置腔，所述第二容置腔与所述第一容置腔相互隔绝，且所述电压源由设置于所述第二容置腔内的电池和控制电路板构成，所述控制电路板由所述电池供电并通过延伸到所述第一容置腔的导电端子或导线向所述电解模块输出1-4A的直流电流。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的微型制氢装置，其特征在于，所述第一隔板和第二隔板分别由绝缘弹性材料构成；或者，所述第一隔板上与第一电极板和第二电极板相接触的位置、所述第二隔板上与第二电极板和第三电极板相接触的位置分别具有弹性层。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的微型制氢装置，其特征在于，所述电压源的第一电极为负极，所述电压源的第二电极为正极。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的微型制氢装置，其特征在于，所述第一电极板、第二电极板和第三电极板的主体分别由厚度小于2毫米、直径为50-100mm的圆形钛金属板构成，且所述第二电极板的表面具有触媒层。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的微型制氢装置，其特征在于，所述第一电极板和第二电极板之间的间距为3-8毫米，所述第二电极板和第三电极板之间的间距为3-8毫米。

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