CN219032392U - 一种具有气液分离功能的制氢机 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种具有气液分离功能的制氢机，包括壳体，壳体的前端设有出气嘴，壳体内设有隔板，隔板使壳体内的空间分为左腔体和右腔体；左腔体内固设有依次相连通的水箱、水泵和电解机构，水箱的上侧穿过壳体的顶部设有进水口，水箱的上侧还设有气液分离结构，气液分离结构包括形成于水箱上侧的凹槽，凹槽的底部设有带锥形通孔的导向密封垫，凹槽内放置有浮块，浮块在重力作用下封闭锥形通孔，凹槽上方密封盖设有盖体，盖体上连通有第一进气口和第一出气口，第一进气口与电解机构的氢气出口相连通，第一出气口与出气嘴相连通；右腔体内设有电源，壳体的右侧还设有开关，电源通过开关与插座电连接。本实用新型能有效降低制取的氢气中的含水量。

Description

一种具有气液分离功能的制氢机

技术领域

本实用新型涉及制作氢气的设备的技术领域，具体涉及一种具有气液分离功能的制氢机。

背景技术

目前，制作氢气的设备通常都是通过电解纯净水而制得，尤其是一些家用的小型设备，通过这些设备可便于为制作的氢气球等进行充气。但在现有的设备中，一般都是通过电解水后，直接将氢气引出，而由于电极需要直接插入水中，且这样产生的氢气容易将大量的水蒸气携带而出，从而影响制得的氢气的纯净度。因此，部分设备可能会结合气液分离的装置来提纯氢气，例如降温、增加气体流动行程等，但想要达到较好的效果，需要一定量的氢气同步进行，且装置设备较大，不便于安装至类似饮水机的小型设备中。而且，安装这些装置的制氢机各部件安装并不合理，不能有效地将凝结水回流水箱作为循环，从而使电解水制备氢气的过程中消耗了更多的水。

实用新型内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型目的在于提供一种具有气液分离功能的制氢机。本实用新型结构紧凑，使用方便，可通过电解机构引入水箱中的水以制取氧气和氢气，进而再将氢气通过气液分离结构来降低其水分，且让水能回流到水箱中，实现提高氢气纯度的同时还能减少水的浪费。

本实用新型所述的一种具有气液分离功能的制氢机，包括壳体，所述壳体的前端设有出气嘴，所述壳体内设有隔板，所述隔板使所述壳体内的空间分为左腔体和右腔体；

所述左腔体内固设有依次相连通的水箱、水泵和电解机构，所述水泵用于将所述水箱内的水引至所述电解机构内，所述水箱的上侧穿过所述壳体的顶部设有进水口，所述水箱的上侧还设有气液分离结构，所述气液分离结构包括形成于所述水箱上侧的凹槽，所述凹槽的底部设有带锥形通孔的导向密封垫，所述锥形通孔使所述凹槽与所述水箱内部相连通，所述凹槽内放置有浮块，所述浮块在重力作用下封闭所述导向密封垫的锥形通孔，所述凹槽上方密封盖设有盖体，所述盖体上连通有第一进气口和第一出气口，所述第一进气口与所述电解机构的氢气出口相连通，所述第一出气口与所述出气嘴相连通；

所述右腔体内设有电源，所述壳体的右侧还设有开关，所述电源通过所述开关与插座电连接，所述电源用于为所述水泵和所述电解机构供电。

在其中一个实施例中，所述第一出气口与所述出气嘴之间还设有压力单向阀。

在其中一个实施例中，所述盖体内对应所述第一进气口和所述第一出气口的位置均设有挡板，所述第一进气口和所述第一出气口均设置于所述盖体的侧面，所述挡板呈弧形且其底部与所述盖体内壁之间留有气流通道。

在其中一个实施例中，所述凹槽的内壁上设有多个间隔布置的凸条，所述浮块的侧面为圆弧面，所述浮块的底部凸设有与所述锥形通孔相适配的椎体，所述浮块的底部对应所述椎体的四周还向内凹陷设有用于储水的容纳腔。

在其中一个实施例中，所述水箱的上侧密封盖设有上盖，所述气液分离结构为两个并与所述进水口均设于所述上盖上，所述电解机构上设有两个氢气出口并一一与两个所述第一进气口相对应。

在其中一个实施例中，所述上盖与所述水箱之间以及所述盖体与所述凹槽之间均设有密封圈。

在其中一个实施例中，所述水箱侧面靠近所述上盖的位置还设有第二进气口，所述第二进气口与所述电解机构的氧气出口相连通，所述上盖上还设有第二出气口。

在其中一个实施例中，所述水箱的一侧设有液位计。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

1、本实用新型结构紧凑，使用方便，可通过电解机构引入水箱中的水以制取氧气和氢气，进而再将氢气通过气液分离结构来降低其水分，且让水能回流到水箱中，实现提高氢气纯度的同时还能减少水的浪费。同时，由于浮块带有一定的锥度外形，从而能与导向密封垫的锥形通孔更好地密封，避免机器有一定倾斜时密封不好。

2、在本制氢机的制作和安装中，通过隔板分隔，左腔体中的水箱、水泵和电解机构需要连接水管，而右腔体中的电源、对应的开关以及可能需要安装连接的控制芯片等，需要通过电线等进行电连接，这样就可以将电线和水管分开，电源通过部分电线穿过隔板为水泵和电解机构供电即可，避免水管破裂漏水等造成短路的危险情况。

3、压力单向阀的设置使氢气在凹槽内，对浮块也有一定的向下的压力，使其能更进一步堵住通孔，而一旦水量较多而对浮块有更大的浮力，通孔连通，氢气的压力就会优先让水排出通孔，而且由于通过压力排出更多的水量，就需要一定时间重新积蓄凝结水，不会一直保持在临界状态而让浮块经常浮起，而且此时的压力不足以开启压力单向阀，从而避免其中的水从第一出气口排出。

附图说明

图1是本实用新型一种具有气液分离功能的制氢机的结构示意图；

图2是本实用新型一种具有气液分离功能的制氢机的内部左视图；

图3是本实用新型一种具有气液分离功能的制氢机的内部右视图；

图4是本实用新型的水箱的结构示意图；

图5是本实用新型的上盖的俯视图；

图6是本实用新型的盖体的仰视图；

图7是本实用新型的上盖和盖体的截面剖视图。

附图标记说明：1-壳体，11-出气嘴，2-隔板，3-水箱，31-进水口，32-上盖，33-密封圈，34-第二进气口，35-第二出气口，36-液位计，4-水泵，5-电解机构，6-气液分离结构，61-通孔，62-浮块，621-椎体，622-容纳腔，63-盖体，631-第一进气口，632-第一出气口，633-挡板，64-凸条，7-电源，8-开关。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”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，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

如图1-图7所示，本实用新型的一种具有气液分离功能的制氢机，包括壳体1，壳体1的前端设有出气嘴11，壳体1内设有隔板2，隔板2使壳体1内的空间分为左腔体和右腔体；

左腔体内固设有依次相连通的水箱3、水泵4和电解机构5，水泵4用于将水箱3内的水引至电解机构5内，水箱3的上侧穿过壳体1的顶部设有进水口31，水箱3的上侧还设有气液分离结构6，气液分离结构6包括形成于水箱3上侧的凹槽，凹槽的底部设有带锥形通孔的导向密封垫61，锥形通孔使凹槽与水箱3内部相连通，凹槽内放置有浮块62，浮块62在重力作用下封闭导向密封垫61的锥形通孔，凹槽上方密封盖设有盖体63，盖体63上连通有第一进气口631和第一出气口632，第一进气口631与电解机构5的氢气出口相连通，第一出气口632与出气嘴11相连通；

右腔体内设有电源7，壳体1的右侧还设有开关8，电源7通过开关8与插座电连接，电源7用于为水泵4和电解机构5供电。

本实用新型结构紧凑，使用方便，可通过电解机构5引入水箱3中的水以制取氧气和氢气，进而再将氢气通过气液分离结构6来降低其水分，且让水能回流到水箱3中，实现提高氢气纯度的同时还能减少水的浪费。本装置使用时，使用者需在进水口31处往水箱3注入适量的水，而部分水最为电解液从水箱3底部由水泵4的驱动进入电解机构5，而电解机构5内部实际有两个电极，通过电解在两个电极上产生氢气和氧气，从而由不同的两个出口排出，氢气主要通过管道连通的第一进气口631进入盖体63和凹槽形成的空间中，再由第一出气口632排出，而由于该空间相对连接的管道较大，且管道延长了氢气流动的行程，那么制取的氢气中含有的水分就更容易滞留在凹槽中，当水积蓄较多而对浮块62产生浮力，浮块62提起而离开凹槽底部的通孔61，多余的水就能从通孔61回流到水箱3中，而由于需要一定量的水才足以浮起浮块62，相当于让水对该通孔61形成液封的效果，且存有部分水后，由于水的比热容较大，盖体63和凹槽中的空间温度会相对较低，更易于水的凝结。当由于通孔61连通而水量减少后，水量还未完全回流，浮块62就会逐渐重新封堵通孔61，氢气则不会从通孔61回流到水箱3中。这样提取出来的氢气就能相对降低水分，使制取的氢气更纯净，且凝结水能回流到水箱3中再次进入循环，减少了水的消耗和浪费。此外，在本制氢机的制作和安装中，通过隔板2分隔，左腔体中的水箱3、水泵4和电解机构5需要连接水管，而右腔体中的电源7、对应的开关8以及可能需要安装连接的控制芯片等，需要通过电线等进行电连接，这样就可以将电线和水管分开，电源7通过部分电线穿过隔板2为水泵4和电解机构5供电即可，避免水管破裂漏水等造成短路的危险情况。

在其中一个实施例中，第一出气口632与出气嘴11之间还设有压力单向阀，压力单向阀可设置一定压力限制，例如当凹槽内压力超过设定的3个大气压强时才为连通状态，平常为关闭状态阻止氢气通过，那这样在不断电解产生氢气的过程中，就可以积蓄一定压力的氢气在凹槽内，对浮块62也有一定的向下的压力，使其能更进一步堵住通孔61，而一旦水量较多而对浮块62有更大的浮力，通孔61连通，氢气的压力就会优先让水排出通孔61，而且由于通过压力排出更多的水量，就需要一定时间重新积蓄凝结水，不会一直保持在临界状态而让浮块62经常浮起，而且此时的压力不足以开启压力单向阀，从而避免其中的水从第一出气口632排出。

在其中一个实施例中，盖体63内对应第一进气口631和第一出气口632的位置均设有挡板633，第一进气口631和第一出气口632均设置于盖体63的侧面，挡板633呈弧形且其底部与盖体63内壁之间留有气流通道。如图6和图7所示，氢气经过对应的第一进气口631和第一出气口632均需要从挡板633的底部绕过，这样就延长了氢气流动的行程，让其中的水分更容易凝结并滴落到凹槽底部，并阻止氢气流动时带出水分。此外，凹槽的内壁上设有多个间隔布置的凸条64，浮块62的侧面为圆弧面，浮块62的底部凸设有与锥形通孔相适配的椎体621，浮块62的底部对应椎体621的四周还向内凹陷设有用于储水的容纳腔622。凸条64使浮块62与凹槽的内壁之间留有空隙，从而让凝结水向下流至通孔61处，且凸条64能保持浮块62位于中部，从而使椎体621与锥形通孔对应，实现利用其重力封堵通孔61的作用，整个浮块62可采用硅胶材料制成，以便于椎体621能形成更好的密封效果，同时，由于浮块62带有一定的锥度外形，从而能与导向密封垫61的锥形通孔更好地密封，避免机器有一定倾斜时密封不好。而且，椎体621四周形成环形的容纳腔622，当水落入凹槽底部，积蓄一定量时浮起浮块62，容纳腔622内的水优先堵住锥形通孔，避免氢气泄漏出去。

在其中一个实施例中，水箱3的上侧密封盖设有上盖32，气液分离结构6为两个并与进水口31均设于上盖32上，电解机构5上设有两个氢气出口并一一与两个第一进气口631相对应。上盖32可与水箱3主体可拆卸连接，而气液分离结构6都安装到上盖32上，而且匹配的气液分离结构6有两个来作为备用。另外，上盖32与水箱3之间以及盖体63与凹槽之间均设有密封圈33，用于封闭间隙，使水箱3内的空间以及凹槽内的空间分别保持密封，而具体地，水箱3侧面靠近上盖32的位置还设有第二进气口34，第二进气口34与电解机构5的氧气出口相连通，上盖32上还设有第二出气口35。凹槽内的密封是避免氢气泄漏，而水箱3内的密封则可用于从第二进气口34引入氧气到水箱3的上层空间，再由第二出气口35排出，这样除了水箱3中本身存在的部分空气外，在不断生成的氧气存入水箱3的过程中，还可通过第二出气口35收集到氧气浓度较高的气体。而为了便于检测水箱3中的水含量，水箱3的一侧设有液位计36，具体设计为磁翻板液位计，该液位计结构简单，观察直观、清晰，不堵塞、不渗漏，安装方便，维修简单。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。

图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，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。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有气液分离功能的制氢机，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)的前端设有出气嘴(11)，所述壳体(1)内设有隔板(2)，所述隔板(2)使所述壳体(1)内的空间分为左腔体和右腔体；

所述左腔体内固设有依次相连通的水箱(3)、水泵(4)和电解机构(5)，所述水泵(4)用于将所述水箱(3)内的水引至所述电解机构(5)内，所述水箱(3)的上侧穿过所述壳体(1)的顶部设有进水口(31)，所述水箱(3)的上侧还设有气液分离结构(6)，所述气液分离结构(6)包括形成于所述水箱(3)上侧的凹槽，所述凹槽的底部设有带锥形通孔的导向密封垫(61)，所述锥形通孔使所述凹槽与所述水箱(3)内部相连通，所述凹槽内放置有浮块(62)，所述浮块(62)在重力作用下封闭所述导向密封垫(61)的锥形通孔，所述凹槽上方密封盖设有盖体(63)，所述盖体(63)上连通有第一进气口(631)和第一出气口(632)，所述第一进气口(631)与所述电解机构(5)的氢气出口相连通，所述第一出气口(632)与所述出气嘴(11)相连通；

所述右腔体内设有电源(7)，所述壳体(1)的右侧还设有开关(8)，所述电源(7)通过所述开关(8)与插座电连接，所述电源(7)用于为所述水泵(4)和所述电解机构(5)供电。

2.根据权利要求1所述一种具有气液分离功能的制氢机，其特征在于，所述第一出气口(632)与所述出气嘴(11)之间还设有压力单向阀。

3.根据权利要求2所述一种具有气液分离功能的制氢机，其特征在于，所述盖体(63)内对应所述第一进气口(631)和所述第一出气口(632)的位置均设有挡板(633)，所述第一进气口(631)和所述第一出气口(632)均设置于所述盖体(63)的侧面，所述挡板(633)呈弧形且其底部与所述盖体(63)内壁之间留有气流通道。

4.根据权利要求3所述一种具有气液分离功能的制氢机，其特征在于，所述凹槽的内壁上设有多个间隔布置的凸条(64)，所述浮块(62)的侧面为圆弧面，所述浮块(62)的底部凸设有与所述锥形通孔相适配的椎体(621)，所述浮块(62)的底部对应所述椎体(621)的四周还向内凹陷设有用于储水的容纳腔(622)。

5.根据权利要求4所述一种具有气液分离功能的制氢机，其特征在于，所述水箱(3)的上侧密封盖设有上盖(32)，所述气液分离结构(6)为两个并与所述进水口(31)均设于所述上盖(32)上，所述电解机构(5)上设有两个氢气出口并一一与两个所述第一进气口(631)相对应。

6.根据权利要求5所述一种具有气液分离功能的制氢机，其特征在于，所述上盖(32)与所述水箱(3)之间以及所述盖体(63)与所述凹槽之间均设有密封圈(33)。

7.根据权利要求6所述一种具有气液分离功能的制氢机，其特征在于，所述水箱(3)侧面靠近所述上盖(32)的位置还设有第二进气口(34)，所述第二进气口(34)与所述电解机构(5)的氧气出口相连通，所述上盖(32)上还设有第二出气口(35)。

8.根据权利要求7所述一种具有气液分离功能的制氢机，其特征在于，所述水箱(3)的一侧设有液位计(36)。

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