TW201002866A - A hydrogen-oxygen generating system - Google Patents

Description

201002866 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 - 本發明係關於一種透過水產生氫氧氣的氫氧氣體產 生系統。 【先前技術】 一般而言，氫氧氣體產生系統是為生產經電解水生成 的氫氣和氧氣的裝置，在安裝正、負電極的電解槽内供應 添加少量電解質的水並接通直流電壓，使其產生無公害能 源資源即氫氧氣。此時氫氣和氧氣按2: 1的摩爾百分比生 成，負電極表面按氣泡形態生成氫氣、正電極表面按氣泡 形態生成氧氣。由此生成的氫氣和氧氣經混合後成為可燃 燒的混合氣體。且氫氧氣在燃燒時不會產生污染物，作為 環保型能源資源而全新受到關注。 但相對施加在負電極和正電極的電能而言，所生成的 % 氫氧氣的量過少，不得不在所生成的氫氧氣中混合丙炫氣 等輔助燃料，導致了經濟性下降。且氫氧氣内部含有氧氣， 即使沒有外界供應的氫氣也能燃燒，因此存在燃燒中生成 ' 的火花隨時可能會出現逆火。 【發明内容】 本發明以解決上述背景技術問題作為出發點，目的在 於提供一種相對投入的電能可以加大所產生氫氧氣的量進 而確保經濟性的氫氧氣產生系統。另一目的在於排除可能 會出現的火花逆火隱患，以提供保障安全的氫氧氣產生系 201002866 統0 本發明提供的氫氧氣體產 、、存貯槽、带扛座玍态，其知·破在於包括電解 /、电°、、.件 '混合氣體分離過滤器、隼氣f置、第 -過慮，牛、以及第-燃氣管路。其中二： 存經電解後水形成的+ 電知液財私储 電極組成、包括電極組件由 以及向電解液：=貯槽綱第-及第二管路 體分離過濾器奸在;解：氧氣的弟三管路;混合氣 混合氣體分離過濾器上端、收集經 ,、愿的77離的虱氧氣；弟一過濾器組件用於 置；氣裝置流入的氫氧氣重新逆流到其集 狀、本發明中連接錢裝置Λσ ί—過濾器組件。 一 一§位於第一及第二管路的上端；所述 第Ί料和第三管路之㈣包括防 重新流入第—及第二管路的混合氣體隔板。 ,括與第—管路或第二管路連接並在電解 浪財曰:電她件之間循環電解液的循觀；安裝在第一 管路或第，管路上、微細化循環泵壓送至電極組件的電解 浪粒子同¥產生微細壓力變化的納米粒子產生裝置。 ，士毛月中所述第—過濾器組件包括内部貯水並連接 所少然乳官路的貯水裝置、安裝在貯水裝置上端用於 #存化劑的第—催化劑儲倉、以及連接貯水裝置和第-催化劑儲倉的第—喉管部分。此時還包括位於貯水裝置内 部益：接在弟：燃氣管路末端的第一異物過濾器。 λ月還包括提南從第—過濾器組件流人的氫氧氣 201002866 H於儲存有機劑以防止向第一過_#1、、, 的弟二過濾器組件；以及與第—過_二^=㈣ 氣管路。祕.一 u…且件連接的第二_ “兀件包括内部儲存有機劑並*第 一μ虱官路連接的有機劑儲存 、罘 =端用於_化劑的第二催化劑::在:=裝 和第二催化劑儲倉的第二喉管部分。進-步逻= 二異物過濾器。 ‘.、、軋㈢路末柒的第 本發明中正、負電極表面經 電解以及域賴魏料有政產生 :解;内部、以傾斜角度形成便於由』 來越寬的雜。k料具有减電極組件方向越 光備^日^中混合氣體隔板採用有孔板材絲貼托瑪琳 尤催化劑的師眼狀板材。 化劍S明中混合氣體分離過濾、器呈現筛眼狀並有光催 本發_提供喊氧氣產生⑽，由產生氫氣及氧氣 2的正、負電極細化㈣粒子同時供應微細震動的水’

Θ电極有效產生氫氣及氧氣氣、泡同時使氣泡有效脫落。於 =可^電解效率，相對投人的電能可產生更多量的1氧 L’丨不僅可以確保經濟性，且即使沒有添加輔助燃料也I 201002866 且，通過採用第一過濾器組件及第二過濾器元件在防 止燃燒火花出現逆火現象同時可產生高純度混合氣體，具 有可提供更安全氫氧氣產生系統的作用與效果。 【實施方式】 一為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯 易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式， 作詳細說明如下： 圖1疋顯不本發明氫氧氣體產生系統結構的詳解圖， 圖2是顯示圖〗中納米粒子產生裝置的詳解圖。 如圖所示，本發明提供的氫氧氣體產生系統，其特徵 在於包括電解液貯槽⑽、電極組件㈣、混合氣體隔板 =0)、混合氣體分離過濾器（50)、集氣裝置(6〇)、第—過濾 益組件(70)、第二韻器組件⑽）、第二燃氣管路(μ)、防 逆火裝置(90)、喷嘴(N)。 其中電解液貯槽（10)儲存經電解後水形成的電解液。 電極組件(20)由多個負電極(25)和正電極(26)組成、包 括連接在電解液貯槽⑽下端的第-及第二管路(21)(22)以 及向電解液貯槽(10)供應所產生氫氧氣的第三管路(23)。 h混合氣體隔板(40)安裝在電解液貯槽(20)内部第一及 第二管路⑽22)連接雜和第王管路⑵)連接部位之間， 以便防止經第三管路(23)流人的氫氧氣重新流人第一及第 二管路(21)(22)。 ±混合氣體分離過滤器（50)安裝在電解液貯槽⑽内 #、用於分離電解液中氫氧氣。 201002866 水乳衣置(6G)位於混合氣體分離過攄器（5Q)上端、收华 經混^氣體分離過職⑼)分離的魏氣。 、 副、過遽器組件(70)用於儲存水，以防止由集氣裝置 二广魏氣重新逆流到其集氣裝置㈣。 发過濾态組件’提高從第一過濾器組件(7〇)流入 的虱減純度、同_於儲存有_ 組件（70)逆流。 乐以… 第二燃氣管路(85)連接第—過滤器組件(7〇)。 燃燒H置Γ在第二過遽'器組件(8〇)釋放的氣魏 ,+ 化向乐—過濾器組件(8〇)逆火。 J嘴(N)與防逆火裝置(9〇)連接喷射氫氧氣。 庫梦槽⑽内部安裝麵應電解液水位的水位感 /)、，轉液貯槽（1〇)内部安裝有水位感應裝置 旦7位感應裝置（14)測量電解液貯槽⑽所消耗電解液 水箱（未圖示)及時向電解液貯槽⑽供水。水位感 =置(U)可以制多種方式，比如浮標方式紐測器方 ^ ^類水位感應裝置（14)及水箱均屬本行業使用技 術，廷晨省略。 ⑺。5 ^私㈣1了 t(1Q)下端或上端安裝用於注水的閥門 =組件剛於電解水製成氫氣和氧氣，包括一定 (25K2㈣的多個貞電極(25)和正電極(26)此時正、負電極 ㈣經納料磨，便於^產生電解滅生成 乳軋虱泡更易脫落。 納来研磨指按納米單位對正、負電極(25)(26)表面進行 201002866 研磨加工。通過納米研磨可表大限度降低正、負電極(25)(26) 表面摩擦力’使生成的氫氣和氧氣氣泡輕易脫落。尤其是 物質從大塊狀悲減小到納米規格後，其機械性、熱性、電 性、磁性、光學物性均出現獨特變化，正、負電極(25)(26) 表面經納米研磨後使其產生物性變化，促使水電解更加活 躍。 另外正、負電極(25)(26)表面還可作為光催化劑附上托 瑪琳。托瑪琳光催化劑是將托瑪琳按數微米到數納米單位 粉碎制粉，並在約130〇r溫度中進行燒成後，再利用粘貼 劑粘貼在正、負電極(25X26)。托瑪琳擁有相同於水晶的結 晶結構，屬於六方晶系礦物，摩擦產生電且產生大量負離 子，更加促進電解，使氫氣及氧氣生成量更多。這種托瑪 琳經製成粉末燒成後，可成為擴大與水接觸面積的、形成 無數微細氣孔的光催化劑，在正、負電極(25)(26)貼上托瑪 琳光催化劑後可進一步促進水的電解。 同時正負包極還可以板狀成型托瑪琳光催化劑使 用。 所述正、負電極整體上位於密封結構的箱體内部。 “循環果(30)安裝在第一管路⑵)或第二管路⑽上，使 電解液在電解液貯槽⑽和電極組件(2〇)之間循環。本實施 =循環_安裝在第—管路(21)上，將電解液貯槽⑽ ""•入的電解液經第—f路(21頂送至電極組件(2〇)。 另外，射安裝在第一管路⑼或第二管 ==r)壓送至電極組件⑽的電解液粒子同時產 μ細昼力變化的納米粒子產生裝置。本實施例中舉第一 201002866 :路(川上安裝納餘子產生裝置(35)的例子。為此納米粒 子產生裝置(35)包括安裝在第—管路⑵）的機身（36)、安裝 =機=6)内部由壓送的電解液進行旋轉的傾斜角度形成 的純(37)、支撑細37胸_(38)或轴瓦。此时叶轮 靠近电极组件(20)方向越来越宽。這種結構中，由循 、=(3噴达的電解液使葉輪(37)旋轉，葉輪⑼微細 通過電解㈣時產生數十萬切上的震動。進㈣ 組件(2〇)方向越來越寬，待電解液通過卿7) =柳r线⑼產生更加的微細化和震動。如此微 、，'田化域有震_電駿私電極崎(2喷 正電極(26)產生更有效電解。 、％ ° 進而因納米粒子產生裝置(35)施加震動的電解液給 /負_(25)(26)表面形成的氫氣氧氣氣泡施加衝擊，使 氣/包有效脫落。 的，f:卜^可這沒有制循環即。)情況下運行本發明 ^乳氣產生线。即電極組件⑽產生 =入電解液貯槽⑽後導致其電解液‘= =，電解液自⑽舰沿著第—及第二管路 如果制循環泵⑽，可以鋪料 月匕提尚電解效率。 混合氣體隔板(4 0)的作用在於防止經第三黑 入的氫氣氧氣氣泡移到第一及第二管路(21)(22)^ :: 合气体隔板(40)采用有孔板材或筛眼状板材。 疋心 混合氣體隔板_可在有孔板材或在筛目艮狀板材上枯 、占托瑪琳光催化劑制。托瑪琳光催化劑是將托瑪琳按數 201002866 u未到數射早位粉末粉碎並在約i3 後’再用㈣船魏在板材上 j中^成 晶的結晶結構，屬於丄方曰备^托馬琳擁有相同於水 大量負離子，更加促進電解液的電解，使心 量更多。這魏騎經製絲錢錢，可成大4 ，觸，的、形成無數微細氣孔的光催化劑，在形成混二 a體％板的板材上㈣托瑪琳光催化劑 子，可進一步促進電解。 王人里負離 混合氣體分離過濟哭（ _“…一 ）电驗中分離出電極組件 ()產生勺風魏，使集氣装置(60)只收集純氮氧氣 混合氣體分離過濾器⑼)在密麻筛網添加光催 田 添加托瑪琳光催化劑❹。托瑪琳総 I = 在製造筛網時添加。混合氣體分離咖(5。二= 升的虱觀内部中含有的異物，即電解中正、㈣ 生的異物、供應水中含有的異物等，以便收隹純〜 尤其是混合氣體分離過濾、器(5〇)中有光催化劑’、，= = 化劑作用可更加有效清除異物。 、先催 $氣衣置(6 0)是在混合氣體分離過渡器($ ◦)上 ^空間’負責收集混合氣體分離過渡器(5G)分離的^氣 過_組件(7Q)用於清理從集㈣置( — 燃氣官路(75)流人的氫氧氣中含有的異物，以 度混合氣體，進而起到防止氫氧氣向集氣1置_逆= 防述火功能。為此’第一過濾器組件(7〇)包 ： 與第-燃氣管路(75)連接的貯水裝細）、安裝在料2 -10 - 201002866 壯® ,*7而用於儲存催化劑的第一催化劑儲倉(72)、連接貯水 裝置（71) ^ :弟一催化劑儲倉(72)之間的第一喉管部分(73)。 了 Ιτ水裝置(71)中在水的上端形成有第一副集氣 ^ a) ’用來收集經過水後的氫氧氣。 催化劑儲倉(72)中儲存催化劑，這類催化劑有托 ’’’、、、Μ崔化劑、或白金催化劑。這類第一催化劑儲倉(72) 用其催化相清除化合物形 態異物。 士第-喉管部分(73)用於均勻混合經由的氫氣和氧氣， 同時防止移到第—催化劑儲倉(72)的混合氣體重新向第一 副集氣裝置(71a)逆流。為此第—喉f部分⑺)在内部形成 有個或夕個微細流路，最好微細流路呈現螺絲形態形 成。第一喉管部分(73)中形成的流路直徑最好在〇.2mm〜 10mm之間。 實際上，流入貯水裝置㈤的氫氣和氧氣還處在部分 未混合狀態，它們在流經第一喉管部分(73)流路中自然而 然地被混合在一起。 同時，貯水裝置(71)内部安裝有水位感應裝置(74)，水 位感應裝置(74)測量貯水裝置(71)所消耗的水量，以便水箱 (未圖示)及時向貝宁水裝置⑺)供水。這種水位感應裝置⑺) 可以採用不同方式，例如浮標方式或感測器方式等。才位 感應裝置(74)及水箱均屬本行業使用技術，這裏省略。 且位於貯水裝置⑺）内部的第一燃氣管路(75)末端可 安裝連接的卜異物過義(76)，第-異物過心(76)清理 經過第一燃氣管路(乃)流入的氫氧氣内含有的里物。 根據所述第一過濾器組件(70)結構，經過第一燃氣管 η… 201002866 的氫氧氣中所含異物，由第一異物過濾哭（76) 清理異物後的混合氣體上升會聚到第:賴 第 ^由此防止向第-燃氣管路(75)逆火。且收集在 八 氣衣置（71a)的混合氣體在其後經由第一喉管部 合物^1^勻混合，經由第—催化劑儲倉(72)中被清理化 4〜、兴物，成為高純度混合氣體。 第器組件(80)針對從第—過濾器組件(7〇)經由 製/、ί &路(85)紅的氫魏兩錢行異物清理，以便 :二咼純度的混合氣體，同時還起到防止氫氧氣向第— ⑽^、且件(7〇)逆流的防2^火功能。為此第二過渡器元件 G括其内部儲存有機劑並與第二燃氣管路⑻)連接的 '嶺存裝置⑻）、安裝在有機劑儲存裝置⑻)上端用於 :子催化劑的第一催化劑儲倉(82)、連接有機劑儲存裝置 )和第一催化劑儲倉(82)之間的第二喉管部分(μ)。 在有機劑儲存裝置(81)中，有機劑上端形成有收集經 有機劑後氫氧氣的第二副集氣裝置(81 a)。 第—催化劑儲倉(82)儲存催化劑，這類催化劑有托瑪 ^催化劑、或白金催化劑。第二催化劑儲倉(82)用其催 化作用清除化合物形態異物。 5第—喉官部分(83)用於均勻混合氫氣和氧氣生成混合 ，同時防止移到第二催化劑儲倉(82)的混合氣體不再 ，第二副集氣裝置(81a)逆流。為此第二喉管部分(83)在内 成有一個或多個微細流路，最好微細流路呈現螺絲形 ^形成。第二喉管部分（83)中形成的流路直徑最好在 0.2mm 〜i〇mm 之間。 12 201002866 貫際上，經由第—過濾器組件(70)流入有機劑儲存裝 置(81)的氫氣和氧氣還處在部分未混合狀態，它們在流經 第二喉管部分(8 3)流路中可更加均勻混合。 同時’有機劑儲存裂置⑻）内部安裝有水位感應裝置 (84)，水位感應裝置(84)測量有機劑儲存裝置(81)所消耗的 水量，以便有機劑供應箱（未圖示)及時向有機劑儲存裝置 (81)供應有機劑。這種水位感應裝置(84)可以採用不同方 式，例如浮標方式或感測器方式等。水位感應裝置(84)及 有機劑供應箱均屬本行業使用技術，這裏省略。 根據所述第—過;慮裔元件(8〇)結構，經過第二燃氣管 ^5f人的氫氧氣中所含異物，由第二異物過濾器(86) 理異物後的混合氣體上升會聚到第二副集氣 =: 此防止出現向第一燃氣管路(85)逆火。且收 二副集氣裝置(81_混合氣體在其後經由第二喉 i二混合，經由第：物删、(82)中被清 口物狀心、兴物，成為高純度混合氣體。 少更2:ί機剎的原因在於’使通過有機劑的混合氣體著 二二’且通過應用不同有機劑類型，可以多種變化 牛低燃點使氫氧氣易點火，可提高燃氣品質。 =加添加剂嫩气泄露时能够嗔出。換句話說， 低燃點使氫氧氣點火更容易，為此有機劑需要燃 2車乂低的，例如可以使用覺的酒精。 $尸衣置（9〇)防止從第二過濾器組件（80)釋放的氫 二過濾器組件_逆流，以防止氫氧氣燃燒中燃 -、化出現向第二過濾'器元件（80)逆火的現象。這類防逆 201002866 火裝置⑽)將作為本發明氫氧氣產 類防逆火裝置（90、，极目士 s 凡J文王衣置。么 另外在&、、,在—中屬於通常使用技術，這裏省略。 止逆火的單Θ ^火裝置(9〇)和噴嘴(N)之間可安裝最終防 。單蝴95)讓其從防逆讀置_只 簧、被其彈/彳t動，内部包括只向喷嘴方向施加彈力的彈 %二I4壓亚可選擇性開啟和關閉噴嘴<>〇方向人口 、：、’且。每種單向閥(95)結構屬已公佈技術，這裏省略。 據Λ迷結構，電極組件(20)隨著接通直流電能，正 匕（ >負電極(26)之間出現電解並開始產生氫氣及氧 乳礼泡’喊經混合後通過第三管路(23)流人電解液貯槽 (10)内^^此時混合氣體隔板(4Q)防止經由第三管路⑺)流 入的氫氣氧氣氣泡向第一管路(21)側移動。 A =間氫氧氣在經混合氣體分離過4器（50)後被收集到 集氣裝置(6G)。此時混合氣體分離過渡器⑽從電解液中分 離氩氧氣，使集氣裝置(60)只收集純淨氫氧氣。 以後收集在集氣裝置(6〇)的氫氧氣經由第一燃氣管路 (75)->第-過濾器組件(7Q)_〉第二燃氣管路⑽々第二 過渡器元件(8〇)後，通過防逆火裝置⑽卜單向閥州◊噴 麵（N") ’再以燃氣使用。 、 综上所述，本發明就以上圖紙示意的一個實施例作為 參考進行了說明，但在不超越發明要旨與範圍的情況下， 凡擁有本發明技術領域通常知朗人士均能瞭解到本發明 可進行多種修改或變形，這些變形均屬於本發明範圍。 【圖式簡單說明】 ]4 201002866 第1圖：顯示本發明氫氧氣體發生系統結構的詳解圖。 第2圖：顯示圖1中納米粒子產生裝置的詳解圖。 【主要元件符號說明】 10 電解液貯槽 14 水位感應裝置 20 電極組件 21 第一管路 22 第二管路 23 第三管路 25 負電極 26 正電極 30 循環泵 35 納米粒子產生裝置 36 機身 37 葉輪 38 軸承 40 混合氣體隔板 50 混合氣體分離過濾器 60 集氣装置 70 第一過濾器组件 71 貯水装置 71a 副集氣裝置 72 第一催化劑儲倉 73 第一喉管部分 74 水位感應裝置 75 第一燃氣管路 76 第一異物過濾器 80 第二過濾器組件 81 有機劑儲存裝置 81a 副集氣裝置 82 第二催化劑儲倉 83 第二喉管部分 84 水位感應裝置 85 第二燃氣管路 86 第二異物過濾器 90 防逆火裝置 95 單向閥 N 喷嘴 C 閥門 15

Claims (1)

1. 201002866 七、申請專利範圍： 卜—種氫較體私系統，騎徵在於： !f:件、混合氣體分離過渡器、集氣裝 益組件、以及第—燃氣管路；並中卜過遽 軸水形成的電解液;電極組件由多 極:成、包括連接在電解液貯槽下端的第：和;: 以及向電解㈣槽供朗產生 =_^二官路 氣體分離過滹哭，弟二管路；混合 液中氫解液貯槽内部、用於分離電解 夜τ風乳乳，集氣裝置位於混合刀離尾解 收集經混合氣體分離過濾器分離=過f器上=、 組件用於儲存水，以防止由华飞、，，弟一過滤器 逆流到其集氣裝置；第—燃氣管路連氧氣重新 過濾器組件。 本氣農置和弟一 2、依申請專利範圍第】項所述 徵在於：第三管路位於第_及第二=2线，其特 -及第二管路和第三f路之 κ，所述第 混二流順 敗甲叫專利摩已圍第]項所站鈣& 徵在於：還包括與第-輪統，其特 極組件之間循環電解液的循環== 4 二 :::專; 過滅"組件包括内部貯水並連接所述第- 16 燃氣管路的貯水裝置、 化劑的第-催化，儲人衫在貯水裝置上端用於儲存催 劑儲倉的苐—喉管部二从及連接貯水裝置和第—催化 依申蜻專利範圍第4: 〜 徵在於-·ϋ包括位於水壯罢魏氣體產生系統，其特 路末端料1物過濾;it内部錢接在第—燃氣管 依申請專概_】 徵在於：還包括提高從f，贼體產生系統，其特 度、同時用於儲存有機L=組件流入的氯氧氣純 的第二過濾器組件；以及邀#—向"濾器組件逆流 燃氣管路。 /、罘—過濾器組件連接的第二 -于Μ乾圍第0項所扯 知 徵在於：第二调、、考__ _ ；氣氧氣體產生系統，其特 燃氣管路連接的有機部亀機劑並與第二 置上端用於儲存催化劑：、文裝在有機劑儲存裝 、儲存裝置和第二催化劑儲：：:崔化劑:倉、連接有機劑 依申請專利範圍第7項所述之=:侯官部分。 徵在於：還包括位於有機劑=氣體產生系統，其特 9、=:=端的第二異物過::雜部並連接在第二 徵在:氣體產生系統，其特 生電解以及生成的氫:面备納米研磨，便於有效產 1〇、依申請專利範圍第！^包更易脫落。 徵在於：正電極及負電=之氫氧氣體產生系統，其特 11、依申請專利範圍第1、^所、^托瑪琳光催化劑。 、以之虱氧氣體產生系統， ]7 201002866 徵在於：納米粒子產生裝置包括安裝在第一管路的機 身；安裝在所述機身内部、以傾斜角度形成便於由壓送 的電解液旋轉的葉輪5該葉輪具有向靠近電極組件方向 越來越寬的形狀。 12、 依申請專利範圍第1項所述之氫氧氣體產生系統，其特 徵在於：混合氣體隔板採用有孔板材或粘貼托瑪琳光催 化劑的筛眼狀板材。 13、 依申請專利範圍第1項所述之氫氧氣體產生系統，其特 徵在於：混合氣體分離過濾器呈現篩眼狀並有光催化劑 組成。 18