TW201035380A - A hydrogen-oxygen generation apparatus - Google Patents

Description

201035380 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種通過水有效產生氫氧氣的氫氧氣體發 生器。 【先前技術】 一般而言，氫氧氣體發生器是爲生產經電解水生成的 〇 氫氣和氧氣的裝置，在安裝正、負電極的電解槽內供應添 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爲可燃 燒的混合氣體。且氫氧氣在燃燒時不會產生污染物，作爲 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 〇 氫氧氣的量過少，不得不在所生成的氫氧氣中混合丙烷氣 等輔助燃料，導致了經濟性的下降。 【發明內容】 本發明以解決上述背景技術問題作爲出發點，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體發生器。 本發明提供的氫氧氣體發生器，其特徵在於包括中央 形成主孔（10a)及其主孔（10a)週邊形成多個第一結合孔 201035380 (10b)的多個金屬材質支架（10)(10’）；介於各個支架 (1〇)(1〇’）之間用於隔離支架（10)和其他支架（10’）同時起到 絕緣及防漏水的密封作用，且形成有與第一結合孔（1 〇b) 對應的第二結合孔（20b)的絕緣襯墊（20);在絕緣襯墊（20) 內側緊貼於主孔（l〇a)邊緣（10 c)用於保持電的連接並在內 側形成電極板孔（3 1)的電極板（30);介於電極板（30)和其 相視支架（10’）之間隔開防止電極板（30)與其相視的支架 (10’）接觸從而保持電分離狀態的隔離環（40);安裝在支架 (10)(10’）前方形成與進水的進入孔（51)、排放氫氧混合氣 體的排氣孔（52)以及第一、二結合孔（i〇b)(20b)對應之第 三結合孔（5 Ob)的前蓋（50);安裝在支架（10)(10，）後方形成 與排水的排水孔（61)、排放氫氧混合氣體的排氣孔（62)以 及第一、二結合孔（l〇a)(2〇a)對應之第四結合孔（60b)的後 蓋（60)、貫通第一、二、三、四結合孔（1〇b)(20b)(50b) (60b)相互連接所述前、後蓋（50)(60)和支架（1〇)(1〇，）的締 結裝置（70)。 本發明還包括介於前蓋（50)和其相視支架之間，形成 有與第一結合孔（1 〇b)相對應的第二結合孔（2 〇b)的前方絕 緣襯墊（2〇|)、以及介於後蓋（6〇)和其相視支架之間，形成 有與第一結合孔（l〇b)相對應的第二結合孔（2 0b)的後方絕 緣襯墊（2 0 ")。 本發明中締結裝置（70)還包括兩端形成螺栓段（71b)的 杆（71)、包裹杆（71)週邊的絕緣層（72)、從前蓋第三結合 孔（50b)和後蓋第四結合孔（6〇b)處突出並套在螺栓段（7lb) 201035380 - 的密封環（73)、以及連接在套有密封環（73)的螺栓段（71) 上的螺母（74)。 本發明中電極板（3〇)特徵在於材質爲碳納米管合金 鋼。 本發明中電極板（30)表面經納米硏磨，便於有效產生 電解以及生成的氫氧氣氣泡更易脫落。 本發明中電極板（30)表面附有托瑪琳光催化劑。 〇 本發明提供的氫氧氣體發生器，相對投入的電能可以 提升所產生氫氧氣的量，即使沒有添加丙烷氣等輔助燃料 也能達到燃燒，從而可以確保經濟性。且氣泡形態生成的 氫氣及氧氣易於從電極分離，結果具備擴大產生電解的電 極有效面積，可提高電解效率的作用和效果。 且沒有另外安裝散熱裝置也能在電解過程中有效散熱 產生之熱量’還可簡化緊湊整體結構，讓電解均衡進行。 且位於絕緣襯墊內部的支架邊緣起到向電極板接通電 〇 源的端子及支撐電極板的支撐架作用，即便電極板採用易 碎材質製作，也能安全支撐防止電極板破碎。 【實施方式】 下面參照附圖詳細說明本發明。 圖1是顯示本發明氫氧氣體發生器斜視圖、圖2是圖 1的分解斜視圖 '圖3是根據圖1中ΠΙ-ΙΙΙ’線的截面圖。 如圖所示’本發明提供的氫氧氣體發生系統，其特徵 在於包括中央形成主孔（10 a)及其主孔（10 a)週邊形成多個 201035380 第一結合孔（1 Ob)的多個支架（ι〇)(ι〇’）；介於各個支架 (10)(1(^)之間形成有與第一結合孔（l〇b)對應的第二結合孔 (20b)的絕緣襯墊（20);在絕緣襯墊（20)內側緊貼於主孔 (l〇a)邊緣（10c)並在內側形成電極板孔（3丨）的電極板（3 0); 介於與電極板（30)相視的支架（1〇’）之間防止電極板（30)與 其相視的支架（10')接觸從而起到隔離作用的隔離環（40); 安裝在支架（10)(1(Τ)前方形成與進水的進入孔（51)、排放 氫氧混合氣體的排氣孔（52)以及第一、二結合孔（i〇b)(20b) 對應之第三結合孔（50b)的前蓋（50);安裝在支架（10)(10，） 後方形成與排水的排水孔（6 1 )、排放氫氧混合氣體的排氣 孔（62)以及第一、二結合孔（10a)(20a)對應之第四結合孔 (60b)的後蓋（60)、貫通第一、二、三、四結合孔（i〇b) (20b)(50b)(60b)相互連接所述前、後蓋（50)(60)和支架 (l〇)(l(V)的締結裝置（70)。 支架（10)(10’）採用不銹鋼或合金鋼等金屬材質，其中 央形成有主孔（10a)。 這類支架可以採取方形或圓形等不同形態，本實施例 中以方形舉例說明。 本發明中支架（10)(10’）起到向後述電極板（30)接通電 源的作用’且由後述絕緣襯墊（20)形成密封的電解空間。 且多個支架（10)( 10’）直接接觸空氣，可以電解過程中起到 向外散熱的散熱板作用。 此時位於絕緣襯墊（20)內部的支架（10)(101)邊緣（10c) 起到向電極板（30)接通電源的端子及支撐電極板（30)的支 -8- 201035380 撐架作用，即便電極板採用易碎材質製作，絕緣襯墊（20) 內側的支架邊緣（l〇c)也能安全支撐防止電極板（30)破碎。 絕緣襯墊（20)在隔離支架（10)和其他支架（101)之間同 時起到絕緣及防漏水的密封作用。且前方絕緣襯墊（20’）對 前蓋（50)和與其相視的支架同時起到絕緣及防漏水的密封 作用，後方絕緣襯墊（20")對後蓋（60)和與其相視的支架同 時起到絕緣及防漏水的密封作用。 Ο 這種絕緣襯墊（20)、前、後方絕緣襯墊（20’）（20")最好 採用物性在電解過程中不會發生變化的材質，例如特氟龍 膠、乙縮醛或PP、PE材質，整體形成環狀。 電極板（30)位於絕緣襯墊（20)內側緊貼於支架（10)的 主孔（l〇a)邊緣（10c)用於保持通電。這類電極板（30)選擇 電解效果較好的材質，這種材質例如，電極板（30)最好採 用碳納米管合金鋼。碳納米管合金鋼首先把碳納米管制成 粉末、再把鎳、托瑪琳製成粉末後，按電極板形狀壓接並 ^ 燒成製作。此時作爲添加劑可以加入脫羧基鈉複合物，燒 成約在1 3 0 0 °C溫度中進行。 另外，電極板（3 0)還可採用不銹鋼等金屬，電極板 (3 0)表面經納米硏磨，使其有效產生電解以及生成的氫氧 氣氣泡更易脫落。這類電極板（3 01)採用不銹鋼、合金鋼 等金屬材質。 納米硏磨指按納米單位對電極板（3〇)表面進行硏磨加 工。通過納米硏磨可最大限度降低電極板（30)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 -9 - 201035380 塊狀態減小到納米規格後，其機械性、熱性、電性、磁 性、光學物性均出現獨特變化，電極板（30)表面經納米硏 磨使其產生物性變化，從而促使電解更加活躍。 另外電極板（3 0)表面還可附上托瑪琳光催化劑。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1 3 00。(：溫度中進行燒成後，再利用粘貼劑粘貼在 電極板（30)。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，可成爲擴大與水接觸面積的、形成無數微細氣孔的 光催化劑，在電極板（30)附上這類托瑪琳光催化劑後可進 一步促進水的電解。 隔離環（40)位於絕緣襯墊（20)內側使電極板（30)緊貼 支架（10')同時隔開防止電極板（30)與其相視的支架（1〇')接 觸。這類隔離環（40)最好採用與電極板（30)相同直徑，隔 離環（4 0)截面爲了說明以圓形做出圖示，但也可以採用方 形。 前蓋（5 0)通過前方絕緣襯墊（20’）與其相視的支架隔 離，而後蓋（60)通過後方絕緣襯墊（20")與其相視的支架隔 離。 締結裝置（7〇)可以採用多方式，本實施例中包括兩端 形成螺栓段（7 1 b)的杆（7 1)、包裹杆（7 1)週邊的絕緣層 (72)、從前蓋第三結合孔（5 Ob)和後蓋第四結合孔（60b)處 突出並套在螺栓段（71b)的密封環（73)、以及連接在套有密 -10- 201035380 封環（73)的螺栓段（71)上的螺母（74)。此時絕緣層（72)用於 防止貫通第一、二、三、四結合孔（10b)(20b)(50b)(60b)的 杆與支架（l〇)(l(V)以及前、後蓋（50)(60)產生電接觸。 前蓋（5〇)和後蓋（60)通過前、後方絕緣襯墊（20’）（20") 與支架（10)(10’）形成電絕緣。且各個支架（1〇)(1〇|)也通過 絕緣襯墊（20)形成電絕緣。因此既可以把前蓋（50)和後蓋 (6 0)作爲電極端子’也可以把各個支架作爲電極端子使 〇 用。如果把前蓋（50)和後蓋（60)作爲電極端子，則接通 300〜700V高電壓和2〜l〇A左右低電流。如果把各個支架 作爲電極端子使用，即接通1〜10V低電壓和1〇〇~300Α左 右筒電流。 根據上述結構，待水從前進水孔流入並流向電極板孔 (31)狀態下，在前、後蓋（50)(60)接通電源，或在各個支 架（10)(10’）上接通電源，即在多數電極板（30)表面聚焦 正、負電荷，在電極板（3 0)之間產生電磁場。此時電解進 ❹ 行的電解空間成爲形成電磁場的空間，總的電解空間大小 相對多個電極板（3 0 )數量成正比加大，有效發生電解同時 終究增大氫氣和氧氣的產生量。這些氫氣和氧氣氣泡經混 合後通過排氣孔（52)(62)向外排出。 另外電解進行中在電極板（30)之間電解空間產生較多 熱量’這些熱量阻礙電解進行且具有爆炸等危險隱患。但 本發明氫氧氣體發生器中支架（1〇)(1〇，）起到與空氣直接接 觸的散熱板作用，因此電解空間產生的熱量傳導到支架 (10)(1 〇’）後通過空氣散熱。因此無需另外安裝散熱裝置也 -11 - 201035380 能有效散熱，還可簡化緊湊整體結構，從而降低生產成本 同時最大限度地減少故障發生率。 綜上所述，本發明就以上圖紙示意的一個實施例作爲 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識的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】 圖1是顯示本發明氫氧氣體發生器斜視圖。 圖2是圖1的分解斜視圖。 圖3是根據圖1中ΙΙΙ-ΙΙΓ線的截面圖。 【主要元件符號說明】 10，10’ ：支架 1 0 a :主孔 l〇b :第一結合孔 20, 20’，20":絕緣襯墊 2〇b :第二結合孔 3〇 :電極板 3 1 :電極板孔 4〇 :隔離環 5〇 :前蓋 5 1 :進入孔 5 2 :排氣孔 -12- 201035380 6 0 ··後蓋 6 1 :排水孔 62 :排氣孔 7 0 :締結裝置 71 :杆 7 1 b :螺栓段 7 2 :絕緣層 〇 73 :密封環 74 :螺母

Claims (1)

1. 201035380 七、申請專利範圍 1· 一種氫氧氣體發生器，其特徵在於：包括中央形 成主孔（l〇a)及其主孔（i〇a)週邊形成多個第一結合孔（10b) 的多個支架（10)(10');介於各個支架（10)(10·)之間用於隔 離支架（10)和其他支架（101)同時起到絕緣及防漏水的密封 作用，且形成有與第一結合孔（10b)對應的第二結合孔 (20b)的絕緣襯墊（20);在絕緣襯墊（20)內側緊貼于主孔 U〇a)邊緣（l〇c)用於保持電的連接並在內側形成電極板孔 (3 1)的電極板（30);介於電極板（30)和其相視支架（10’）之 間隔開防止電極板（30)與其相視的支架（1(Γ)接觸從而保持 電分離狀態的隔離環（40);安裝在支架（1〇)(1〇')前方形成 與進水的進入孔（51)、排放氫氧混合氣體的排氣孔（52)以 及第一、二結合孔（10b)(20b)對應之第三結合孔（50b)的前 蓋（50);安裝在支架（10)(101)後方形成與排水的排水孔 (61)、排放氫氧混合氣體的排氣孔（62)以及第一、二結合 孔（10a)(20a)對應之第四結合孔（60b)的後蓋（60)、貫通第 一、二、三、四結合孔（l〇b)(20b)(50b)(60b)相互連接所述 前、後蓋（50)(60)和支架（10)(10’）的締結裝置（70)。 2. 根據權利要求1，其特徵在於包括介於前蓋（50)和 其相視支架之間，形成有與第一結合孔（1 Ob)相對應的第 二結合孔（2 Ob )的前方絕緣襯墊（2 0 ’）、以及介於後蓋（6 0 )和 其相視支架之間，形成有與第一結合孔（1 Ob)相對應的第 二結合孔（20b)的後方絕緣襯墊（20")。 3. 根據權利要求1，締結裝置（70)特徵在於包括兩端 -14- 201035380 形成螺栓段（71b)的杆（71)、包裹杆（71)週邊的絕緣層 (72)、從前蓋第三結合孔（50b)和後蓋第四結合孔（6〇1?)處 突出並套在螺栓段（7 lb)的密封環（73)、以及連接在套有密 封環（73)的螺栓段（71)上的螺母（74)。 4 ·根據權利要求1，電極板（3 〇)特徵在於材質爲碳納 米管合金鋼。 5·根據權利要求1，電極板（3 〇)特徵在於表面經納米 〇 硏磨，便於有效產生電解以及生成的氫氧氣氣泡更易脫 落。 6.根據權利要求1，電極板（3〇)特徵在於表面附有托 瑪琳光催化劑。