TWI577835B - High pressure hydrogen peroxide machine - Google Patents

Description

高壓氫氧機

本發明有關於一種高壓氫氧機，其主要在增加氫氧氣的製造速度，以及氫、氧氣的輸出壓力。

氫、氧氣燃料產生裝置是藉由電解方式將電解槽內之電解液電解產生氫、氧氣。電解槽的工作效率關係著氫氧燃料的可運用效益。若100KL的電能只能產生30KL的熱能，工作效益僅達30%，會使氫氧氣燃料的成本提高，不符合經濟效益。

影響電解方式製造氫、氧氣的工作效益的因素有很多，例如：電解槽中陰極板與陽極板之間距離較遠，就會產生較大的阻抗，降低工作效益。若陰極板與陽極板之間距離較近，就能夠降低阻抗，提昇工作效益。但也會因陰極板與陽極板之間的電解液的水含量快速降低，而嚴重影響工作效率。

電解液在電解槽內的流動性低時，容易在兩極之間產生極化作用，影響電解效益。電解水的過程中，會產生溫升現象，使電解槽內的溫度升高，影響電解效率。又，電解槽的溫度過高會產生過多的水蒸氣，該水蒸氣會隨著氫、氧氣排出，造成氫、氧氣不夠純淨，必須先經過濾除水分程序後才可被利用。

使用電解水的方式所獲得的氫、氧氣，其輸出壓力過低，常 不足以單獨作有利用價值的燃燒，例如：不能做燒切工作。因此，氫、氧氣燃料產生裝置大都將氫、氧氣輸送到油氣混合室內與可燃性液體(如：烷類、醇類、酒精、汽油)的揮發氣混合，提高可燃性液體的燃燒效益。有些工作效率較高的電解槽所產生的氫、氧氣量，只能夠做燒焊工作。追究該氫、氧氣不能做燒切的原因，乃是因電解槽所產生的氫、氧氣的輸出壓力不足，是無法將燒切斷的部份推開，形成以切面分離的狀態。

本發明主要目的在提供一種高壓氫氧機，其能夠提高製氫、氧氣的工作效率。

本發明再一目的在提供一種高壓氫氧機，其能夠輸出高壓氫、氧氣，以進行焊接與燒切的工作。

為達以上的目的本發明的高壓氫氧機包含設置有至少一組的電解槽、一用於儲放電解液的儲槽。所述各電解槽係橫向拼接成一體。所述儲槽係設置在該各電解槽的上方。且能夠藉由管路將電解液送入該各電解槽內。所述電解槽內設置有一陽極板、一陰極板、一設置在該陽極板與陰極板之間的絕緣網層。該陽極板與陰極板上分別佈設多數個小穿孔。該絕緣網層的網目能夠容許電解液與氫、氧氣穿過。該絕緣網層與該陽極板、陰極板之間分別為相互貼合狀，以降低阻抗，提高製氫、氧氣的工作效率。

所述電解槽上供電解液進入的進液口設置在槽底，供氫、氧氣排出的排氣口設置在槽頂，該每一電解槽的排氣口藉由管路將氫、氧氣送入該儲槽內。該儲槽設置有壓力計及一壓力開關。該壓力計能夠檢測儲 槽內氫、氧氣的壓力，並能夠輸出高壓氫、氧氣。

該電解槽的殼體是由一左殼體與一右殼體拼組而成，該左殼體與右殼體的內面以對應方式分別設置凹槽，該二凹槽內係容置電解液。該陽極板、絕緣網層、陰極板被壓置在該左殼體與右殼體之間而定位。該左殼體與右殼體之間設置有防漏墊圈以防漏。

所述電解槽的左殼體與右殼體的凹槽底部的後緣設置有該進液口。左殼體與右殼體的凹槽頂部的前緣設置該排氣口。

所述電解槽的陽極板的外接端係由該電解槽的上端且為靠近前緣處突出。該陰極板的外接端係由該電解槽的上端且為靠近後緣處突出。

所述電解槽的左殼體與一右殼體凹槽內分別設置有至少二條呈傾斜狀的凸肋。該二凸肋能夠將該凹槽的內部空間切割成Z字形，以導引該凹槽內的電解液與氫、氧氣沿Z字形路徑向上流動。該左殼體、右殼體凹槽的凸肋能夠分別對該陽極板與陰極板產生推擠作用，而使該陽極板、絕緣網層、陰極板之間形成相互貼合狀。

所述各電解槽的左、右殼體的周邊設置有多數個左右對正的穿孔。能夠藉由多數個螺釘分別對應貫穿該各電解槽的左、右殼體的周邊設置的穿孔，而能夠將該各電解槽以串接型態拼接成一體。

所述拼接成一體的各電解槽的兩側分別設置一金屬板。該二金屬板設置有與各電解槽左、右殼體周邊穿孔分別對正的穿孔，以供前述各螺釘貫穿，再藉由螺母螺入各螺釘上，而迫使該二金屬板將各電解槽做緊密壓合。

所述各電解槽中任二相鄰的電解槽中，一電解槽的左殼體與另一電解槽的右殼體為一體成型之。

10‧‧‧電解槽

11‧‧‧左殼體

111‧‧‧凹槽

112‧‧‧凸肋

113‧‧‧凸肋

114‧‧‧穿孔

115‧‧‧穿孔

12‧‧‧右殼體

121‧‧‧凹槽

122‧‧‧凸肋

123‧‧‧凸肋

124‧‧‧穿孔

125‧‧‧穿孔

13‧‧‧排氣口

14‧‧‧進液口

20‧‧‧儲槽

21‧‧‧管路

22‧‧‧管路

23‧‧‧壓力計

24‧‧‧壓力開關

25‧‧‧液面檢知器

26‧‧‧管路

27‧‧‧管路

28‧‧‧電解液

30‧‧‧陽極板

31‧‧‧小孔

32‧‧‧外接端

33‧‧‧導電棒

40‧‧‧陰極板

41‧‧‧小孔

42‧‧‧外接端

43‧‧‧導電棒

50‧‧‧絕緣網層

60‧‧‧防漏墊圈

61‧‧‧防漏墊圈

62‧‧‧螺釘

63‧‧‧螺母

64‧‧‧螺釘

70‧‧‧金屬板

71‧‧‧安裝板

72‧‧‧架體

圖一為本發明的外觀圖。

圖二為圖一的局部剖面圖。

圖三為圖二中A部的放大圖。

圖四為圖一的另一方向的剖面圖。

圖五為圖二的局部放大圖。

圖六為電解槽的分解圖。

圖七為電解槽殼體構成的另一實施例。

本發明之高壓氫氧機主要在提高電解槽的製造氫、氧氣的工作效益，以及能夠輸出適於進行燒切工作的氫、氧氣。請參閱圖一~圖四，所述高壓氫氧機包含設置：至少一組的電解槽10、一用於儲放電解液28的儲槽20。該各電解槽10係橫向拼接成一體。該每一電解槽10內包含設置：一陽極板30、一陰極板40、一設置在該陽極板30與陰極板40之間的絕緣網層50。該陽極板30與陰極板40上分別佈設多數個小穿孔31、41，能夠容許電解液28與氫、氧氣穿過，見圖六。該絕緣網層50與該陽極板30、陰極板40之間分別為相互貼合狀，且該絕緣網層50的網目能夠容許電解液28與氫、氧氣穿過。該陽極板30與陰極板40之間的已經縮小到接近極限，使電流阻抗盡可能的降低，自然能提高製氫、氧氣的工作效益。因電解液28呈流動狀，而能夠不斷的更新該陽極板30與陰極板40之間電解液28，使製氫、氧氣的工作效益不 會因該陽極板30與陰極板40之間極為靠近而有負面影響。

前述每一電解槽10的殼體是由一左殼體11與一右殼體12拼組而成。該左殼體11與右殼體12的內面以對應方式分別設置凹槽111、121，該二凹槽111、121內係容置電解液。該陽極板30、絕緣網層50、陰極板40被壓置在該左殼體11與右殼體12之間而定位。該左殼體11與右殼體12之間設置有防漏墊圈60、61以防漏。實作中，更會在該左、右殼體11、12的接縫處進一步塗布防漏矽膠(未顯示)，以達到保證不漏液的目的。該電解槽10的左殼體11與一右殼體12凹槽111、121內分別設置有至少二條呈傾斜狀的凸肋112、113、122、123。該二凸肋112、113、122、123能夠將對應的凹槽111、112的內部空間切割成Z字形空間，以導引該二凹槽內111、121的電解液28與氫、氧氣沿Z字形路徑向上流動。該電解槽10左殼體11、右殼體12凹槽111、121的凸肋112、113、122、123能夠分別對該陽極板與陰極板產生制壓作用，而使該陽極板30、絕緣網層50、陰極板40之間形成相互貼合狀。該絕緣網層50可以是玻璃纖維網層，也可以是石棉網層。

所述儲槽20係設置在該各電解槽10的上方，且能夠藉由管路21將電解液28送入該各電解槽10內。該每一電解槽10的排氣口13藉由管路22將氫、氧氣送入該儲槽20內。該每一電解槽10上供電解液28進入的進液口14設置在槽底的後緣，供氫、氧氣排出的排氣口13設置在槽頂的前緣。由儲槽20送入電解槽10內的電解液會沿該凹槽111、121內部Z字形空間向上攀升，且電解水所產生的氫、氧氣也會沿該凹槽111、121內部Z字形空間向上攀升，使電解液28呈流動的活水狀。電解時所產生的氫、氧氣會穿過該陽極板30與陽極板40上的小孔31、41，以及該絕緣網層50的網目而向上攀升， 能夠對電解槽10內的電解液28產生推力，使電解液28呈不間斷的動態流動，令陽極板30與陰極板40之間的電解液28不斷的更新，進而提升電解製造氫、氧氣的工作效率。

前述電解槽10內所產製的氫、氧氣在經管路22輸送到該儲槽20的過程中，該氫、氧氣的排送壓力可將該電解槽10內的電解液向上輸送，並將該管路22中的電解液強行噴入該儲槽20內。該儲槽20內的常溫電解液28即沿電解液的輸送管路21送入該電解槽10內。則該電解槽10內的電解液28與該儲槽20內的電解液28之間產生良好的循環作用，而能夠將電解槽10的熱量帶走，避免電解槽10內的溫度過高。故該電解槽10在電解水的過程中，持續做更新電解液28以及將熱量帶走的冷卻作用，而提高電解的工作效益。

該電解槽10的左殼體11與右殼體12的凹槽111、121底部的後緣份別設置有該進液口14。該左殼體11與右殼體12的凹槽111、121頂部的前緣設置該排氣口13。

該每一電解槽10的陽極板30的外接端32係由該電解槽10的上端且為靠近前緣處突出。該陰極板40的外接端42係由該電解槽10的下端且為靠近後緣處突出。如此，電流會在該陽極板30與陰極板40上流動較長的時間，而對該陽極板30與陰極板40之間的電解液28作較長時間的電解，進一步提升製氫、氧氣的工作效益。該各陽極板30的外接端32可藉由一導電棒33並聯。該各陰極板40的外接端42可藉由另一導電棒43並聯。

該各電解槽10的左、右殼體11、12的周邊設置有多數個左右對正的穿孔114、115、124、125。本實施例中，該各電解槽的左、右殼體11、 12周邊的四個端角各設置有一穿孔115、125，另外在四邊的每一邊設置各設置二個穿孔114、124。藉由多數個螺釘62分別對應貫穿該各電解槽10的左、右殼體11、12的周邊設置的穿孔114、124，而能夠將該各電解槽10以串接型態拼接成一體。該各電解槽10組合後的外側可更設置一金屬板70來提高各電解槽10組合後的結構力。該二金屬板70設置有與各電解槽左、右殼體周邊穿孔分別對正的穿孔(圖上未標號)，以供該各螺釘62貫穿。該二金屬板70、分別設置在該各電解槽10拼接成一體後的兩側，再藉由螺母63螺入各螺釘62上，而迫使該二金屬板70對各電解槽10做緊密壓合作用。

在實際操作時，於前述該二金屬板70外側可分別增設一安裝板71。該安裝板71可視作用以固定各電解槽10的架體72的一部分。該二安裝板71為金屬製成者，故在該金屬板70與該安裝板71之間設置有絕緣層(圖上未示出)，以提高使用上的安全性。為了組裝上的方便，該安裝板71設置有與金屬板70上對應設置的穿孔(圖上未標號)，使在固鎖定各電解槽10的拼組型態的同時也將該安裝板71組裝在該金屬板70的外側。該左殼體11、右殼體12、金屬板70、安裝板71上四各端角處的穿孔115、125，可藉由四支螺釘64穿過架體72上預設的穿孔(圖上未標號)，而鎖定在該架體72上。

該儲槽20設置有壓力計23，可測知儲槽20內氫、氧氣的壓力。該儲槽20內氫、氧氣的壓力值達到足以進行燒切的工作時，始將氫、氧氣沿管路27輸出。因此本發明為一種可輸出高壓氫氧氣的裝置。該儲槽20設置有壓力開關24，可在儲槽20內壓力過高時切斷電解槽10的電解電路，亦可在儲槽10內壓力低於設定值時開啟電解槽10的電解電路。該儲槽20設置有一液位檢知器25，可在儲槽20內電解液28的液面過低時，將水沿管路26 送入儲槽20內。

本發明的高壓氫氧機的電解槽10數量為二個以上時，任二相鄰的電解槽10中，一電解槽10的左殼體11與另一電解槽10的右殼體12可一體成型之，如圖七所示。

以上說明對本發明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離所附說明書所限定的精神和範圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效，但都將落入本發明的保護範圍內。

10‧‧‧電解槽

11‧‧‧左殼體

12‧‧‧右殼體

21‧‧‧管路

22‧‧‧管路

23‧‧‧壓力計

24‧‧‧壓力開關

25‧‧‧液面檢知器

26‧‧‧管路

27‧‧‧管路

33‧‧‧導電棒

43‧‧‧導電棒

62‧‧‧螺釘

63‧‧‧螺母

64‧‧‧螺釘

70‧‧‧金屬板

71‧‧‧安裝板

72‧‧‧架體

Claims (11)

1. 一種高壓氫氧機，其包含：至少一組的電解槽、一用於儲放電解液的儲槽；所述各電解槽係橫向拼接成一體；所述儲槽係設置在該各電解槽的上方，且能夠藉由管路將電解液送入該各電解槽內；每一電解槽內包含設置：一陽極板、一陰極板、一設置在該陽極板與陰極板之間的絕緣網層；該陽極板與陰極板上分別佈設多數個小穿孔；該絕緣網層與該陽極板、陰極板之間分別為相互貼合狀，且該絕緣網層的網目能夠容許電解液與氫、氧氣穿過；該每一電解槽上供電解液進入的進液口設置在槽底，供氫、氧氣排出的排氣口設置在槽頂；該每一電解槽的排氣口藉由管路將氫、氧氣送入該儲槽內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高壓氫氧機，其中，該每一電解槽的殼體是由一左殼體與一右殼體拼組而成；該左殼體與右殼體的內面以對應方式分別設置凹槽，該二凹槽內係容置電解液；該陽極板、絕緣網層、陰極板被壓置在該左殼體與右殼體之間而定位；該左殼體與右殼體之間設置有防漏墊圈以防漏。
3. 如申請專利範圍第2項所述之高壓氫氧機，其中，所述每一電解槽上供電解液進入的進液口設置在槽底的後緣；供氫、氧氣排出的排氣口設置在槽頂的前緣。
4. 如申請專利範圍第3項所述之高壓氫氧機，其中，該電解槽的左殼體與右殼體的凹槽底部的後緣設置有該進液口；左殼體與右殼體的凹槽頂部的前緣設置該排氣口。
5. 如申請專利範圍第2項所述之高壓氫氧機，其中，所述每一電解槽的陽極 板的外接端係由該電解槽的上端且為靠近前緣處突出；該陰極板的外接端係由該電解槽的上端且為靠近後緣處突出。
6. 如申請專利範圍第4項所述之高壓氫氧機，其中，該每一電解槽的左殼體與一右殼體凹槽內分別設置有至少二條呈傾斜狀的凸肋；該二凸肋能夠將該凹槽的內部空間切割成Z字形空間，以導引該凹槽內的電解液與氫、氧氣沿Z形路徑向上流動。
7. 如申請專利範圍第6項所述之高壓氫氧機，其中，該每一電解槽左殼體、右殼體凹槽的凸肋能夠分別對該陽極板與陰極板產生推擠作用，而使該陽極板、絕緣網層、陰極板之間形成相互貼合狀。
8. 如申請專利範圍第6項所述之高壓氫氧機，其中，該各電解槽的左、右殼體的周邊設置有多數個左右對正的穿孔；藉由多數個螺釘分別對應貫穿該各電解槽的左、右殼體的周邊設置的穿孔，而能夠將該各電解槽以串接型態拼接成一體。
9. 如申請專利範圍第8項所述之高壓氫氧機，其更包含有二金屬板，該二金屬板設置有與各電解槽左、右殼體周邊穿孔分別對正的穿孔，以供該各螺釘貫穿；該二金屬板分別設置在該各電解槽拼接成一體後的兩側，再藉由螺母螺入各螺釘上，而迫使該二金屬板將各電解槽做緊密壓合。
10. 如申請專利範圍第8項所述之高壓氫氧機，其中，該各電解槽中任二相鄰的電解槽中，一電解槽的左殼體與另一電解槽的右殼體為一體成型之。
11. 如申請專利範圍第1項所述之高壓氫氧機，其中，該儲槽設置有壓力計及一壓力開關；該壓力計能夠檢測儲槽內氫、氧氣的壓力；該壓力開關能夠在儲槽內氫、氧氣的壓力不足時啟動電解電路。