一种氢气发生装置的制作方法

本发明涉及氢气生成，特别是涉及一种氢气发生装置。

背景技术：

1、目前随着世界能源的逐渐匮乏，新能源的开发利用已经成为各国需解决的当务之急，而氢气就是一种有巨大发展前景的绿色新能源，应用范围广阔。

2、氢气是一种极易燃烧，无色透明、无臭无味且难溶于水的气体，氢气是世界上已知的密度最小的气体，氢气发生器是指可以生产和制备氢气的设备，由于氢气的特殊性能，在进行制热时可以通过制造氢气进行辅助燃烧，降低二氧化碳的排放量进而提高整体设备的环保性。

3、现有申请号为2016209647524的中国发明专利，该发明公开了一种高纯氢气发生装置，该发明主要技术要点壳体，其结构要点壳体内设置有电解槽、储液罐、干燥管总成、第一三通接头、第二三通接头、压力开关、回流管。壳体上设置有平钮开关、压力表、液晶显示屏、报警器、接头、旋钮阀、电源插座。所述壳体上在储液罐对应位置开设有观察窗及液位高度曲线。所述平钮开关与电解槽的电源开闭控制端口相连。所述储液罐上端进口露出壳体并设置有中部具有通孔的储液罐盖，干燥管总成上端口露出壳体并设置有干燥管总成盖。

4、专利号为cn2012205734737的中国实用新型专利，该实用新型专利公布了一种氢气发生器，利用电解的方式把水分解成氧气和氢气，然后可以把分解后的氧气和氢气分别引流到不同的地方以方便使用，结构简单，操作简便，实用性强。

5、这样的结构存在缺陷，主要是：

6、1、上述的氢气发生装置易产生冲液污染负载管路，长时间使用对配套色谱及实验室人员健康有危害；

7、2、上述的氢气发生装置提取的氢气纯度不够，收集氢气较麻烦，容易泄露，污染环境，而且遇到明火易爆炸，危害人的生命。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种氢气发生装置，可以保证工作的安全可靠，并且保证氢气的纯度，保证氢气不会泄露，保护环境的安全和人身安全。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种氢气发生装置，包括电解槽机构和气水分离机构；所述电解槽机构包括外壳，外壳内安装有阳极室和阴极室；所述阳极室内设置有阳极部件；所述阳极室连通外部的补液机构，且阳极室与阴极室之间连通有补液管和进气管；所述阴极室内设置有氢气出气管，氢气出气管的下部设置有密封的spe离子膜，且spe离子膜内的氢气出气管内安装有阴极部件；所述阴极室与外壳之间连通有氧气出气管；所述阳极部件和阴极部件连接外部的控制器部分； 所述气水分离机构包括气水分离器，且氢气出气管通过氢气输送管路连通到气水分离器的下部；所述气水分离器内安装有干燥机构和氢气输出管；所述氢气出气管与氢气输送管路之间的连接处安装有控制阀；所述的控制器部分还连接补液机构和控制阀。

4、作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述补液机构包括安装在外壳内的补液箱，补液箱内安装有循环泵；所述补液箱通过补液管路连通阳极室。

5、通过采用了上述技术方案，补液机构可以快速地补充电解室机构的阳极室与阴极室的电解液，且补液机构还可以连接外部的控制器以及与其连接的传感器，还可以实现自动补液。

6、作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述氢气出气管的上端安装有三通阀；所述三通阀的一端通过管路连通控制阀，所述三通阀的另一端通过管路连通回液机构。

7、作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述回液机构包括回液管，回液管连通在三通阀和阳极室之间。

8、通过采用了上述技术方案，回液管内流动的是带有一定水汽的氢气，避免出现氢气堵塞造成的危害，也保证了设备的安全，对环境和工作人员起到了一定的保护。

9、作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述回液管上安装有缓冲箱。

10、通过采用了上述技术方案，缓冲箱的作用是起到存储和缓冲作用，保证管路内气压稳定，避免出现气爆等突发危害，保证设备的安全。

11、作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述气水分离器包括气水分离器外壳，气水分离器外壳内充有分离液；所述气水分离器外壳的上部有干燥机构。

12、作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述干燥机构包括安装在气水分离器外壳上部的干燥外壳，干燥外壳内设置有干燥器；所述干燥外壳连通氢气输出管。

13、作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述阳极室和所述阴极室内分别设置有液位传感器和液压传感器；所述缓冲箱内安装有液位传感器和液压传感器；所述控制部分分别连接所有的液位传感器和所有的液压传感器。

14、作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述控制部分包括控制箱，控制箱内安装有控制器；所述控制箱的前部安装有显示屏和若干控制按键，显示屏和若干控制按键分别连接控制器。

15、作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述控制器采用的是plc、工业电脑、单片机或者电路控制板中的其中一种。

16、与现有技术相比，本发明实现的有益效果：

17、1、本发明的电解液进入阳极室后，在阳极部件上分解成的负氧离子和氢质子，随即在阳极部件上放出电子，形成氧气，从阳极室排出，携带部份水汽进入到阴极室，纯水可循环使用，氧气通过氧气出气管排出，直接排到大气中或者再利用。阳极室产生的氢质子随着电解液进入到阴极室内，此时氢质子以水合离子的形式，在阴极部件的电场力的作用下，通过spe离子膜，到达阴极部件上吸收电子形成氢气。氢气进入气水分离器，在此除去从电解槽机构携带出的大部分水份，含微量水份的氢气再经干燥器吸湿后，纯度便达到99.999%以上氢气，氢气收集后再使用；

18、2、本发明的氧气和氢气分别在不同的位置生成，因而避免氢气和氧气发生混合，提高了氢气的纯净度；

19、3、本发明有补液功能，并且采用传感器检测，使用控制器进行控制，可以实现电解液的自动补充，实现自动化操作；

20、4、本发明具有回液功能，在氢气出气管上的三通阀连接回液管，在发生氢气输出遇到阻力的时候，实现回液，保证设备整体运行的安全，也便于余气的回收再利用，保证电解液利用的最大化；

21、5、本发明的各个管路是相互连通的，保证阳极室和阴极室内有足够的气压，使补液箱只需存储少量电解液即可产生使电解液进入阳极室的压力，循环泵也是在需要的时候才开动，从而节约了生产成本。

技术特征：

1.一种氢气发生装置，其特征在于：包括电解槽机构和气水分离机构；

2.根据权利要求1所述的一种氢气发生装置，其特征在于：所述补液机构包括安装在外壳内的补液箱，补液箱内安装有循环泵；所述补液箱通过补液管路连通阳极室。

3.根据权利要求2所述的一种氢气发生装置，其特征在于：所述氢气出气管的上端安装有三通阀；所述三通阀的一端通过管路连通控制阀，所述三通阀的另一端通过管路连通回液机构。

4.根据权利要求3所述的一种氢气发生装置，其特征在于：所述回液机构包括回液管，回液管连通在三通阀和阳极室之间。

5.根据权利要求4所述的一种氢气发生装置，其特征在于：所述回液管上安装有缓冲箱。

6.根据权利要求1所述的一种氢气发生装置，其特征在于：所述气水分离器包括气水分离器外壳，气水分离器外壳内充有分离液；所述气水分离器外壳的上部有干燥机构。

7.根据权利要求6所述的一种氢气发生装置，其特征在于：所述干燥机构包括安装在气水分离器外壳上部的干燥外壳，干燥外壳内设置有干燥器；所述干燥外壳连通氢气输出管。

8.根据权利要求5所述的一种氢气发生装置，其特征在于：所述阳极室和所述阴极室内分别设置有液位传感器和液压传感器；所述缓冲箱内安装有液位传感器和液压传感器；所述控制部分分别连接所有的液位传感器和所有的液压传感器。

9.根据权利要求8所述的一种氢气发生装置，其特征在于：所述控制部分包括控制箱，控制箱内安装有控制器；所述控制箱的前部安装有显示屏和若干控制按键，显示屏和若干控制按键分别连接控制器。

10.根据权利要求9所述的一种氢气发生装置，其特征在于：所述控制器采用的是plc、工业电脑、单片机或者电路控制板中的其中一种。

技术总结
本发明公开了一种氢气发生装置，包括电解槽机构和气水分离机构；所述电解槽机构包括外壳，外壳内安装有阳极室和阴极室；所述阳极室内设置有阳极部件；所述阳极室连通外部的补液机构，且阳极室与阴极室之间连通有补液管和进气管；所述阴极室内设置有氢气出气管，氢气出气管的下部设置有密封的SPE离子膜，且SPE离子膜内的氢气出气管内安装有阴极部件；所述阴极室与外壳之间连通有氧气出气管。本发明的电解液进入阳极室后，在阳极部件上分解成的负氧离子和氢质子，随即在阳极部件上放出电子，形成氧气，从阳极室排出，携带部分水汽进入到阴极室，纯水可循环使用，氧气通过氧气出气管排出，直接排到大气中或者再利用。

技术研发人员：朱译铭
受保护的技术使用者：江苏江天工程检测有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15