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一种氢氧发生装置
申请号	CN202410108463.3	申请日	2024-01-26	公开(公告)号	CN117926280A	公开(公告)日	2024-04-26
申请人	江苏领氢节能科技有限公司;			发明人	吴一民; 朱庆安; 於海洋; 漆雷; 吴赜偲;
摘要	本发明公开了一种氢氧发生装置，涉及氢氧制取设备领域,包括电解槽，所述电解槽呈筒状中空结构，且同轴连接有柱状的水箱，所述电解槽朝向水箱的内壁沿长度方向设置有散热翅片，所述电解槽安装于底座上，所述底座朝向电解槽底端设置有风机，所述电解槽的排气管道进入水箱内向下螺旋盘绕至水箱底端后再向上穿出水箱，所述电解槽的排气管道在靠近水箱底端的位置连通有储水结构，所述水箱的底端连接有呈半球状的球罩，所述球罩的底端朝向风机的方向设置有喷雾头。本发明使氢气与氧气的流动管道先进入水箱后在穿出，利用水箱内的水使水蒸气冷凝，冷凝后的水流入储水盒内，不会伴随氧气与氢气排出，有效避免出现冷凝水伴随气体一同喷出的情况。
权利要求	1.一种氢氧发生装置，包括电解槽（1），其特征在于：所述电解槽（1）呈筒状中空结构，且同轴连接有柱状的水箱（7），所述电解槽（1）朝向水箱（7）的内壁沿长度方向设置有散热翅片，所述电解槽（1）安装于底座（2）上，所述底座（2）朝向电解槽（1）底端设置有风机（31），所述电解槽（1）的排气管道进入水箱（7）内向下螺旋盘绕至水箱（7）底端后再向上穿出水箱（7），所述电解槽（1）的排气管道在靠近水箱（7）底端的位置连通有储水结构，所述水箱（7）的底端连接有呈半球状的球罩（11），所述球罩（11）的底端朝向风机（31）的方向设置有喷雾头（19），所述球罩（11）内设置有用于将储水结构内水沿喷雾头（19）喷出的泵水结构。 2.根据权利要求1所述的氢氧发生装置，其特征在于：所述电解槽（1）的顶端连接有顶盖（3），且内部设置有直径不同的柱状第一电极板（5）与第二电极板（6），所述顶盖（3）的底面固定连接有柱状的交换膜（4），所述交换膜（4）用于分隔第一电极板（5）与第二电极板（6）。 3.根据权利要求2所述的氢氧发生装置，其特征在于：所述顶盖（3）在分别对应第一电极板（5）与第二电极板（6）位置处设置有第一出气口（21）与第二出气口（22），所述第一出气口（21）与第二出气口（22）分别连接有穿入水箱（7）并螺旋向下盘绕的第一螺旋气管（23）与第二螺旋气管（24），所述第一螺旋气管（23）与第二螺旋气管（24）在位于水箱（7）内底端位置处分别连接有第一直气管（25）与第二直气管（26），所述第一直气管（25）与第二直气管（26）皆竖直向上穿出水箱（7）。 4.根据权利要求3所述的氢氧发生装置，其特征在于：所述第一直气管（25）与第二直气管（26）的底端分别连接有位于水箱（7）外的第一储水盒（13）与第二储水盒（14），所述第一储水盒（13）与第二储水盒（14）的底端通过三通进水管（18）连接有喷雾泵（17），所述喷雾泵（17）的出水端通过管道连接有位于球罩（11）底端的喷雾头（19）。 5.根据权利要求4所述的氢氧发生装置，其特征在于：所述第一储水盒（13）与第二储水盒（14）内皆设置有储水盒隔板（32），所述三通进水管（18）连接的位置位于储水盒隔板（32）的下方，所述储水盒隔板（32）上开设有透水口（33），且在透水口（33）的下方固定连接有安装片（34），所述安装片（34）上固定连接有弹簧（35）的一端，所述弹簧（35）的另一端固定连接有直径大于透水口（33）的升降片（36），所述升降片（36）在弹簧（35）的弹力作用下用于封闭透水口（33），所述升降片（36）的顶端固定连接有浮球（37），所述浮球（37）的浮力用于使升降片（36）上升。 6.根据权利要求1所述的氢氧发生装置，其特征在于：所述水箱（7）的底端设置有水箱隔板（12），所述水箱隔板（12）的下方设置有供水泵（15），所述供水泵（15）的进水端通过管道连通水箱（7）内部，而出水端连接有供水管（16），所述供水管（16）连通电解槽（1）。 7.根据权利要求2所述的氢氧发生装置，其特征在于：所述第一电极板（5）的顶端固定连接有朝向远离电解槽（1）中心方向的第一电极耳（8），所述第二电极板（6）的顶端固定连接有朝向电解槽（1）中心方向的第二电极耳（9）。 8.根据权利要求7所述的氢氧发生装置，其特征在于：所述第一电极板（5）与第二电极板（6）的顶端皆开设有供气体通过的电极板缺口（10）。 9.根据权利要求1所述的氢氧发生装置，其特征在于：所述底座（2）上固定连接有风机筒（30），所述风机筒（30）的直径小于电解槽（1）内圈的直径，所述风机筒（30）内设置有向上吹风的风机（31）。
说明书全文	一种氢氧发生装置技术领域 [0001] 本发明涉及氢氧制取设备领域，具体为一种氢氧发生装置。背景技术 [0002] 氢氧发生器是利用水电解产生氢气和氧气,是一种电化学设备，氢氧发生器的工作原理:交流电通过变压器,在降压、整流之后,变成稳定的、可调的低压直流电,将其产生的电流提供给电解槽，在直流电作用下，电解槽内的水电离后形成氢离子、氧离子，在电解槽阴极，氢离子会变成氢气，氧离子也会在阳极释放电子,从而变成氧气。 [0003] 相关公告号为CN113106481B的中国专利公开了一种氢氧发生装置及其氢氧制备方法，包括两端板，装设于两端板之间的正极板和负极板，装设于正极板和负极板之间至少一组的绝缘板框组件、以及至少一组配套置入绝缘板框组件中用于与所述正极板和负极板电导通的膜电极组件，所述绝缘板框组件具有气液流道和连通气液流道的多个输入输出口，绝缘板框组件具有中部开口，现有技术中其它类似的氢氧发生装置也大多为方形结构。 [0004] 针对上述相关技术，现有的氢氧发生装置在工作时所产生的热量会使装置内的水温升高，加快装置内水的蒸发速度，水蒸气跟随氢气与氧气经过冷凝装置后冷凝呈冷凝水，冷凝水在管道内累积后容易伴随氢气与氧气一同喷出，导致火苗不稳定，或者水份喷到工件上，可能会导致工件的熔点炸裂，工件的材质受损等严重后果，综上所述，现有的氢氧发生装置存在不易降低排出气体内水蒸气含量的问题。发明内容 [0005] 基于此，本发明的目的是提供一种氢氧发生装置，以解决现有的氢氧发生装置不易降低排出气体内水蒸气含量的技术问题。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢氧发生装置，包括电解槽，所述电解槽呈筒状中空结构，且同轴连接有柱状的水箱，所述电解槽朝向水箱的内壁沿长度方向设置有散热翅片，所述电解槽安装于底座上，所述底座朝向电解槽底端设置有风机，所述电解槽的排气管道进入水箱内向下螺旋盘绕至水箱底端后再向上穿出水箱，所述电解槽的排气管道在靠近水箱底端的位置连通有储水结构，所述水箱的底端连接有呈半球状的球罩，所述球罩的底端朝向风机的方向设置有喷雾头，所述球罩内设置有用于将储水结构内水沿喷雾头喷出的泵水结构。 [0007] 通过采用上述技术方案，氢气与氧气的流动管道会先进入水箱后在穿出，利用水箱内的水使水蒸气冷凝，冷凝后的水流入储水盒内，不会伴随氧气与氢气排出，有效避免出现冷凝水伴随气体一同喷出的情况。 [0008] 本发明进一步设置为，所述电解槽的顶端连接有顶盖，且内部设置有直径不同的柱状第一电极板与第二电极板，所述顶盖的底面固定连接有柱状的交换膜，所述交换膜用于分隔第一电极板与第二电极板。 [0009] 通过采用上述技术方案，顶盖与电解槽之间的密封圈能够很好的保持装置的气密性，有效避免出现气体泄露的情况，交换膜在第一电极板与第二电极板通电的状态下，促进水中氢离子的传递。 [0010] 本发明进一步设置为，所述顶盖在分别对应第一电极板与第二电极板位置处设置有第一出气口与第二出气口，所述第一出气口与第二出气口分别连接有穿入水箱并螺旋向下盘绕的第一螺旋气管与第二螺旋气管，所述第一螺旋气管与第二螺旋气管在位于水箱内底端位置处分别连接有第一直气管与第二直气管，所述第一直气管与第二直气管皆竖直向上穿出水箱。 [0011] 通过采用上述技术方案，使得电解槽内所产出的氢气与氧气能够沿着弯曲盘绕的管路流动，在水箱内得到充分的冷却，使气体中所含的水蒸气得到充分的冷凝，大幅减小输出气体中水蒸气的含量，同时由于气体流动至水箱的底端时需要向上沿直管结构流动，小水珠在螺旋管路的底端汇集后需要克服自身重力才能够向上飘动，因此也能够有效避免输出气体中出现携带小水珠的情况。 [0012] 本发明进一步设置为，所述第一直气管与第二直气管的底端分别连接有位于水箱外的第一储水盒与第二储水盒，所述第一储水盒与第二储水盒的底端通过三通进水管连接有喷雾泵，所述喷雾泵的出水端通过管道连接有位于球罩底端的喷雾头。 [0013] 通过采用上述技术方案，气体中水蒸气凝结呈的冷凝水沿着第一直气管与第二直气管底端的管路分别流入第一储水盒与第二储水盒，第一储水盒与第二储水盒起到收集冷凝水的作用。 [0014] 本发明进一步设置为，所述第一储水盒与第二储水盒内皆设置有储水盒隔板，所述三通进水管连接的位置位于储水盒隔板的下方，所述储水盒隔板上开设有透水口，且在透水口的下方固定连接有安装片，所述安装片上固定连接有弹簧的一端，所述弹簧的另一端固定连接有直径大于透水口的升降片，所述升降片在弹簧的弹力作用下用于封闭透水口，所述升降片的顶端固定连接有浮球，所述浮球的浮力用于使升降片上升。 [0015] 通过采用上述技术方案，在第一储水盒与第二储水盒内水位较高的情况下，浮球的浮力能够向上拉动升降片进而使得弹簧被拉伸，升降片离开透水口，第一储水盒与第二储水盒内的水能够顺利的通过透水口流动至储水盒隔板的下方被喷雾泵泵取，而当第一储水盒与第二储水盒内的水位较低，浮球的浮力降低，不足以克服弹簧的弹力时，升降片便被弹簧拉回复位，覆盖住透水口，防止出现气体沿透水口泄露的情况。 [0016] 本发明进一步设置为，所述水箱的底端设置有水箱隔板，所述水箱隔板的下方设置有供水泵，所述供水泵的进水端通过管道连通水箱内部，而出水端连接有供水管，所述供水管连通电解槽。 [0017] 通过采用上述技术方案，利用供水泵能够将水箱内的水按照设定的速率补充进入电解槽内。 [0018] 本发明进一步设置为，所述第一电极板的顶端固定连接有朝向远离电解槽中心方向的第一电极耳，所述第二电极板的顶端固定连接有朝向电解槽中心方向的第二电极耳。 [0019] 通过采用上述技术方案，第一电极耳与第二电极耳的朝向相反，使得电解槽与顶盖之间的密封圈可以直接覆盖在第一电极板与第二电极板的边缘部分，不必在第一电极耳或是第二电极耳对应位置处制出缺口用于避让第一电极耳或是第二电极耳，有效提升了电解槽的气密性能。 [0020] 本发明进一步设置为，所述第一电极板与第二电极板的顶端皆开设有供气体通过的电极板缺口。 [0021] 通过采用上述技术方案，使得第一电极板与第二电极板的电极两面所产生的气泡都能够高效的向上运动并离开水面。 [0022] 本发明进一步设置为，所述底座上固定连接有风机筒，所述风机筒的直径小于电解槽内圈的直径，所述风机筒内设置有向上吹风的风机。 [0023] 通过采用上述技术方案，风机筒能够对风机起到良好的保护作用，有效避免风机的扇叶绞到装置的供电线路，同时也使得风机所产生的气流更好的向上集中。 [0024] 综上所述，本发明主要具有以下有益效果：1.本发明通过在筒状结构的电解槽中心设置气流通道，并在气流通道内同轴设置柱状的水箱，电解槽的底端设置向上吹风的风机，氢气与氧气的流动管道会先进入水箱后在穿出，利用水箱内的水使水蒸气冷凝，冷凝后的水流入储水盒内，不会伴随氧气与氢气排出，冷凝水经过水泵增压后喷出，能够进一步起到对电解槽以及水箱降温的效果，有效避免出现冷凝水伴随气体一同喷出的情况； 2.本发明通过在电解槽朝向水箱方向的内壁呈环形设置翅片，且在水箱的底端设置球罩，风机产生的气流受到球罩影响高效的沿着翅片的方向向上流动，大幅提高了风冷效率，进一步提高了电解槽与水箱的散热速度； 3.本发明通过在球罩的底端设置喷水头，利用水泵将收集所得的冷凝水雾化喷出，水雾被气流吹在水箱的外壁以及电解槽的翅片上，通过水的蒸发更进一步提高电解槽以及水箱的散热效率，同时也妥善处理了装置工作所产生的冷凝水； 4.本发明通过冷凝水进一步提高电解槽以及水箱的散热效率，而电解槽产生水蒸气的速度与其内部的温度呈正相关，当水蒸气产生的速度增加说明电解槽内的温度上升，而冷凝水生成速率因水蒸气的产生速率增加而增加，雾化喷头所喷出的冷凝水增加后又会增加电解槽与水箱的散热效率，进而使得电解槽与水箱的温度趋于稳定，不易出现电解槽内温度升高而降温速率未升高的情况，降低了电解槽内温度失控的风险； 5.本发明通过在储水盒内设置防泄漏结构，当储水盒内的水位下降，水位将要低于水泵的进水管道口时，防泄漏结构自动关闭储水盒的出水通道，反之当储水盒内水位上升后，出水通道则会自动打开，用于防止储水盒内水位下降时气体从喷雾头喷出。附图说明 [0025] 图1为本发明的立体图；图2为本发明的底座立体图；图3为本发明的电解槽立体图；图4为本发明的顶盖与交换膜立体图；图5为本发明的顶盖与交换膜拆除状态电解槽立体图；图6为本发明的第一电极板立体图；图7为本发明的第二电极板立体图；图8为本发明的电解槽内部结构立体图；图9为本发明的水箱截面状态立体图；图10为本发明的图9中A的放大图；图11为本发明的另一视角水箱截面状态立体图；图12为本发明的图11中B的放大图；图13为本发明的储水盒内部结构立体图；图14为本发明的图13中C的放大图。 [0026] 图中：1、电解槽；2、底座；3、顶盖；4、交换膜；5、第一电极板；6、第二电极板；7、水箱；8、第一电极耳；9、第二电极耳；10、电极板缺口；11、球罩；12、水箱隔板；13、第一储水盒；14、第二储水盒；15、供水泵；16、供水管；17、喷雾泵；18、三通进水管；19、喷雾头；20、安装支架；21、第一出气口；22、第二出气口；23、第一螺旋气管；24、第二螺旋气管；25、第一直气管； 26、第二直气管；27、第一气接头；28、第二气接头；29、注水口；30、风机筒；31、风机；32、储水盒隔板；33、透水口；34、安装片；35、弹簧；36、升降片；37、浮球。具体实施方式 [0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0028] 下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。实施例一 [0029] 一种氢氧发生装置，如图1‑14所示，包括电解槽1，电解槽1呈筒状中空结构，且同轴连接有柱状的水箱7，电解槽1朝向水箱7的内壁沿长度方向设置有散热翅片，电解槽1安装于底座2上，底座2朝向电解槽1底端设置有风机31，具体的，为了使风机31能够正常向上吹风，底座2底边皆设置有底座2远离地面的立脚，电解槽1的排气管道进入水箱7内向下螺旋盘绕至水箱7底端后再向上穿出水箱7，电解槽1的排气管道在靠近水箱7底端的位置连通有储水结构，水箱7的底端连接有呈半球状的球罩11，风机31向上吹出的风受到球罩11阻挡会向四周均匀扩散，进而在散热翅片之间沿着散热翅片的长度方向流动，达到更好的散热效果，球罩11的底端朝向风机31的方向设置有喷雾头19，具体的，喷雾头19为雾化喷水头，在水压足够时能够喷出水雾，球罩11内设置有用于将储水结构内水沿喷雾头19喷出的泵水结构，电解槽1的顶端连接有顶盖3，且内部设置有直径不同的柱状第一电极板5与第二电极板6，顶盖3的底面固定连接有柱状的交换膜4，交换膜4用于分隔第一电极板5与第二电极板6，顶盖3与电解槽1之间的密封圈能够很好的保持装置的气密性，有效避免出现气体泄露的情况，交换膜4在第一电极板5与第二电极板6通电的状态下，促进水中氢离子的传递。 [0030] 请参阅图4‑12，顶盖3在分别对应第一电极板5与第二电极板6位置处设置有第一出气口21与第二出气口22，第一出气口21与第二出气口22分别连接有穿入水箱7并螺旋向下盘绕的第一螺旋气管23与第二螺旋气管24，具体的，第一螺旋气管23与第二螺旋气管24的螺距相同，在水箱7中均匀向下盘绕弯曲，有效利用水箱7内的冷水使水蒸气冷凝，第一螺旋气管23与第二螺旋气管24在位于水箱7内底端位置处分别连接有第一直气管25与第二直气管26，第一直气管25与第二直气管26皆竖直向上穿出水箱7，具体的，第一直气管25穿出水箱7后连接有第一气接头27，第二直气管26穿出水箱7后连接有第二气接头28，第一气接头27与第二气接头28分别连接氢气与氧气的输气管路，水箱7的顶端还设置有用于向水箱7内补水的注水口29，使得电解槽1内所产出的氢气与氧气能够沿着弯曲盘绕的管路流动，在水箱7内得到充分的冷却，使气体中所含的水蒸气得到充分的冷凝，大幅减小输出气体中水蒸气的含量，同时由于气体流动至水箱7的底端时需要向上沿直管结构流动，小水珠在螺旋管路的底端汇集后需要克服自身重力才能够向上飘动，因此也能够有效避免输出气体中出现携带小水珠的情况。 [0031] 请参阅图8‑12，第一直气管25与第二直气管26的底端分别连接有位于水箱7外的第一储水盒13与第二储水盒14，第一储水盒13与第二储水盒14的底端通过三通进水管18连接有喷雾泵17，喷雾泵17的出水端通过管道连接有位于球罩11底端的喷雾头19，气体中水蒸气凝结呈的冷凝水沿着第一直气管25与第二直气管26底端的管路分别流入第一储水盒13与第二储水盒14，第一储水盒13与第二储水盒14起到收集冷凝水的作用。 [0032] 请参阅图1‑8图、图11‑12，水箱7的底端设置有水箱隔板12，水箱隔板12的下方设置有供水泵15，供水泵15的进水端通过管道连通水箱7内部，而出水端连接有供水管16，供水管16连通电解槽1，利用供水泵15能够将水箱7内的水按照设定的速率补充进入电解槽1内，具体的，设定的补水速率与电解槽1内水的消耗速率相同，第一电极板5的顶端固定连接有朝向远离电解槽1中心方向的第一电极耳8，第二电极板6的顶端固定连接有朝向电解槽1中心方向的第二电极耳9，第一电极耳8与第二电极耳9的朝向相反，使得电解槽1与顶盖3之间的密封圈可以直接覆盖在第一电极板5与第二电极板6的边缘部分，不必在第一电极耳8或是第二电极耳9对应位置处制出缺口用于避让第一电极耳8或是第二电极耳9，有效提升了电解槽1的气密性能，第一电极板5与第二电极板6的顶端皆开设有供气体通过的电极板缺口10，使得第一电极板5与第二电极板6的电极两面所产生的气泡都能够高效的向上运动并离开水面，底座2上固定连接有风机筒30，风机筒30的直径小于电解槽1内圈的直径，风机筒30内设置有向上吹风的风机31，风机筒30能够对风机31起到良好的保护作用，有效避免风机31的扇叶绞到装置的供电线路，同时也使得风机31所产生的气流更好的向上集中。实施例二 [0033] 一种氢氧发生装置，如图1‑14所示，在实施例一的基础上，与实施例一不同处在于，第一储水盒13与第二储水盒14内皆设置有储水盒隔板32，三通进水管18连接的位置位于储水盒隔板32的下方，储水盒隔板32上开设有透水口33，且在透水口33的下方固定连接有安装片34，安装片34上固定连接有弹簧35的一端，弹簧35的另一端固定连接有直径大于透水口33的升降片36，升降片36朝向透水口33的一面还设置有密封圈，当第一储水盒13与第二储水盒14内水位较低，浮球37无法浮起的状态下，弹簧35的弹力会将升降片36拉紧在透水口33处，使得升降片36封闭透水口33，升降片36在弹簧35的弹力作用下用于封闭透水口33，升降片36的顶端固定连接有浮球37，浮球37的浮力用于使升降片36上升，在第一储水盒13与第二储水盒14内水位较高的情况下，浮球37的浮力能够向上拉动升降片36进而使得弹簧35被拉伸，升降片36离开透水口33，第一储水盒13与第二储水盒14内的水能够顺利的通过透水口33流动至储水盒隔板32的下方被喷雾泵17泵取，而当第一储水盒13与第二储水盒14内的水位较低，浮球37的浮力降低，不足以克服弹簧35的弹力时，升降片36便被弹簧35拉回复位，覆盖住透水口33，防止出现气体沿透水口33泄露的情况。 [0034] 本发明的工作原理为：在第一电极板5与第二电极板6通电的状态下，电解槽1内的水被电解，第一电极板5与第二电极板6表面分别产生氢气与氧气，氢气与氧气分别通过第一出气口21与第二出气口22离开电解槽1，并沿着第一螺旋气管23与第二螺旋气管24在水箱7内降温冷却，气体中的水蒸气冷凝呈水，沿着管道分别流进第一储水盒13与第二储水盒14，减少大部分水蒸气后的氢气与氧气沿着竖直的第一直气管25与第二直气管26向上流动离开水箱7，而进入到第一储水盒13与第二储水盒14内的冷凝水在喷雾泵17的作用下从喷雾头19喷出，同时伴随着风机31所产生的气流，雾化后的水沿竖直方向上升粘附在电解槽1的翅片上，雾化后的水蒸发对电解槽1起到有效的降温，同时也能够对于水箱7起到一定的降温效果，有效降低电解槽1内温度进而减少水蒸气的产生。 [0035] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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