氫燃料產生裝置的制作方法

專利名稱：氫燃料產生裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及將水電解生成氫燃料以供生產和家庭使用的技術領域。
隨著我國現代化工業的高速發展和人民生活水平的不斷提高，對能源的消耗量越來越大，現有能源中的石油、煤等在燃燒時，產生大量的二氧化碳、一氧化碳和二氧化硫等廢氣，嚴重污染空氣，對人類賴以生存的自然環境形成的威脅，也越來越嚴重，人們迫切希望使用新的，干凈的能源。氫氣幾乎是最理想、最清潔的燃料，它燃燒時不產生二氧化碳、二氧化硫、碳氫化合物和一氧化碳，也無微顆粒物質，只產生少量的一氧化氮;氫與石油和煤相比，效率最高，燃燒相同重量的汽油，煤和氫氯時，氫氣釋放的能量最多;氫存在于水中是取之不盡，用之不竭的蘊藏量最豐富的能源。將水與堿液混合制成電解液，然后通過直流電源的電解作用使水變為氫氣和氧氣是中學教科書上早已揭示的原理，但是要將其實用化卻是極為困難的，無論是工業化生產還是家庭生活中，目前還很少使用氫作為燃料，有極少部分生產廠家開始生產一種氫氧混合氣體焊割機，但由于氫氧沒有分離，需用汽油等助燃劑，只能用于黑色金屬的切割，且容易生產回火引起爆炸，使用極不安全，而難于大量推廣使用。
本發明的目的是提供新穎實用的氫燃料產生裝置來解決上述現有技術中存在的問題，為工業生產和家庭生活提供不污染環境的氫燃料，氫氣和氧氣分離，安全可靠，降低生產成本，減少耗電量。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。
本發明所述氫燃料生產裝置，有電解槽、電解液、電極和直流電源，其特點是電解槽內負電極上部的氫氣室由管道與儲氫氣及電解液器連接，儲氫氣及電解液器上設置有防爆器和液位指示器以及壓力控制器，它還通過管道分別與儲水及氫氣洗滌器和電解液過濾器連接，儲水及氫氣洗滌器經管道與阻火器、氫氣減壓閥連接，氫氣減壓閥與氫氣輸出管連接;電解槽內正電極上部的氧氣室由管道與儲氧氣及電解液器連接，儲氧氣及電解液器上設置有防爆器和液位指示器，它還通過管道分別與儲水及氧氣洗滌器和電解液過濾器連接，儲水及氧氣洗滌器經管道與氧氣減壓閥連接，氧氣減壓閥與氧氣輸出管連接;儲水及氧氣洗滌器上設置有進水閥和液位指示器，其底部經一管道和閥門與儲水及氫氣洗滌器的底部連接，另外還經一管道和供水閥門與電解液過濾器連接，電解液過濾器經一管道和閥門與電解液泵連接，電解液泵經管道與電解槽連接;上述有氣、液運行的部件均在密封條件下工作。
本發明更好的設計方案是在儲水及氫氣洗滌器和儲水及氧氣洗滌器的輸出管道之間設置有壓力平衡閥。
采用本發明所述氫燃料產生裝置將產生較大的經濟效益和社會效益，其主要優點是(1)不污染環境，本裝置在產生氫氣及氫氣燃燒的過程中不會產生一氧化碳、二氧化碳等有害物質有利于保護我們賴以生存的自然環境。(2)將水電解制成氫氣和氧氣以便獲得最干凈的燃料的設想，由本裝置使其實用化了，使工廠和家庭均可使用氫作為燃料。(3)可為國家節省大量電能，以耗電量為10千瓦的氫燃料生產裝置與氧氣乙炔焊割設備相比較，本裝置每生產2m3氫氣，1m3氧氣耗電約10度，比生產2m3乙炔節電22度，如果全國約50萬套氧氣乙炔焊割設備換為10萬套本裝置，每年生產氫氣20000m3，可節電220000萬度，相當于一個中型發電站的年發電量。(4)大大降低生產成本，一臺10千瓦的本裝置每小時耗電10度，水1.72公斤，產出2m3氫氣、1m3氧氣，其成本十分低廉為氧氣乙炔焊割設備的10%，每年可節約幾萬元的開支，半年就可收回投資，為企業帶來較大的經濟效益。(5)使用性能優良，非常安全，只需有電源和水的地方就可使用，在工業應用上可用于黑色金屬，鑄鐵及有色金屬的焊割，還可用于石英，玻璃制品的封口和燒制，家庭則可用于多種燃具。
下面參照附圖對本發明作進一步詳細描述。


圖1 氫燃料產生裝置結構示意2 氫燃料產生裝置儀表板示意3 氫燃料產生裝置氣、液流程示意1～3是本發明所述氫燃料產生裝置的具體實施例，它有電解槽1、電極和電解液，電解液最好是用蒸溜水或軟化后的水配制的氫氧化鉀(或氫氧化鈉)溶液，電解槽內的正電極2和負電極3分別與直流電源4的正極和負極連接，直流電源可以是由220v市電經整流后變為直流電源，電解槽內負電極上部的氫氣室5由管道與儲氫氣及電解液器6連接，儲氫氣及電解液器6上設置有防爆器7和液位指示器8以及壓力控制器25，它還通過管道分別與儲水及氫氣洗滌器9和電解液過濾器10連接，儲水及氫氣洗滌器9經管道與阻火器11、氫氣減壓閥12連接;電解槽內正電極上部的氧氣室13(與氫氣室隔離，減少氫氧混合引起爆炸的可能)由管道與儲氧氣及電解液器14連接，儲氧氣及電解液器14上設置有防爆器15和液位指示器16，它還通過管道分別與儲水及氧氣洗滌器17和電解液過濾器10連接，儲水及氧氣洗滌器經管道與氧氣減壓閥18連接;在儲水及氧氣洗滌器17上設置有進水閥19和液位指示器20，其底部經一管道和閥門21與儲水及氫氣洗滌器9的底部連接，另外還經一管道和供水閥門22與電解液過濾器10連接，電解液過濾器10經一管道和閥門與電解液泵23連接，電解液泵經管道與電解槽1連接;為了保證輸出氣壓的穩定，在儲水及氫氣洗滌器和儲水及氧氣洗滌器的輸出管道之間設置有壓力平衡閥24;上述有氣、液運行的部件均在密封條件下工作，以防氣、液泄漏。本發明所述氫燃料產生裝置中的主要氣、液運動過程如下(1)氫氣電解槽內的電解液電解后產生的氫氣由負電極上部的氫氣室進入儲氫氣及電解液器，然后再經管道沖入儲水及氫氣洗滌器的水中洗滌，再經阻火器和氫氣減壓閥輸出;(2)氧氣電解產生的氧氣由正電極上部的氧氣室進入儲氧氣及電解液器，然后再經管道沖入儲水及氧氣洗滌器的水中洗滌，再經氧氣減壓閥輸出;(3)水經蒸溜或軟化后的水由進水閥19進入儲水及氧氣洗滌器和儲水及氫氣洗滌器中儲存備用，再經供水閥門22控制進入電解液過濾器，以便補充電解槽內減少的水份;(4)電解液電解液由電解液泵為動力源而形成微小的壓差驅動，從而實現由電解液洗滌器經電解液泵到電解槽至儲氫及電解液器和儲氧及電解液器再返回到電解液洗滌器的重復循環過程，在封閉狀態下可使儲氫及電解液器的壓力升高到0.8MPa而使輸出的氫氣具有一定的壓力，當儲氫及電解液器內的壓力超過規定值時，由壓力控制器25自動關斷本裝置的電源，以避免出現問題。
權利要求
1.氫燃料生產裝置，有電解槽[1]、電解液、電極和直流電源[4]，其特征是電解槽內負電極[3]上部的氫氣室[5]由管道與儲氫氣及電解液器[6]連接，儲氫氣及電解液器上設置有防爆器[7]和液位指示器[8]以及壓力控制器[25]，它還通過管道分別與儲水及氫氣洗滌器[9]和電解液過濾器[10]連接，儲水及氫氣洗滌器經管道與阻火器[11]、氫氣減壓閥連接，氫氣減壓閥[12]與氫氣輸出管連接；電解槽內正電極[2]上部的氧氣室[13]由管道與儲氧氣及電解液器[14]連接，儲氧氣及電解液器上設置有防爆器[15]和液位指示器[16]，它還通過管道分別與儲水及氧氣洗滌器[17]和電解液過濾器[10]連接，儲水及氧氣洗滌器經管道與氧氣減壓閥[18]連接，氧氣減壓閥與氧氣輸出管連接；儲水及氧氣洗滌器上設置有進水閥[19]和液位指示器[20]，其底部經一管道和閥門[21]與儲水及氫氣洗滌器的底部連接，另外還經一管道和供水閥門[22]與電解液過濾器[10]連接，電解液過濾器經一管道和閥門與電解液泵[23]連接，電解液泵經管道與電解槽[1]連接；上述有氣、液運行的部件均在密封條件下工作。
2.根據權利要求1所述的氫燃料生產裝置，其特征在于在儲水及氫氣洗滌器和儲水及氧氣洗滌器的輸出管道之間設置有壓力平衡閥[24]。
全文摘要
本發明提供了新穎的氫燃料產生裝置，它有電解槽、電極、電解液和直流電源。電解槽的氫氣室和氧化室相互隔離并分別與儲氫及電解液器和儲氧及電解液器連接，儲氫及電解液器與儲水及氫氣洗滌器連接，其中氫氣經阻火器和氫氣減壓閥輸出，儲氧及電解液器與儲水及氧氣洗滌器連接，其中氧氣經氧氣減壓閥輸出；電解液由電解液泵驅動在電解槽和儲電解液器之間循環運動；在儲水及氧氣洗滌器上設有進水閥。
文檔編號C25B1/10GK1093759SQ93104179
公開日1994年10月19日 申請日期1993年4月10日 優先權日1993年4月10日
發明者鐘正友, 何學智 申請人:何學智, 鐘正友