CN110129816A - 一种环保家用氢源生成设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种环保家用氢源生成设备，涉及氢气制备装置技术领域，包括外壳，外壳内安装有用于生成氢气的电解筒、用于给电解筒供水的水箱、用于隔绝回火的水封装置、电器箱，电解筒设有注液管和出气管，水箱通过注液管与电解筒连接，水封装置设有与出气管相连接的进气嘴；外壳顶部安装有用于显示电源供电正常的电源指示灯、用于提醒水箱液位过低的水箱警示灯、用于提醒电解液液位过低的电解液警示灯、用于提醒水封液位过低的水封警示灯、用于提醒电解筒内气压变化异常的气压异常灯；本发明既通过设置有水封装置起到防回火作用，又通过设置各种警示灯可以及时提醒补充电解液和水封液，保证家用氢源生成设备能够安全正常使用。
Description
技术领域
本发明涉及氢气制备装置技术领域，更具体的，涉及一种环保家用氢源生成设备。
背景技术
通过电解水溶液产生的氢气和氧气，可以作为家用氢源通入燃气灶进行燃烧。由于氢源生成用于燃烧使用时，容易产生电解液不足、水封液不足、发生回火的问题，而现有的氢源生成设备存在安全防护比较差的缺陷，往往只能适用于实验室里面的短时间使用，并不适用于在家庭里面的长时间使用。因此需求一种既能及时补充电解液和水封液，又具备良好的防回火效果的家用氢源生成设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保家用氢源生成设备，既通过设置有水封装置起到防回火作用，又通过设置各种警示灯可以及时提醒补充电解液和水封液，保证家用氢源生成设备能够安全正常使用。
为达此目的，本发明采用以下的技术方案：
本发明提供了一种环保家用氢源生成设备，包括外壳，所述外壳内安装有用于生成氢气的电解筒、用于给所述电解筒供水的水箱、用于隔绝回火的水封装置、用于控制各个电器元件的电器箱，所述电解筒设有注液管和出气管，所述水箱通过所述注液管与所述电解筒连接，所述水封装置设有与所述出气管相连接的进气嘴，所述水封装置设有用于给燃气灶供气的输气管；所述外壳顶部安装有用于显示电源供电正常的电源指示灯、用于提醒水箱液位过低的水箱警示灯、用于提醒电解液液位过低的电解液警示灯、用于提醒水封液位过低的水封警示灯、用于提醒电解筒内气压变化异常的气压异常灯。
在本发明较佳的技术方案中，所述电解筒包括两个筒体以及连通两个所述筒体的导流管，所述注液管通过所述导流管与两个所述筒体相连接，两个所述筒体顶部均安装有压盖，所述压盖上导电安装有接电头，所述出气管设于所述压盖上；两个所述筒体内部均设有上电极座和下电极座，所述上电极座和所述下电极座之间导电连接有多个呈环状的电极板，多个所述电极板均与所述筒体同心设置，且各个所述电极板的直径由内往外逐渐增大，位于最中间的所述电极板顶端贯穿所述上电极座与所述压盖导电连接，各个所述电极板侧壁上均设有将各个电极板内腔相互连通的通液孔，两个所述筒体内的电极板极性相反，其中一个为阳极，另外一个为阴极。
在本发明较佳的技术方案中，其中一个所述筒体内安装有电解液水位计和气压传感器。
在本发明较佳的技术方案中，所述水封装置包括罐体、与所述罐体底部相连接的进气管、设置于所述罐体顶部的出气外管、位于所述出气外管内部的出气内管、连接所述出气外管与所述罐体的回水管，所述罐体内部设有多个水平设置的隔板，各个所述隔板上均设有多个透气孔，相邻两个所述隔板的透气孔分别位于所述罐体的不同两侧；所述出气内管底端设有与所述罐体相连通的第一通孔，所述出气内管侧壁设有与所述出气外管相连通的第二通孔，所述出气外管侧壁顶部设有出气嘴，所述输气管通过所述出气嘴与所述出气外管相连接，所述第二通孔和所述出气嘴位于所述出气内管的不同两侧；所述回水管进水端与所述出气外管侧壁底部相连接，所述回水管出水端与所述罐体侧壁底部相连接。
在本发明较佳的技术方案中，所述进气管进气端固定安装有进气阀，所述进气阀设有两个所述进气嘴，两个所述进气嘴各自分别与一个所述筒体上的出气管相连接。
在本发明较佳的技术方案中，所述罐体内安装有水封水位计，所述罐体顶部设有与所述水箱相连通的加水管。
在本发明较佳的技术方案中，所述输气管上安装有防回火器，所述防回火器包括外套筒、进气接头、出气接头、透气粉末冶金套，所述进气接头和所述出气接头分别位于所述外套筒的两端，所述进气接头一端伸入所述外套筒中与所述螺纹槽螺纹连接，所述出气接头一端伸入所述外套筒中与所述螺纹槽螺纹连接；所述进气接头位于所述外套筒内部的一端固定设有第一凸台，所述出气接头位于所述外套筒内部的一端固定设有与所述第一凸台同轴设置的第二凸台，所述第一凸台外壁和所述第二凸台外壁均与所述透气粉末冶金套内壁螺纹连接，所述透气粉末冶金套通过两个凸台固定于所述进气接头和所述出气接头之间；所述外套筒和所述透气粉末冶金套之间形成环状的进气腔，所述透气粉末冶金套与两个凸台之间形成防回火腔，所述进气接头沿中心线方向设有进气槽，所述进气槽底部侧壁设有与所述进气腔相连通的通气通道，所述透气粉末冶金套侧壁上设有多个透气孔，所述出气接头沿中心线方向设有与所述防回火腔相连通的出气孔。
在本发明较佳的技术方案中，所述进气接头外露于所述外套筒的一端和所述出气接头外露于所述外套筒的一端均设有外螺纹，所述输气管上安装有与所述外螺纹相适配的管道接头，所述防回火器通过所述管道接头安装于所述输气管上。
在本发明较佳的技术方案中，所述水箱内安装有水箱水位计，所述外壳顶部设有与所述水箱相连通的水箱加水口。
在本发明较佳的技术方案中，所述外壳侧壁上设有电源插座和塑料提口，所述外壳顶部设有电源开关。
本发明的有益效果为：
(1)通过电源指示灯显示内部电路基本正常，通过气压异常灯显示设备内部是否正常供气，通过水箱警示灯、电解液警示灯和水封警示灯可以及时提醒使用者及时补充电解液和水封液，通过设置各种警示灯保证家用氢源生成设备能够安全正常使用，使得使用者能够持续长时间地使用氢源生成设备；
(2)电解筒通过采用创造性组合结构的多层环状电极板作为阳极和阴极，增大了有限体积内电极与水溶液的接触面积，提高了电解速率，从而提高了氢气和氧气的生成速率；
(3)水封装置通过内外气管双重结构，既起到防回火的作用，保证家用氢源能够安全使用，又能起到降低水分的作用，避免水蒸气干扰燃烧的进行，从而保证氢气和氧气能够正常燃烧；而且再加上防回火器的设置实现了水封加火封的双重防回火作用，最大限度地保证了设备在使用时的安全性。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种环保家用氢源生成设备的内部结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的一种环保家用氢源生成设备的内部俯视图；
图3是本发明具体实施方式提供的一种环保家用氢源生成设备的立体图；
图4是本发明具体实施方式提供的一种环保家用氢源生成设备的外壳俯视图；
图5是本发明具体实施方式提供的一种环保家用氢源生成设备的电解筒剖视图；
图6是本发明具体实施方式提供的一种环保家用氢源生成设备的电解筒沿A-A方向的剖视图；
图7是本发明具体实施方式提供的一种环保家用氢源生成设备的电解筒沿B-B方向的剖视图；
图8是本发明具体实施方式提供的一种环保家用氢源生成设备的水封装置剖视图；
图9是本发明具体实施方式提供的一种环保家用氢源生成设备的水封装置左视图；
图10是本发明具体实施方式提供的一种环保家用氢源生成设备的防回火器与输气管的连接关系图。
图中：
100、外壳；110、电源插座；120、塑料提口；130、电源开关；200、电解筒；210、筒体；211、导流管；212、注液管；220、压盖；221、接电头；222、出气管；231、上电极座；232、下电极座；240、电极板；241、通液孔；300、水箱；310、水箱加水口；400、水封装置；410、罐体；411、隔板；412、透气孔；420、进气管；421、进气阀；422、进气嘴；430、出气内管；431、第一通孔；432、第二通孔；440、出气外管；441、出气嘴；450、回水管；460、加水管；500、电器箱；600、防回火器；610、外套筒；611、螺纹槽；620、进气接头；621、第一凸台；622、进气槽；623、通气通道；630、出气接头；631、第二凸台；632、出气孔；640、透气粉末冶金套；650、进气腔；660、防回火腔；710、电源指示灯；720、水箱警示灯；730、电解液警示灯；740、水封警示灯；750、气压异常灯；800、输气管；810、管道接头。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图及技术方案作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，需要说明的是，具体实施方式中的附图仅为示意图，并不对尺寸进行限定，其实际尺寸以实物为准。
如图1～图10所示，本实施例中提供了一种环保家用氢源生成设备，包括外壳100，所述外壳100内安装有用于生成氢气的电解筒200、用于给所述电解筒200供水的水箱300、用于隔绝回火的水封装置400、用于控制各个电器元件的电器箱500，所述电器箱500内设有整个设备的控制系统，所述水箱300位于所述电解筒200的上方，所述电解筒200设有注液管212和出气管222，所述水箱300通过所述注液管212与所述电解筒200连接，所述水封装置400设有与所述出气管222相连接的进气嘴422，所述水封装置400设有用于给燃气灶供气的输气管800；所述外壳100顶部安装有用于显示电源供电正常的电源指示灯710、用于提醒水箱300液位过低的水箱警示灯720、用于提醒电解液液位过低的电解液警示灯730、用于提醒水封液位过低的水封警示灯740、用于提醒电解筒200内气压变化异常的气压异常灯750，各个灯均采用文字标注在所述外壳100顶部。
更具体地说，本申请的电解筒200采用氢氧化钠溶液作为电解液，其中最适宜采用溶剂和溶质的质量比为5:1的氢氧化钠溶液，通过加入氢氧化钠可以增强了水的导电性，有利于促进阴阳极之间的电子交换，从而提高了水的电解速率；并且在电解过程中由于只有水参与到反应中，也就说电解液中的氢氧化钠没有损耗，因此只需第一次添加氢氧化钠溶液，后续只需通过水箱300添加水即可。
进一步地，所述电解筒200包括两个筒体210以及连通两个所述筒体210的导流管211，所述注液管212通过所述导流管211与两个所述筒体210相连接，两个所述筒体210顶部均安装有压盖220，所述压盖220上导电安装有接电头221，所述出气管222设于所述压盖220上；两个所述筒体210内部均设有上电极座231和下电极座232，所述上电极座231通过螺丝与所述下电极座232固定连接，所述上电极座231和所述下电极座232之间导电连接有多个呈环状的电极板240，多个所述电极板240均与所述筒体210同心设置，且各个所述电极板240的直径由内往外逐渐增大，位于最中间的所述电极板240顶端贯穿所述上电极座231与所述压盖220导电连接，各个所述电极板240侧壁上均设有将各个电极板240内腔相互连通的通液孔241，两个所述筒体210内的电极板240极性相反，其中一个为阳极，另外一个为阴极。所述电解筒200通过采用创造性组合结构的多层环状电极板240作为阳极和阴极，增大了有限体积内电极与水溶液的接触面积，提高了电解速率，从而提高了氢气和氧气的生成速率。
进一步地，其中一个所述筒体210内安装有电解液水位计和气压传感器，所述电解液水位计用于检测所述电解筒200内的电解液水位情况，然后及时反馈到电器箱500内的控制系统，当电解液过少时，控制系统控制电解液警示灯730进行发光，以此来提醒使用者打开所述注液管212的阀门给电解筒200进行加水；所述气压传感器用于测量所述电解筒200内的气压情况，然后及时反馈到电器箱500内的控制系统，当电解筒200内的气压偏离设定范围内时，控制系统控制气压异常灯750进行发光，以此提醒使用者及时关闭电源开关130，返回给维修人员进行维修；如果是第一次使用时，由于电解筒200内还没产生气体，所述气压异常灯750会常亮一段时间，这并不影响设备的正常使用。
进一步地，所述水封装置400包括罐体410、与所述罐体410底部相连接的进气管420、设置于所述罐体410顶部的出气外管440、位于所述出气外管440内部的出气内管430、连接所述出气外管440与所述罐体410的回水管450，所述罐体410内部设有多个水平设置的隔板411，各个所述隔板411上均设有多个透气孔412，相邻两个所述隔板411的透气孔412分别位于所述罐体410的不同两侧；所述出气内管430底端设有与所述罐体410相连通的第一通孔431，所述出气内管430侧壁设有与所述出气外管440相连通的第二通孔432，所述出气外管440侧壁顶部设有出气嘴441，所述输气管800通过所述出气嘴441与所述出气外管440相连接，所述第二通孔432和所述出气嘴441位于所述出气内管430的不同两侧；所述回水管450进水端与所述出气外管440侧壁底部相连接，所述回水管450出水端与所述罐体410侧壁底部相连接。所述水封装置400通过内外气管双重结构，既起到防回火的作用，保证家用氢源能够安全使用，又能起到降低水分的作用，避免水蒸气干扰燃烧的进行，从而保证氢气和氧气能够正常燃烧。
进一步地，所述进气管420进气端固定安装有进气阀421，所述进气阀421设有两个所述进气嘴422，两个所述进气嘴422各自分别与一个所述筒体210上的出气管222相连接；由于两个所述筒体210产生的气体均不一样，阳极筒体210的出气管222排出氧气，阴极筒体210的出气管222排出氢气，而两个所述进气嘴422分别用于通入电解之后阴极产生的氢气和阳极产生的氧气，从而达到混合氢气和氧气的作用，而氧气有助燃的效果，促进氢气的燃烧。
进一步地，所述罐体410内安装有水封水位计，所述罐体410顶部设有与所述水箱300相连通的加水管460；水封水位计用于检测所述罐体410内的水封液位情况，然后及时反馈电器箱500内的控制系统，当水封液位过低，控制系统控制水封警示灯740进行发光，以此提醒使用者打开加水管460的阀门给水封装置400进行加水。
进一步地，所述输气管800上安装有防回火器600，所述防回火器600包括外套筒610、进气接头620、出气接头630、透气粉末冶金套640，所述进气接头620和所述出气接头630分别位于所述外套筒610的两端，所述进气接头620一端伸入所述外套筒610中与所述螺纹槽611螺纹连接，所述出气接头630一端伸入所述外套筒610中与所述螺纹槽611螺纹连接；所述进气接头620位于所述外套筒610内部的一端固定设有第一凸台621，所述出气接头630位于所述外套筒610内部的一端固定设有与所述第一凸台621同轴设置的第二凸台631，所述第一凸台621外壁和所述第二凸台631外壁均与所述透气粉末冶金套640内壁螺纹连接，所述透气粉末冶金套640通过两个凸台固定于所述进气接头620和所述出气接头630之间；所述外套筒610和所述透气粉末冶金套640之间形成环状的进气腔650，所述透气粉末冶金套640与两个凸台之间形成防回火腔660，所述进气接头620沿中心线方向设有进气槽622，所述进气槽622底部侧壁设有与所述进气腔650相连通的通气通道623，所述透气粉末冶金套640侧壁上设有多个透气孔412，所述出气接头630沿中心线方向设有与所述防回火腔660相连通的出气孔632。所述防回火器600通过透气粉末冶金套640可以快速阻断回火的漫延，具有结构简单、拆卸方便、防回火效果好的优点。
进一步地，所述进气接头620外露于所述外套筒610的一端和所述出气接头630外露于所述外套筒610的一端均设有外螺纹，所述输气管800上安装有与所述外螺纹相适配的管道接头810，所述防回火器600通过所述管道接头810安装于所述输气管800上。
进一步地，所述水箱300内安装有水箱水位计，所述外壳100顶部设有与所述水箱300相连通的水箱加水口310；水箱水位计用于检测水箱300内的液位情况，然后及时反馈到电器箱500内的控制系统，当水箱300内的液位过低，控制系统控制水箱警示灯720的进行发光，以此提醒使用者通过水箱加水口310给水箱300进行加水。
进一步地，所述外壳100侧壁上设有电源插座110和塑料提口120，所述塑料提口120方便使用者提起整个设备，所述外壳100顶部设有电源开关130，利用电源线通过电源插座110对整个设备进行通电，然后打开电源开关130，如果设备内部通电正常，控制系统会控制电源指示灯710进行发光，以此提醒使用者继续使用；当电源指示灯710不发光需要停止使用，返回到维修人员进行维修。
使用过程：给电源插座110通上电源，打开电源开关130，这时电源指示灯710发光，而水箱警示灯720、电解液警示灯730、水封警示灯740、气压异常灯750均处于不亮状态，也就是意味着整个设备处于正常可使用的状态，然后电解筒200内发生电解反应产生氢气和氧气，氢气和氧气通过进气管420进入水封装置400中，氢气和氧气通过透气孔412迂回穿过各个隔板411，然后氢气和氧气进入到爬升高度较高的出气内管430，水蒸气容易遇冷液化通过第一通孔431回流到罐体410中，同样氢气和氧气通过第二通孔432进入到出气外管440中，也会有部分水蒸气液化沿着回水管450回流到罐体410中，最后较为干燥的氢氧气从出气嘴441沿着输气管800通入到防回火器600中，氢气和氧气依次通过进气槽622、通气通道623、进气腔650、透气粉末冶金套640、防回火腔660、出气孔632穿过整个防回火器600，最后通入到燃气灶中进行燃烧。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种环保家用氢源生成设备，其特征在于：
包括外壳(100)，所述外壳(100)内安装有用于生成氢气的电解筒(200)、用于给所述电解筒(200)供水的水箱(300)、用于隔绝回火的水封装置(400)、用于控制各个电器元件的电器箱(500)，所述电解筒(200)设有注液管(212)和出气管(222)，所述水箱(300)通过所述注液管(212)与所述电解筒(200)连接，所述水封装置(400)设有与所述出气管(222)相连接的进气嘴(422)，所述水封装置(400)设有用于给燃气灶供气的输气管(800)；
所述外壳(100)顶部安装有用于显示电源供电正常的电源指示灯(710)、用于提醒水箱(300)液位过低的水箱警示灯(720)、用于提醒电解液液位过低的电解液警示灯(730)、用于提醒水封液位过低的水封警示灯(740)、用于提醒电解筒(200)内气压变化异常的气压异常灯(750)。
2.根据权利要求1所述的一种环保家用氢源生成设备，其特征在于：
所述电解筒(200)包括两个筒体(210)以及连通两个所述筒体(210)的导流管(211)，所述注液管(212)通过所述导流管(211)与两个所述筒体(210)相连接，两个所述筒体(210)顶部均安装有压盖(220)，所述压盖(220)上导电安装有接电头(221)，所述出气管(222)设于所述压盖(220)上；两个所述筒体(210)内部均设有上电极座(231)和下电极座(232)，所述上电极座(231)和所述下电极座(232)之间导电连接有多个呈环状的电极板(240)，多个所述电极板(240)均与所述筒体(210)同心设置，且各个所述电极板(240)的直径由内往外逐渐增大，位于最中间的所述电极板(240)顶端贯穿所述上电极座(231)与所述压盖(220)导电连接，各个所述电极板(240)侧壁上均设有将各个电极板(240)内腔相互连通的通液孔(241)，两个所述筒体(210)内的电极板(240)极性相反，其中一个为阳极，另外一个为阴极。
3.根据权利要求2所述的一种环保家用氢源生成设备，其特征在于：
其中一个所述筒体(210)内安装有电解液水位计和气压传感器。
4.根据权利要求1所述的一种环保家用氢源生成设备，其特征在于：
所述水封装置(400)包括罐体(410)、与所述罐体(410)底部相连接的进气管(420)、设置于所述罐体(410)顶部的出气外管(440)、位于所述出气外管(440)内部的出气内管(430)、连接所述出气外管(440)与所述罐体(410)的回水管(450)，所述罐体(410)内部设有多个水平设置的隔板(411)，各个所述隔板(411)上均设有多个透气孔(412)，相邻两个所述隔板(411)的透气孔(412)分别位于所述罐体(410)的不同两侧；所述出气内管(430)底端设有与所述罐体(410)相连通的第一通孔(431)，所述出气内管(430)侧壁设有与所述出气外管(440)相连通的第二通孔(432)，所述出气外管(440)侧壁顶部设有出气嘴(441)，所述输气管(800)通过所述出气嘴(441)与所述出气外管(440)相连接，所述第二通孔(432)和所述出气嘴(441)位于所述出气内管(430)的不同两侧；所述回水管(450)进水端与所述出气外管(440)侧壁底部相连接，所述回水管(450)出水端与所述罐体(410)侧壁底部相连接。
5.根据权利要求4所述的一种环保家用氢源生成设备，其特征在于：
所述进气管(420)进气端固定安装有进气阀(421)，所述进气阀(421)设有两个所述进气嘴(422)，两个所述进气嘴(422)各自分别与一个所述筒体(210)上的出气管(222)相连接。
6.根据权利要求4所述的一种环保家用氢源生成设备，其特征在于：
所述罐体(410)内安装有水封水位计，所述罐体(410)顶部设有与所述水箱(300)相连通的加水管(460)。
7.根据权利要求1所述的一种环保家用氢源生成设备，其特征在于：
所述输气管(800)上安装有防回火器(600)，所述防回火器(600)包括外套筒(610)、进气接头(620)、出气接头(630)、透气粉末冶金套(640)，所述进气接头(620)和所述出气接头(630)分别位于所述外套筒(610)的两端，所述进气接头(620)一端伸入所述外套筒(610)中与所述螺纹槽(611)螺纹连接，所述出气接头(630)一端伸入所述外套筒(610)中与所述螺纹槽(611)螺纹连接；所述进气接头(620)位于所述外套筒(610)内部的一端固定设有第一凸台(621)，所述出气接头(630)位于所述外套筒(610)内部的一端固定设有与所述第一凸台(621)同轴设置的第二凸台(631)，所述第一凸台(621)外壁和所述第二凸台(631)外壁均与所述透气粉末冶金套(640)内壁螺纹连接，所述透气粉末冶金套(640)通过两个凸台固定于所述进气接头(620)和所述出气接头(630)之间；所述外套筒(610)和所述透气粉末冶金套(640)之间形成环状的进气腔(650)，所述透气粉末冶金套(640)与两个凸台之间形成防回火腔(660)，所述进气接头(620)沿中心线方向设有进气槽(622)，所述进气槽(622)底部侧壁设有与所述进气腔(650)相连通的通气通道(623)，所述透气粉末冶金套(640)侧壁上设有多个透气孔(412)，所述出气接头(630)沿中心线方向设有与所述防回火腔(660)相连通的出气孔(632)。
8.根据权利要求7所述的一种环保家用氢源生成设备，其特征在于：
所述进气接头(620)外露于所述外套筒(610)的一端和所述出气接头(630)外露于所述外套筒(610)的一端均设有外螺纹，所述输气管(800)上安装有与所述外螺纹相适配的管道接头(810)，所述防回火器(600)通过所述管道接头(810)安装于所述输气管(800)上。
9.根据权利要求1所述的一种环保家用氢源生成设备，其特征在于：
所述水箱(300)内安装有水箱水位计，所述外壳(100)顶部设有与所述水箱(300)相连通的水箱加水口(310)。
10.根据权利要求1所述的一种环保家用氢源生成设备，其特征在于：
所述外壳(100)侧壁上设有电源插座(110)和塑料提口(120)，所述外壳(100)顶部设有电源开关(130)。
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