[实用新型]氢气发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源开发的技术领域，具体地说是通过用水为原料高效制造氢气的电解槽与电子脉冲控制技术的氢气发生器。其目的是为寻求经济有效的，可以实现工业化生产提供根本性解决方案。

背景技术

能源作为世界的经济命脉，社会发展的动力，受到了各国的高度重视。氢气作为一种清洁、高效、和资源丰富的新能源已渐为世人所共识。氢能源具有的以下优点必将成为人类的终极能源之一。 

1．清洁。氢气燃烧过程中只产生水对环境没有任何污染，实现真正的“零排放”。 

2．贮能高。燃烧1克氢可以放出14万焦耳的热量，约为燃烧1克汽油放热的3倍。 

3．使用效率高。采用催化燃烧氢气产生的热，比常规化石燃料的热效率高10－15％；用于内燃机产生动力，比汽油效率高15－25%。 

4．来源丰富。占地球表面71％的水中含有大量的氢，资源非常丰富。 

5. 用途广泛。用氢气代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用。替代乙炔气和氧气做金属焊接、切割处理，其效率高3倍以上。还可用于燃料电池，或转换成固态氢用作备用可移动能源。总之，做为新能源，可以替代一切动力能源燃料。

尽管氢是自然界最丰富的元素之一，但是天然的氢在地面上却很少有，所以只能依靠人工制取。但是作为能源使用，特别是普通的民用燃料，首先要求产氢气量大、安全可靠性高，并要求能够长时间的稳定运行。同时要求造价较低，即经济上具有可行性，这是今后制氢技术的基本标准。就长远和宏观而言，氢气的主要来源是水，以水裂解制氢应是当代新技术的主攻方向。

目前以水裂解制氢气是普遍采用的方法。因为在电解水时的离子交换过程要放出极大的热量；在制氢气过程中的散热问题是多少年来难以解决的课题。如果不妥善解决制氢设备的散热问题就很难使制氢设备持久工作运行。其电解槽的设计至关重要。

众所周知，电解水制氢技术自古有之。其原理在中学教科书里都有。水是由氢氧元素组成的，化学名称为H₂O。它由二个氢原子和一个氧原子组成。在“特定条件”下，对水溶液通电，可以将水分解成为氢气和氧气，如下图所示：

           通电

2H₂O  ------>   2H₂+O

即两个水分子可以分解成为2个氢原子和一个氧原子。通常的电解水裂解制氢方法采用的都是不同形式的极板式电解槽。在使用时，直流电施加于电解槽两端，电解槽内的水分子在电场作用下由杂乱无章的状态转变成有序的状态，其中氢原子总是对应阴极板，氧原子总是对着阳极板，氢氧化学键在电场作用下被强制打破，形成化学阴阳离子，阴阳离子沿各自方向移动，分别在阳极形成氧气，在阴极形成氢气。这是常规的工作原理。依据这个原理先人做出了很多形式的电解槽，然而都摆脱不了电解槽离子交换过程中产生极大热量的困惑。电解槽温度不能超过55℃；否则产生的不是氢气而是水蒸气。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种通过用水为原料高效制造氢气的电解槽与电子脉冲控制技术的氢气发生器。

本实用新型目的是通过如下技术方案来实现的：它包括有氢气发生装置以及氢气发生装置的控制器部分，其特征是：所述氢气发生装置的控制器部分包括：分别与整流电路、开关电源的输入端相连接的三相或单相交流电源，整流电路与开关电源的输出端分别与直流开关电路及智能程序控制单元输入端相连接，智能程序控制单元的输出端通过直流开关电路与氢气发生装置相连接，氢气发生装置上所设置的电流信号、温度信号、压力信号与智能程序控制单元连接，与预置当量数进行闭环返馈控制；所述氢气发生装置包括由电解槽和冷却系统组成，该电解槽的两侧分别设置有换热器，在换热器上设有循环冷却水的进出口，该进出口通过管线及水泵与冷却系统行成密闭的循环冷却系统，在靠近电解槽的换热器上部设有氧气和氢气出口，在该电解槽上还设置有电流信号、温度信号及压力信号传感器及显示器或报警器。

在电解槽与其中一侧的换热器之间还设置有一电离气体导流板，在电离气体导流板上均布有气体通孔。

所述直流开关电路的输出端与电解槽输入端相接，所述的电流信号、温度信号及压力信号的输出端与智能程序控制单元输入端相接。

本实用新型还包括在换热器的下部还设置有除杂阀门。