专利名称：太阳能制氢器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种氢气制取装置，特别是一种利用太阳光能并以水为原料来制取氢气并储存使用的节能环保型太阳能制氢器。
氢气作为一种洁净的再生能源，不仅适用于千家万户用作生活能源，而且还能用于车辆、船舶、工业、军事、航空、航天等一切以能源为动力的设施上，是石油、煤、天然气及植物纤维燃料最理想的替代产品。
现有的氢气制取方法有二种。一种是电解水制氢法，其不足之处是耗电量大，费用高，不方便，难以达到实用程度；另一种是工业制氢法，主要是用热化学方法，需在高温下进行，其不足之处是将消耗大量化石燃料，并放出大量二氧化碳，造成严重的碳资源浪费和环境污染。
本实用新型的目的就是针对上述不足之处而提供一种以水为原料，以太阳光为能源，通过光电转换来制取、储存氢气，供人们实际生活使用的节能环保型太阳能制氢器。
本实用新型的技术解决方案是一种太阳能制氢器，其特征是由太阳能光电转换器、太阳能光源自动跟踪装置、氢氧分解装置和储气装置四部分构成。其中，太阳能光电转换器是由光伏电池组构成。太阳能光源自动跟踪装置包括由直流电机、变速齿轮、传动轴和托架构成的经度跟踪器；由直流电机和升降杆构成的纬度跟踪器；由发光二极管、555时基集成电路及其外围元器件和继电器构成的跟踪控制电路，该发光二极管设在太阳能光电转换器的四个边缘上，其上方还设有挡光板。氢氧分解装置包括分解箱外壳及箱底设置的电极板组、箱顶设置的隔离板和氢气导管。储气装置由外筒、倒扣的内筒、以及内筒上设置的三通闸阀和配重物构成。
本实用新型技术解决方案中所述的太阳能光电转换器左、右两个边沿上可以设有与该转换器平面成127°夹角的反光板；该反光板的边缘上对应设有发光二极管和挡光板。
本实用新型技术解决方案中所述的电极板组的正、负电极板之间可以设有永久性磁钢。
本实用新型由于采用了太阳能光电转换器、太阳能光源自动跟踪装置、氢氧分解装置和储气装置四个部分，其中，太阳能光源自动跟踪装置由经度跟踪器、纬度跟踪器和跟踪控制电路构成，储气装置由内筒、外筒、三通闸阀和配重物构成。因而，当太阳能光电转换器的平面与太阳光不垂直时，则某一边缘上的发光二极管可接收到太阳光线，控制电路工作，使经度跟踪器或纬度跟踪器的直流电机带动太阳能光电转换器转动至与太阳光垂直的位置上，使光电转换器的光伏电池组始终处于最佳的光电转换状态。光电转换器的每组光伏电池与氢氧分解装置的每组电极板对应连接，电解水得到氢气，经隔离板形成的隔离空间从氢气导管输出。储气装置的内筒倒扣于外筒内，用水进行密封，内筒上的三通闸阀一端与氢气导管相连，另一端可与灶具等用具连接。配重物可保证储气的压力恒定。本实用新型由于在太阳能光电转换器上设有反光板，因而可使光伏电池电能转换增加60％的效率。本实用新型由于在氢氧分解装置的正、负电极板之间设有永久性磁钢，因而可使氢氧分解效率提高40％。本实用新型具有以水为原料，以太阳光为能源，通过光电转换来制取、储存氢气，供人们实际生活使用，体积小，成本低，使用方便，无污染，节约能源，氢气分解效率高的特点，因而达到了本实用新型的目的。
附图的图面说明如下
图1为本实用新型制氢部分的主体结构图；图2为本实用新型光源跟踪控制电路图；图3为本实用新型太阳能光电转换器结构图；图4为本实用新型氢氧分解装置结构图；图5为本实用新型储气装置结构图。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述太阳能光电转换器2由多组电压为4V、工作电流为4A的单晶硅光伏电池1构成，一般家庭使用以15组为佳，每组单独与一组电极板16连接。太阳能光电转换器2左右两侧各装有一块反光板3，反光板3的长度与太阳能光电转换器2的长度相同，宽度是其1/2。反光板3与光伏电池1的角度为127°，利用此角度安装反光板3，光电转换在阳光90°的直射情况下，可使光伏电池1电能转换增加60％的效率。
为使太阳能光电转换器2始终与阳光保持90°的直射角度，在太阳能光电转换器2的基座4上安装经度跟踪器5a，纬度跟踪器5b，与控制箱6一起构成太阳能光源自动跟踪装置。光电二极管7分别安装在反光板3的左右、太阳能光电转换器2的上下四方，分经度控制左右、纬度控制上下方向。当太阳能光电转换器2与阳光保持90°的直射角度时，反光板3和太阳能光电转换器2边沿的四块挡光板8挡住了光电二极管7的阳光接收，此时控制电路不工作，处于静止状态。当阳光向任何一方偏转1.5°时，任何一方的光电二极管7接收光源使控制该方向电路中的NE555时基集成电路工作，向继电器J输入200毫安的电流，继电器J吸合使控制该方向的直流电机9带动太阳能光电转换器2转动至91°。经度跟踪器5a由直流电机9、变速齿轮。传动轴10和托架11组成，直流电机9变速并通过传动轴10带动托架11转动，至91°的照射角度时，挡光板8又挡住该方向的光电二极管7，控制电路又处于不工作状态。为使跟踪准确，采用60∶1的齿轮变速，直流电机9采用2V100型摩托启动机。纬度跟踪器5b由直流电机9和升降杆12、13构成，当纬度方向达不到90°时，由传动轴上的活动纬度下支点连接的直流电机9和升降内、外杆12、13工作，带动太阳能光电转换器2背面上端的纬度活动上支点随升降内、外杆12、13上下移动，带动光电转换器2上下调节与太阳光的直射角度。纬度活动上支点和与托架11连接的活动支点用活动穿销连接及经度活动下支点形成一个可变三角。为使跟踪准确，采用螺杆丝帽式内、外升降杆12、13进行调节，随直流电机9的正反方向运转而使内外升降杆12、13伸长或缩短。由发光二极管7、555时基集成电路NE555及其外围元器件和继电器J构成的跟踪控制电路为常规的控制电路。
氢氧分解装置15由分解箱外壳14、电极板组16、隔离板19和氢气导管23构成。以绝缘材料制作的分解箱外壳14高度不低于250mm，宽度和长度以电极板16组数而定。电极板16采用合金碳制成，长200mm，宽150mm，厚50mm，每组电极板16的正极氧气极16a、负极氢气极16b按“十、一一、十十、一一、十”顺序进行排列，分别用电阻小的螺钉17锁在氢氧分解装置15底板上，正负电极板16之间的距离应为30mm为佳。在每组电极板16中间安装长200mm、宽30mm、厚20mm的2000高斯永久性磁钢18，形成的强磁场促进水分子中的氧键和氢键快速分离，与无磁场的电解水情况相比，对水分子的氢氧分解效率可提高40％。磁钢18粘接在氢氧分解装置15底板上，与电极板16应保持5mm的间隔。在氢氧分解装置15上方安装有绝缘材料制成的隔离板19，应与氢氧分解装置15上盖和两侧密封，隔离板19的高度为150mm，每块隔离板19应处在每组电极板16的上方。由两块隔离板19与水面22构成氢气收集室20和氧气室21，在氢气收集室20顶部装有10mm的氢气导管23，与多组氢气收集室20连通密封。氢气导管23与储气装置24连接，每组氧气室21顶部开有10mm的孔25排放氧气。在氢氧分解装置15顶部装有进水管26，进水管26应与氧气室21连接。加入电解的水中应先加入碱溶解饱和后再加入盐(如食盐)达到饱和状态，作用是减小水中电阻，增强水的导电性。
储气装置24由外筒28、内筒27和内筒27上设置的三通闸阀29和配重物32构成。使用时先将外筒28装满水，后将内筒27口面向下插入外筒28，其之间间隙33由水密封。内筒27的底平面中心装有三通闸阀29，一端与氢气导管23连接；一端进入储气装置24，内端装有安全阀30；另一端为氢气输出导管31，与燃具相连。内筒27平面上设有一定配重物32，配重物32的重量使内筒27底面达到10g/cm2，随氢气输入储气装置24而使内筒27上升，随氢气的输出使用而使内筒27下降，保证氢气恒压输出。
权利要求1.一种太阳能制氢器，其特征是由太阳能光电转换器(2)、太阳能光源自动跟踪装置、氢氧分解装置(15)和储气装置(24)四部分构成，其中，太阳能光电转换器(2)是由光伏电池组构成；太阳能光源自动跟踪装置包括由直流电机(9)、变速齿轮、传动轴(10)和托架(11)构成的经度跟踪器(5a)，由直流电机(9)和升降杆(12、13)构成的纬度跟踪器(5b)，由发光二极管(7)、555时基集成电路及其外围元器件和继电器(J)构成的跟踪控制电路，该发光二极管(7)设在太阳能光电转换器(2)的四个边缘上，其上方还设有挡光板(8)；氢氧分解装置(15)包括分解箱外壳(14)及箱底设置的电极板(16)组、箱顶设置的隔离板(19)和氢气导管(23)；储气装置由外筒(28)、倒扣的内筒(27)、以及内筒(27)上设置的三通闸阀(29)和配重物(32)构成。
2.根据权利要求1所述的太阳能制氢器，其特征是所述的太阳能光电转换器(2)左、右两个边沿上设有与该转换器(2)平面成127°夹角的反光板(3)；该反光板(3)的边缘上对应设有发光二极管(7)和挡光板(8)。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能制氢器，其特征是所述的电极板(16)组的正、负电极板(16a、16b)之间设有永久性磁钢(18)。
专利摘要本实用新型属于一种利用太阳光能制取氢气并储存使用的节能环保型装置。主要是提供一种供人们实际生活使用的太阳能制氢器。它的主要特征是包括由光伏电池构成的太阳能光电转换器;由经度跟踪器、纬度跟踪器、跟踪控制电路构成的太阳能光源自动跟踪装置;由电极板组、隔离板和氢气导管构成的氢氧分解装置;由内筒、外筒、三通闸阀和配重物构成的储气装置。具有体积小,成本低、使用方便、无污染、节约能源和氢气分解效率高的特点。
文档编号C25B1/00GK2459328SQ00255928
公开日2001年11月14日 申请日期2000年12月15日 优先权日2000年12月15日
发明者曹青山 申请人:曹青山